RU2219464C1 - Tubular booster - Google Patents
Tubular booster Download PDFInfo
- Publication number
- RU2219464C1 RU2219464C1 RU2002113699A RU2002113699A RU2219464C1 RU 2219464 C1 RU2219464 C1 RU 2219464C1 RU 2002113699 A RU2002113699 A RU 2002113699A RU 2002113699 A RU2002113699 A RU 2002113699A RU 2219464 C1 RU2219464 C1 RU 2219464C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chambers
- charge
- combustion
- volume
- propulsion
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Air Bags (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для метания одновременным "симультационным" сгоранием горючего вещества, предназначенного для высокоскоростного метания твердых тел, и может быть использовано для создания двигательных установок в конструкциях как для резко увеличивающихся динамических нагрузок (снаряды, ракеты), так и для плавно увеличивающихся динамических нагрузок (космические транспортные системы). The invention relates to the field of engineering, namely, devices for throwing by simultaneous "simulation" combustion of a combustible substance intended for high-speed throwing of solids, and can be used to create propulsion systems in designs for both sharply increasing dynamic loads (shells, missiles), and for smoothly increasing dynamic loads (space transport systems).
При определении уровня техники использовались общедоступные сведения, представленные в следующих источниках информации:
опубликованные описания к охранным документам, заявки на изобретения;
советские и иные издания, имеющиеся в библиотеке;
сообщения, переданные посредством радио, телевидения, кино и т.п.In determining the level of technology, publicly available information was used that is provided in the following sources of information:
published descriptions of title documents, applications for inventions;
Soviet and other publications available in the library;
messages transmitted via radio, television, cinema, etc.
В качестве прототипа принят трубчатый ускоритель по патенту RU 2072501. As a prototype adopted a tubular accelerator according to patent RU 2072501.
Анализ этих сведений показал, что известные, широко применяемые двигательные установки (реактивные двигательные установки на основе ракетного двигателя) позволяют разгонять твердые тела в космосе до скоростей 7,9-16,67 км/с (1-я, 2-я, 3-я космическая скорость). В нижних слоях атмосферы до 3000 м/с (до 10 М). An analysis of this information showed that the well-known, widely used propulsion systems (rocket-propelled jet propulsion systems) make it possible to accelerate solids in space to speeds of 7.9-16.67 km / s (1st, 2nd, 3rd I am cosmic speed). In the lower atmosphere up to 3000 m / s (up to 10 M).
К недостаткам подобных двигательных установок следует отнести достаточно большой расход топлива, следовательно, и большая масса конструкции в целом. Так, для достижения космических скоростей соотношение веса заряда и веса метаемого тела (полезная нагрузка) составляет до 1\500, что значительно повышает сложность конструкции (вес, объем, общие габариты), многократно увеличивает время изготовления и обслуживания, и, соответственно, увеличивается общая стоимость продукта со всей инфраструктурой. Кроме того, используемые виды топлива и окислителей оказывают сильное воздействие на человека, в т.ч. обслуживающий персонал и экологию окружающей среды, что, соответственно, усложняет их производство, применение и утилизацию. The disadvantages of such propulsion systems should include a fairly large fuel consumption, therefore, a large mass of the structure as a whole. So, to achieve space speeds, the ratio of the charge weight to the weight of the propelled body (payload) is up to 1 \ 500, which significantly increases the complexity of the design (weight, volume, overall dimensions), significantly increases the time of manufacture and maintenance, and, accordingly, the overall the cost of the product with the entire infrastructure. In addition, the types of fuels and oxidizing agents used have a strong effect on humans, including maintenance staff and environmental ecology, which, accordingly, complicates their production, use and disposal.
Задачей изобретения является создание трубчатого ускорителя (ТУ), который позволит плавно запускать изделия, повысить вес и объем полезной нагрузки и снизить вес метательного заряда по отношению к весу метаемого, упростить конструкцию в целом, применить щадящий для человека и экологии окружающей среды вид топлива. Увеличить дальность и скорость полета изделий, соответствующие по полезной нагрузке существующим аналогам. Уменьшить стоимость изделий на всех этапах изготовления и эксплуатации при выполнении задач, аналогичных существующим в данное время. The objective of the invention is the creation of a tubular accelerator (TU), which will allow you to smoothly run the product, increase the weight and volume of the payload and reduce the weight of the propellant charge in relation to the weight of the propelled, simplify the design as a whole, use a type of fuel that is gentle for humans and the environment. Increase the range and flight speed of products corresponding to the payload of existing analogues. Reduce the cost of products at all stages of manufacturing and operation in the performance of tasks similar to those existing at this time.
Технический результат, который может быть получен при его использовании, заключается в том, что повышается КПД энергии топлива на единицу полезной нагрузки, тем самым уменьшаются характеристики (вес, объем) конструкции в целом для выполнения аналогичных задач, что позволяет строить изделия на ТУ компактно. The technical result that can be obtained by using it is that the fuel energy efficiency per unit of payload is increased, thereby reducing the characteristics (weight, volume) of the structure as a whole to perform similar tasks, which makes it possible to build products on a compact basis.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в трубчатом ускорителе, который содержит корпус с размещенными в нем полезной нагрузкой, движительным зарядом и средством инициирования, движительный заряд размещен в камерах сгорания, образованных межкамерными перегородками и выполненных с возможностью изменения их объема, при этом камеры сгорания соединены электрической цепью, средство инициирования выполнено в виде электровоспламенителей, установленных в движительном заряде, а камера сгорания, являющаяся крайней к выходу из упомянутого корпуса, предназначена для динамического запирания последнего и снабжена запирающей перегородкой. The solution to this problem is achieved by the fact that in a tubular accelerator, which contains a housing with a payload placed in it, a propulsion charge and initiating means, the propulsion charge is placed in the combustion chambers formed by inter-chamber partitions and configured to change their volume, while the combustion chambers are connected electric circuit, the means of initiation is made in the form of electric igniters installed in the propulsive charge, and the combustion chamber, which is extreme to the exit mentioned The casing is designed for dynamic locking of the latter and is equipped with a locking partition.
Кроме того, количество камер сгорания составляет две или более. In addition, the number of combustion chambers is two or more.
Корпус трубчатого ускорителя выполнен в виде цилиндрического стакана с увеличением его наружного диаметра к месту размещения движительного заряда. The casing of the tubular accelerator is made in the form of a cylindrical glass with an increase in its outer diameter to the location of the propulsion charge.
Сущность предлагаемого ТУ показана на фиг. 1 и 2. ТУ состоит из корпуса, представляющего собой полую металлическую трубу с дном (стакан) (1), топливный бак для движительного заряда (5), камеры сгорания (6а, 6б, 6в) с регулятором объема (12) в рабочей полости (4), движительного заряда (8) в оболочке (9) с регулируемыми электровоспламенителями (7) в комплекте с регулятором воспламенения (11), соединенными в электроцепь, запирающей перегородки (2) и полезной нагрузки (3) в корпусе (1); камеры сгорания (6а, 6б, 6в) разделены межкамерными перегородками (10). The essence of the proposed specifications is shown in FIG. 1 and 2. TU consists of a casing, which is a hollow metal pipe with a bottom (glass) (1), a fuel tank for a moving charge (5), a combustion chamber (6a, 6b, 6c) with a volume regulator (12) in the working cavity (4), propulsion charge (8) in the shell (9) with adjustable electric igniters (7) complete with an ignition regulator (11) connected to the electric circuit, the locking partitions (2) and the payload (3) in the housing (1); the combustion chambers (6a, 6b, 6c) are separated by inter-chamber partitions (10).
Корпус (1) с полезной нагрузкой (3) разгоняется с помощью движительного заряда в корпусе (5), конструкция которого обеспечивает последовательное срабатывание движительного заряда (8) в рабочей полости (4) и соответственно постепенный разгон корпуса (1) и полное сгорание горючего вещества движительного заряда (8) от регулируемых воспламенителей (7), размещенного в регулируемых камерах сгорания (6а, 6б, 6в), при котором устройство еще не разрушается из-за взрыва от перегрузки давления. The casing (1) with a payload (3) is accelerated using a propulsion charge in the casing (5), the design of which ensures the sequential actuation of the propulsion charge (8) in the working cavity (4) and, accordingly, the gradual acceleration of the casing (1) and the complete combustion of a combustible substance propellant charge (8) from adjustable igniters (7), placed in adjustable combustion chambers (6a, 6b, 6c), in which the device is not yet destroyed due to explosion from pressure overload.
Движительный заряд, размещаемый в регулируемых по объему камерах сгорания с регулируемыми электровоспламенителями, соответствует условию скорости горения:
n<n(s); n(s)=V/V(m); n=n(s)-n(s)K, где:
n - количество регулируемых электровоспламенителей;
n(s) - количество электровоспламенителей, соответствующее взрыву;
s - скорость горения соответствующая взрыву,
V(m) - объем возгорания метательного заряда от одного электровоспламенителя в единицу времени;
V - oбъем всей оболочки метательного заряда;
К - коэффициент от 0,4~0,9 устанавливается в зависимости от решаемых задач, разделенных между собой межкамерными перегородками и соединенных электрической цепью; метаемое тело, состоящее из полезной нагрузки и корпуса в виде трубы, с дном (стакан) из металла, длина которого соответствует условию
L=L(д.зар)+Р L(сгор), где
L - общая длина канала трубы (глубина стакана);
L(д.зар) - максимальная длина оболочки движительного заряда;
L(сгор) - длина канала, соответствующая полному сгоранию горючего вещества максимального заряда;
Р - кофициент от 2 до "С" для стабилизации полета метаемого тела;
"С" - давление продуктов полного сгорания горючего вещества от воспламенителей в количестве n, соответствующее давлению при полном сгорании данного горючего вещества от одного воспламенителя;
L(д.зар)=L(к.сгор)n+L(мп)n, где
L(к.сгор) - максимальная длина камеры сгорания;
n - количество камер сгорания от 2-х до n - в зависимости от поставленных задач;
L(мп) - толщина межкамерной перегородки.The propellant charge placed in volume-controlled combustion chambers with adjustable electric igniters corresponds to the condition of the burning rate:
n <n (s); n (s) = V / V (m); n = n (s) -n (s) K, where:
n is the number of adjustable electric igniters;
n (s) is the number of electric igniters corresponding to the explosion;
s is the burning rate corresponding to the explosion,
V (m) is the ignition volume of the propellant charge from one electric igniter per unit time;
V is the volume of the entire shell of the propellant charge;
K - coefficient from 0.4 ~ 0.9 is set depending on the tasks to be solved, divided among themselves by inter-chamber partitions and connected by an electric circuit; a missile body, consisting of a payload and a body in the form of a pipe, with a bottom (glass) of metal, the length of which corresponds to the condition
L = L (d.sar) + P L (burnout), where
L is the total length of the pipe channel (depth of the glass);
L (d.zar) is the maximum length of the shell of the motive charge;
L (combustion) is the channel length corresponding to the complete combustion of a combustible substance of maximum charge;
P - coefficient from 2 to "C" to stabilize the flight of a missile;
"C" - pressure of the products of complete combustion of a combustible substance from igniters in an amount n, corresponding to the pressure during complete combustion of a given combustible substance from one igniter;
L (d.sar) = L (c.sgor) n + L (mp) n, where
L (combustion) - the maximum length of the combustion chamber;
n is the number of combustion chambers from 2 to n - depending on the tasks;
L (mp) is the thickness of the interchamber partition.
Для одновременного инициирования электровоспламенители с регулятором воспламенения соединены в электрическую цепь. Характеристики ТУ варьируются в зависимости от решаемых задач, путем изменения всех элементов конструкции, завязанных в единое целое. To simultaneously initiate electric igniters with an ignition regulator are connected to an electrical circuit. The characteristics of technical specifications vary depending on the tasks to be solved, by changing all structural elements tied into a single whole.
В предлагаемом ТУ разгон метаемого тела осуществляется благодаря заполнению трубы (стакана) движительным зарядом, разделенным на регулируемые камеры сгорания с несколькими регулируемыми воспламенителями, что позволило плавно повышать скорость метаемого тела при сжатии расхода движительного заряда (уменьшении отношения веса заряда горючего вещества к весу тела), уменьшить длину канала разгона, уменьшить общий вес конструкции, увеличить размеры и вес метаемого тела, увеличить длину траектории полета после выхода из канала разгона. In the proposed TU, the acceleration of the missile body is carried out by filling the tube (cup) with a propulsive charge divided into adjustable combustion chambers with several adjustable igniters, which made it possible to smoothly increase the velocity of the propelled body when compressing the propulsion charge (decreasing the ratio of the charge weight of the combustible substance to body weight), reduce the length of the acceleration channel, reduce the total weight of the structure, increase the size and weight of the missile body, increase the length of the flight path after exiting the acceleration channel.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.
После подачи электроэнергии через регулятор воспламенения (11) на "ТУСС К" с помощью последовательно соединенных регулируемых электровоспламенителей (7) происходит одновременное воспламенение горючего вещества движительного заряда (8) в регулируемых камерах сгорания (6а, 6б, 6в), установленных через регулятор объема (12) на минимальный объем. Внутри регулируемых камер сгорания (6а, 6б, 6в) создается давление, соответствующее условию скорости горения. Продукты горения горючего вещества (газ, сжатый до высокой плотности), расширяясь в рабочей полости (4), давят на дно стакана корпуса (1) и межкамерные перегородки (10). Под давлением газов в регулируемых камерах сгорания (6а, 6б, 6в) межкамерные перегородки (10) приходят в движение, при этом в камере сгорания (6а) давление газов толкает перед собой корпус двигателя (1), межкамерная перегородка (10) давит на камеру сгорания (6б); в камере сгорания (6б) одна межкамерная перегородка (10) давит на камеру сгорания (6а), другая межкамерная перегородка (10) камеры сгорания (6б) давит на камеру сгорания (6в); в камере сгорания (6в) часть газов через межкамерную перегородку (10) давит на камеру сгорания (6б), другая часть газов камеры сгорания (6в) выталкивает запирающую перегородку (2) из рабочей полости (4) корпуса трубы (1) наружу. Крайняя к выходу камера сгорания (6в) работает как запирающий механизм, тем самым обеспечивается соответствующее срабатывание газов остальных камер сгорания (6а, 6б,...6n), обеспечивая давление на дно стакана корпуса (1), приводя в движение всю конструкцию в корпусе (1). Рабочая полость (4) с регулируемыми камерами сгорания (6а, 6б, 6в), установленными через регулятор объема (12), на величину объема, следующую после минимального значения, снова заполняется движительным зарядом из топливного бака в корпусе (5), подается электроэнергия на регулируемые электровоспламенители (7), установленные для воспламенения движительного заряда в соответствующем измененном (от минимального) объеме регулируемых камерах сгорания (6а, 6б, 6в) с помощью регулятора воспламенения (11). Далее, цикл действий повторяется по нарастающей. After the electric power is supplied through the ignition controller (11) to the “TUSS K” with the help of series-connected adjustable electric igniters (7), the combustible substance of the propellant charge (8) is simultaneously ignited in the adjustable combustion chambers (6a, 6b, 6c) installed through the volume regulator ( 12) for the minimum volume. Inside the controlled combustion chambers (6a, 6b, 6c) a pressure is created corresponding to the condition of the burning rate. The products of combustion of a combustible substance (gas compressed to a high density), expanding in the working cavity (4), press on the bottom of the body cup (1) and inter-chamber partitions (10). Under the gas pressure in the controlled combustion chambers (6a, 6b, 6c), the interchamber partitions (10) come into motion, while in the combustion chamber (6a) the gas pressure pushes the engine block in front of it (1), the interchamber partition (10) presses on the chamber combustion (6b); in the combustion chamber (6b), one inter-chamber partition (10) presses on the combustion chamber (6a), another inter-chamber partition (10) of the combustion chamber (6b) presses on the combustion chamber (6c); in the combustion chamber (6c), part of the gases through the interchamber partition (10) presses on the combustion chamber (6b), the other part of the gases of the combustion chamber (6c) pushes the locking partition (2) out of the working cavity (4) of the pipe body (1) to the outside. The combustion chamber extreme to the outlet (6c) works as a locking mechanism, thereby ensuring the corresponding operation of the gases of the remaining combustion chambers (6a, 6b, ... 6n), providing pressure to the bottom of the housing cup (1), setting the whole structure in motion in motion (1). The working cavity (4) with adjustable combustion chambers (6a, 6b, 6c) installed through the volume regulator (12), by the amount of volume following the minimum value, is again filled with a propulsion charge from the fuel tank in the housing (5), electricity is supplied to adjustable electric igniters (7) installed to ignite the propulsive charge in the corresponding changed (from the minimum) volume of the controlled combustion chambers (6a, 6b, 6c) using the ignition regulator (11). Further, the cycle of actions repeats in increasing order.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113699A RU2219464C1 (en) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | Tubular booster |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113699A RU2219464C1 (en) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | Tubular booster |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2219464C1 true RU2219464C1 (en) | 2003-12-20 |
RU2002113699A RU2002113699A (en) | 2003-12-20 |
Family
ID=32066515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002113699A RU2219464C1 (en) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | Tubular booster |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2219464C1 (en) |
-
2002
- 2002-05-28 RU RU2002113699A patent/RU2219464C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7937945B2 (en) | Combining a series of more efficient engines into a unit, or modular units | |
US3263418A (en) | Detonation reaction engine | |
US20080178594A1 (en) | Engine for generating mechanical energy | |
Kailasanath | Applications of detonations to propulsion-A review | |
RU2219464C1 (en) | Tubular booster | |
RU2219467C1 (en) | Tubular booster | |
RU2219463C1 (en) | Tubular booster | |
RU2219466C1 (en) | Tubular booster | |
RU2221979C2 (en) | Explosive tubular booster | |
RU2219465C1 (en) | Tubular booster | |
RU2223411C2 (en) | Stage engine | |
RU2217691C1 (en) | Rocket on engine "рд2с" | |
RU2538645C1 (en) | Method of extending area of applicability of coned-bore rocket and coned-bore rocket implementing method | |
US3336754A (en) | Continuous detonation reaction engine | |
RU2221984C2 (en) | Long-range directional-action mine | |
RU2217618C1 (en) | Rocket for grenade launched by grenade launcher | |
WO2021146779A1 (en) | Pulse detonation jet engine (propulsor) vujin | |
RU2217678C1 (en) | Explosive tubular booster | |
RU2221977C2 (en) | Engine for artillery shells | |
US9151581B2 (en) | Actuators for gun-fired projectiles and mortars | |
US3266240A (en) | Thrust control of solid propellant rockets | |
RU2221978C2 (en) | Engine for shells of recoilless guns | |
RU2219462C1 (en) | Recoilless gun | |
RU2217680C1 (en) | Rocket launcher using explosive tubular booster | |
RU2200243C2 (en) | Solid-propellant rocket engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070529 |