Топливные элементы реактивные

 

Топливные элементы предназначены для использования в ракетной технике. Элементы содержат в конструкции прочный корд для восприятия нагрузки. Форма их позволяет вкладывать друг в друга. Сборка их между собой производится защелками, которые при повороте их внутрь освобождаются от захвата. Камера сгорания их имеет форму кумулятивной выемки. Вдоль оси двигателя в элементах имеются отверстия для размещения в них ядерных стержней, имеющих дополнительные сечения для продувания водородом. Элементы могут быть выполнены в виде многолучевой звезды. По внешнему периметру стенки элементов бронированы, внутри камера сгорания покрыта инициирующим составом. Стенки элемента рифленые. Элемент имеет средство запуска электрического действия. Выталкивание первого горящего элемента вместе с недогоревшими частицами топлива вторым позволяет возобновить ровное горение шашек и улучшить режим работы двигателя. 6 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к реактивной технике, в частности к ракетостроению.

Известны топливные элементы, состоящие из ракетного пороха, форма которых позволяет их вкладывать друг в друга, образуя топливный заряд ракеты, см. патент США 3439613, кл. F 02 K 9/04, 1969.

Недостатками подобного решения являются большой вес двигателя, конструкции ракеты, которые после отработки топлива превращаются в балластную массу, из-за чего ракеты делают многоступенчатыми и сбрасывают ступени как лишний вес при полете. При этом полезная нагрузка этих ракет невелика именно из-за наличия этого балласта.

Предложены топливные элементы реактивные в виде пороховых шашек, где эти шашки армированы для обеспечения их механической прочности при оказании на них давления из камеры сгорания, и они имеют такую форму, что могут вкладываться друг в друга, образуя топливный заряд ракеты. При этом камера сгорания у них выполнена в виде кумулятивной выемки, в которую вкладывается следующий топливный элемент, фиг. 1. На фиг. 1 элемент реактивный имеет корд 2 и разделительную прокладку из негорючего материала 3. Сам элемент из пороха обозначен на фиг. 1 как деталь 1. Разделительная прокладка служит для того, чтобы при неравномерном характере горения первой ступени переход режима включения во вторую шашку, например, происходил бы в одно из отверстий прокладки с тем, чтобы загоревшаяся вторая шашка своими газами выбросила бы дефектный первый элемент вместе с недогоревшими частичками топлива. Элемент имеет средство запусков электрического действия.

Для обеспечения включения следующего элемента от предыдущего в работе двигателя внутренние стенки камеры сгорания элементов покрыты инициирующим составом, а по внешнему периметру элементы бронированы с целью предотвращения горения пороха по внешней стенке ракеты. На фиг. 1 показаны инициирующее покрытие 4 и бронирование топливного элемента 5.

В работе двигателя реактивные газы образуются при горении внутренней стенки топливного элемента и, проходя вдоль камеры сгорания элемента, газы выбрасываются наружу и перемещают ракету, при этом дополнительные сопла и другие устройства не используются.

В качестве топлива могут быть использованы и ядерные сборки ТВЭлов, а для образования реактивных газов предлагается испарять теплом, полученным от ТАЭлов, внутренние стенки топливных элементов, для чего ТВЭлов пропускают в отверстия в стенках топливных элементов вдоль и параллельно оси двигателя. На фиг. 2 топливный элемент 1 с отверстиями 4 под ТВЭлы 2 и дополнительными сечениями вокруг этих отверстий 3, которые служат для продувания ТВЭлов водородом и охлаждения ТВЭлов и, возможно - создания термоядерной реакции в камере сгорания топливного элемента 4 для лучшего испарения топливного элемента. Конструкция топливных элементов может отличаться от описанных выше и иметь форму пирамидальных элементов, фиг. 3, где элемент в форме пирамиды 1 имеет пирамидальную камеру сгорания 2 или же в виде многолучевой звезды, фиг. 4, где топливный элемент 1 имеет лучи 2 с камерами сгорания клиновидной формы 3. Стенки элемента могут быть рифлеными.

Изобретение позволяет строить ракету с минимумом лишних элементов по сравнению с известными техническими решениями и возобновлять ровное горение шашек каждый раз, когда возможные дефекты шашек могли бы ухудшить режим работы двигателя.

Формула изобретения

1. Топливные элементы, состоящие из ракетного пороха, форма которых позволяет их вкладывать друг в друга, образуя топливный заряд ракеты, отличающиеся тем, что камера сгорания элементов выполнена в виде кумулятивной выемки, топливные элементы армированы прочным кордом для восприятия нагрузки реактивных газов из камеры сгорания и обеспечения механической прочности элемента.

2. Топливные элементы по п. 1, отличающиеся тем, что с одной стороны элемент имеет негорючую разделительную прокладку с отверстиями для прохода газов с целью обеспечить включение последующего элемента от догорающего предыдущего.

3. Топливные элементы по пп.1 и 2, отличающиеся тем, что камера сгорания выполнена в виде пирамидальной выемки в элементе.

4. Топливные элементы по п.1, отличающиеся тем, что вдоль оси двигателя в элементах имеются отверстия для размещения в них ядерных ТВЭлов.

5. Топливные элементы по п.4, отличающиеся тем, что отверстия под ТВЭлы имеют дополнительные сечения для продувания их водородом с целью охлаждения ТВЭлов.

6. Топливные элементы по пп.1 - 5, отличающиеся тем, что элементы выполнены в виде многолучевой звезды.

7. Топливные элементы по пп.1 - 6, отличающиеся тем, что по внешнему периметру стенки элементов бронированы, внутри камера сгорания элемента покрыта инициирующим составом, стенки элемента рифленые и элемент имеет средство запуска электрического действия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4