Ракетный двигатель твердого топлива

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании и отработке ракетных двигателей твердого топлива. Ракетный двигатель содержит корпус с сопловым блоком, передним и задним днищами, размещенный в корпусе вкладной заряд, горящий по наружной поверхности, и стакан. Цилиндрическая часть стакана размещена с зазором относительно корпуса и наружной поверхности заряда. Дно стакана контактирует с торцом заряда и задним днищем двигателя, а кольцевая полость между стаканом и корпусом загерметизирована со стороны заднего днища. Стакан выполнен из сгораемого материала на основе полиэфируретанметакрилатного связующего, наполненного нитроцеллюлозой в соотношении нитроцеллюлоза : полиэфируретанметакрилат - 4:1…5:1. Изобретение позволяет повысить импульс тяги ракетного двигателя, а также снизить его пассивную массу. 1 ил.

 

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании, отработке и изготовлении ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ).

На практике широкое распространение получили РДТТ с вкладными зарядами всестороннего горения. В силу таких своих достоинств, как простота конструкции, технологичность в изготовлении, высокая тяговооруженность и др., они незаменимы в таких системах крупносерийного производства, как НАР (неуправляемые авиационные ракеты), РСЗО (реактивные системы залпового огня), стартовые ступени ЗУР (зенитные управляемые ракеты) и др.

Однако существенные затруднения при обеспечении работоспособности таких двигателей вызывает необходимость нейтрализации мощного теплового воздействия потока продуктов сгорания на корпус двигателя. Это воздействие приводит к интенсивному конвективному теплообмену высокотемпературных продуктов сгорания ракетного топлива с корпусом двигателя. По опубликованным в технической литературе данным (Шапиро Я.М. и др. Теория ракетного двигателя на твердом топливе. М., 1966 г., стр.185) доля конвективного теплообмена в таких двигателях составляет до 80% и более. Тепловой прогрев камеры сгорания ракетного двигателя приводит к резкому снижению несущей способности корпуса ракетного двигателя.

Известна конструкция РДТТ по патенту RU 2211356, приоритет от 15.01.2002 г. (заявка RU 2002 101640 от 15.01.2002 г.), содержащая корпус с передним и задним днищами и размещенный в корпусе вкладной заряд, горящий по наружной поверхности. Конструкция содержит стакан, цилиндрическая часть которого размещена с зазором относительно корпуса и наружной поверхности заряда, при этом дно стакана контактирует с торцом заряда и задним днищем ракетного двигателя, а кольцевая полость между стаканом и корпусом загерметизирована со стороны заднего днища. Указанная конструкция РДТТ принята авторами за прототип. Недостатком прототипа является выполнение стакана из несгораемого материала - металла, что увеличивает пассивный вес ракеты и снижает весовое совершенство ракетного двигателя.

Технической задачей патентуемого изобретения является повышение эффективности и надежности работы ракетного двигателя с вкладным зарядом всестороннего горения.

Указанная задача решается как путем уменьшения теплового воздействия потока продуктов сгорания на корпус двигателя, так и повышением суммарного импульса тяги ракетного двигателя в принятых габаритах.

Технический результат изобретения заключается в создании ракетного двигателя, содержащего корпус с сопловым блоком (соплоблоком), передним и задним днищами, размещенный в корпусе вкладной заряд твердого ракетного топлива, горящий по наружной поверхности, и воспламенитель у переднего днища, а также стакан, цилиндрическая часть которого размещена с зазором относительно корпуса и наружной поверхности заряда, причем полость между стаканом и корпусом загерметизирована со стороны заднего днища. При этом дно стакана контактирует с торцом заряда и задним днищем двигателя и снабжено отверстиями для прохода газов из щелевого зазора «заряд - стакан» к соплу, а стакан выполнен из сгораемого материала на основе полиэфируретанметакрилатного связующего (ПЭМА), наполненного нитроцеллюлозой (НЦ) в соотношении НЦ/ПЭМА - (4/1)…(5/1).

Сущность изобретения заключается в выполнении стакана из сгораемого материала, содержащего ПЭМА и наполненного НЦ в указанных соотношениях, при этом уменьшение заявляемого соотношения менее чем 4/1 существенно снижает энергетические и баллистические характеристики сгораемого материала стакана, а увеличение указанного соотношения более чем 5/1 ухудшает технологические характеристики при термоформовании стакана.

В целом конструкция патентуемого ракетного двигателя позволяет обеспечить как достоинства прототипа (тепловая разгрузка корпуса), так и дополнительно повысить весовое совершенство ракетного двигателя - (уменьшение пассивной массы). За счет повышения суммарного импульса тяги ракетного двигателя при сгорании стакана повышается дальность стрельбы ракеты.

Патентуемое изобретение поясняется графическими материалами.

Фиг.1 - патентуемая конструкция двигателя:

1 - корпус;

2 - заряд;

3 - стакан из сгораемого материала;

4 - отверстия;

5 - пиропатрон;

6 - переднее днище;

7 - воспламенитель;

8 - герметизирующая прокладка;

9 - заднее днище - соплоблок.

Ракетный двигатель работает следующим образом: при подаче импульса на пиропатрон (5) последний срабатывает. Продуктами сгорания пиропатрона поджигается навеска воспламенителя (7), продукты сгорания которой воспламеняют поверхность заряда (2). Образующиеся при сгорании заряда газы движутся вдоль канала заряда и в зазоре «стакан - заряд», истекая через отверстия (4) в стакане в соплоблок (9), обеспечивая тягу ракетного двигателя. Часть газов заполняет застойную зону между стаканом (3) и корпусом (1) двигателя. При этом, так как стакан (3) выполнен из сгораемого материала на основе НЦ и ПЭМА, происходит его закономерное выгорание до окончания времени горения заряда с обеспечением дополнительного импульса тяги РДТТ, а при полете ракеты реализуется уменьшение по сравнению с прототипом пассивной массы ракетного двигателя, что обеспечивает повышенную дальность стрельбы ракеты с патентуемой конструкцией РДТТ.

Ракетный двигатель твердого топлива, содержащий корпус с сопловым блоком, передним и задним днищами, размещенный в корпусе вкладной заряд, горящий по наружной поверхности, и стакан, цилиндрическая часть которого размещена с зазором относительно корпуса и наружной поверхности заряда, при этом дно стакана контактирует с торцом заряда и задним днищем двигателя, а кольцевая полость между стаканом и корпусом загерметизирована со стороны заднего днища, отличающийся тем, что стакан выполнен из сгораемого материала на основе полиэфируретанметакрилатного связующего, наполненного нитроцеллюлозой в соотношении нитроцеллюлоза:полиэфируретанметакрилат - 4:1…5:1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к оболочечным конструкциям из полимерных композиционных материалов, и может быть использовано при создании корпусов или отсеков адаптеров летательных аппаратов, применяемых в ракетной и авиационной технике.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ), имеющего большое время работы. .

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в конструкциях маршевых и разгонных ступеней ракетных двигателей твердого топлива. .

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в конструкциях маршевых и разгонных ступеней ракетных двигателей твердого топлива. .

Изобретение относится к области вооружения, в частности к ракетным двигателям твердого топлива для мобильных комплексов, например, гарнатометных или огнеметных. .

Изобретение относится к области военной техники, а именно к заряду ракетного двигателя на твердом ракетном топливе. .

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при отработке ракетных двигателей твердого топлива с вкладными бронированными зарядами.

Изобретение относится к области стартовых ракетных двигателей на твердом топливе, в которых время преобразования энергии определяется сотыми и тысячными долями секунды.

Изобретение относится к конструкции ракетно-прямоточных двигателей длительного времени работы, в частности, для сверхзвуковых крылатых ракет. .

Заряд смесевого твердого топлива содержит корпус, защитно-крепящий слой и узел скрепления торцевой части заряда в виде эластичного элемента, расположенного между топливом и внутренней поверхностью корпуса. Эластичный элемент имеет кольцевой разрез, а нижняя граница эластичного элемента определяется гипотенузой прямоугольного треугольника, приложенного прямым углом к вершине кольцевого разреза, где горизонтальный катет располагается ближе к корпусу ракетного двигателя и имеет размер 0.03÷0.14 внешнего радиуса заряда, а вертикальный катет равен 0.03÷0.06 внешнего радиуса заряда. Изобретение позволяет снизить контактные напряжения на торце заряда, повысить механическую надежность и обеспечить условие равнопрочности. 1 ил.

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании и отработке ракетных двигателей твердого топлива. Ракетный двигатель содержит корпус с сопловым блоком, передним и задним днищами, размещенный в корпусе вкладной заряд, горящий по наружной поверхности, и стакан. Цилиндрическая часть стакана размещена с зазором относительно корпуса и наружной поверхности заряда, а дно контактирует с торцом заряда и задним днищем двигателя. Кольцевая полость между стаканом и корпусом загерметизирована со стороны заднего днища. Стакан выполнен из сгораемого материала на основе полиакриламида, наполненного нитроцеллюлозой в соотношении нитроцеллюлоза:полиакриламид - 2…3:1. В днище стакана выполнены отверстия для прохода газов из щелевого зазора «заряд - стакан» к соплу. Изобретение позволяет снизить воздействие теплового потока продуктов сгорания на корпус ракетного двигателя, а также повысить суммарный импульс тяги. 1 ил.

Изобретение относится к технологии композиционных материалов и может быть использовано при ремонте поверхности деталей ракетного двигателя. Способ ремонта поверхности деталей из углепластика включает приготовление ремонтного состава, обезжиривание дефектов поверхности, заполнение их ремонтным составом и отверждение. Готовят ремонтный состав, содержащий смолу эпоксидно-диановую СЭДМ-6, отвердитель Л-20, АДЭ-3 и порошок углепластика с размером частиц не более 0,2 мм, высушенный при температуре 110 - 130°C в течение 3 часов. При этом заполняют дефекты поверхности деталей ремонтным составом путем его нанесения до уровня поверхности не позднее чем через 1 час после приготовления ремонтного состава, а отверждение проводят при температуре 15 - 35°C в течение 72-120 часов. Обеспечивается повышение качества устранения дефектов с получением ровной гладкой поверхности в зоне дефекта, при этом прочность материала в зоне устраненного дефекта сопоставима с прочностью основного материала заготовки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к области ракетного машиностроения, в частности к производству корпусов ракетных двигателей твердого топлива из композитов. Корпус ракетного двигателя из полимерных композитов с газоходом включает теплоэрозионно-стойкое покрытие и силовую оболочку. Теплоэрозионно-стойкое покрытие газохода выполнено из термостойкой резины, армированной слоями спиральных витков ленты из ткани с косым расположением термостойких волокон основы и утка. Ширина ленты составляет 0,5-1,0 внутреннего диаметра газохода, а шаг намотки ленты составляет 0,30-0,35 ширины ленты. При изготовлении корпуса ракетного двигателя на металлической оправке формируют теплоэрозионно-стойкое покрытие и силовую оболочку. Для формирования теплоэрозионно-стойкого покрытия газохода дублируют ткань из термостойких волокон с пластиной из термостойкой невулканизованной резины, нарезают из нее ленты с косым расположением волокон основы и утка и наматывают слои спиральных витков ленты. Группа изобретений позволяет повысить надежность и технологичность корпуса ракетного двигателя. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх