ДВИГАТЕЛЬ РЕАКТИВНОГО БОЕПРИПАСА Российский патент 2021 года по МПК F02K9/95 F02K9/32 F02K9/36 

Изобретение относится к области военной техники, в частности, к реактивным двигателям для боеприпасов, предназначенных для стрельбы из противодиверсионных гранатометных систем, размещенных на плавучих боевых кораблях, стационарных или передвижных объектах на берегу.

К таким боеприпасам предъявляются повышенные требования по массогабаритным характеристикам, надежности срабатывания и по стойкости к транспортным нагрузкам. Обеспечение данных требований выполняется за счет различных технических решений, например, таких как специальные конструкции диафрагм в камере двигателя.

Известен двигатель реактивного боеприпаса (Патент RU №2378524 С1, F02K 9/36, опубл. 10.01.2010, Бюл. №1), в камере которого свободно размещен заряд из пучков пороховых трубок (т.н. вкладной заряд) и воспламенитель. Воспламенитель представляет собой навеску сыпучего пороха, помещенного в миткалевый картуз, и установлен перед узлом форсирования. Для разделения заряда от воспламенителя используется жестко закрепленная в камере стальная диафрагма. При горении порохового заряда диафрагма препятствует выбросу из камеры сгорания несгоревших частиц пороха, что увеличивает энергетические характеристики двигателя. При транспортных нагрузках диафрагма предохраняет воспламенитель от разрушения, так как препятствует зацеплению тканевого картуза об острые кромки трубок порохового заряда. Этим достигается повышение вероятности безотказной работы (надежности) реактивного двигателя.

К недостаткам данного технического решения следует отнести:

- увеличенную массу корпусных деталей двигательной установки в ущерб полезной нагрузке из-за изготовления диафрагмы из стали. Это связано с необходимостью обеспечения ее стойкости к высоким температурным воздействиям и прочности при работе двигателя;

- большую трудоемкость и сложность изготовления отверстий в диафрагме (для изготовления отверстий требуется высокоточный координатный станок).

Теми же недостатками обладает конструкция реактивного двигателя гранаты ПГ-18 к реактивному противотанковому гранатомету (РПГ) одноразового применения РПГ-18 (Конструкция средств поражения, боеприпасов, взрывателей и систем управления средствами поражения: Конструкция гранатометных выстрелов и реактивных гранат к гранатометам одноразового применения: учеб. пособие. / Ф.А. Савичев, А.В. Шеманаев, С.В. Михалец, С.В. Партала. - Пенза: ПАИИ, 2007. - 190 с, рис. 2.4 с. 88).

Известны боеприпасы, имеющие «щеточную» конструкцию заряда из трубок твердого топлива (пороха) для стартовых реактивных двигателей гранатометов, огнеметов и противотанковых управляемых ракет, где пороховые трубки скреплены с дном двигателя. Такая конструкция заряда исключает его осевое перемещение в камере двигателя и делает ненужной диафрагму, жестко установленную со стороны сопла.

Воспламенитель в виде сыпучего пороха помещен в миткалевый картуз и установлен внутри пластмассового стакана и удерживается от выпадания резиновым кольцом (там же, рис. 5.4 с. 114). Стакан соединен с узлом форсирования и является его составной частью, и при срабатывании двигателя выбрасывается вместе с ним из камеры через критическое сечение сопла горящими пороховыми газами.

Вышеуказанная схема расположения воспламенителя в камере реактивного двигателя позволяет предохранить его от транспортных нагрузок, и реализованы, например, в реактивных гранатах к гранатометам РПГ-27, РШГ-1, РПГ-29.

К недостаткам данного технического решения следует отнести:

- большую массу выбрасываемой конструкции в момент срабатывания реактивного двигателя (узел форсирования с заглушкой и трубкой подачи огневого импульса на воспламенитель (газовод), пластмассовый стакан и кольцо), что увеличивает размер (сектор) опасной зоны за казенным срезом гранатомета;

- усложнение конструкции предохранения воспламенителя от транспортных нагрузок при эксплуатации;

- усложнение технологии изготовления стакана (для изготовления пластмассового стакана требуется специальная пресс-форма) и его крепления к узлу форсирования.

В другом случае воспламенитель установлен внутри чашеобразного диска с центральным отверстием, расположенного перед узлом форсирования (там же, рис. 3.4 с. 98) (прототип). Диск изготовлен из картона. Для исключения выпадания воспламенитель с помощью ниток привязан к диску. Такая схема реализована, например, в реактивной гранате ПГ-22 к гранатомету РПГ-22.

К недостаткам данного технического решения следует отнести:

- при транспортных нагрузках возможны разрывы ниток, что приводит к выпадению воспламенителя из чаши и истиранию миткалевого картуза об острые кромки пороховых трубок, т.к. картонный диск расположен со стороны узла форсирования. Разрушение миткаля приводит к высыпанию пороха воспламенителя и, как следствие, к нештатному функционированию гранаты при боевом его использовании;

- необходимость выполнения операции привязки воспламенителя к чашеобразному диску, что приводит к увеличению трудовых затрат при сборке реактивного двигателя;

- необходимость использования диска в виде чаши, что усложняет технологию его изготовления.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение вероятности безотказной работы (надежности) реактивного двигателя и безопасности при выстреле.

Технический результат состоит в обеспечении сохранности воспламенителя при транспортных нагрузках и упрощении конструкции диафрагмы.

Технический результат достигается тем, что двигатель реактивного боеприпаса содержит камеру сгорания с размещенным в ней трубчатым пороховым зарядом «щеточной» конструкции, отделенным от воспламенителя диафрагмой, имеющей сквозные отверстия, и сопло, при этом разделительная диафрагма в камере установлена подвижно, а на ее внешнем контуре имеются равномерно расположенные отверстия, образующие по периметру диафрагмы выступы в виде зубьев, при этом отношение суммарной площади отверстий к площади описанного по зубьям круга составляет от 0,279 до 0,339, а отношение внешнего диаметра диафрагмы к внутреннему диаметру камеры сгорания находится в пределах от 0,997 до 1,028. Разделительная диафрагма выполнена из неметаллического материала толщиной не менее 1 мм, например, из картона.

Выполнение суммарной площади отверстий в диафрагме к площади описанного круга (по зубьям) в диапазоне от 0,279 до 0,339 позволяет гарантированно передать огневой импульс от воспламенителя на трубчатый пороховой заряд, а также не нарушает (не ухудшает) жесткость диафрагмы.

Применение диафрагмы с отношением внешнего диаметра (по зубьям) к внутреннему диаметру камеры сгорания в пределах от 0,997 до 1,028 позволяет обеспечить необходимое поджатие свободно уложенного воспламенителя. Присутствующий малый зазор при соотношении 0,997 не влияет на поджатие, так как при перекосе диафрагмы толщиной не менее 1 мм в пределах зазора она гарантированно заклинивается внутри камеры сгорания, обеспечивая необходимое поджатие воспламенителя. При соотношении 1,028 происходит заминание зубьев диафрагмы, что позволяет ей упираться о внутреннюю стенку камеры сгорания, тем самым фиксируется воспламенитель от перемещения.

Поджатие воспламенителя диафрагмой позволяет отказаться от операции привязки воспламенителя к диафрагме ниткой, что упрощает технологию сборки реактивного двигателя.

Выполнение диафрагмы из листового картона упрощает технологию изготовления самой диафрагмы, а также исключает создание дополнительной опасной зоны за казенным срезом ввиду его малой массы. Возможно изготовление диафрагмы из пластического материала, например, полиэтилена.

На фиг. 1 показан общий вид двигателя реактивного боеприпаса.

На фиг. 2 показана диафрагма в увеличенном масштабе.

Двигатель реактивного боеприпаса состоит из дна 1, камеры 2 с соплом, пучков трубчатого порохового заряда 3, скрепленных с дном 1, диафрагмы 4, воспламенителя 5, узла форсирования 7, на котором по центральной оси со стороны воспламенителя 5 установлен электровоспламенитель 6, стабилизатора 8 и насадка 9. По внешнему контуру диафрагмы равномерно расположены отверстия, образующие по периметру выступы в виде зубьев 11.

Работа двигателя реактивного боеприпаса происходит следующим образом.

При подаче электрического импульса на электровоспламенитель 6 срабатывает его воспламенительный состав, который поджигает воспламенитель 5. Через отверстия в диафрагме 4 форс огня от воспламенителя 5 передается на пучки трубчатого порохового заряда 3 и зажигает их. При достижении определенного давления газов в камере 2 двигателя из критического сечения сопла выбрасывается узел форсирования 7 с диафрагмой 4. Образовавшиеся пороховые газы начинают истекать из камеры 2 через свободное критическое сечение сопла, создавая тягу, под действием которой боеприпас начинает движение в канале ствола гранатометной системы.

Реализация предлагаемых технических решений в конструкции двигателя реактивного боеприпаса, подтвержденная наземными и морскими испытаниями, позволила повысить вероятность безотказной работы (надежность) реактивного двигателя за счет обеспечения сохранности воспламенителя при транспортных нагрузках, а также безопасность при выстреле за счет упрощения конструкции диафрагмы.

Изобретение относится к области военной техники, в частности, к реактивным двигателям для боеприпасов, предназначенных для стрельбы из противодиверсионных гранатометных систем, размещенных на плавучих боевых кораблях, стационарных или передвижных объектах на берегу. Двигатель реактивного боеприпаса содержит камеру 2 сгорания с размещенным в ней трубчатым пороховым зарядом 3 «щеточной» конструкции, отделенным от воспламенителя 5 диафрагмой 4, имеющей сквозные отверстия и сопло. Разделительная диафрагма в камере установлена подвижно, а на ее внешнем контуре имеются равномерно расположенные отверстия, образующие по периметру диафрагмы выступы в виде зубьев 10, при этом отношение суммарной площади отверстий к площади описанного по зубьям круга составляет от 0,279 до 0,339, а отношение внешнего диаметра диафрагмы к внутреннему диаметру камеры сгорания находится в пределах от 0,997 до 1,028. Разделительная диафрагма выполнена из неметаллического материала толщиной не менее 1 мм, например, из картона. Изобретение позволяет обеспечить сохранность воспламенителя при транспортных нагрузках и упрощает конструкцию диафрагмы. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Двигатель реактивного боеприпаса, содержащий камеру сгорания с размещенным в ней трубчатым пороховым зарядом «щеточной» конструкции, отделенным от воспламенителя диафрагмой, имеющей сквозные отверстия и сопло, отличающийся тем, что разделительная диафрагма в камере установлена подвижно, а на ее внешнем контуре имеются равномерно расположенные отверстия, образующие по периметру диафрагмы выступы в виде зубьев, при этом отношение суммарной площади отверстий к площади описанного по зубьям круга составляет от 0,279 до 0,339, а отношение внешнего диаметра диафрагмы к внутреннему диаметру камеры сгорания находится в пределах от 0,997 до 1,028.

2. Двигатель реактивного боеприпаса по п. 1, отличающийся тем, что разделительная диафрагма выполнена из неметаллического материала толщиной не менее 1 мм.

3. Двигатель реактивного боеприпаса по п. 2, отличающийся тем, что разделительная диафрагма выполнена, например, из картона.