Ракетный двигатель твердого топлива с электромагнитным регулированием интенсивности горения топлива

 

Ракетный двигатель твердого топлива с электромагнитным регулированием интенсивности горения топлива содержит корпус, заряд твердого топлива и систему управления. Круглый волноводный согласователь, которым снабжен двигатель, выполнен в виде одной детали с круглым волноводом. Волновод подключен к генератору электромагнитного излучения сверхвысокой частоты, предназначенному для дополнительного нагрева заряда твердого топлива после его воспламенения с целью изменения интенсивности горения заряда твердого топлива. Изобретение позволяет упростить управление интенсивностью горения топлива и тем самым конструкцию двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к ракетным двигательным установкам с управляемым процессом горения топлива и может быть использовано для летательных аппаратов с ракетными двигателями твердого топлива (РДТТ).

Известен РДТТ, содержащий корпус и заряд топлива, в котором предусмотрено приспособление для преобразования оптического сигнала регулирования в соответствующее количество тепловой энергии для предварительного разогрева топлива с целью регулирования интенсивности его горения (Патент США N 4587805, Т. 1066, N 2, МПК F 02 K 9/26, 1986 г.).

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявляемому изобретению следует считать РДТТ с оптическим способом регулирования скорости горения топлива (Патент США N 4630437, Т. 1073, N 4, F 02 K 9/26, 1986 г. ), содержащий корпус, заряд твердого топлива, источник лучистой энергии, каналы в заряде твердого топлива для подвода лучистой энергии к зоне горения и систему управления интенсивностью подогрева топлива в зоне горения.

Недостатками прототипа и вышеуказанного РДТТ являются сложность технологии изготовления и возможность применения только для зарядов торцевого горения.

Целью изобретения является упрощение конструкции РДТТ и управления интенсивностью горения топлива.

Ракетный двигатель твердого топлива с регулируемой интенсивностью горения топлива, содержащий корпус, заряд твердого топлива и систему управления, отличающийся тем, что он снабжен круглым волноводным согласователем, выполненным в виде одной детали с круглым волноводом, который подключен к генератору электромагнитного излучения сверхвысокой частоты (СВЧ), предназначенному для дополнительного нагрева заряда твердого топлива после его воспламенения с целью изменения интенсивности горения заряда твердого топлива.

Общий вид предлагаемого РДТТ представлен на чертеже.

Ракетный двигатель твердого топлива с электромагнитным регулированием интенсивности горения топлива содержит корпус 1, заряд твердого топлива 2, круглый волноводный согласователь 3, выполненный в виде одной детали с круглым волноводом 4 и соединенный с корпусом 1. Волновод 4 подключен к генератору электромагнитного излучения сверхвысокой частоты 5, управление которым осуществляется системой управления 6. Волноводный согласователь 3 и волновод 4 заполнены прочным тугоплавким диэлектриком 7.

Предлагаемый РДТТ с электромагнитным регулированием интенсивности горения топлива работает следующим образом.

После воспламенения заряда твердого топлива 2 запускается СВЧ генератор 5, который начинает излучать электромагнитную энергию в полость корпуса РДТТ. СВЧ энергия поглощается зарядом твердого топлива 2, что приводит к его дополнительному объемному нагреву, в том числе и зоны горения. Система управления 6 управляет генератором 5, изменяя параметры СВЧ излучения, например амплитуду, тем самым изменяя величину поглощенной СВЧ энергии, а следовательно и интенсивность горения заряда.

Величина поглощенной СВЧ энергии может быть рассчитана по известным выражениям (Пюшнер Г. Нагрев энергией сверхвысоких частот. Пер. с англ. - М.: Энергия, 1985. - 210 с.) и зависит от параметров СВЧ излучения и диэлектрической проницаемости заряда твердого топлива. Минимальная интенсивность горения топлива обеспечивается при минимальном уровне мощности СВЧ генератора (или при отключенном генераторе), а максимальная интенсивность горения определяется теплофизическими характеристиками топлива, мощностью СВЧ генератора и прочностью корпуса. Управление может осуществляться как по заранее заданной программе, так и по дополнительным сигналам управления. Техническая реализация предложенного РДТТ обеспечивается широким применением СВЧ энергетики в технике и быту.

Формула изобретения

Ракетный двигатель твердого топлива с электромагнитным регулированием интенсивности горения топлива, содержащий корпус, заряд твердого топлива и систему управления, отличающийся тем, что он снабжен круглым волноводным согласователем, выполненным в виде одной детали с круглым волноводом, который подключен к генератору электромагнитного излучения сверхвысокой частоты, предназначенному для дополнительного нагрева заряда твердого топлива после его воспламенения с целью изменения интенсивности горения заряда твердого топлива.

РИСУНКИ

Рисунок 1