RU2211350C1 - Rocket engine solid-propellant charge - Google Patents

Abstract

FIELD: rocketry. SUBSTANCE: proposed solid- propellant insert charge for rotary rocket engine is provided with nozzle bosses buried in combustion chamber. Slots are made in nozzle part of charge from side of its outer surface. profile of slots is equidistantly conjugated in longitudinal and cross sections with nozzle bosses buried in combustion chamber. EFFECT: improved reliability and layout capabilities and output characteristics of charge and engine as a whole. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании и отработке ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ) и вкладных зарядов к ним, в частности для вращающихся в полете ракетных снарядов с двигателями, имеющими утопленные внутрь камеры сгорания сопла. The invention relates to the field of rocket technology and can be used in the design and development of solid propellant rocket engines (solid propellant rocket engines) and their auxiliary charges, in particular for rocket projectiles rotating in flight with engines having nozzles recessed inside the combustion chamber.

Подобные конструкции двигателей (с утопленными соплами) используются в реактивных снарядах, запускаемых из пусковой трубы или ствола артиллерийского орудия при расположении самого двигателя, как правило, в средней или передней части снаряда. Система такого пуска (старта) и требует "убрать" в калибр сопловой (расходный) блок, выполняемый в этом случае обычно двухсопловым. Similar engine designs (with recessed nozzles) are used in rockets fired from a launch tube or barrel of an artillery gun when the engine itself is located, usually in the middle or front of the projectile. The system of such a start (start) also requires “removing” the nozzle (consumable) block, which is usually performed in this case with two nozzles.

Указанная компоновка снаряда используется применительно к маршевым, разгонным или разгонно-маршевым двигателям малогабаритных тактических ракет. В качестве зарядов твердого ракетного топлива для них применяют как бронированные, так и небронированные твердотопливные шашки. Для устойчивой стабилизации малогабаритных ракет обеспечивают вращение (закрутку) их на траектории. The specified layout of the projectile is used in relation to marching, booster or booster-marching engines of small-sized tactical missiles. As charges of solid rocket fuel, they use both armored and unarmored solid propellant checkers. For stable stabilization of small-sized missiles provide rotation (spin) them on the trajectory.

Наличие вращения отрицательно сказывается на работоспособности обоих видов зарядов: проворот небронированной шашки всестороннего горения по стенкам камеры сгорания может привести к загасанию топлива, а проворачивание бронированного заряда - к разгерметизации застойной зоны, к разрушению образующегося при выгорании топлива остатка бронечехла для зарядов торцевого горения, что приводит к нарушению работоспособности двигателя и повышенному выбросу дыма, отрицательно влияющего на надежность наведения управляемых ракет. The presence of rotation negatively affects the operability of both types of charges: turning an unarmored all-round checker on the walls of the combustion chamber can lead to the extinction of fuel, and turning an armored charge can lead to depressurization of the stagnant zone, to the destruction of the remaining bronchial cover for end-combustion charges, which leads to to impaired engine performance and increased smoke emission, which negatively affects the reliability of guided missiles guidance.

Недостатком подобных двигателей является и пониженный коэффициент объемного заполнения топливом камеры сгорания. Из-за наличия утопленных внутрь камеры сгорания (1) сопловых бобышек (2) заряд (3) выполняют цилиндроконической формы (фиг.1). The disadvantage of such engines is the reduced volumetric coefficient of filling the combustion chamber with fuel. Due to the presence of nozzle bosses (2) recessed into the combustion chamber (1), the charge (3) is cylindrically shaped (Fig. 1).

Аналоги патентуемой конструкции заряда приведены в источнике: Шапиро Я. М. и др., М., 1966 г., стр.42, 43, рис.2.1, 2.4. Прототипом заявляемого технического решения авторы выбрали конструкцию заряда, изображенного на рис. 2.3, стр.43 указанного источника. Analogues of the patented charge design are given in the source: Shapiro, Y. M. et al., M., 1966, p. 42, 43, Fig. 2.1, 2.4. The prototype of the proposed technical solution, the authors chose the design of the charge shown in Fig. 2.3, p. 43 of the indicated source.

Технической задачей изобретения является создание конструкции вкладного заряда твердого топлива с повышенной надежностью, улучшенными компоновочными возможностями и выходными характеристиками. An object of the invention is the creation of a design for the solid fuel charge with increased reliability, improved layout capabilities and output characteristics.

Указанная задача решается за счет выполнения в сопловой части твердотопливного вкладного заряда вращающегося ракетного двигателя с утопленными внутрь камеры сгорания сопловыми бобышками, ответных к сопловым бобышкам, пазов. Ответные пазы выполняются в сопловой части заряда со стороны его наружной поверхности, профиль пазов эквидистантно сопряжен в продольном и поперечном сечениях с утопленными внутрь камеры сгорания сопловыми бобышками, позволяющими зафиксировать заряд в камере двигателя (исключить его поворот) и в тоже время увеличить массу заряда без изменения его габаритов. This problem is solved by performing in the nozzle part of the solid fuel input charge of a rotating rocket engine with nozzle bosses recessed into the combustion chamber and responding to nozzle bosses, grooves. Response grooves are performed in the nozzle part of the charge from the side of its outer surface, the groove profile is equidistant in longitudinal and cross sections with nozzle bosses recessed into the combustion chamber, which allow fixing the charge in the engine chamber (excluding its rotation) and at the same time increase the mass of the charge without changing its dimensions.

Отличительными от прототипа признаками заявляемой конструкции заряда являются:
1) выполнение со стороны наружной поверхности заряда пазов (ответных к сопловым бобышкам);
2) эквидистантно сопряженный с профилем сопловых бобышек (в продольном и поперечном сечениях) профиль пазов.Distinctive features of the prototype features of the claimed charge design are:
1) execution from the side of the outer surface of the charge of the grooves (response to the nozzle bosses);
2) groove profile equidistantly coupled to the nozzle boss profile (in longitudinal and transverse sections).

Патентуемая конструкция иллюстрируется следующими графическими материалами. Patented design is illustrated by the following graphic materials.

Фиг.1. Конструкция заряда-прототипа, размещенного в двигателе. Figure 1. The design of the prototype charge placed in the engine.

1 - камера сгорания двигателя;
2 - сопловая бобышка;
3 - заряд;
4 - наружная поверхность заряда.1 - a combustion chamber of the engine;
2 - nozzle boss;
3 - charge;
4 - the outer surface of the charge.

Фиг.2. Предложенная конструкция заряда в составе двигателя. Figure 2. The proposed design of the charge in the engine.

1 - камера сгорания двигателя;
2 - сопловая бобышка;
3 - заряд;
4 - наружная поверхность заряда;
5 - паз.1 - a combustion chamber of the engine;
2 - nozzle boss;
3 - charge;
4 - the outer surface of the charge;
5 - groove.

Фиг.3. Общий вид предложенной конструкции заряда. Figure 3. General view of the proposed charge design.

На фиг.2 показана предложенная конструкция заряда в составе двигателя. В теле заряда (3) со стороны наружной поверхности (4) выполнены ответные (по отношению к сопловым бобышкам (2) камеры сгорания двигателя) пазы (5), эквидистантно сопряженные в продольном и поперечном сечениях с утопленными внутрь камеры сгорания сопловыми бобышками. Figure 2 shows the proposed design of the charge in the engine. In the charge body (3), from the side of the outer surface (4), reciprocal grooves (with respect to the nozzle bosses (2) of the engine combustion chamber) are made (5), which are equidistantly conjugated in the longitudinal and transverse sections with the nozzle bosses recessed inside the combustion chamber.

На фиг.3 показан общий вид предложенной конструкции заряда. Figure 3 shows a General view of the proposed design of the charge.

Достигаемый технический результат изобретения: ограничение проворота заряда относительно камеры сгорания двигателя, повышение надежности его работы; повышение весового совершенства двигателя за счет более оптимальной компоновки. Achievable technical result of the invention: limiting charge rotation relative to the combustion chamber of the engine, increasing the reliability of its operation; Improving engine weight excellence through a more optimal layout.

Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения характеризуются (помимо повышения надежности) увеличением суммарного импульса тяги (без увеличения габаритов заряда), либо уменьшением габаритов и массы двигателя при заданном уровне энергетических характеристик. The technical and economic efficiency of the proposed technical solution is characterized (in addition to increasing reliability) by an increase in the total thrust impulse (without increasing the dimensions of the charge), or by a decrease in the dimensions and mass of the engine at a given level of energy characteristics.

В таблице приведены сравнительные данные по увеличению суммарного импульса тяги для РДТТ с утопленными в калибр снаряда сопловыми бобышками. Оценка выполнена применительно к типовым вариантам использования зарядов в малогабаритных ракетных комплексах. The table shows comparative data on the increase in the total thrust impulse for solid propellant rocket motors with nozzle bosses recessed into the caliber of the projectile. The assessment was carried out in relation to typical use cases of charges in small-sized missile systems.

Как следует из приведенных данных наиболее эффективно использование предложенной конструкции на зарядах малого удлинения. As follows from the above data, it is most effective to use the proposed design on small elongation charges.

Claims (1)

Твердотопливный вкладной заряд для вращающегося ракетного двигателя с утопленными внутрь камеры сгорания сопловыми бобышками, отличающийся тем, что в сопловой части заряда со стороны его наружной поверхности выполнены ответные пазы, профиль которых эквидистантно сопряжен в продольном и поперечном сечениях с утопленными внутрь камеры сгорания сопловыми бобышками. Solid fuel insertion charge for a rotating rocket engine with nozzle bosses recessed inside the combustion chamber, characterized in that in the nozzle part of the charge, reciprocal grooves are made on the side of the charge side thereof, the profile of which is equidistantly connected in longitudinal and cross sections with nozzle bosses recessed inside the combustion chamber.

Images