Ракетный двигатель импульсного блока коррекции

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности ракетным двигателям импульсного типа с малым временем работы и значительными нагрузками, воздействующими на заряд. Ракетный двигатель импульсного блока коррекции содержит корпус, заряд твердого топлива в виде пучка топливных трубок, воспламенительное устройство, размещенное в головной части двигателя, и расходное сопло. Топливные трубки удерживаются на несущей пластине в головной части двигателя шляпкой цилиндрических штифтов, скрепленных с каналом топливных трубок. На несущей пластине для размещения штифтов выполнено во взаимопротивоположных направлениях нечетное количество параллельных прорезей. Изобретение позволяет повысить надежность и массовое совершенство двигательной установки коррекции. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к двигательным установкам (ДУ) с зарядами твердого ракетного топлива, используемым в качестве средств газодинамической коррекции траектории управляемых ракет, реактивных снарядов и артиллерийских боеприпасов.

ДУ коррекции представляет собой ракетный двигатель импульсного типа с малым (n·10^-3 с) временем работы, высокими расходными характеристиками, газодинамическими и полетными нагрузками, воздействующими на заряд.

По этой причине, выполненные, как правило, с зарядами вкладного типа в виде пучка топливных трубок такие двигатели не должны содержать присопловых диафрагм в качестве опорной поверхности заряда, иначе имеющее место разрушение топливных трубок в конце горения может привести к аномальному повышению давления и разрушению корпуса ДУ.

Другой особенностью ДУ коррекции является головное расположение воспламенительного устройства. Необходимость создания множества корректирующих импульсов на траектории снаряда и требования по компактному размещению обеспечиваются попарной компоновкой ДУ на снаряде с последовательным срабатыванием зарядов каждой пары двигателей в одно сопло, размещение в котором воспламенительного устройства не возможно.

Известны ДУ импульсного типа с зарядами твердого ракетного топлива «щеточного» типа, не содержащие опорных присопловых диафрагм. Заряды таких ДУ выполнены в виде плотного пучка тонкосводных топливных трубок, заделанных концом в «каблук» из эластичного полимерного состава путем заливки и отверждения состава в форму с последующей приклейкой «каблука» на дно камеры либо заливкой и отверждением состава непосредственно на дно (патент Франции 2439174, С 06 В; 2165094, F 42 B).

Их недостатком является необходимость присоплового размещения воспламенительного устройства и последействие, вызванное догоранием топливных трубок в заделке, не позволяющее реализовать требуемую величину импульса тяги в заданном отрезке времени. В снарядах, стабилизируемых вращением, это приводит к нарушениям программы коррекции.

Известны ДУ с зарядами в виде пучка трубок, каждая из которых крепится к несущей пластине, установленной по стыку корпуса с передним дном двигателя, с помощью металлического стержня, склеенного с каналом трубки этил-(ацетил)-целлюлозным клеем, и удерживается шляпкой стержня в отверстии пластины за счет того, что диаметр шляпки больше диаметра отверстия пластины (патент США 3278356, класс 156-294). За счет отсутствия заделки концов топливных трубок в крепящий состав исключается их догорание, что позволяет обеспечить требуемую величину корректирующего импульса в течение заданного времени. Вышеописанный заряд взят прототипом предлагаемого изобретения.

Недостатком прототипа является ограничение по плотности заряжания камеры двигателя (заполнению сечения камеры топливными трубками), поскольку наличие перемычек между отверстиями пластины исключает возможность плотной упаковки трубок.

Другим недостатком является невозможность головного размещения воспламенительного устройства ввиду отсутствия газоходов в несущей пластине из-за перекрытия отверстий шляпками стержней, крепящих элементы заряда.

Технической задачей настоящего изобретения явилось повышение надежности, массового совершенства (плотности заряжания) ДУ коррекции, оптимизация их конструкции и рабочего процесса.

Техническая задача решена путем использования в них вкладного заряда в виде пучка топливных трубок, каждая из которых подвешена на круглой несущей пластине за воспламенительным устройством в головной части двигателя, для чего на несущей пластине во взаимопротивоположных направлениях выполнены сквозные параллельные прорези, в которые помещены цилиндрические штифты, скрепленные с каналом топливной трубки клеевым составом и имеющие шляпку на противоположном конце с диаметром, превышающим ширину прорези несущей пластины.

Существо изобретения поясняется следующими фигурами.

На фиг.1 приведена конструкция ракетного двигателя импульсного блок коррекции.

На фиг.2 показана конструкция штифтов.

На фиг.3 показана несущая пластина для размещения штифтов.

Двигатель включает в себя корпус 1, воспламенительное устройство 2, размещенное в головной части, заряд твердого топлива и расходное сопло 3.

Заряд выполнен в виде пучка тонкосводных трубок 4, каждая из которых подвешена на круглой несущей пластине 5 за воспламенительным устройством 2 и удерживается на ней шляпкой цилиндрического штифта 6, скрепленного с каналом топливной трубки 4 клеевым составом. Штифты, как это показано на фиг.2, могут быть сплошными, или с центральным отверстием, используемым в качестве дополнительного газохода.

Для снижения нагрузки на торцы топливных трубок от перепада давления при срабатывании воспламенительного устройства диаметр уступа штифта, прилегающего к торцу топливной трубки, может быть выполнен диаметром, равным наружному диаметру топливной трубки.

На несущей пластине 5 для размещения штифтов 6 во взаимопротивоположных направлениях выполнены сквозные параллельные прорези шириной h, как это показано на фиг.3.

Число прорезей при этом может быть нечетным (3, 5, 7 ... m, где m - отношение внутреннего диаметра корпуса двигателя и наружного диаметра топливных трубок) и четным (2m).

На основе экспериментальных данных размеры конструктивных элементов двигателя предлагается при этом устанавливать из соотношения:

d/D≤0,37V;

h≤0,65d,

где d - диаметр шляпки штифта, мм;

D - наружный диаметр топливной трубки, мм;

h - ширина прорези на несущей пластине, мм;

V - объем полости между воспламенительным устройством и несущей пластиной, см³.

Так, например, при V=2 см³ для размещения в корпусе двигателя внутренним диаметром 21 мм пучка 7 топливных трубок получим:

D_max≤7 мм, который с учетом допусков может быть принят равным 6,9_-0,2 мм (D_nom=6,8 мм). Тогда:

d≤0,37·2·6,8≤5 мм;

h≤3,25 мм.

Предлагаемое исполнение несущей пластины 5 и соотношение размеров позволяет:

1) формировать плотные пучки, обеспечивая более высокие плотности заполнения сечения камеры топливом и массовое совершенство двигателя в сравнение с прототипом;

2) сохранить газоходы в несущей пластине и реализовать необходимое в ДУ коррекции головное размещение воспламенительного устройства;

3) повысить надежность функционирования ДУ коррекции за счет исключения аномальных подъемов давления при разрушении топливных трубок в конце горения по сравнению с двигателями-аналогами с зарядом, опирающимся на присопловую диафрагму.

1. Ракетный двигатель импульсного блока коррекции, содержащий корпус, заряд твердого топлива в виде пучка топливных трубок, удерживаемых на несущей пластине в головной части двигателя шляпкой цилиндрических штифтов, скрепленных с каналом топливных трубок, воспламенительное устройство и расходное сопло, отличающийся тем, что воспламенительное устройство размещено в головной части двигателя, а на несущей пластине для размещения штифтов выполнено во взаимопротивоположных направлениях нечетное количество параллельных прорезей.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что диаметр шляпки штифта и ширина прорези несущей пластины устанавливаются из соотношения

d/D≤0,37V;

h≤0,65d,

где d - диаметр шляпки штифта, мм;

D - наружный диаметр топливной трубки, мм;

h - ширина прорези на несущей пластине, мм;

V - объем полости между воспламенительным устройством и несущей пластиной, см³.

3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что штифты выполнены с центральным отверстием.

4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что диаметр уступа штифта, прилегающего к топливной трубке, выполнен равным наружному диаметру топливной трубки.