RU171406U1

RU171406U1 - Plug of the intake device of a ramjet engine

Info

Publication number: RU171406U1
Application number: RU2016142300U
Authority: RU
Inventors: Владимир Платонович Францкевич; Павел Викторович Валуй; Дмитрий Юрьевич Федоров; Ольга Валерьевна Мокрецова; Дмитрий Евгеньевич Кабанов; Алексей Васильевич Копылов; Владислав Алексеевич Любимов
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2017-05-30

Abstract

Полезная модель относится к ракетостроению, а именно к заглушкам входа воздухозаборного устройства в камеру дожигания в ракетно-прямоточном двигателе на твердом топливе.Воздухозаборное устройство с заглушкой и ее приводом ракетно-прямоточного двигателя предназначено для защиты элементов регулирования и распределения маршевого топлива на стартовом режиме и для герметизации камеры дожигания ракетно-прямоточного двигателя. Заглушка выполнена в виде отдельных створок, например, из дюралевых сплавов, установленных в окно корпуса воздухозаборного устройства и шарнирно закрепленных в его стенку с возможностью раскрытия до упоров.Технический результат: надежно служит для герметизации камеры дожигания прямоточного двигателя в момент работы стартового ускорителя и выдерживает нагрузки при давлении в КД до 150 атм. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to rocket science, namely to plugs for entering an air intake device into the afterburner in a solid-fuel rocket-propelled engine. An air intake device with a plug and its propellant-direct-flow engine is designed to protect control elements and distribution of cruise fuel at start-up mode and for sealing the afterburning engine of a ramjet engine. The plug is made in the form of individual shutters, for example, of duralumin alloys installed in the window of the intake device housing and pivotally mounted in its wall with the possibility of opening to the stop. Technical result: reliably serves to seal the afterburner engine afterburning chamber at the time of starting the accelerator and withstands loads at a pressure in CD up to 150 atm. 2 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к ракетостроению, а именно к заглушкам входа воздухозаборного устройства (ВЗУ) в камеру дожигания (КД) в ракетно-прямоточном двигателе на твердом топливе (РПДТ).The utility model relates to rocket science, namely to the plugs of the entrance of the air intake device (VZU) into the afterburner (CD) in the solid-propellant rocket-propelled engine (RPTT).

Известно воздухозаборное устройство прямоточного воздушно-реактивного двигателя на твердом топливе с заглушкой, установленной в воздухозаборном устройстве и предназначенной для защиты элементов регулирования и распределения маршевого топлива на стартовом режиме. После стартового режима заглушка должна быть удалена для беспрепятственного поступления воздуха в камеру сгорания двигателя (см. «Интегральные прямоточные воздушно-реактивные двигатели на твердых топливах». В.Н. Александров и др. М.: ИКЦ «Академкнига», 2006 г., стр. 25-31). Данное устройство взято за прототип.Known intake device of a ramjet engine on solid fuel with a plug installed in the air intake device and designed to protect control elements and distribution of sustainer fuel in the starting mode. After the start mode, the plug must be removed to allow unhindered air to enter the combustion chamber of the engine (see “Integrated ramjet solid-propellant air-propelled engines”. V.N. Aleksandrov et al. MCC “Akademkniga”, 2006, pg. 25-31). This device is taken as a prototype.

Недостатками устройства прототипа является сложность конструкции и недостаточная надежность работы заглушки, так как остается вероятность попадания фрагментов заглушки в камеру сгорания двигателя, что может привести к повреждению или разрушению элементов регулировки и распределения маршевого топлива и в конечном итоге к неработоспособности или разрушению самого двигателя.The disadvantages of the prototype device are the complexity of the design and the lack of reliability of the plug, since there remains the possibility of fragments of the plug in the combustion chamber of the engine, which can lead to damage or destruction of the adjustment and distribution elements of the sustainer fuel and ultimately to inoperability or destruction of the engine itself.

Проблемой, решаемой созданной полезной моделью, является устранение недостатков прототипа, а именно повышение надежности работы заглушки и уменьшение общей массы ВЗУ и РПДТ в целом.The problem solved by the created utility model is the elimination of the disadvantages of the prototype, namely increasing the reliability of the plug and reducing the total mass of the OTD and RPDT as a whole.

Вышеуказанная проблема решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы полезной модели, общих с прототипом, таких как заглушка ВЗУ РПДТ, расположенная в воздухозаборном устройстве, с приводом и предназначенная для защиты элементов регулирования и распределения маршевого топлива на стартовом режиме, и отличительных, существенных признаков, таких как для герметизации КД РПДТ заглушка выполнена в виде отдельных створок, например из дюралевых сплавов, установленных в окно корпуса ВЗУ и шарнирно закрепленных в его стенку с возможностью раскрытия до упоров.The above problem is solved with the help of the signs specified in the 1st paragraph of the utility model formula common with the prototype, such as the plug of the RPM RPT located in the air intake device with the drive and designed to protect the control elements and the distribution of cruise fuel at the starting mode, and distinctive , essential features, such as for sealing the RPDT CD, the plug is made in the form of individual valves, for example, of duralumin alloys installed in the window of the housing of the VZU and pivotally fixed to its wall with disclosure to the stop.

Согласно п. 2 формулы полезной модели окно на входе в КД выполнено продолговатой формы с установленными в нем предпочтительно тремя створками.According to paragraph 2 of the utility model formula, the window at the entrance to the CD is made of oblong shape with preferably three shutters installed in it.

Согласно п. 3 формулы полезной модели в открытом положении створки находятся под углом 37° к горизонтальной плоскости.According to paragraph 3, the formulas of the utility model in the open position of the sash are at an angle of 37 ° to the horizontal plane.

Форма выполнения окна, число створок заглушки и угол 37° открытия створок относительно горизонтальной плоскости являются оптимальными, позволяющими надежно герметизировать КД и обеспечивать вскрытие окна входа воздуха при эксплуатации РПДТ.The shape of the window, the number of shutter flaps and the angle of opening of the flaps 37 ° relative to the horizontal plane are optimal, allowing reliable sealing of the CD and ensuring the opening of the air inlet window during RPT operation.

Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат:The above set of essential features allows you to get the following technical result:

1. Заглушка надежно служит для герметизации КД РПДТ в момент работы стартового ускорителя и выдерживает нагрузки при давлении в КД до 150 атм.1. The plug reliably serves for sealing the RPDT KD at the time of starting the accelerator and can withstand loads at a pressure in the CD up to 150 atm.

2. При переходе двигателя на маршевый режим работы конструкция заглушки обеспечивает вскрытие окон входа воздуха в КД.2. When the engine switches to marching mode of operation, the plug design provides the opening of the air inlet windows in the CD.

Кроме того, благодаря увеличенной длине окна входа и наличию направляющих лопаток в районе сопловых отверстий газогенератора обеспечивается смешение поступающего воздуха с продуктами газогенерации в соотношении, близком к стехиометрическому, что ведет к уменьшению времени воспламенения твердого топлива, увеличению полноты сгорания и повышению импульса тяги РПДТ.In addition, due to the increased length of the inlet window and the presence of guide vanes in the area of the nozzle openings of the gas generator, the incoming air is mixed with the gas generation products in a ratio close to stoichiometric, which leads to a decrease in the ignition time of solid fuel, an increase in the completeness of combustion, and an increase in the thrust impulse of the RPT.

Геометрия направляющих лопаток способствует образованию рецеркуляционных зон в районе сопловых отверстий газогенератора. Эти зоны характеризуются низкими скоростями и высокими температурами потока, что также ведет к увеличению полноты сгорания топлива.The geometry of the guide vanes contributes to the formation of recirculation zones in the area of the nozzle openings of the gas generator. These zones are characterized by low speeds and high flow temperatures, which also leads to an increase in the completeness of fuel combustion.

Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами: на Фиг. 1 приведена схема размещения заглушки ВЗУ на РПДТ, где позициями обозначены: 1 - газогенератор, 2 - корпус ВЗУ, 3 - регулятор, 4 - заглушка, 5 - след ВЗУ, 6 - камера дожигания;The utility model is illustrated by the following drawings: FIG. 1 shows the layout of the plug VZU on RPDT, where the positions indicated: 1 - gas generator, 2 - housing VZU, 3 - regulator, 4 - plug, 5 - trace VZU, 6 - afterburner;

на Фиг. 2 - компоновочная схема заглушки ВЗУ, где позициями обозначены: 7 - окно, 8 - ось створки, 9 - створка, 10 - упор створки, 11 - ось тяги, 12 - кронштейн, 13 - центральная тяга, 14 - тяга створки, 15 - контровочная шайба;in FIG. 2 - layout diagram of the plug VZU, where the positions indicated: 7 - window, 8 - axis of the sash, 9 - sash, 10 - stop sash, 11 - axis of the thrust, 12 - bracket, 13 - central thrust, 14 - thrust of the sash, 15 - lock washer;

на Фиг. 3 - заглушка ВЗУ в закрытом состоянии;in FIG. 3 - plug VZU in the closed state;

На Фиг. 4 - заглушка ВЗУ в открытом состоянии.In FIG. 4 - plug VZU in the open state.

ВЗУ 2 (Фиг. 1) имеет заглушку ВЗУ РПДТ 4 (Фиг. 2), расположенную в нем, с приводом и предназначенную для защиты элементов регулирования и распределения маршевого топлива на стартовом режиме.ВЗУ 2 (Fig. 1) has a plug ВЗУ РПТТ 4 (Fig. 2), located in it, with a drive and designed to protect control elements and distribution of sustainer fuel at start-up mode.

Заглушка 4 (Фиг. 2) для герметизации камеры дожигания прямоточного двигателя выполнена в виде отдельных створок 9, например, из дюралевых сплавов, установленных в окно 7 корпуса воздухозаборного устройства 2 и шарнирно закрепленных (Фиг. 3, 4) в стенках окна 7, с возможностью раскрытия до упоров 10 под углом 37° к горизонтальной плоскости.The plug 4 (Fig. 2) for sealing the afterburning engine afterburning chamber is made in the form of separate flaps 9, for example, of duralumin alloys installed in the window 7 of the housing of the air intake device 2 and pivotally mounted (Fig. 3, 4) in the walls of the window 7, s the possibility of disclosure to the stop 10 at an angle of 37 ° to the horizontal plane.

Конструкция заглушки окна на входе в КД представляет собой три отдельные створки 9, вписанные в окно 7 и шарнирно закрепленные в его стенках.The design of the window plug at the entrance to the CD consists of three separate leaves 9, inscribed in the window 7 and pivotally mounted in its walls.

В состав заглушки входят: окно, створки, кронштейн створки, малые тяги к створкам, центральная тяга, оси створок, оси тяг, контровочные шайбы, упоры створок (Фиг. 2, 4).The stub includes: window, sash, sash bracket, small thrust to the sash, central thrust, axis of the sash, axis of the rod, lock washers, stoppers of the sash (Fig. 2, 4).

В следе 5 ВЗУ 2 расположен привод (на чертеже не показан, например, в виде пиротолкателя), жестко соединенный с центральной тягой 13, центральная тяга 13 шарнирно соединена с тягами створок 14 посредствам осей тяг 11, зафиксированных с помощью контровочных шайб 15. Тяги створок 14 также шарнирно соединены с кронштейнами 12, расположенными на створках 9. Створки 9 шарнирно закреплены непосредственно в окне 7 осями створок 8. На внутренних стенках окна 7 жестко заделаны упоры створок 10, необходимые для фиксации створок 9 во время горения стартового заряда.In the trace 5 of the VZU 2, there is a drive (not shown, for example, in the form of a pusher), rigidly connected to the central rod 13, the central rod 13 is pivotally connected to the leaf rods 14 by means of the rod axles 11, fixed with lock washers 15. The leaf rods 14 are also pivotally connected to brackets 12 located on the flaps 9. The flaps 9 are pivotally mounted directly in the window 7 by the axes of the flaps 8. On the inner walls of the window 7, the stops of the flaps 10 are necessary to fix the flaps 9, which are necessary for fixing the flaps 9 during combustion of the starting charge .

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Механизм вскрытия заглушки работает посредством движения центральной тяги 13 приводимой в действие приводом. В открытом состоянии створки 9 находятся под углом 37° к горизонтальной плоскости.The opening mechanism of the plug works by moving the central rod 13 driven by the drive. In the open state, the shutters 9 are at an angle of 37 ° to the horizontal plane.

Механизм вскрытия заглушки приводится в действие после выгорания заряда стартового топлива. При срабатывании привода в движение приводится центральная тяга 13, передающая усилие привода на тяги створок 14, которые приводят в движение сами створки 9, поворачивая их вокруг осей 8. Открытое и закрытое положение заглушки фиксируется длиной хода штока привода.The mechanism for opening the plug is activated after the charge of the starting fuel is burned out. When the actuator is actuated, the central thrust 13 is driven, transmitting the drive force to the drafts of the sashes 14, which drive the sashes 9 themselves, turning them around the axes 8. The open and closed position of the plug is fixed by the stroke length of the actuator stem.

Из описания и практического применения настоящей полезной модели специалистам будут очевидны и другие частные формы ее выполнения. Данное описание и чертежи рассматриваются как материал, иллюстрирующий полезную модель, сущность которой и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле полезной модели, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.From the description and practical application of the present utility model, other particular forms of its implementation will be obvious to specialists. This description and drawings are considered as material illustrating a utility model, the essence of which and the scope of patent claims are defined in the following utility model formula, a set of essential features and their equivalents.

Claims

1. The plug of the intake device of the rocket-ram engine, located in the intake device with the drive and designed to protect the control elements and the distribution of sustainer fuel in the starting mode, characterized in that for sealing the afterburner engine afterburner, the plug is made in the form of separate shutters, for example, duralumin alloys installed in the window of the housing of the air intake device and pivotally mounted in its wall with the possibility of opening to the stop.

2. The plug according to claim 1, characterized in that the window at the entrance to the afterburner is oblong in shape with preferably three flaps installed in it.

3. The plug according to claim 1, characterized in that in the open position the flaps are at an angle of 37 ° to the horizontal plane.