RU2241846C1 - Rocket engine telescopic solid-propellant charge - Google Patents
Rocket engine telescopic solid-propellant charge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2241846C1 RU2241846C1 RU2003109284/06A RU2003109284A RU2241846C1 RU 2241846 C1 RU2241846 C1 RU 2241846C1 RU 2003109284/06 A RU2003109284/06 A RU 2003109284/06A RU 2003109284 A RU2003109284 A RU 2003109284A RU 2241846 C1 RU2241846 C1 RU 2241846C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- checkers
- checker
- channel
- protrusions
- external
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к разработке, проектированию и изготовлению твердотопливных зарядов к ракетным двигателям.The invention relates to the field of rocket technology, namely to the development, design and manufacture of solid propellant charges for rocket engines.
Одной из актуальных проблем при разработке ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ) является обеспечение высокого уровня их тяговооруженности при использовании в ракетных системах залпового огня (РСЗО), а также для стартовых ступеней ракет различного назначения. Как правило, для указанных систем используют твердотопливные вкладные заряды в виде шашек всестороннего горения (см. например, Н.М.Шапиро, Г.Ю.Мазинг, Н.Е.Прудников "Теория ракетных двигателей на твердом топливе", М., 1966, стр.44, рис.2.5, 2.6; патент РФ №2178092). Наиболее близкой к патентуемому заряду является конструкция телескопического заряда, приведенная на рис.2.7 в ист. Н.М.Шапиро, Г.Ю.Мазинг, Н.Е.Прудников "Теория ракетных двигателей на твердом топливе", М., 1966, стр.44, принятая авторами за прототип (Фиг.1).One of the urgent problems in the development of a solid propellant rocket engine (RDTT) is to ensure a high level of their thrust-weight ratio when used in multiple launch rocket systems (MLRS), as well as for launch stages of missiles for various purposes. As a rule, solid propellant charges in the form of all-round burning checkers are used for these systems (see, for example, N.M. Shapiro, G.Yu. Masing, N.E. Prudnikov "Theory of solid propellant rocket engines", M., 1966 , p. 44, Fig. 2.5, 2.6; RF patent No. 2178092). Closest to the patented charge is the design of the telescopic charge, shown in Fig.2.7 in East. N.M.Shapiro, G.Yu. Masing, N.E. Prudnikov "Theory of solid propellant rocket engines", M., 1966, p. 44, adopted by the authors as a prototype (Figure 1).
Конструкция прототипа реализуется в виде центральной (внутренней) стержневой небронированной шашки, размещенной в канале внешней шашки, бронированной по наружной поверхности, с обеспечением равных толщин горящего свода для внутренней и внешней шашек. Достоинством прототипа является возможность осуществления близкой к нейтральной кривой "давление - время" при приемлемом для определенного класса ракетных систем уровне тяги РДТТ. Недостатками прототипа являются ограниченный уровень тяговооруженности, пониженная технологичность заряда, связанная с необходимостью бронирования внешней шашки, пониженные весогабаритные характеристики заряда и уровень надежности функционирования в составе ракетного двигателя в связи с использованием бронепокрытия для внешней шашки. Кроме того, из-за существенных осевых перепадов давления по длине камеры сгорания ракетного двигателя, присущих зарядам данного класса, для исключения потери зарядом осевой устойчивости стержневая конструкция центрального заряда - прототипа жестко крепится в камере двигателя.The design of the prototype is implemented in the form of a central (inner) rod unarmored checker located in the channel of the outer checker, armored on the outer surface, ensuring equal thicknesses of the burning roof for the inner and outer checkers. The advantage of the prototype is the ability to implement close to the neutral curve "pressure - time" at an acceptable level of thrust for solid propellant rocket systems. The disadvantages of the prototype are the limited level of thrust-weight ratio, reduced manufacturability of the charge associated with the need to book an external checker, reduced weight and size characteristics of the charge and the level of operational reliability in the rocket engine in connection with the use of armor plating for the external checker. In addition, due to significant axial pressure differences along the length of the rocket engine’s combustion chamber inherent in charges of this class, to prevent the loss of axial stability by the charge, the core structure of the central prototype charge is rigidly mounted in the engine chamber.
Технической задачей изобретения является создание вкладного заряда твердого топлива с высокой плотностью заряжания, надежного в эксплуатации и эффективного в части создания высокого уровня тяги ракетного двигателя (высокой тяговооруженности).An object of the invention is to create a plug-in charge of solid fuel with a high charge density, reliable in operation and effective in terms of creating a high level of thrust of a rocket engine (high thrust-weight ratio).
Технический результат достигается путем разработки телескопического заряда в виде двух свободно вложенных друг в друга внешней и внутренней цилиндрических канальных шашек всестороннего горения с равной толщиной горящего свода, при этом внешняя шашка выполнена в габаритах, близких к диаметру камеры сгорания двигателя, а внутренняя размещена в канале внешней шашки. Конструкция патентуемого заряда и прототипа показана на Фиг.1, 2, 3, 4, 5:The technical result is achieved by developing a telescopic charge in the form of two external and internal cylindrical channel blocks of all-round combustion with equal thickness of the burning vault, which are freely enclosed in each other, while the external block is made in dimensions close to the diameter of the combustion chamber of the engine, and the internal is placed in the channel of the external checkers. The design of the patentable charge and prototype shown in figure 1, 2, 3, 4, 5:
Фиг.1 - конструкция прототипа: 1 - внешняя шашка; 2 - внутренняя шашка; 3 - бронировка.Figure 1 - design of the prototype: 1 - external checker; 2 - inner checker; 3 - reservation.
Фиг.2 и Фиг.3 - конструкция патентуемого заряда (в обстановке, тонкими линиями показаны контуры камеры сгорания РДТТ): 1 - внешняя шашка; 2 - внутренняя шашка; 3 - бронировка; 4 - продольные выступы (зиги); h1 - высота выступов на наружной поверхности внешней шашки; h2 - высота выступов на наружной поверхности внутренней шашки или на поверхности канала внешней шашки; δ 1 - толщина зазора между внешней шашкой и камерой РДТТ; δ 2 - толщина зазора между внутренней и внешней шашками; Dk - диаметр камеры сгорания ракетного двигателя; D1 - наружный диаметр внешней шашки; d1 - диаметр канала внешней шашки; D2 - внешний диаметр внутренней шашки; 2е - толщина горящего свода; В - ширина зигов (выступов) по хорде.Figure 2 and Figure 3 - the design of the patented charge (in the setting, thin lines show the contours of the solid propellant combustion chamber): 1 - external checker; 2 - inner checker; 3 - reservation; 4 - longitudinal protrusions (ridges); h 1 - the height of the protrusions on the outer surface of the outer checkers; h 2 - the height of the protrusions on the outer surface of the inner checkers or on the surface of the channel of the outer checkers; δ 1 is the thickness of the gap between the external checker and the solid propellant chamber; δ 2 - the thickness of the gap between the inner and outer checkers; D k is the diameter of the combustion chamber of a rocket engine; D 1 is the outer diameter of the outer checker; d 1 - the diameter of the channel of the outer checkers; D 2 - the outer diameter of the inner checkers; 2e - the thickness of the burning arch; B is the width of the zig (ledges) along the chord.
Фиг.4 - поперечное сечение патентуемого заряда (вариант): 1 - внешняя шашка; 2 - внутренняя шашка; 4 - продольные выступы (зиги).Figure 4 - cross section of the patented charge (option): 1 - external checker; 2 - inner checker; 4 - longitudinal protrusions (ridges).
Фиг.5 - поперечное сечение патентуемого заряда (вариант): 1 - внешняя шашка; 2 - внутренняя шашка.Figure 5 - cross section of the patented charge (option): 1 - external checker; 2 - inner checker.
Для обеспечения жесткости конструкции, развития поверхности горения в начальный период, обеспечения надежности зажжения заряда (Фиг.2, Фиг.3) на поверхностях как внутренней, так и внешней шашек выполняются продольные зиги (выступы), центрирующую внешнюю шашку относительно камеры сгорания двигателя, а внутреннюю - в канале внешней шашки. Высота выступов выбирается из условияTo ensure the rigidity of the structure, the development of the combustion surface in the initial period, to ensure the reliability of the ignition of the charge (Figure 2, Figure 3), longitudinal ridges (protrusions) are performed on the surfaces of both the internal and external checkers, centering the external checker relative to the combustion chamber of the engine, and internal - in the channel of the external checkers. The height of the protrusions is selected from the condition
h1≤ δ 1=(Dk-D1)/2; h2≤ δ 2=(d1-D2)/2,h 1 ≤ δ 1 = (D k -D 1 ) / 2; h 2 ≤ δ 2 = (d 1 -D 2 ) / 2,
где h1 - высота выступов на наружной поверхности внешней шашки;where h 1 - the height of the protrusions on the outer surface of the outer checkers;
h2 - высота выступов на наружной поверхности внутренней шашки или на поверхности канала внешней шашки;h 2 - the height of the protrusions on the outer surface of the inner checkers or on the surface of the channel of the outer checkers;
δ 1 - толщина зазора между внешней шашкой и камерой двигателя;δ 1 - the thickness of the gap between the external checker and the engine chamber;
δ 2 - толщина зазора между внутренней и внешней шашками;δ 2 - the thickness of the gap between the inner and outer checkers;
Dk - внутренний диаметр камеры сгорания двигателя;D k is the internal diameter of the combustion chamber of the engine;
D1 - наружный диаметр внешней шашки;D 1 is the outer diameter of the outer checker;
d1 - диаметр канала внешней шашки;d 1 - the diameter of the channel of the outer checkers;
d2 - внешний диаметр внутренней шашки.d 2 - the outer diameter of the inner checkers.
Опыт технологической и стендовой отработки патентуемого заряда с учетом обеспечения максимальной плотности заряжания позволяет рекомендоватьExperience in technological and bench testing of a patentable charge with a view to ensuring maximum loading density allows us to recommend
h1=(0,9... 1,0)δ 1; h2=(0,9... 1,0)δ 2.h 1 = (0.9 ... 1.0) δ 1 ; h 2 = (0.9 ... 1.0) δ 2 .
Ширина выступов (В) с учетом обеспечения минимальных дегрессивных остатков назначается из условияThe width of the protrusions (B), taking into account the provision of minimum degressive residues, is assigned from the condition
В≤ 2е,B≤2e
где е - толщина горящего свода шашки.where e is the thickness of the burning arch of the checkers.
Для повышения устойчивости полета ракеты на траектории за счет ограничения перемещения шашек относительно друг друга на начальном участке полета продольные выступы могут быть выполнены и на канальной поверхности внешней шашки между выступами на наружной поверхности внутренней шашки (Фиг.4). При этом выступы на наружной поверхности внутренней шашки ориентированы во впадины на профиле канала внешней шашки, а профиль впадин на канале внешней шашки выполнен эквидистантно профилю выступов на наружной ее поверхности. Применительно к конкретному ракетному двигателю профили внутренней и внешней шашек могут быть выполнены звездообразными (Фиг.5). При стабилизации полета ракеты вращением (как правило, наиболее распространенный метод стабилизации тактических ракет) выступы внутренней и внешней шашек, контактируя между собой, способствуют ограничению проворачивания шашек относительно друг друга, что в результате обеспечивает более устойчивый полет ракеты (исключаются дополнительные возмущения). В то же время само наличие выступов при этом способствует развитию поверхности горения внутренней и внешней шашек и, следовательно, более качественному и надежному зажжению заряда.To increase the stability of the flight of the rocket on the trajectory due to the restriction of the movement of the blocks relative to each other in the initial section of the flight, longitudinal protrusions can also be performed on the channel surface of the outer checker between the protrusions on the outer surface of the inner checker (Figure 4). In this case, the protrusions on the outer surface of the inner checker are oriented into depressions on the channel profile of the outer checker, and the profile of the depressions on the channel of the outer checker is made equidistant to the profile of the protrusions on its outer surface. In relation to a specific rocket engine, the profiles of the internal and external checkers can be made star-shaped (Figure 5). When stabilizing the flight of a rocket by rotation (usually the most common method of stabilizing tactical missiles), the protrusions of the internal and external checkers, in contact with each other, help to limit the rotation of the checkers relative to each other, which results in a more stable flight of the rocket (additional disturbances are excluded). At the same time, the presence of protrusions at the same time contributes to the development of the combustion surface of the internal and external checkers and, consequently, to a better and more reliable ignition of the charge.
Для обеспечения диаграммы давления, близкой к нейтральной или нейтральной, часть или все торцы шашек выполняются бронированными.To ensure a pressure diagram close to neutral or neutral, part or all of the ends of the pieces are made armored.
Положительный эффект изобретения - повышение эффективности заряда твердого ракетного топлива: тяговооруженности, плотности заполнения камеры сгорания топливом, воспламеняемости, надежности функционирования в целом.The positive effect of the invention is to increase the efficiency of the charge of solid rocket fuel: thrust-weight ratio, filling density of the combustion chamber with fuel, flammability, and overall reliability.
Конструкция патентуемого заряда состоит (Фиг.2, Фиг.3) из внешней (1) и внутренней (2) шашек, центрируемых относительно друг друга и камеры сгорания двигателя продольными выступами (зигами) (4).The design of the patented charge consists (Fig. 2, Fig. 3) of external (1) and internal (2) blocks, centered relative to each other and the combustion chamber of the engine with longitudinal protrusions (zigs) (4).
Конструкция практически реализуется в виде заряда габаритной длиной 500... 700 мм с размерами шашек по наружному диаметру: внешняя - ⌀ 195... 200 мм; внутренняя - ⌀ 95... 100 мм. Высота продольных выступов 4... 8 мм.The design is practically implemented in the form of a charge with an overall length of 500 ... 700 mm with the dimensions of the blocks on the outer diameter: external - ⌀ 195 ... 200 mm; inner - ⌀ 95 ... 100 mm. The height of the longitudinal protrusions is 4 ... 8 mm.
Шашки выполняются из баллиститного твердого ракетного топлива и изготавливаются по штатной технологии.Checkers are made of ballistic solid rocket fuel and are manufactured using standard technology.
Заряд работает следующим образом: при срабатывании головного или соплового воспламенителя воспламеняются наружные и канальные поверхности шашек, включая поверхности выступов (зигов). Истечение продуктов сгорания заряда через сопловой блок ракетного двигателя позволяет реализовать необходимую зависимость "тяга - время".The charge works as follows: when the head or nozzle igniter is activated, the outer and channel surfaces of the pieces, including the surfaces of the protrusions (zigs), ignite. The expiration of the products of charge combustion through the nozzle block of the rocket engine allows you to realize the necessary dependence "thrust - time".
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003109284/06A RU2241846C1 (en) | 2003-04-02 | 2003-04-02 | Rocket engine telescopic solid-propellant charge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003109284/06A RU2241846C1 (en) | 2003-04-02 | 2003-04-02 | Rocket engine telescopic solid-propellant charge |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003109284A RU2003109284A (en) | 2004-10-10 |
RU2241846C1 true RU2241846C1 (en) | 2004-12-10 |
Family
ID=34387820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003109284/06A RU2241846C1 (en) | 2003-04-02 | 2003-04-02 | Rocket engine telescopic solid-propellant charge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2241846C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517469C2 (en) * | 2012-07-11 | 2014-05-27 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov's rocket engine 13 |
RU2693720C1 (en) * | 2018-07-16 | 2019-07-04 | Евгений Игоревич Казанцев | Model rocket engine |
CN114483374A (en) * | 2022-02-27 | 2022-05-13 | 西北工业大学 | Solid rocket engine grain structure embedded with metal wire |
-
2003
- 2003-04-02 RU RU2003109284/06A patent/RU2241846C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ШАПИРО Н.М. и др. Теория ракетных двигателей на твёрдом топливе. - М.: Воениздат, 1966, с. 44, рис. 2.5. ШАПИРО Н.М. и др. Теория ракетных двигателей на твёрдом топливе. - М.: Воениздат, 1966, с. 44, рис. 2.6. * |
ШАПИРО Н.М. и др. Теория ракетных двигателей на твёрдом топливе. - М.: Воениздат, 1966, с. 44, рис. 2.7. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517469C2 (en) * | 2012-07-11 | 2014-05-27 | Николай Евгеньевич Староверов | Staroverov's rocket engine 13 |
RU2693720C1 (en) * | 2018-07-16 | 2019-07-04 | Евгений Игоревич Казанцев | Model rocket engine |
CN114483374A (en) * | 2022-02-27 | 2022-05-13 | 西北工业大学 | Solid rocket engine grain structure embedded with metal wire |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3808973A (en) | Self-propelling projectile for firearms | |
US4581998A (en) | Programmed-splitting solid propellant grain for improved ballistic performance of guns | |
US2343818A (en) | Multimissiled shotgun shell | |
RU2241846C1 (en) | Rocket engine telescopic solid-propellant charge | |
RU2282741C1 (en) | Solid-propellant charge for acceleration-and-cruise propulsion rocket engine of guided missile | |
US3555825A (en) | Dual solid fuel propellant rocket engine | |
ES2357954T3 (en) | PROGRESSIVE PROPULSING LOAD, WITH HIGH LOAD DENSITY. | |
US6415715B1 (en) | Method for initiating artillery propellant powder charges, artillery propellant powder charge module and artillery propellant powder charge | |
US3575112A (en) | Segmented propellant charge for telescoped caseless ammunition | |
RU2493533C1 (en) | Active jet projectile | |
US3188802A (en) | Solid propellant grain | |
RU2287512C2 (en) | Design of the pyrotechnic charge | |
RU2725118C1 (en) | Channel charge of mixed solid-propellant rocket fuel connected with housing | |
RU2211350C1 (en) | Rocket engine solid-propellant charge | |
US2620732A (en) | Mortar charge | |
RU2647256C1 (en) | Method of increasing the distance of the rocket-propelled grenade | |
RU2265746C2 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
RU2319851C1 (en) | Solid-propellant booster engine | |
RU2133864C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
RU2329390C1 (en) | Solid-propellant launching rocket engine | |
RU2493401C1 (en) | Solid propellant rocket engine | |
RU2211352C1 (en) | Solid-propellant charge for rocket engine of guided missile | |
RU2003109284A (en) | TELESCOPIC SOLID FUEL CHARGE FOR ROCKET ENGINE | |
RU2248457C2 (en) | Solid rocket propellant charge | |
RU2150080C1 (en) | Rocket |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080403 |