ТВЕРДОТОПЛИВНАЯ РЕГУЛИРУЕМАЯ ДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2024 года по МПК F02K9/94 F02K9/95 F02K9/86 

Изобретение относится к области ракетостроения, а именно к созданию разгонных блоков на базе твердотопливных регулируемых двигательных установок.

Известна управляемая ракетная двигательная установка многократного включения, состоящая из заряда твердого топлива, центрального сопла, управляющих сопел, оси которых расположены перпендикулярно оси центрального сопла. Центральное сопло и управляющие сопла регулируются при помощи клапанов. Воспламеняющие заряды твердого топлива расположены внутри камеры сгорания и вокруг заряда твердого топлива и отделены друг от друга слоем бронировки (патент № US 2005/0120703 А1, США, кл. F02K 9/08 - прототип).

Основным недостатком данной управляемой ракетной двигательной установки многократного включения является низкое значение удельного импульса.

Задачей изобретения является увеличение удельного импульса и улучшение массово-габаритных характеристик двигательной установки за счет оптимизации ее конструкции.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенная твердотопливная регулируемая двигательная установка содержит цилиндрический корпус, во внутренней полости которого установлен заряд твердого топлива торцевого горения, газоход, соединенный с корпусом и во входной части которого расположены равномерно по окружности воспламенительные устройства, при этом в его выходной части закреплены четыре сопловых блока, равномерно расположенных по окружности, центральное тело и вкладыш, установленные коаксиально и образующие между собой кольцевое сопло внешнего расширения, причем на внутренней поверхности выходной части газохода выполнена кольцевая проточка, в которой перемещается поперечное ребро, закрепленное на наружной поверхности вкладыша, при этом стенки кольцевой проточки, наружная поверхность вкладыша и поперечное ребро образуют полость, в которую подается жидкость, давление которой препятствует перемещению вкладыша.

Предлагаемая твердотопливная регулируемая двигательная установка за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - увеличение удельного импульса и улучшение массово-габаритных характеристик двигательной установки.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид твердотопливной регулируемой двигательной установки в положении с вдвинутым в газоход вкладышем в аксонометрии с разрезом, на фиг. 2 - общий вид твердотопливной регулируемой двигательной установки в положении с выдвинутым из газохода вкладышем в аксонометрии с разрезом.

Предлагаемая твердотопливная регулируемая двигательная установка содержит цилиндрический корпус 1, во внутренней полости которого установлен заряд твердого топлива торцевого горения 2, газоход 3, соединенный с корпусом 1 и во входной части которого расположены равномерно по окружности воспламенительные устройства 4. При этом в выходной части газохода 3 закреплены четыре сопловых блока 5, равномерно расположенные по окружности, центральное тело 6 и вкладыш 7, установленные коаксиально и образующие между собой кольцевое сопло внешнего расширения 8. Причем на внутренней поверхности выходной части газохода 3 выполнена кольцевая проточка 9, в которой перемещается поперечное ребро 10, закрепленное на наружной поверхности вкладыша 7. При этом стенки кольцевой проточки 9, наружная поверхность вкладыша 7 и поперечное ребро 10 образуют полость 11, в которую подается жидкость, давление которой препятствует перемещению вкладыша 7.

Предлагаемая твердотопливная регулируемая двигательная установка работает следующим образом.

В соответствии с циклограммой работы твердотопливной регулируемой двигательной установки подается команда на срабатывание воспламенительных устройств 4, продукты сгорания от которых поджигают заряд твердого топлива торцевого горения 2. Образовавшиеся продукты сгорания твердого топлива поступают в газоход 2 и далее в кольцевое сопло внешнего расширения 8, образованное центральным телом 6 и вкладышем 7. Истекая из кольцевого сопла внешнего расширения 8, продукты сгорания твердого топлива создают тягу.

Изменение тяги, создаваемой твердотопливной регулируемой двигательной установкой, выполняется за счет изменения площади критического сечения кольцевого сопла внешнего расширения 8 путем перемещения вкладыша 7 вдоль продольной оси газохода 3. Давление продуктов сгорания твердого топлива, истекающих через кольцевое сопло внешнего расширения 8, стремится переместить вкладыш 7 по потоку. Этому перемещению препятствует давление жидкости, подаваемой в полость 11, образованную стенками кольцевой проточки 9, наружной поверхностью вкладыша 7 и поперечным ребром 10. При сбросе давления в полости 11 вкладыш 7 перемещается в направлении потока продуктов сгорания твердого топлива.

Управление полетом разгонного блока по каналам тангажа, рысканья и крена осуществляется путем подачи продуктов сгорания твердого топлива из газохода 3 в соответствующие сопловые блоки 5.

Использование предложенного технического решения позволит увеличить удельный импульс и улучшить массово-габаритные характеристики двигательной установки.

Изобретение относится к области ракетостроения, а именно к созданию разгонных блоков на базе твердотопливных регулируемых двигательных установок. Твердотопливная регулируемая двигательная установка содержит цилиндрический корпус, во внутренней полости которого установлен заряд твердого топлива торцевого горения, газоход, соединенный с корпусом и во входной части которого расположены равномерно по окружности воспламенительные устройства. В выходной части газохода закреплены четыре сопловых блока, равномерно расположенных по окружности, центральное тело и вкладыш, установленные коаксиально и образующие между собой кольцевое сопло внешнего расширения. На внутренней поверхности выходной части газохода выполнена кольцевая проточка, в которой перемещается поперечное ребро, закрепленное на наружной поверхности вкладыша. Стенки кольцевой проточки, наружная поверхность вкладыша и поперечное ребро образуют полость, в которую подается жидкость, давление которой препятствует перемещению вкладыша. 2 ил.

Твердотопливная регулируемая двигательная установка, содержащая цилиндрический корпус, во внутренней полости которого установлен заряд твердого топлива торцевого горения, газоход, соединенный с корпусом и во входной части которого расположены равномерно по окружности воспламенительные устройства, при этом в его выходной части закреплены четыре сопловых блока, равномерно расположенных по окружности, центральное тело и вкладыш, установленные коаксиально и образующие между собой кольцевое сопло внешнего расширения, причем на внутренней поверхности выходной части газохода выполнена кольцевая проточка, в которой перемещается поперечное ребро, закрепленное на наружной поверхности вкладыша, при этом стенки кольцевой проточки, наружная поверхность вкладыша и поперечное ребро образуют полость, в которую подается жидкость, давление которой препятствует перемещению вкладыша.