РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Российский патент 2014 года по МПК F02K9/10 F02K9/26 

Описание патента на изобретение RU2527280C1

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к конструкциям крупногабаритных ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).

Из уровня техники известны конструкции РДТТ, которые включают корпус с днищами, скрепленный с корпусом канальный заряд твердого топлива с кольцевой поперечной щелью в качестве компенсатора поверхности горения (патент РФ №2154183, дата публикации 10.08.2000, Ракетная техника и космонавтика №35, 1980, с.12).

Недостатком описанных конструкций является уменьшение коэффициента заполнения корпуса топливом из-за наличия свободного, не заполненного топливом пространства внутри кольцевой щели.

Наиболее близким к предлагаемому является ракетный двигатель, содержащий корпус с днищами, скрепленный с корпусом канальный заряд твердого топлива с кольцевой поперечной щелью (патент РФ №2397354, дата публикации 20.08.2010).

Недостатком описанной конструкции является уменьшение коэффициента заполнения корпуса топливом из-за наличия свободного пространства в объеме кольцевой щели.

Задачей настоящего изобретения является создание конструкции РДТТ с кольцевой щелью с повышенным по сравнению с прототипом коэффициентом заполнения корпуса топливом.

Поставленная задача решается предлагаемой конструкцией РДТТ, содержащей корпус с днищами, скрепленный с корпусом канальный заряд твердого топлива с кольцевой поперечной щелью, в котором в кольцевой щели и канале размещены не извлекаемые перфорированные пустотелые формообразующие элементы (ФОЭ) из быстросгораемого материала, заполненные топливом, при этом топливо, размещенное в ФОЭ, и основной заряд скреплены с помощью размещенных в них и проходящих через стенки ФОЭ эластичных сгораемых крепежных элементов, покрытых клеящим составом.

В частности, поперечный размер перфораций в ФОЭ по крайней мере в два раза больше свода горения топлива, заполняющего ФОЭ.

В частности, поверхность ФОЭ покрыта герметизирующим составом.

Проведенный анализ уровня техники показывает, что предлагаемый ракетный двигатель отличается от прототипа тем, что в кольцевой щели и канале размещены не извлекаемые перфорированные пустотелые ФОЭ из быстросгораемого материала, заполненные топливом, при этом топливо, размещенное в формообразующем элементе, и основной заряд скреплены с помощью размещенных в них и проходящих через стенки ФОЭ, эластичных сгораемых крепежных элементов, покрытых клеящим составом.

Перфорация стенок ФОЭ обеспечивает заполнение топливом его внутреннего объема и за счет этого повышенное заполнение корпуса топливом.

Выполнение ФОЭ из быстросгораемого материала, например пенопласта, обеспечивает увеличение начальной поверхности горения, так как после выгорания ФОЭ к процессу горения подключается топливо с обеих сторон ФОЭ.

Покрытие поверхности ФОЭ герметизирующим слоем предотвращает миграцию компонентов топлива в ФОЭ.

Наличие эластичных, закрепленных в топливе основного заряда и ФОЭ, крепежных элементов обеспечивает его полноценное сгорание без остатков.

Таким образом, значительное увеличение начальной поверхности горения по сравнению с прототипом позволяет уменьшить размах щели и за счет этого тоже увеличить коэффициент заполнения топливом.

Размер поперечных отверстий в два раза больше удвоенного свода горения топлива в ФОЭ обеспечивает сохранение перемычки, связывающей топливо в ФОЭ с основным зарядом до его полного сгорания.

Предлагаемый РДТТ иллюстрируется фиг.1, 2, на которых показана часть продольного разреза двигателя с расположением сквозной поперечной щели с ФОЭ и центрального канала с легкосгораемым ФОЭ у переднего днища.

Двигатель содержит корпус 1 с днищами 2 (заднее днище на чертеже не показано), скрепленный с корпусом 1 заряд 3, имеющий канал 4 и сквозную поперечную щель 5, в которой размещен быстросгораемый перфорированный ФОЭ 6. Через отверстия 7 внутренний объем ФОЭ 6 заполнен топливом и соединен с основным зарядом 3. Объем топлива внутри ФОЭ удерживается до его полного выгорания крепежными элементами 8.

Работает предлагаемый двигатель следующим образом.

После срабатывания воспламенителя (не показан) загорается канал 4, а ФОЭ 6 мгновенно сгорают. Воспламеняется топливо с внутренней и наружной стороны ФОЭ 6. Конструкция ФОЭ 6 с крепежными элементами 8 такова, что в процессе работы двигателя сначала выгорит топливо внутри объема ФОЭ, а затем соединяющие его с основным зарядом крепежные элементы 8.

Крупногабаритный канальный заряд массой с наклонной кольцевой щелью в районе переднего днища, фиг.1. Диаметр канала примерно 400 мм, внутренний диаметр корпуса 1800 мм. Размах щели 1050 мм, раскрытие щели на канале 480 мм. Толщина стенки ФОЭ на канале 50 мм, диаметр окон перфораций пенопластового ФОЭ 80 мм. Во внутреннем объеме ФОЭ выполнена кольцевая щель размахом 650 мм и шириной на канале 90 мм. В центральном канале заряда размещен ФОЭ внутренним диаметром 320 мм и длиной 1000 мм. ФОЭ позволяет разместить в канале основного заряда дополнительный заряд размерами: наружный диаметр 320 мм, внутренний диаметр 100 мм, длина 970 мм. Крепежные элементы, удерживающие топливо в объеме ФОЭ, изготавливают из термостойкой резины 51-1615 в виде жгутов диаметром 12 мм. В качестве быстросгораемого материала выбран пенопласт как наиболее легкий материал, кроме того, он легко обрабатывается механически и обеспечивает сохранность своих механических характеристик в объеме топлива в течение требуемого для заряда гарантийного срока хранения. Перед формованием жгуты были вклеены в стенку ФОЭ и покрыты клеем, используемым в защитно-крепящем слое заряда. После формования жгуты прочно склеиваются с топливом основного и размещенного в ФОЭ заряда. Такое исполнение заряда позволяет увеличить коэффициент заполнения корпуса топливом более чем на 1,5%. Кроме того, увеличение начальной поверхности заряда позволяет уменьшить отклонение максимального давления от среднего с 6 до 4%, тем самым уменьшить вес корпуса двигателя, фиг.3, где пунктирная линия показывает изменение давления в процессе работы существующего двигателя, а сплошная - предлагаемого.

Предлагаемое техническое решение практически реализуемо. Создание таких конструкций актуально и перспективно, поскольку позволяет повысить эффективность ракетных комплексов.

Похожие патенты RU2527280C1

название год авторы номер документа
РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 2013
  • Жарков Александр Сергеевич
  • Громов Александр Михайлович
  • Пилюгин Леонид Александрович
  • Казаков Александр Алексеевич
RU2542709C1
Скрепленный с корпусом канальный заряд смесевого ракетного твердого топлива 2019
  • Курбатов Андрей Валерьевич
  • Кодолов Владимир Васильевич
  • Воробьев Артем Константинович
  • Черкасов Александр Владимирович
  • Новоселов Григорий Павлович
  • Половникова Надежда Викторовна
RU2725118C1
ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 2011
  • Жарков Александр Сергеевич
  • Кривенко Олег Алексеевич
  • Коваленко Геннадий Павлович
  • Литвинов Андрей Владимирович
  • Макарова Наталья Макаровна
  • Гусев Тимофей Викторович
RU2458244C1
РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 2013
  • Жарков Александр Сергеевич
  • Анисимов Игорь Иванович
  • Литвинов Андрей Владимирович
  • Дочилов Николай Егорович
  • Казаков Александр Алексеевич
  • Огородников Сергей Петрович
RU2524789C1
РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ 2014
  • Жарков Александр Сергеевич
  • Литвинов Андрей Владимирович
  • Вагичев Сергей Николаевич
  • Кривенко Олег Алексеевич
  • Коваленко Геннадий Павлович
  • Макарова Наталья Макаровна
  • Гусев Тимофей Викторович
  • Анисимов Игорь Иванович
RU2576411C1
Способ изготовления скрепленного с корпусом канального заряда смесевого ракетного твердого топлива 2018
  • Анисимов Игорь Иванович
  • Литвинов Андрей Владимирович
  • Чащихин Евгений Алексеевич
  • Карманов Николай Михайлович
  • Курбатов Андрей Валерьевич
  • Кодолов Владимир Васильевич
RU2673917C1
РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 2012
  • Жарков Александр Сергеевич
  • Литвинов Андрей Владимирович
  • Кривенко Олег Алексеевич
  • Коваленко Геннадий Павлович
  • Вагичев Сергей Николаевич
  • Макарова Наталья Макаровна
  • Гусев Тимофей Викторович
RU2497007C1
РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 2010
  • Кислицын Алексей Анатольевич
  • Никитин Василий Тихонович
  • Молчанов Владимир Фёдорович
  • Козьяков Алексей Васильевич
  • Амарантов Георгий Николаевич
  • Нешев Сергей Сергеевич
RU2461728C2
КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА И ЗАРЯД СКРЕПЛЕННЫЙ 2011
  • Соколовский Михаил Иванович
  • Иоффе Ефим Исаакович
  • Каримов Владислав Закирович
  • Лянгузов Сергей Викторович
  • Налобин Михаил Алексеевич
  • Нельзин Юрий Борисович
  • Коваленко Геннадий Павлович
  • Анисимов Игорь Иванович
RU2459101C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА И РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 2004
  • Дудка Вячеслав Дмитриевич
  • Кузнецов Владимир Маркович
  • Швыкин Юрий Сергеевич
  • Махонин Владимир Владимирович
  • Маликов Эрнес Никифорович
  • Коликов Владимир Анатольевич
  • Коренной Александр Владимирович
  • Гольнев Игорь Анатольевич
RU2274758C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 527 280 C1

Реферат патента 2014 года РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к конструкциям крупногабаритных ракетных двигателей на твердом топливе. Ракетный двигатель содержит корпус с днищами и скрепленный с корпусом канальный заряд твердого топлива с кольцевой поперечной щелью. В кольцевой щели и канале размещены не извлекаемые перфорированные пустотелые формообразующие элементы из быстросгораемого материала, заполненные топливом. Топливо, размещенное в формообразующем элементе, и основной заряд скреплены с помощью размещенных в них и проходящих через стенки формообразующего элемента эластичных сгораемых крепежных элементов, покрытых клеящим составом. Поперечный размер отверстий перфораций в формообразующих элементах больше свода горения топлива, заполняющего формообразующий элемент. Поверхность формообразующих элементов покрыта герметизирующим покрытием. Изобретение позволяет повысить коэффициент заполнения корпуса топливом. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 527 280 C1

1. Ракетный двигатель твердого топлива, содержащий корпус с днищами, скрепленный с корпусом канальный заряд твердого топлива с кольцевой поперечной щелью, отличающийся тем, что в кольцевой щели и канале размещены не извлекаемые перфорированные пустотелые формообразующие элементы из быстросгораемого материала, заполненные топливом, при этом топливо, размещенное в формообразующем элементе, и основной заряд скреплены с помощью размещенных в них и проходящих через стенки формообразующих элементов эластичных сгораемых крепежных элементов, покрытых клеящим составом.

2. Ракетный двигатель твердого топлива по п.1, отличающийся тем, что поперечный размер отверстий перфораций в формообразующих элементах по крайней мере в два раза больше свода горения топлива, заполняющего формообразующий элемент.

3. Ракетный двигатель твердого топлива по п.1, отличающийся тем, что поверхность формообразующих элементов покрыта герметизирующим покрытием.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2527280C1

ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 2009
  • Жарков Александр Сергеевич
  • Вагичев Сергей Николаевич
  • Кривенко Олег Алексеевич
  • Коваленко Геннадий Павлович
  • Макарова Наталья Макаровна
RU2397354C1
US 4756251 A, 12.07.1988
ЗАРЯД, СКРЕПЛЕННЫЙ С КОРПУСОМ РДТТ 2006
  • Грибань Михаил Григорьевич
  • Гусев Сергей Алексеевич
  • Калашников Владимир Иванович
  • Ключников Александр Николаевич
  • Меркулов Владислав Михайлович
  • Милёхин Юрий Михайлович
  • Банзула Юрий Борисович
RU2326260C2
US 4052943 A, 11.10.1977
ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 1999
  • Жарков А.С.
  • Жуков А.П.
  • Кривенко О.А.
  • Марьяш В.И.
  • Макарова Н.М.
  • Яскин А.В.
RU2154183C1
US 3066481 A, 04.12.1962

RU 2 527 280 C1

Авторы

Жарков Александр Сергеевич

Дочилов Николай Егорович

Громов Александр Михайлович

Казаков Александр Алексеевич

Даты

2014-08-27Публикация

2013-07-02Подача