Устройство герметизации сопла ракетного двигателя

 

Изобретение относится к твердотопливным ракетам с подводным стартом. Устройство герметизации сопла ракетного двигателя содержит мембрану, закрепленную на силовом кольце, выполненном на стенке сопла, с помощью разрушаемых элементов расчетного сечения. Со стороны критического сечения сопла на мембране имеется кольцевой выступ, в который установлен стакан, соединенный с мембраной разрушаемым элементом расчетного сечения. При этом в мембране напротив стакана выполнено отверстие, а стакан выполнен в поперечном сечении в виде многогранника, диаметр описанной окружности которого превышает диаметр критического сечения сопла. Устройство позволяет обеспечить герметичность двигателя при катапультировании ракеты из пускового стакана до запуска двигателя, а также безопасность его при аварийном погружении подводного аппарата путем заполнения корпуса двигателя заборной водой. 1 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке твердотопливных двигателей ракет, стартующих из-под воды.

Особенностями подводного старта ракет является применение катапультирующего на парогазогенераторе или на пороховом аккумуляторе давления способе старта.

Подводный старт предъявляет ряд специфических требований к устройствам герметизации сопла, а именно: 1. Устройство герметизации сопла должно выдерживать давление опрессовки воздухом; 2. Устройство герметизации сопла должно выдерживать давление газов при катапультировании ракеты; 3. При аварийном погружении подводного аппарата до глубин, не допустимых из требований прочности для ракетного двигателя, устройство герметизации сопла должно обеспечить гарантированное заполнение корпуса двигателя забортной водой (во избежание разрушения корпуса двигателя от внешнего нерасчетного давления, способного привести к воспламенению топлива и взрыву двигателя).

Известно устройство герметизации сопла ракетного двигателя (см. патент США 5125318, 1991).

Известно устройство герметизации сопла, содержащее заглушку, закрепленную на силовом кольце, выполненном на стенке сопла, с помощью разрушаемых элементов расчетного сечения (болтов с калиброванной шейкой) - прототип (см. книгу "Конструкции ракетных двигателей на твердом топливе" под общей редакцией Л.Н. Лаврова. М.: Машиностроение, 1993, стр.162, рис.336).

После запуска двигателя и достижения в камере сгорания расчетного давления происходит разрыв калиброванных шеек болтов и заглушка вылетает из сопла.

Данное устройство не обеспечивает заполнения корпуса двигателя водой при аварийном погружении подводного аппарата, что может привести к его разрушению, воспламенению и взрыву (не выполняется пункт 3 требований).

Технической задачей данного изобретения является устранение указанного недостатка.

Технический результат достигается тем, что в устройстве, содержащем мембрану, закрепленную на силовом кольце, выполненном на стенке сопла, с помощью разрушаемых элементов расчетного сечения, мембрана установлена на срезе сопла и со стороны критического сечения имеет кольцевой выступ, на котором герметично установлен стакан, соединенный с мембраной разрушаемым элементом расчетного сечения, при этом в мембране напротив стакана выполнено отверстие, а стакан выполнен в поперечном сечении в виде многогранника, диаметр описанной окружности которого превышает диаметр критического сечения сопла.

На чертеже изображено устройство герметизации сопла.

Устройство содержит мембрану 1, на которой со стороны критического сечения сопла выполнен кольцевой выступ 2, в котором герметично установлен стакан 3, соединенный с мембраной разрушаемым элементом расчетного сечения 4. В мембране 1 напротив стакана 3 выполнены отверстия А, стакан выполнен в поперечном сечении в виде многогранника, диаметр описанной окружности которого превышает диаметр критического сечения. Мембрана крепится с помощью силового кольца 5, соединенного со стенкой сопла с помощью разрушаемых элементов расчетного сечения 6.

Предложенная конструкция работает следующим образом.

Перед запуском двигателя первоначально происходит катапультирование ракеты из пускового стакана подводного аппарата, устройство герметизации сопла при этом обеспечивает герметичность двигателя. К моменту выхода ракеты из пускового стакана производится запуск двигателя и по достижении расчетного давления в камере сгорания разрушаются элементы 6 с последующим вылетом устройства из сопла.

При аварийном погружении подводного аппарата сверх допустимых для двигателя расчетных глубин первоначально забортной водой заполняется пусковой стакан. Вода через отверстие А мембраны 1 воздействует на стакан 3. Расчетный уровень давления воды (на глубине) приводит к разрушению элемента 4 и вылету стакана 3 в полость сопла. Через зазоры между гранями стакана и стенками сопла вода проходит в корпус двигателя, выравнивая давление внутри корпуса двигателя с давлением забортной воды, исключая, тем самым, возможность разрушения двигателя. Предлагаемое устройство герметизации сопла обеспечивает выполнение всех специфических требований к ракетному двигателю с подводным стартом, является конструктивно простым и надежным.

Формула изобретения

Устройство герметизации сопла ракетного двигателя, содержащее мембрану, закрепленную на силовом кольце, выполненном на стенке сопла, с помощью разрушаемых элементов расчетного сечения, отличающееся тем, что мембрана установлена на срезе сопла и с внутренней стороны имеет кольцевой выступ, на котором герметично со стороны критического сечения сопла установлен стакан, соединенный с мембраной разрушаемым элементом расчетного сечения, при этом в мембране напротив стакана выполнено отверстие, а стакан выполнен в поперечном сечении в виде многогранника, диаметр описанной окружности которого превышает диаметр критического сечения сопла.

РИСУНКИ

Рисунок 1