Способ запуска двухрежимного ракетного двигателя и двухрежимный ракетный двигатель

 

Использование: в ракетной технике, в частности в способах и устройствах запуска двухрежимного ракетного двигателя. Сущность изобретения: способ запуска двухрежимного ракетного двигателя основан на последовательном воспламенении стартового и маршевого зарядов, причем предварительно в маршевой камере создают давление воспламенения. Двухрежимный ракетный двигатель содержит стартовую 1 и маршевую 2 камеры сгорания, промежуточное днище 7 с пиротехническим замедлителем, корпус которого выполнен в виде поршня с кольцевым подпружиненным ограничителем 14, а в маршевой камере 2 выполнена ответная ему кольцевая канавка, причем пиротехнический замедлитель ограничен втулкой с осевым каналом со стороны стартовой камеры 1 и втулкой с глухим осевым каналом и боковыми дроссельными отверстиями, сообщающими его с воспламенителем 6 маршевого заряда. 2 с. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в конструкциях двухрежимных ракетных двигателей, содержащих стартовую и маршевую ступени.

Известен двухрежимный ракетный двигатель твердого топлива (РДТТ), содержащий стартовый и маршевый заряды, размещенные в соответствующих камерах [1] В промежуточном днище двигателя установлен воспламенитель с дроссельным отверстием, обеспечивающим газовую связь стартовой и маршевой камеры.

Способ запуска описанного двухрежимного РДТТ заключается в зажжении стартового заряда и затем зажжение газами стартового заряда маршевого заряда. При этом задержка в зажжении маршевого заряда осуществляется за счет дросселирования пороховых газов из стартовой камеры в маршевую.

Однако при минусовых температурах, когда давление в стартовой камере относительно невысокое, зажжение маршевого заряда происходит с большим разбросом по времени, что приводит к большому рассеиванию ракет.

Известен способ запуска двухрежимного РДТТ и конструкция РДТТ для его осуществления, принятые за прототип [2] Способ запуска двухрежимного РДТТ включает зажжение стартового заряда и одновременное зажжение пиротехнического замедлителя, а по окончании работы стартовой ступени зажжение заряда газами пиротехнического замедлителя. Двухрежимный РДТТ для осуществления этого способа содержит стартовую и маршевую камеры с пороховыми зарядами и воспламенителями, разделительное дно, в котором закреплен пиротехнический замедлитель.

Однако способ запуска двухрежимного РДТТ и устройство для его осуществления имеют относительно низкую надежность баллистических характеристик РДТТ при выходе на режим маршевой ступени и особенно на минусовых температурах. Объясняется это тем, что маршевый РДТТ имеет значительный свободный объем, в котором необходимо создать давление пороховых газов воспламенительной навеской до величины обычно 40 кг/см² и выше. При создании давления пороховой газ от воспламенителя течет вдоль охлажденных стенок двигателя, теряет свою энергию по длине двигателя. Это приводит к неравномерному прогреву порохового заряда, обуславливающему разную скорость горения его в разных сечениях, и, как следствие, большому разбросу по давлениям воспламенения. По этой причине приходится увеличивать навеску воспламенителя, что при плюсовых температурах ведет к необоснованно завышенному давлению в момент воспламенения и утяжелению корпуса двигателя. Кроме того, нестабильность включения маршевой ступени на траектории ведет к повышению рассеивания ракет.

Целью изобретения является повышение надежности работы двигателя за счет надежного воспламенения маршевого заряда.

Цель обеспечивается сжатием воздушной среды в полости маршевой камеры до давления воспламенения перемещением разделительной крышки с пиротехническим замедлителем газами стартовой ступени и фиксацией маршевого заряда в строго определенном положении перед его зажжением. При этом в конструкцию РДТТ введено промежуточное дно в виде подпружиненного поршня с возможностью перемещения в сторону маршевого заряда, в маршевой камере выполнен кольцевой ограничитель хода поршня, кольцевой бурт пиротехнического замедлителя со стороны стартовой камеры поджат втулкой с центральным отверстием, со стороны выходного торца пиротехнического замедлителя размещена втулка с глухим центральным отверстием, в боковой стенке которой выполнены дроссельные отверстия, сообщающие его с воспламенителем маршевой камеры.

На фиг. 1 изображен РДТТ в разрезе; на фиг. 2 РДТТ после зажжения стартового заряда; на фиг. 3 показано размещение пиротехнического замедлителя в промежуточном дне.

Двухрежимный РДТТ содержит стартовую 1 и маршевую 2 камеры, где размешены стартовый 3 и маршевый 4 заряды с соответствующими воспламенителями 5 и 6. Камеры между собой разделены промежуточным дном 7, в котором установлен пиротехнический замедлитель 8 (ПЗ). Со стороны стартовой камеры ПЗ по своему бурту 9 поджат стальной втулкой 10 с центральным отверстием. Со стороны маршевой камеры соосно ПЗ установлена втулка 11 с глухим центральным отверстием 12, в боковой стенке которой выполнены дроссельные отверстия 13, ориентированные на маршевый воспламенитель 6. При этом промежуточное дно 7 установлено с возможностью осевого перемещения до упора в кольцевой ограничитель 14 и подперто пружиной 15.

Работа описанного устройства заключается в следующем.

При срабатывании стартового воспламенителя 5 зажигаются его газами стартовый заряд 3 и ПЗ 8. За счет давления пороховых газов в стартовой камере промежуточное дно 7 перемещается по оси, сжимая пружину 15. При этом воздух внутри камеры сжимается до давления, которое необходимо создать с помощью воспламенителя маршевой камеры 6 и промежуточное дно при этом фиксируется кольцевым ограничителем 14. По окончании работы стартового заряда ПЗ поджигает воспламенитель 6, который, в свою очередь, поджигает маршевый заряд 4.

Предложенный способ запуска двухрежимного РДТТ и конструкция для его осуществления позволяют создать давление в маршевой камере перед зажжением маршевого заряда, обеспечивая повышение надежности его зажжения при уменьшенной навеске воспламенителя; снизить максимальное давление при срабатывании стартового заряда за счет увеличения объема при перемещении промежуточного дна.

Крепление ПЗ по бурту 9 стальной втулкой 10 обеспечивает за счет подмятия мягкого материала бурта надежную герметизацию при поочередной работе стартового и маршевого зарядов. При этом за счет установки со стороны выходного торца ПЗ втулки 11 с глухим центральным отверстием 12, в боковой стенке которой выполнены дроссельные отверстия 13, обеспечивается использование практически всей энергии ПЗ для зажжения навески маршевого воспламенителя 6, исключая пики давления в момент воспламенения заряда в маршевой камере.

Формула изобретения

1. Способ запуска двухрежимного ракетного двигателя твердого топлива, включающий последовательное воспламенение стартового и маршевого зарядов, отличающийся тем, что в нем предварительно в маршевой камере сгорания создают давление его воспламенения.

2. Двухрежимный ракетный двигатель твердого топлива, содержащий стартовую и маршевую камеры сгорания с зарядами и воспламенителями и пиротехнический замедлитель в корпусе, размещенном в промежуточном днище между стартовой и маршевой камерами сгорания, отличающийся тем, что в нем корпус пиротехнического замедлителя выполнен в виде поршня, снабженного кольцевым подпружиненным ограничителем, а в маршевой камере выполнена ответная ему кольцевая канавка, при этом пиротехнический замедлитель ограничен установленными со стороны стартовой камеры втулкой с осевым каналом, а со стороны маршевого заряда - втулкой с глухим осевым каналом и сообщающими его с воспламенителем маршевого заряда боковыми дроссельными отверстиями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3