RU196907U1 - Missile with a gas-vapor powder engine, explosive nuclear charges and a rotary nozzle - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к теплоэнергетике и энергомашиностроению, а именно к боевым ракетам с пороховым двигателем, содержащим ядерные заряды ВВ, и может быть использована для подводных лодок, надводных кораблей для воздушных судов, а также для тушения пожаров. Технический результат заключается в повышении удельной мощности порохового ракетного двигателя и снижении его температурного режима. Ракета содержит пороховой двигатель с камерой сгорания с соплом, заряды ВВ и устройство для управления в полете характеризуется тем, что двигатель содержит заряд ВВ и линейные заряды воды, выполненные из не сообщающихся между собой отдельных объемов на всю длину камеры и расположенные равномерно по площади поперечного сечения камеры сгорания. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to heat power engineering and power engineering, namely to military rockets with a powder engine containing explosive nuclear charges, and can be used for submarines, surface ships for aircraft, as well as for fighting fires. The technical result consists in increasing the specific power of the powder rocket engine and lowering its temperature regime. The rocket contains a powder engine with a combustion chamber with a nozzle, explosive charges and a control device in flight, characterized in that the engine contains an explosive charge and linear charges of water made of separate volumes not communicating with each other over the entire length of the chamber and located uniformly over the cross-sectional area combustion chambers. 7 c.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике и энергомашиностроению, а именно к боевым ракетам с пороховым двигателем, содержащим ядерные заряды ВВ, и может быть использована для подводных лодок, надводных кораблей для воздушных судов, а также для тушения пожаров.The utility model relates to thermal power engineering and power engineering, namely to military rockets with a powder engine containing explosive nuclear charges, and can be used for submarines, surface ships for aircraft, as well as for fighting fires.

В теории тепловых двигателей ошибочно считается, что движущей силой, толкающей ракету, является по законам механики реактивная сила газообразной массы газов истекающих из сопла с высокой скоростью, и она существует, но очень небольшая по величине.In the theory of heat engines, it is erroneously believed that the driving force pushing the rocket is, according to the laws of mechanics, the reactive force of the gaseous mass of gases flowing out of the nozzle at a high speed, and it exists, but is very small in magnitude.

Ракету толкает не скоростная масса газов, а подчиняющееся законам термодинамики избыточное давление газов внутри КС относительно давления окружающей среды, действующее на площадь головки равную диаметру сопла, при этом создается пропульсивная, толкающая ракету, сила, равная произведению давления на площадь.It is not the high-speed mass of gases that pushes the rocket, but the excess gas pressure inside the CS, which obeys the laws of thermodynamics, relative to the ambient pressure, acting on the head area equal to the diameter of the nozzle, creating a propulsive, pushing rocket, force equal to the product of pressure by the area.

Известно, что вода является самым газообразующим веществом, а, следовательно, самым эффективным рабочим телом не только для паровых турбин, но и как усилитель мощности все типов тепловых двигателей, использующих только высокотемпературные продукты сгорания (ракетные двигатели), но и в импульсных одноразового действия (пороховые и детонационные ВВ).It is known that water is the most gas-generating substance, and, therefore, the most efficient working fluid not only for steam turbines, but also as a power amplifier for all types of heat engines using only high-temperature combustion products (rocket engines), but also in single-acting pulsed ( powder and detonation explosives).

Известно также, что при сгорании одного килограмма дымного пороха образуется 300 л газообразных продуктов, при взрыве 1 кг тротила образуется 700 л, при взрыве 1 кг гексогена образуется 908 л/кг, а при испарении воды - 1650 л.It is also known that when one kilogram of smoke powder is burned, 300 l of gaseous products are formed, with the explosion of 1 kg of TNT, 700 l are formed, with the explosion of 1 kg of hexogen 908 l / kg is formed, and with the evaporation of water - 1650 l.

Для генерации высокого давления водяного пара и использования его для совершения механической работы, воду нужно нагреть и испарить.To generate high pressure water vapor and use it to perform mechanical work, the water must be heated and evaporated.

Известны твердотопливные ракетные двигатели (ТТРД) использующие в качестве топлива твердое горючее и окислитель и газообразные продукты сгорания для создания движущей ракету силы.Solid propellant rocket engines (TTRD) are known that use solid fuels and oxidizing agents and gaseous combustion products as fuel to create a rocket-driving force.

Известна многоступенчатая твердотопливная ракета с прямоточным двигателем третьей ступени, использующим атмосферный воздух при движении ракеты в атмосфере, который поступает в двигатель через каналы, выполненные на корпусе ракеты (Патент РФ №2492417).Known multi-stage solid rocket with a third-stage ramjet engine using atmospheric air when the rocket moves in the atmosphere, which enters the engine through channels made on the rocket body (RF Patent No. 2492417).

Известен газопаровой заряд ВВ, содержащий установленную внутри обычного заряда ВВ ампулу с водой (Патент РФ №177942).Known gas-vapor explosive charge containing installed inside the usual explosive charge of an ampoule with water (RF Patent No. 17942).

Известен детонирующий шнур, с газопаровым зарядом содержащий линейный заряд ВВ и установленный внутри него линейный заряд воды, установленный по центру на всю его длину и выполненный из не сообщающихся между собой отдельных объемов (Патент РФ №182633).Known detonating cord, with a gas-vapor charge containing a linear explosive charge and a linear charge of water installed inside it, installed in the center along its entire length and made of separate volumes not communicating with each other (RF Patent No. 182633).

Известен ракетный двигатель твердого топлива с поворотным всеракурсным соплом и управляющим поворотом приводом (Патент РФ №2428579).Known rocket engine of solid fuel with a rotary all-angle nozzle and a steering control drive (RF Patent No. 2428579).

Известна торпеда с атомными зарядами ВВ, содержащая установленные соосно корпусу торпеды заборник забортной воды, объем для накопления воды, канал для подачи воды в парогенератор и атомные заряды «пушечного типа» (Патент РФ №190422 - прототип).A torpedo with explosive atomic charges is known, which contains an overboard water intake installed coaxially to the torpedo’s body, a volume for accumulating water, a channel for supplying water to the steam generator and “cannon-type” atomic charges (RF Patent No. 190422 - prototype).

При создании полезной модели ставились задачи повышения удельной мощности порохового ракетного двигателя и снижения его температурного режима.When creating a utility model, the objectives were to increase the specific power of a powder rocket engine and reduce its temperature regime.

Задача решена тем, что:The problem is solved in that:

- ракета содержит газопаровой пороховой двигатель;- the rocket contains a gas-vapor powder engine;

- заряды воды, размещенные внутри порохового заряда ВВ, имеющие линейную форму на всю длину камеры, равномерно распределенные по площади поперечного сечения камеры сгорания и выполненные из не сообщающихся между собой отдельных объемов;- water charges placed inside the explosive powder charge, having a linear shape over the entire length of the chamber, uniformly distributed over the cross-sectional area of the combustion chamber and made of separate volumes not connected to each other;

- в качестве боевого заряда содержит, по меньшей мере, два ядерных заряда пушечного типа, диаметрально расположенных в углублениях, выполненных на поверхности ракеты на всю ее длину камеры сгорания до сопла, или несколько коаксиально равномерно расположенных по окружности ядерных зарядов;- as a combat charge contains at least two cannon-type nuclear charges diametrically located in recesses made on the surface of the rocket along its entire length of the combustion chamber to the nozzle, or several coaxially uniformly arranged around the circumference of the nuclear charges;

- ракета содержит соосно выполненные заборник в носовой части ракеты и осевой канал до сопла;- the rocket contains coaxially made intake in the nose of the rocket and the axial channel to the nozzle;

- ракета содержит углубления, выполненные на всю ее длину от носовой части до сопла;- the rocket contains recesses made over its entire length from the bow to the nozzle;

- ракета содержит плоские рули, с приводами, установленными на срезе сопла;- the rocket contains flat rudders, with drives mounted on the nozzle exit;

- ракета содержит поворотное всеракурсное сопло с приводом.- the rocket contains a rotary all-angle nozzle with a drive.

Газопаровой пороховой заряд при той же массе, что и пороховые заряды, генерирует низкотемпературную газопаровую смесь большего давления, что обеспечивает создание большей по величине движущей ракету пропульсивной силы, быстрое ускорение ракеты, высокую скорость полета и быстрое достижение цели.A gas-vapor powder charge with the same mass as the powder charges generates a low-temperature gas-vapor mixture of higher pressure, which ensures the creation of a larger propulsive force propelling the rocket, rapid acceleration of the rocket, high flight speed and rapid achievement of the target.

В пороховом заряде ВВ заряды воды, имеющие линейную форму, равномерно распределены по площади поперечного сечения камеры сгорания и выполнены из не сообщающихся между собой отдельных объемов.In the explosive powder charge, water charges having a linear shape are uniformly distributed over the cross-sectional area of the combustion chamber and are made of separate volumes not connected to each other.

Канал для подачи атмосферного воздуха в КС снизит сопротивление атмосферного воздуха при полете ракеты, повысит давление генерируемой газопаровой смеси, и соответственно повысит величину пропульсивной толкающей силы движущей ракету.The channel for supplying atmospheric air to the compressor station will reduce the resistance of atmospheric air during the flight of the rocket, increase the pressure of the generated gas-vapor mixture, and accordingly increase the magnitude of the propulsive pushing force that propels the rocket.

Линейные ядерные заряды «пушечного» типа, расположенные по всей длине ракеты, обеспечивают лучшую центровку по оси и лучшую управляемость ракетой в полете до цели по сравнению с известными пороховыми, содержащими боевой заряд в носовой части.The linear "cannon" type nuclear charges located along the entire length of the missile provide better centering along the axis and better missile control in flight to the target compared to the known powder ones containing a warhead in the bow.

На рисунке изображена принципиальная схема ракеты с осевым каналом и ядерными зарядами, где 1 - камера, 2 - заряд ВВ, 3 - заряды воды, 4 - поворотное сопло, 5 - осевой канал, 6 - ядерные заряды.The figure shows a schematic diagram of a rocket with an axial channel and nuclear charges, where 1 is the chamber, 2 is the explosive charge, 3 are water charges, 4 is the rotary nozzle, 5 is the axial channel, 6 are nuclear charges.

При отрицательных температурах воздуха и замерзании воды не требуется термостатирования, так как лед при нагреве без перехода в жидкое состояние испаряется (сублимация).At negative air temperatures and freezing water, thermostating is not required, since ice evaporates during heating without transition to a liquid state (sublimation).

По сравнению с другими типами ракетных твердотопливных двигателей, газопаровой РД имеет низкую температуру газообразного рабочего тела и повышенную тягу, при этом камера сгорания и поворотное сопло могут быть выполнены из стеклопластика.Compared to other types of solid propellant rocket engines, a gas-vapor taxiway has a low temperature of a gaseous working fluid and increased traction, while the combustion chamber and the rotary nozzle can be made of fiberglass.

В качестве устройства управляющего полетом ракеты двигатель содержит плоские рули с приводами, обеспечивающими изменение потока газопаровой смеси и траектории в 2-х перпендикулярных плоскостях или поворотное всеракурсное сопло с приводом, обеспечивающее изменение траектории в любом направлении.As a device for controlling the flight of a rocket, the engine contains flat rudders with drives that provide a change in the flow of the gas-vapor mixture and the trajectory in 2 perpendicular planes or a rotary all-angle nozzle with a drive that provides a change in the trajectory in any direction.

Двигателю не требуются рулевые камеры с приводами и гидравлическая система, диаметр ракеты уменьшается, что упрощает конструкцию двигателя, систему его управления и систему управления полетом, а так же повышает эффективность управления и кроме того уменьшаются циклы проектирования и изготовления ракеты и стоимость ее изготовления.The engine does not require steering chambers with drives and a hydraulic system, the diameter of the rocket is reduced, which simplifies the design of the engine, its control system and flight control system, as well as improves control efficiency and also reduces the design and manufacturing cycles of the rocket and the cost of its manufacture.

Отсутствие пламени из сопла резко снизит уровень инфракрасного излучения, что для боевых ракет обеспечит скрытность при полете ракеты до цели.The absence of flame from the nozzle will sharply reduce the level of infrared radiation, which for military missiles will provide stealth during the flight of the rocket to the target.

Ракета может быть использована вместо известных ракет с ТТРД для подводных лодок, надводных кораблей для воздушных судов, в качестве тактических ракет, а также для тушения больших по объему пожаров, вместо использования бомб, содержащих только ВВ.The missile can be used instead of the well-known missiles with turbojet engines for submarines, surface ships for aircraft, as tactical missiles, as well as to extinguish large-volume fires, instead of using bombs containing only explosives.

Claims (8)

1. Ракета, содержащая пороховой двигатель с камерой сгорания с соплом, заряды ВВ и устройство для управления в полете, характеризующаяся тем, что двигатель содержит заряд ВВ и линейные заряды воды, выполненные из не сообщающихся между собой отдельных объемов на всю длину камеры и расположенные равномерно по площади поперечного сечения камеры сгорания.1. A rocket containing a powder engine with a combustion chamber with a nozzle, explosive charges and a flight control device, characterized in that the engine contains an explosive charge and linear charges of water made of separate volumes not communicating with each other over the entire length of the chamber and arranged uniformly by the cross-sectional area of the combustion chamber. 2. Ракета по п. 1, характеризующаяся тем, что двигатель содержит ядерные заряды пушечного типа.2. A missile according to claim 1, characterized in that the engine contains cannon-type nuclear charges. 3. Ракета по пп. 1, 2, характеризующаяся тем, что углубления для ядерных зарядов выполнены на всю длину камеры сгорания.3. The rocket according to paragraphs. 1, 2, characterized in that the recesses for nuclear charges are made over the entire length of the combustion chamber. 4. Ракета по пп. 1, 2, 3, характеризующаяся тем, что содержит соосно выполненные в носовой части заборник и осевой канал до сопла.4. The rocket according to paragraphs. 1, 2, 3, characterized in that it contains coaxially made in the nose of the intake and the axial channel to the nozzle. 5. Ракета по пп. 1, 2, 3, 4, характеризующаяся тем, что содержит два заряда, диаметрально расположенных в продольных углублениях, выполненных на поверхности ракеты.5. The rocket according to paragraphs. 1, 2, 3, 4, characterized in that it contains two charges diametrically located in the longitudinal recesses made on the surface of the rocket. 6. Ракета по пп. 1, 2, 3, 4, характеризующаяся тем, что содержит заряды воды, расположенные равномерно по площади поперечного сечения камеры сгорания.6. The rocket according to paragraphs. 1, 2, 3, 4, characterized in that it contains charges of water located uniformly over the cross-sectional area of the combustion chamber. 7. Ракета по пп. 1, 2, 3, 4, 5, 6, характеризующаяся тем, что содержит плоские рули с приводами, установленными на срезе сопла.7. The rocket according to paragraphs. 1, 2, 3, 4, 5, 6, characterized in that it contains flat rudders with drives mounted on the nozzle exit. 8. Ракета по пп. 1, 2, 3, 4, 5, 6, характеризующаяся тем, что содержит всеракурсное сопло с приводом.8. The rocket according to paragraphs. 1, 2, 3, 4, 5, 6, characterized in that it contains a multi-angle nozzle with a drive.

Images