RU190423U1 - Импульсная двигательная установка с газопаровыми зарядами ВВ для аппаратов - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к теплоэнергетике и энергомашиностроению, а именно к импульсным двигательным установкам, использующим потенциальную энергию взрывчатого вещества для создания толкающей силы, и может быть использована для гражданских, военных воздушных, водных и космических аппаратов. Импульсная двигательная установка содержит камеру для взрыва зарядов полусферической формы и газопаровые заряды, содержащие пороховые или детонирующие ВВ. Заряды ВВ подаются по осевому каналу в камеру, при этом инициализация зарядов и их взрыв осуществляется непосредственно после поступления в камеру. Для исключения перегрузок сопло снабжено демпфирующим устройством. В двигателе используются газопаровые заряды с повышенной удельной мощностью, взрывающиеся с высокой частотой и обеспечивающие более плавное, без перегрузок, высокоскоростное ускорение аппарата и, соответственно, сокращение времени достижения заданной цели. Двигатель характеризуется простой конструкцией, низкой стоимостью изготовления. Газопаровые заряды ВВ характеризуются повышенной удельной мощностью и, соответственно, занимая меньший объем, обеспечат больший объем для полезной нагрузки. При работе двигателя не только полностью исключается радиационное загрязнение, но и обеспечивается нейтрализация газообразных продуктов взрыва сверхкритическим флюидом воды, обладающим мощной окислительной способностью. Двигатель может быть использован для различных типов управляемых и неуправляемых боевых торпед с обычным или атомным зарядом, для тактических боевых ракет и авиационных, а также для космических аппаратов. 3 з.п.ф-лы.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике и энергомашиностроению, а именно, к импульсным двигательным установкам, использующим потенциальную энергию взрывчатого вещества для создания пропульсивной толкающей силы, и может быть использована для гражданских, военных воздушных, водных и космических аппаратов.

Известен импульсный ядерный ракетный двигатель, в котором используется энергия большого числа небольших ядерных зарядов (в том числе и термоядерных), находящихся на борту ракеты которые последовательно выбрасываются из ракеты и на некотором расстоянии за ней взрываются, и часть расширяющихся газообразных продуктов ударяет в платформу, установленную на ракете.

Для снижения перегрузки платформа снабжена демпфирующим устройством, которое, после цикла сжатия, возвращает платформу в начальное положение. Суммарное приращение скорости полета ракеты зависит от числа ядерных взрывов (Уманский С.П. «Ракеты-носители. Космодромы» - М.: Рестарт, 2001. - 216 с.).

Двигатель характеризуется использованием сложных по устройству зарядов и низкой эффективностью использования энергии сферических взрывов зарядов на значительном расстоянии от платформы, а так же высоким уровнем радиационной опасности, а так же высокой стоимостью зарядов и двигателя.

Известен шаровой газопаровой заряд ВВ содержащий детонирующее взрывчатое вещество и гидроампулу с водой, установленную внутри заряда (Патент на ПМ №177942).

Известно, что при взрыве ВВ массой в 1 кг образует около 500-1000 литров высокотемпературных газов и так же известно, что объем водяного пара при 100°С в 1673 раза больше объема 1 л. воды при 4°С, т.е. в 1.5 раза больше чем объем газообразных продуктов взрыва ВВ.

При взрыве газопарового заряда ВВ, с размещенной внутри него гидроампулой, будет одновременно происходить и взрыв воды с резким увеличением количества газообразного рабочего тела и с образованием газопаровой смеси более высокого давления, так как парциальные давления газов и образовавшегося водяного пара суммируются.

Для взрыва воды достаточно без подвода тепла сжать ее давлением, при котором ее температура повысится более 100°С, а для перехода в сверхкритическое состояние - сверхкритического флюида (СКФ) требуется давление выше Р=220 ати и температура выше Т=373°С.

Давление продуктов взрыва единицы массы используемых обычных зарядов ВВ значительно превосходит сверхкритическое давление для воды и поэтому она при взрыве будет в основном находиться в состоянии СКФ.

При взрыве газопарового заряда взрывчатого вещества вода обеспечивает «накачку» продуктов взрыва ВВ дополнительной потенциальной энергией, превосходящей по величине энергию газообразных продуктов взрыва, которые по существу являются детонатором для взрыва воды, при этом обеспечиваются следующие синергетические эффекты.

Известна газопароимпульсная корректирующая двигательная установка для космических аппаратов, содержащая в качестве источника рабочего тела для создания силовых толкающих импульсов для движения аппарата патроны с пороховыми газопаровыми зарядами ВВ (Патент на ПМ №180685).

При создании полезной модели ставились задачи повышения эффективности двигательной установки за счет повышения удельной мощности зарядов, повышения эффективности использования их энергии для создания пропульсивной, толкающей аппарат, силы, повышение скорости создания импульсов, обеспечение радиационной безопасности и снижение стоимости двигательной установки.

Задачи решены тем, что для взрыва зарядов двигатель содержит полусферическую камеру, в которую подаются газопаровые заряды ВВ. выполненные из обычных дефлаграционных (пороховых) или детонирующих зарядов, внутри которых установлены ампулы с водой.

Заряды подаются по соосному камере каналу, при этом инициализация зарядов и их взрыв осуществляется в камере.

Магазинами для размещения зарядов ВВ может служить один, соосно выполненный канал на всю длину аппарата или содержащий несколько дополнительно выполненных коаксиально центральному каналу.

Подача зарядов ВВ в камеру и взрывание может осуществляться устройством содержащим механизм подачи и инициализации или, например, взведенной пружиной, размещенной в канале и выталкивающей последовательно заряды в камеру или механизмами подачи аналогичными используемым в стрелковом автоматическом оружии.

Более мощные, взрывающиеся с высокой частотой газопаровые заряды ВВ, обеспечат более плавное и высокоскоростное ускорение аппарата и, соответственно, сократят время достижения заданной цели аппаратам перемещающимся в любой среде.

Кроме того, газопаровые заряды ВВ, обладающие повышенной удельной мощностью и, соответственно, занимающие по сравнению с обычными зарядами меньший объем, обеспечат больший объем для полезной нагрузки.

Двигатель может быть использован для различных типов управляемых и неуправляемых боевых торпед с обычным или атомным зарядом, для наземных тактических боевых ракет и авиационных, а так же для космических аппаратов.

Claims (4)

1. Импульсная двигательная установка для аппаратов с созданием пропульсивной толкающей силы ударной волной взрываемых зарядов ВВ, характеризующаяся тем, что содержит полусферическую камеру для взрыва зарядов в ее полости и устройство для подачи зарядов в камеру и их инициализации.

2. Импульсная двигательная установка по п. 1, характеризующаяся тем, что содержит газопаровые заряды ВВ, состоящие из дефлаграционных или детонирующих зарядов, внутри которых установлены ампулы с водой.

3. Импульсная двигательная установка по пп. 1, 2, характеризующаяся тем, что заряды имеют форму цилиндра или шара.

4. Импульсная двигательная установка по пп. 1, 2, 3, характеризующаяся тем, что камера снабжена демпфирующим устройством.