RU2196244C1

RU2196244C1 - Rocket engine nozzle cover

Info

Publication number: RU2196244C1
Application number: RU2001114791A
Authority: RU
Inventors: В.В. Смольников; Г.А. Зыков; А.А. Болотов; Ю.М. Лужков; В.Н. Кротков; А.Д. Куликов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 2001-05-29
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2003-01-10

Abstract

FIELD: rocket engine nozzles. SUBSTANCE: nozzle cover of rocket engine started from launching container by means of cartridge pressure accumulator has spherical membrane with weakened sections radially diverging from center. Said membrane is supported by arched spherical structure consisting of separate wedge-shaped components held by external ring which is fitted on taper portion of bell-mouth and is connected with spherical membrane. Provision is made for perception of pressure from cartridge-pressure accumulator ensuring rated level of cover opening pressure for obtaining minimum permissible mass of flying-out parts. EFFECT: enhanced efficiency and reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке заглушек сопел ракетных двигателей, стартующих из пускового контейнера при помощи порохового аккумулятора давления (ПАД). The invention relates to rocket technology and can be used to develop plugs for nozzles of rocket engines starting from a launch container using a powder pressure accumulator (PAD).

Известна заглушка, установленная в расширяющейся части сопла, способная воспринимать давление газов ПАДа и вскрываться при запуске двигателя за счет применения болтов с калиброванной шейкой (см. Конструкции ракетных двигателей на твердом топливе. /Под общей редакцией чл.-корр. Российской академии наук, доктора техн.наук, проф. Л.Н.Лаврова. М.: Машиностроение, 1993, рис. 3.36, стр.162). Known plug installed in the expanding part of the nozzle, capable of absorbing the pressure of PAD gases and opening when the engine is started due to the use of bolts with a calibrated neck (see. Designs of rocket engines on solid fuel. / Under the general editorship of the corresponding member of the Russian Academy of Sciences, doctor Technical Science, Prof. L.N. Lavrova, Moscow: Engineering, 1993, Fig. 3.36, p. 162).

Недостатком данной конструкции является большая масса заглушки, которая при вылете может нанести повреждения пусковой установке. The disadvantage of this design is the large mass of the plugs, which upon departure can cause damage to the launcher.

Известна заглушка, в которой для уменьшения массы вылетающих частей применяется лепестковая мембрана (см. рис.3.37, стр.163 вышеуказанной книги). Эта заглушка включает в себя сферическую мембрану с радиально расходящимися от центра ослабленными сечениями (взята за прототип). При запуске двигателя мембрана рвется только по ослабленным сечениям и лепестки заглушки разворачиваются по потоку газа и сгорают. Недостатком данной конструкции является то, что она не может воспринимать большое давление от газов ПАДа при запуске из пускового контейнера. A stub is known in which a flap membrane is used to reduce the mass of outgoing parts (see Fig.3.37, p.163 of the above book). This plug includes a spherical membrane with weakened sections radially diverging from the center (taken as a prototype). When the engine starts, the membrane breaks only in weakened sections and the plug petals turn around in the gas flow and burn out. The disadvantage of this design is that it can not absorb much pressure from the gases of the PAD when starting from the launch container.

Технической задачей данного изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков. The technical task of this invention is to remedy the above disadvantages.

Технический результат достигается тем, что заглушка сопла ракетного двигателя, содержащая сферическую мембрану с радиально расходящимися от центра ослабленными сечениями, опирается на арочную сферическую конструкцию, состоящую из отдельных клинообразных элементов, которые удерживаются внешним кольцом, причем кольцо установлено на конической части раструба и соединено со сферической мембраной. The technical result is achieved by the fact that the nozzle cap of a rocket engine containing a spherical membrane with weakened sections radially diverging from the center is supported by an arched spherical structure consisting of individual wedge-shaped elements that are held by an outer ring, and the ring is mounted on the conical part of the socket and connected to a spherical the membrane.

На фиг.1 изображена конструкция предлагаемой заглушки, на фиг.2 - вид А с внутренней стороны заглушки, на фиг.3 - вид Б с внешней стороны заглушки без Т.З.П. Figure 1 shows the design of the proposed plug, figure 2 is a view A from the inside of the plug, figure 3 is a view B from the outside of the plug without T.Z.P.

Внутри сопла 1 установлена заглушка, которая представляет собой сферическую мембрану 2 с радиально расходящимися от центра ослабленными сечениями 3 (см. фиг.3). Мембрана 2 опирается на арочную сферическую конструкцию, состоящую из отдельных клинообразных элементов 4, выполненных, например, из пенопласта или пенокерамики. Все элементы 4 арочной сферической конструкции удерживаются от рассыпания внешним кольцом 5, которое при помощи штифтов 6 соединено с наружным фланцем 7, скрепленным непосредственно с мембраной 2 заглушки. Кольцо 5 выполнено, например, из пенопласта, а мембрана 2 заглушки и фланец 7 - из алюминиевого сплава. Inside the nozzle 1, a plug is installed, which is a spherical membrane 2 with weakened sections 3 radially diverging from the center (see FIG. 3). The membrane 2 is based on an arched spherical structure, consisting of individual wedge-shaped elements 4, made, for example, of foam or ceramic foam. All elements 4 of the arched spherical structure are kept from scattering by the outer ring 5, which is connected by means of pins 6 to the outer flange 7, fastened directly to the membrane 2 of the plug. Ring 5 is made, for example, of polystyrene foam, and the membrane 2 of the plug and flange 7 are made of aluminum alloy.

Заглушка и кольцо 5 на герметизирующем составе вклеены в сопло 1 и для надежности соединения подкреплены винтами 8. На наружной стороне мембраны напылено теплозащитное покрытие 9. The cap and ring 5 on the sealing compound are glued into the nozzle 1 and, for reliability of the connection, supported by screws 8. On the outer side of the membrane, a heat-protective coating 9 is sprayed.

Работает заглушка следующим образом. The stub works as follows.

При запуске ПАДа его газы воздействуют непосредственно на мембрану заглушки. Нагрузка от мембраны передается на арочную сферическую конструкцию, состоящую из отдельных клинообразных элементов 4. Нагрузка со всех элементов 4 передается на кольцо 5 и далее на раструб сопла 2. When the PAD is launched, its gases act directly on the plug membrane. The load from the membrane is transferred to the arched spherical structure, consisting of individual wedge-shaped elements 4. The load from all elements 4 is transmitted to the ring 5 and then to the nozzle socket 2.

Давление, которое может выдержать заглушка, в основном определяется жесткостью и размерами клинообразных элементов 4. После выхода из пускового контейнера происходит запуск двигателя, при этом газы двигателя, проходя между элементами 4, воздействуют на мембрану 2 заглушки, которая при расчетном давлении рвется по ослабленным радиальным сечениям 3. Все лепестки заглушки отгибаются по потоку газа и сгорают, а клинообразные элементы 4 с расчетной допустимой массой вылетают в струе работающего двигателя, исключая опасное воздействие на пусковую установку. Кольцо 5, фланец 7 и лепестки мембраны заглушки 2 сгорают в потоке газа. The pressure that the plug can withstand is mainly determined by the stiffness and size of the wedge-shaped elements 4. After exiting the starting container, the engine starts, while the engine gases passing between the elements 4 act on the membrane 2 of the plug, which at the design pressure breaks along the weakened radial sections 3. All the plug petals are bent over the gas flow and burn out, and the wedge-shaped elements 4 with the estimated permissible mass fly out in the jet of a running engine, eliminating the dangerous effect on starting installation. The ring 5, the flange 7 and the petals of the membrane plug 2 are burned in a gas stream.

Таким образом, предлагаемая заглушка обеспечивает возможность восприятия давления от ПАДа и обеспечивает расчетный уровень давления вскрытия заглушки двигателя при обеспечении допустимой минимальной массы вылетающих частей. Thus, the proposed plug provides the possibility of perception of pressure from the PAD and provides a calculated level of opening pressure of the engine plug while ensuring an acceptable minimum mass of the outgoing parts.

Claims

Rocket engine nozzle plug containing a spherical membrane with attenuated sections radially diverging from the center, characterized in that the membrane is supported by an arched spherical structure consisting of individual wedge-shaped components that are held by an outer ring, the ring being mounted on the conical part of the socket and connected to a spherical membrane .