RU159995U1

RU159995U1 - POWDER PRESSURE BATTERY

Info

Publication number: RU159995U1
Application number: RU2014150717/06U
Authority: RU
Inventors: Борис Андреевич Белобрагин; Анатолий Николаевич Буров; Валерий Александрович Дунаев; Валерий Иванович Козлов; Александр Евгеньевич Кочеров; Виктор Александрович Никитин; Валерий Юрьевич Сладков
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-02-27

Abstract

Пороховой аккумулятор давления, содержащий корпус, состоящий из оболочки и днища, сопловой блок, твердотопливный заряд, опорные элементы для заряда, воспламенитель, отличающийся тем, что в нем опорные элементы, удерживающие твердотопливный заряд из цилиндрических одноканальных шашек, выполнены в виде стаканов, стенки которых опираются на днище и сопловой блок, а донья снабжены щелевыми пропилами, ориентированными по параллельным хордам, проходящим через каналы шашек, которые зафиксированы от угловых перемещений посредством сгорающих вкладышей, размещенных в опорной части щелевых пропилов, при этом площадь проходного сечения пропилов в 1,3…1,4 раза превышает площадь проходного сечения твердотопливного заряда, воспламенитель имеет газодинамическую инициирующую связь через разрушающуюся герметизирующую мембрану с внешним источником горячего газа.A powder pressure accumulator comprising a housing consisting of a shell and a bottom, a nozzle block, a solid fuel charge, support elements for a charge, an igniter, characterized in that in it support elements holding a solid fuel charge of cylindrical single-channel blocks are made in the form of cups, the walls of which rely on the bottom and nozzle block, and the bottom is equipped with slotted cuts oriented along parallel chords passing through the channels of the checkers, which are fixed from angular movements by burning in lining placed in the supporting part of the slotted cuts, while the area of the passage section of the cuts is 1.3 ... 1.4 times larger than the area of the passage section of the solid fuel charge, the igniter has a gas-dynamic initiating connection through a collapsing sealing membrane with an external source of hot gas.

Description

Полезная модель относится к военной технике, более конкретно к конструкции порохового аккумулятора давления (ПАД), используемого в качестве источника рабочего газа для обеспечения разделения боевых частей снарядов.The utility model relates to military equipment, and more specifically to the design of a powder pressure accumulator (PAD), used as a source of working gas to ensure separation of the warheads of shells.

Для разделения боевых частей снарядов необходим источник энергии и рабочего вещества, обеспечивающий большой секундный приход газа за малый промежуток времени. Использование в качестве источника энергии зарядов из дымных ружейных порохов, приводит к появлению пика давления, вызывающего значительные перегрузки, действующие на разделяемые элементы головной части снаряда, которые под их воздействием могут быть разрушены. Исключить это позволяет применение ПАД, обеспечивающего снижение максимального давления в отсеке разделения и уменьшение силового воздействия на снаряжение.To separate the warheads of shells, a source of energy and a working substance is needed, which ensures a large second gas supply in a short period of time. The use of charges from smoke gunpowders as an energy source leads to the appearance of a pressure peak, which causes significant overloads acting on the shared elements of the projectile head, which can be destroyed under their influence. This can be eliminated by the use of PAD, which ensures a decrease in the maximum pressure in the separation compartment and a decrease in the force impact on the equipment.

ПАД по своей конструкции практически соответствует конструкции ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ), состоящего из камеры сгорания с размещенным в ней зарядом твердого топлива из трубчатых шашек, опирающихся на решетку, воспламенителя и соплового блока (Абугов Д.И., Бобылев В.М. Теория и расчет ракетных двигателей на твердом топливе. - М.: Машиностроение, 1987. - 272 с.: ил., стр. 14).PAD in its design practically corresponds to the design of a solid propellant rocket engine (RDTT), consisting of a combustion chamber with a solid fuel charge of tubular checkers resting on a grate, an igniter and a nozzle block (Abugov D.I., Bobylev V.M. Theory and calculation of solid propellant rocket engines. - M.: Mashinostroenie, 1987. - 272 pp., Ill., P. 14).

Анализ техники в области конструкции ПАД и РДТТ позволил выявить технические решения, наиболее близкие к заявляемому.An analysis of the techniques in the field of design of PAD and solid propellant rocket motors revealed technical solutions that are closest to the claimed one.

Известен пороховой аккумулятор давления (Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь. / Под ред. Б.П. Жукова. Изд. 2-е исправ. - М.: Янус-К, 2000, стр. 434-435), принятый авторами за прототип, включающий корпус, состоящий из оболочки и днища, соплового выпускного устройства, опорных элементов для заряда, твердотопливный заряд, воспламенитель и средства инициирования запуска.Known powder pressure accumulator (Condensed energy systems. A brief encyclopedic dictionary. / Under the editorship of B.P. Zhukov. Ed. 2nd correction. - M .: Janus-K, 2000, pp. 434-435), accepted by the authors for a prototype comprising a housing consisting of a shell and a bottom, a nozzle exhaust device, support elements for a charge, a solid fuel charge, an ignitor and means for initiating a launch.

Однако описанная конструкция, с точки зрения применения ее в отсеке разделения боевых частей снарядов, обладает рядом недостатков, основными из которых являются: недостаточная надежность воспламенения порохового заряда; невозможность быстрого выхода на режим, особенно при минусовых температурах; малый расход газа; возможность разрушения опорных решеток; недостаточная надежность фиксации заряда при транспортировании, старте и движении ракеты на траектории.However, the described construction, from the point of view of its application in the compartment for separation of warheads of shells, has a number of disadvantages, the main of which are: insufficient reliability of ignition of the powder charge; the inability to quickly enter the mode, especially at subzero temperatures; low gas consumption; the possibility of destruction of the support grids; insufficient reliability of charge fixation during transportation, launch and rocket movement on the trajectory.

Использование ПАД в отсеке разделения головной части снаряда, в частности реактивных систем залпового огня, дает ряд преимуществ, основными из которых являются: обеспечение «мягкого» разделения при котором перегрузки, действующие на выбрасываемое снаряжение не превышают допустимых значений, что исключает их разрушение; обеспечивает малые массо-габаритные параметры узла разделения; не усложняют конструкцию узла разделения и позволяет использовать его штатные элементы. При этом одновременно достигается увеличение относительной скорости разделяемых элементов конструкции.The use of PAD in the separation compartment of the head of the projectile, in particular multiple launch rocket systems, provides a number of advantages, the main of which are: providing "soft" separation in which the overloads acting on the discharged equipment do not exceed permissible values, which eliminates their destruction; provides small mass-dimensional parameters of the separation unit; do not complicate the design of the separation unit and allows the use of its regular elements. At the same time, an increase in the relative speed of the shared structural elements is achieved.

Технической задачей полезной модели является разработка рациональной конструкции, обеспечивающей быстрый выход на режим ПАД, являющегося источником рабочего газа для разделения головных частей снарядов, при одновременном снижение силовых нагрузок на разделяемые элементы конструкции, и увеличении относительной скорости разделения.The technical task of the utility model is to develop a rational design that provides quick access to the PAD mode, which is the source of the working gas for separating the head parts of the shells, while reducing power loads on the shared structural elements, and increasing the relative separation speed.

Для достижения этой цели в ПАД известной конструкции, содержащий корпус, состоящий из оболочки и днища, сопловой блок, твердотопливный заряд, опорные элементы для заряда, воспламенитель; введены следующие технические решения: опорные элементы, удерживающие твердотопливный заряд из одноканальных шашек, выполнены в виде стаканов, стенки которых опираются на днище и сопловой блок, а донья снабжены щелевыми пропилами, ориентированными по параллельным хордам, проходящими через каналы шашек, которые фиксируются от радиальных и угловых перемещений посредством сгорающих вкладышей, размещенных в опорной части щелевых пропилов. При этом площадь проходного сечения пропилов в 1,3…1,4 раза превышает площадь проходного сечения твердотопливного заряда. Воспламенитель имеет газодинамическую инициирующую связь через разрушающуюся герметизирующую мембрану с внешним источником горячего газа.To achieve this, in a PAD of a known design, comprising a housing consisting of a shell and a bottom, a nozzle block, a solid fuel charge, support elements for a charge, an igniter; The following technical solutions were introduced: support elements that hold a solid fuel charge from single-channel checkers are made in the form of glasses, the walls of which are supported by the bottom and nozzle block, and the bottom is equipped with slotted cuts oriented along parallel chords passing through the channels of the blocks, which are fixed from radial and angular movements by means of burning inserts placed in the supporting part of the slotted cuts. The cross-sectional area of cuts is 1.3 ... 1.4 times larger than the cross-sectional area of solid propellant charge. The igniter has a gas-dynamic initiating connection through a collapsing sealing membrane with an external source of hot gas.

Герметизирующая мембрана предназначена для предотвращения попадания в ПАД посторонних предметов, изменения свойств твердотопливного заряда под воздействием температурных перепадов и влажности, и выполняет роль узла форсирования. Задействование воспламенителя, размещенного в предсопловом объеме, осуществляется через разрушающуюся герметизирующую мембрану от внешнего источника горячего газа.The sealing membrane is designed to prevent foreign objects from entering the PAD, changing the properties of the solid propellant charge under the influence of temperature changes and humidity, and serves as a boosting unit. The igniter located in the pre-nozzle volume is activated through a collapsing sealing membrane from an external source of hot gas.

Сущность заявляемого технического решения поясняется фигурами.The essence of the proposed technical solution is illustrated by figures.

На фиг. 1 представлен вариант предлагаемой конструкции ПАД.In FIG. 1 shows a variant of the proposed design PAD.

На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.In FIG. 2 is a section AA in FIG. one.

Предлагаемый ПАД включает: днище 1; оболочку 3 с размещенным в ней твердотопливным зарядом одноканальных шашек 4 и воспламенителем 7; передний 2 и задний 6 опорные элементы крепления со щелевыми пропилами 10 для крепления твердотопливного заряда, сопловой блок 9 с герметизирующей мембраной 8, сгорающие вкладыши 5.The proposed PAD includes: bottom 1; a shell 3 with a solid-fuel charge of single-channel checkers 4 and an igniter 7 placed therein; front 2 and rear 6 support fasteners with slotted cuts 10 for fastening a solid fuel charge, nozzle block 9 with a sealing membrane 8, burning inserts 5.

Предложенное устройство с учетом вышеприведенного описания функционирует следующим образом.The proposed device, taking into account the above description, operates as follows.

Работа ПАД начинается с подачи газодинамического инициирующего импульса от продуктов горения вышибного заряда отсека разделения. Под воздействием газодинамического инициирующего импульса прорывается герметизирующая мембрана 8 соплового блока 9 и зажигается воспламенитель 7. Продукты сгорания воспламенителя 7, состоящие из газа и раскаленных частиц конденсированной фазы, через щелевые пропилы 10 заднего опорного элемента 6 проникают в каналы шашек и зазоры между наружными поверхностями шашек твердотопливного заряда из одноканальных шашек 4, размещенного в оболочке 3 и удерживаемого опорным элементом 2, опирающимся на днище 1, и опорным элементом 6, опирающимся на сопловой блок 9, воспламеняя их. Надежное воспламенение всех поверхностей заряда и, следовательно, быстрый выход на режим обеспечиваются указанным соотношением между площадью проходного сечения заднего опорного элемента 6 и площадью проходного сечения твердотопливного заряда из цилиндрических одноканальных шашек 4, котороеThe operation of the PAD begins with the supply of a gas-dynamic initiating impulse from the combustion products of the expelling charge of the separation compartment. Under the influence of a gas-dynamic initiating pulse, the sealing membrane 8 of the nozzle block 9 breaks out and the igniter 7 is ignited. The products of combustion of the igniter 7, consisting of gas and incandescent particles of the condensed phase, penetrate into the channels of the checkers and the gaps between the outer surfaces of the solid-fuel checkers through the slotted cuts 10 of the rear support element 6 charge from single-channel checkers 4, placed in the shell 3 and held by a support element 2, supported on the bottom 1, and a support element 6, supported on a block 9, igniting them. Reliable ignition of all charge surfaces and, therefore, a quick exit to the mode are ensured by the indicated ratio between the area of the passage section of the rear support element 6 and the area of the passage section of the solid fuel charge from cylindrical single-channel checkers 4, which

составляет 1,3…1,4, а также соответствующим взаимным расположением щелей 10 опорных элементов 2, 6 и каналами твердотопливного заряда из одноканальных шашек 4.is 1.3 ... 1.4, as well as the corresponding mutual arrangement of the slots 10 of the supporting elements 2, 6 and the solid fuel charge channels from single-channel checkers 4.

При больших значениях, указанного соотношения, уменьшается площадь контакта шашек заряда с опорными элементами, что может приводить к деформации и разрушению шашек заряда. При меньших значениях, указанного соотношения, затрудняется протекание продуктов сгорания воспламенителя к поверхности многошашечного заряда, что ухудшает его воспламенение и увеличивает время выхода на режим ПАД.At large values of the indicated ratio, the contact area of the charge checkers with the support elements decreases, which can lead to deformation and destruction of the charge checkers. At lower values of the indicated ratio, the flow of igniter combustion products to the surface of the multi-cup charge is hindered, which worsens its ignition and increases the time to enter the PAD mode.

Кроме того, принятое соотношение между площадью проходного сечения опорных элементов и площадью проходного сечения камеры исключает возможность их разрушения под действием перепада давления, возникающего при задействовании и работе ПАД.In addition, the adopted ratio between the area of the bore of the support elements and the area of the bore of the chamber excludes the possibility of their destruction under the action of the pressure drop that occurs when the pressure gauge is activated and operated.

В процессе транспортирования, и функционирования снаряда заряд трется об опорные поверхности решеток, что ведет к образованию пороховой стружки в камере и недопустимому повышению давления при срабатывании ПАД. Кроме того, при изменении температурного режима хранения ПАД стружка налипает на боковые поверхности заряда и шашки могут склеиваться между собой, что приводит к нерасчетному режиму работы. Для фиксации многошашечного заряда в камере сгорания при транспортировке, старте и движении снаряда на траектории, предотвращающей его радиальное перемещение и вращение относительно продольной оси, в конструкции предусмотрены сгорающие вкладыши 5, которые могут быть выполнены из твердого топлива той же марки, что и основной заряд.In the process of transportation, and the functioning of the projectile, the charge rubs on the supporting surfaces of the gratings, which leads to the formation of powder chips in the chamber and an unacceptable increase in pressure when the pressure is applied. In addition, when changing the temperature regime of storage of PAD, the chips stick to the side surfaces of the charge and the pieces can stick together, which leads to an off-design mode of operation. To fix a multi-cup charge in the combustion chamber during transportation, launch and movement of the projectile on a trajectory that prevents its radial movement and rotation relative to the longitudinal axis, burning inserts 5 are provided in the design, which can be made of solid fuel of the same brand as the main charge.

Предложенное техническое решение позволяет обеспечить быстрый выход на режим ПАД, являющегося источником рабочего газа для разделения боевых частей снарядов, при одновременном снижение силовых нагрузок на разделяемые элементы конструкции снаряда и увеличении относительной скорости разделения.The proposed technical solution allows for quick access to the PAD mode, which is a source of working gas for separating the warheads of shells, while reducing power loads on the shared elements of the shell design and increasing the relative separation speed.

Claims

A powder pressure accumulator comprising a housing consisting of a shell and a bottom, a nozzle block, a solid fuel charge, support elements for a charge, an igniter, characterized in that in it support elements holding a solid fuel charge of cylindrical single-channel blocks are made in the form of cups, the walls of which rely on the bottom and nozzle block, and the bottom is equipped with slotted cuts oriented along parallel chords passing through the channels of the checkers, which are fixed from angular movements by burning in lining placed in the supporting part of the slotted cuts, while the area of the passage section of the cuts is 1.3 ... 1.4 times larger than the area of the passage section of the solid fuel charge, the igniter has a gas-dynamic initiating connection through a collapsing sealing membrane with an external source of hot gas.