ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ЗАРЯДОВ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Российский патент 2012 года по МПК F02K9/95 

Описание патента на изобретение RU2445502C1

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к устройствам воспламенения зарядов ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ).

Одними из наиболее сложных проблем, возникающих при создании РДТТ, являются проектирование и отработка систем воспламенения, включающие выбор воспламенительного состава и конструкции воспламенительного устройства, обеспечение оптимального комплекса рабочих характеристик в период выхода РДТТ на стационарный режим.

В настоящее время в связи с развитием ракетной техники широкое распространение получили заряды смесевого твердого топлива большого удлинения, имеющие сложную, разветвленную поверхность горения. Для подобных зарядов особенно важно обеспечить одновременность воспламенения по всей поверхности горения, поскольку задержка воспламенения отдельных участков заряда, в частности застойных зон и тупиковых каналов, впоследствии может привести к отклонениям от расчетного режима работы двигательной установки.

Известно воспламенительное устройство для ракетных топлив традиционной конструкции [Патент 3423931 США, МКИ F02K, 1983], состоящее из перфорированного корпуса с размещенным в нем воспламенительным составом, фиксирующей втулки, электровоспламенителя и герметизирующей мембраны.

Недостатком данной конструкции является относительно низкий газоприход продуктов сгорания из воспламенительного устройства, что приводит к ухудшению характеристик двигательной установки в переходный период, так как оптимальные характеристики переходного периода обеспечиваются при быстром сгорании воспламенительного состава и интенсивном притоке продуктов сгорания из воспламенительного устройства в свободный объем камеры двигателя.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого изобретения является воспламенительное устройство для ракетных топлив [Патент РФ №2133725, опубликовано 27.07.1999]. Оно содержит цилиндрический корпус с находящейся в нем основной навеской воспламенительного состава, крышку с расходными отверстиями, наружную оболочку (мембрану), электровоспламенитель, первичный воспламенительный состав. Требуемые характеристики переходного периода обеспечиваются за счет быстрого сгорания воспламенительного состава и интенсивного притока продуктов сгорания из воспламенительного устройства в свободный объем камеры двигателя. Увеличение скорости притока продуктов сгорания в свободный объем камеры двигателя обеспечивается за счет интенсификации процесса горения путем добавления в воспламенительный состав химического катализатора.

Недостатками данной конструкции является неравномерность прогрева топливного элемента большого удлинения по поверхности горения. Это связано с тем, что поверхность топливного заряда, расположенная в непосредственной близости от расходных отверстий, прогревается до критической температуры быстрее, чем более удаленная. В дальнейшем это может привести к нерасчетному режиму работы двигательной установки за счет отклонения начальной поверхности горения от номинальной.

Технической задачей, решаемой в данном изобретении, является улучшение равномерности прогрева и одновременности воспламенения разветвленной поверхности горения топливного элемента большого удлинения.

Поставленная техническая задача в изобретении решается тем, что в предложенной конструкции воспламенительного устройства зарядов ракетных двигателей твердого топлива, состоящей из цилиндрического корпуса с радиальными расходными отверстиями, размещенной внутри него основной навески воспламенительного состава, первичного воспламенительного состава, крышки, навернутой на один из торцев корпуса, в которую ввинчен электровоспламенитель, и уплотнительных мембран, на торце цилиндрического корпуса, противоположном крышке, соосно ему, выполнена цилиндрическая направляющая меньшего диаметра, на которой базируется дополнительно введенная подвижная часть воспламенительного устройства, выполненная в виде полого цилиндрического стакана с радиальными расходными отверстиями и размещенной внутри дополнительной навеской воспламенительного состава, перекрытого уплотнительной крышкой, при этом между уплотнительной крышкой и электровоспламенителем размещен первичный воспламенительный состав. Для интенсификации процесса теплообмена между продуктами сгорания воспламенительного состава и поверхностью горения заряда расходные отверстия в дополнительно введенной подвижной части воспламенительного устройства могут быть выполнены тангенциально.

Изобретение поясняется фигурой, на которой изображен общий вид воспламенительного устройства зарядов ракетных двигателей твердого топлива в разрезе.

Воспламенительное устройство зарядов ракетных двигателей твердого топлива содержит электровоспламенитель (1), цилиндрический корпус (2) с выполненными в нем радиальными отверстиями, основную навеску воспламенительного состава (3), цилиндрическую направляющую (4), подвижную часть воспламенительного устройства (5), выполненную в виде полого цилиндрического стакана с радиальными отверстиями, дополнительную навеску воспламенительного состава (6), уплотнительную крышку (7), первичный воспламенительный состав (8), помещенный в герметичный корпус. Для закрепления воспламенительного устройства в двигательной установке (ДУ) на крышке (9) выполнена резьба. Для обеспечения герметичности соединений на цилиндрическом корпусе (2) и на подвижной части воспламенительного устройства выполнены кольцевые проточки, в которые помещены резиновые уплотнители (10), (11). Для компенсации технологических отклонений внутри цилиндрического корпуса расположена компенсирующая прокладка (12). Для обеспечения герметичности внутренних полостей воспламенительного устройства на расходные отверстия наклеены мембраны (13), (14), (15), (16).

Работа воспламенительного устройства зарядов ракетных двигателей твердого топлива заключается в следующем. При подаче напряжения на элемент накаливания электровоспламенителя (1) продуктами его сгорания воспламеняется первичный воспламенительный состав (8), от которого происходит воспламенение основной (3) и дополнительной (6) навесок воспламенительного состава. При достижении в полости между крышкой (9) и уплотнительной крышкой (7) расчетного давления происходит срез завальцовки на цилиндрической направляющей (4), подвижная часть воспламенительного устройства (5) начинает двигаться вдоль цилиндрической направляющей и сходит с нее. Перемещение подвижной части воспламенительного устройства по каналу заряда происходит за счет истечения продуктов сгорания дополнительной навески воспламенительного состава (6) из расходного отверстия уплотнительной крышки (7). При перемещении подвижной части воспламенительного устройства по каналу заряда из ее радиальных отверстий происходит истечение продуктов сгорания дополнительной навески воспламенительного состава и осуществляется равномерный прогрев и воспламенение топливного элемента большого удлинения с развитой поверхностью горения продуктами сгорания как основной (3), так и дополнительной (6) навесок воспламенительного состава.

Преимущество предложенной конструкции воспламенительного устройства заключается в возможности обеспечения более равномерного прогрева топливного элемента и улучшении одновременности воспламенения поверхности горения заряда.

Помимо этого использование данной конструкции позволяет осуществить более интенсивный подвод продуктов сгорания воспламенительного состава к застойным зонам и тупиковым каналам заряда.

Похожие патенты RU2445502C1

название год авторы номер документа
Ракетный двигатель твёрдого топлива управляемого снаряда 2015
  • Замарахин Василий Анатольевич
  • Колотилин Владимир Иванович
  • Палайчев Андрей Анатольевич
RU2613351C1
ПИРОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ВОСПЛАМЕНЕНИЯ СОПРОВОЖДЕНИЯ 2000
  • Лукин А.Н.
RU2178093C2
Способ стрельбы ракетным выстрелом и ракетный выстрел, реализующий его 2021
  • Давыдов Михаил Николаевич
  • Замарахин Василий Анатольевич
  • Колотилин Владимир Иванович
  • Корнеичев Вячеслав Владимирович
  • Ситник Руслан Владимирович
  • Худяков Владимир Иванович
RU2777290C1
ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ 1996
  • Сарабьев В.И.
  • Емельянов В.Н.
  • Левина Н.А.
  • Киневский П.Б.
RU2133725C1
РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 2004
  • Васина Елена Анатольевна
  • Коликов Владимир Анатольевич
  • Коренной Александр Владимирович
  • Морозов Валерий Дмитриевич
  • Сурначев Александр Федорович
  • Шатрова Эмилия Алексеевна
RU2273758C1
ИМПУЛЬСНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 2003
  • Абрамов Ю.Б.
  • Большаков А.Н.
  • Ворон П.Ф.
  • Кириллов Ю.Н.
RU2251628C1
РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 2010
  • Козьяков Алексей Васильевич
  • Молчанов Владимир Федорович
  • Кислицын Алексей Анатольевич
  • Никитин Василий Тихонович
  • Амарантов Георгий Николаевич
  • Филимонова Елена Юрьевна
  • Красильников Федор Сергеевич
  • Летов Борис Павлович
RU2438033C1
РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОДАЧИ ЗАРЯДА РАЗМИНИРОВАНИЯ 2018
  • Байков Виктор Викторович
  • Гусев Сергей Алексеевич
  • Дамаскин Виктор Николаевич
  • Землевский Александр Владимирович
  • Желтов Дмитрий Валерианович
  • Кириллов Антон Викторович
  • Ковалев Виктор Николаевич
  • Коренко Вячеслав Олегович
  • Купцов Владимир Владимирович
  • Логвин Олег Игоревич
  • Милёхин Юрий Михайлович
  • Ноговицын Александр Анатольевич
  • Положай Юрий Владимирович
  • Сёмин Александр Сергеевич
  • Соломатин Пётр Кириллович
  • Эйхенвальд Валерий Наумович
RU2711328C1
ЗАРЯД С ВОСПЛАМЕНИТЕЛЕМ ДЛЯ СТАРТОВОГО ДВИГАТЕЛЯ МАЛОГАБАРИТНОЙ РАКЕТЫ 2011
  • Губкин Александр Михайлович
  • Гуськов Вячеслав Александрович
  • Ламзина Ираида Семеновна
RU2476707C1
РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА УПРАВЛЯЕМОГО СНАРЯДА, ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬ ТВЕРДОТОПЛИВНОГО ЗАРЯДА И СОПЛОВОЙ БЛОК РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2008
  • Дронов Евгений Анатольевич
  • Алешичев Иван Афанасьевич
  • Андреев Владимир Андреевич
  • Бессонов Анатолий Николаевич
  • Глазков Константин Михайлович
  • Омарбеков Борис Рамазанович
RU2351788C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 445 502 C1

Реферат патента 2012 года ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ЗАРЯДОВ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Воспламенительное устройство заряда ракетного двигателя твердого топлива содержит цилиндрический корпус с радиальными отверстиями, размещенную внутри него основную навеску воспламенительного состава, первичный воспламенительный состав, крышку с электровоспламенителем, навернутую на торец корпуса, и уплотнительные мембраны. На торце корпуса, противоположном крышке, соосно выполнена цилиндрическая направляющая, на которой базируется дополнительно введенная подвижная часть воспламенительного устройства. Подвижная часть выполнена в виде полого цилиндрического стакана с радиальными отверстиями и размещенной внутри него дополнительной навеской воспламенительного состава, перекрытого уплотнительной крышкой с отверстием. Изобретение позволяет обеспечить равномерный прогрев и воспламенение разветвленной поверхности горения топливного элемента большого удлинения. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 445 502 C1

Воспламенительное устройство зарядов ракетных двигателей твердого топлива, состоящее из цилиндрического корпуса с радиальными расходными отверстиями, размещенной внутри него основной навески воспламенительного состава, первичного воспламенительного состава, крышки, навернутой на один из торцев корпуса, в которую ввинчен электровоспламенитель, и уплотнительных мембран, отличающееся тем, что на торце цилиндрического корпуса, противоположном крышке, соосно ему выполнена цилиндрическая направляющая меньшего диаметра, на которой базируется дополнительно введенная подвижная часть воспламенительного устройства, выполненная в виде полого цилиндрического стакана с радиальными расходными отверстиями и размещенной внутри него дополнительной навеской воспламенительного состава, перекрытого уплотнительной крышкой с отверстием.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2445502C1

ВОСПЛАМЕНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ 1996
  • Сарабьев В.И.
  • Емельянов В.Н.
  • Левина Н.А.
  • Киневский П.Б.
RU2133725C1
СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА 2000
  • Сафоничева О.Г.
RU2163795C1
US 3906720 A, 23.09.1975
US 3581662 A, 01.06.1971
ИМПУЛЬСНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 2003
  • Абрамов Ю.Б.
  • Большаков А.Н.
  • Ворон П.Ф.
  • Кириллов Ю.Н.
RU2251628C1
US 3423931 A, 28.01.1969.

RU 2 445 502 C1

Авторы

Алешичева Лариса Ивановна

Никитин Виктор Александрович

Сладков Валерий Юрьевич

Кудрявцев Денис Александрович

Лебеденко Дмитрий Сергеевич

Даты

2012-03-20Публикация

2010-08-23Подача