RU2247254C1 - Solid-propellant rocket engine - Google Patents

Solid-propellant rocket engine Download PDF

Info

Publication number
RU2247254C1
RU2247254C1 RU2003123209/06A RU2003123209A RU2247254C1 RU 2247254 C1 RU2247254 C1 RU 2247254C1 RU 2003123209/06 A RU2003123209/06 A RU 2003123209/06A RU 2003123209 A RU2003123209 A RU 2003123209A RU 2247254 C1 RU2247254 C1 RU 2247254C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
igniter
engine
membrane
solid
Prior art date
Application number
RU2003123209/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003123209A (en
Inventor
А.П. Талалаев (RU)
А.П. Талалаев
ков А.В. Козь (RU)
А.В. Козьяков
В.Ф. Молчанов (RU)
В.Ф. Молчанов
В.Т. Никитин (RU)
В.Т. Никитин
Р.Е. Прибыльский (RU)
Р.Е. Прибыльский
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
Priority to RU2003123209/06A priority Critical patent/RU2247254C1/en
Publication of RU2003123209A publication Critical patent/RU2003123209A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2247254C1 publication Critical patent/RU2247254C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Tents Or Canopies (AREA)
  • Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: rocketry.
SUBSTANCE: proposed solid-propellant rocket engine contains housing with fitted-in channel charge and igniter. Igniter is arranged in spade limited by front bottom of engine and end face of charge. Diaphragm is installed between igniter and end face of charge. Said diaphragm is made of combustion material in form of disk with local cutouts over periphery.
EFFECT: reduced initial peak of pressure in solid propellant rocket engine.
2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании, отработке и изготовлении твердотопливных ракетных двигателей и воспламенительных устройств к ним.The invention relates to the field of rocket technology and can be used in the design, development and manufacture of solid propellant rocket engines and ignition devices for them.

В твердотопливных ракетных двигателях (ТТРД) широко применяются различные конструкции воспламенителей и воспламенительных устройств (пат. RU 2170842, RU 2053401, US 3564845 г.).In solid propellant rocket engines (TTRD), various designs of igniters and igniter devices are widely used (US Pat. RU 2170842, RU 2053401, US 3564845).

Одним из недостатков существующих конструкций ТТРД и устройств, обеспечивающих их запуск, является наличие начального воспламенительного пика давления в камере двигателя, что отрицательно влияет на габаритно-весовые характеристики двигателя и ракеты в целом. Особенно остро этот недостаток проявляется в ТТРД с малым начальным свободным объемом. В этом случае уменьшение навески воспламенителя, с целью снижения начального пика, приводит, как правило, к задержкам воспламенения.One of the drawbacks of the existing designs of turbojet engines and devices that ensure their launch is the presence of an initial igniter pressure peak in the engine chamber, which negatively affects the overall weight characteristics of the engine and the rocket as a whole. This drawback is especially acute in a turbojet engine with a small initial free volume. In this case, reducing the ignitor’s weight, in order to reduce the initial peak, leads, as a rule, to ignition delays.

Указанный недостаток в определенной степени устраняется в конструкции по пат. RU 2053401, принятому авторами за прототип. При этом пик давления в конструкции прототипа уменьшается за счет уменьшения пика максимального давления собственно воспламенителя (фиг.1).This drawback is to some extent eliminated in the design of US Pat. RU 2053401, adopted by the authors for the prototype. In this case, the peak pressure in the design of the prototype is reduced by decreasing the peak maximum pressure of the igniter itself (figure 1).

Недостатками известных ТТРД и воспламенителей к ним, в т.ч. прототипа, являются сложность конструкции и существенная доля бесполезного, с точки зрения использования в ТТРД, рассеивания энергии воспламенительного устройства в начальный период.The disadvantages of the known turbojet engines and igniters to them, including prototype, are the complexity of the design and a significant proportion of useless, from the point of view of using in turbojet engines, dispersion of the energy of the igniter in the initial period.

Технической задачей патентуемого изобретения является создание простой и надежной конструкции ТТРД с уменьшенным начальным пиком давления, особенно ТТРД с малым начальным свободным объемом.The technical task of the patented invention is to create a simple and reliable design TTRD with a reduced initial peak pressure, especially TTRD with a small initial free volume.

Указанная задача в заявляемой конструкции решается за счет последовательного подключения к процессу горения отдельных поверхностей самого заряда.The specified problem in the claimed design is solved by sequentially connecting to the combustion process of individual surfaces of the charge itself.

Сущность изобретения и его отличия от прототипа поясняются следующими графическими материалами.The invention and its differences from the prototype are illustrated by the following graphic materials.

Фиг.1. Эффективность снижения пика давления в конструкции прототипа.Figure 1. The effectiveness of reducing the pressure peak in the design of the prototype.

1 - составляющая зависимости давление - время p(t), определяемая собственно поверхностью заряда;1 - pressure – time component p (t), determined by the surface of the charge itself;

2 - составляющая p(t), определяемая собственно воспламенителем обычной конструкции;2 - component p (t), determined by the igniter proper of a conventional design;

3 - составляющая p(t) собственно воспламенителя-прототипа;3 - component p (t) of the actual igniter prototype;

4 - результирующая зависимость p(t) для воспламенителя обычной конструкции;4 - the resulting dependence p (t) for an ignitor of a conventional design;

5 - результирующая зависимость p(t) для воспламенителя-прототипа;5 - the resulting dependence p (t) for the prototype igniter;

6 - результирующая зависимость p(t) на установившемся режиме;6 - the resulting dependence p (t) at steady state;

7 - уменьшение пика давления при применении воспламенителя-прототипа.7 - decrease in pressure peak when using the prototype igniter.

Фиг.2. Эффективность снижения пика давления в заявляемой конструкции.Figure 2. The effectiveness of reducing the peak pressure in the claimed design.

1 - составляющая p(t), определяемая собственно поверхностью заряда при отсутствии мембраны;1 - component p (t), determined by the surface of the charge itself in the absence of a membrane;

2 - составляющая p(t), определяемая собственно поверхностью заряда при наличии мембраны;2 - component p (t), determined by the surface of the charge itself in the presence of a membrane;

3 - составляющая p(t), определяемая собственно поверхностью заряда при горении всей поверхности (наружной, канала,···);3 - component p (t), which is determined by the surface of the charge itself during combustion of the entire surface (outer, channel, ···);

4 - составляющая p(t) собственно воспламенителя;4 - component p (t) of the igniter itself;

5 - результирующая зависимость p(t) для заявляемой конструкции (с мембраной);5 - the resulting dependence p (t) for the claimed design (with a membrane);

6 - результирующая зависимость p(t) без мембраны;6 - the resulting dependence p (t) without a membrane;

7 - результирующая зависимость p(t) на установившемся режиме;7 - the resulting dependence p (t) at steady state;

8 - уменьшение пика давления для заявляемой конструкции воспламенителя.8 is a decrease in pressure peak for the claimed igniter design.

Фиг.3. Общий вид заявляемой конструкции.Figure 3. General view of the claimed design.

1 - корпус двигателя; 2 - заряд твердого ракетного топлива (ТРТ);1 - engine housing; 2 - charge of solid rocket fuel (TRT);

3 - таблетки ТРТ;3 - tablets TPT;

4 - навеска воспламенительного состава в оболочке;4 - hitch igniter composition in the shell;

5 - мембрана;5 - membrane;

Фиг.4. Характер распространения продуктов сгорания в заявляемой конструкции.Figure 4. The nature of the distribution of combustion products in the claimed design.

1 - корпус;1 - housing;

2 - заряд;2 - charge;

3 - мембрана.3 - membrane.

Фиг.5. Характер распространения продуктов сгорания в ТТРД - прототипе.Figure 5. The nature of the distribution of combustion products in TTRD - prototype.

Фиг.6. Мембрана.6. Membrane.

ДМ - наружной диаметр мембраны;D M - the outer diameter of the membrane;

ДДВ - внутренний диаметр камеры сгорания двигателя.Д ДВ - internal diameter of the combustion chamber of the engine.

Сущность изобретения заключается в перекрытии, в момент запуска двигателя, канала заряда (со стороны воспламенителя) мембраной, что позволяет направить основную массу воспламеняющих газов вдоль наружной поверхности заряда. Воспламенение канала при этом обеспечивается со стороны соплового торца с запаздыванием по времени по отношению к наружной поверхности. Это позволяет:The essence of the invention lies in the overlap, at the time of starting the engine, of the charge channel (from the igniter side) by the membrane, which allows you to direct the bulk of the flammable gases along the outer surface of the charge. The ignition of the channel is provided from the nozzle end with a delay in time with respect to the outer surface. This allows:

- во-первых, уменьшить начальный пик давления, так как максимальное давление, развиваемое собственно воспламенителем, реализуется при существенно меньшей горящей поверхности заряда (фиг.1), чем в случае одновременного воспламенения по каналу и наружной поверхности;- firstly, to reduce the initial pressure peak, since the maximum pressure developed by the igniter itself is realized with a substantially smaller burning surface of the charge (Fig. 1) than in the case of simultaneous ignition along the channel and the outer surface;

- во вторых, повысить эффективность и надежность воспламенения в двигателях с малым начальным свободным объемом, за счет интенсификации теплоподвода (путем вынужденной конвекции) к локальной, в данном случае только к наружной поверхности заряда. При этом вся масса продуктов сгорания целенаправленно пропускается над наружной поверхностью заряда (фиг.4), а не рассеивается, как в конструкциях аналогов и прототипа, по всему объему камеры сгорания (фиг.5);- secondly, to increase the efficiency and reliability of ignition in engines with a small initial free volume, due to the intensification of heat supply (by forced convection) to the local, in this case only to the outer surface of the charge. In this case, the entire mass of combustion products is purposefully passed over the outer surface of the charge (figure 4), and is not dispersed, as in the designs of analogues and prototype, throughout the volume of the combustion chamber (figure 5);

- с учетом последнего, представляется возможным уменьшить общую массу воспламенителя в целом.- taking into account the latter, it seems possible to reduce the total mass of the igniter as a whole.

Для уменьшения влияния мембраны на стационарный режим работы двигателя она может быть выполнена из сгораемого материала, например полиэтилена.To reduce the influence of the membrane on the stationary mode of the engine, it can be made of combustible material, such as polyethylene.

Конструкция патентуемого ТТРД приведена на фиг.3. Конструкция включает в себя навеску воспламенительного состава в пленочной оболочке (4) и таблетки твердого топлива, размещенные в передней крышке двигателя перед торцом заряда и отделенные от него мембраной (5).The design of the patented turbojet engine is shown in Fig.3. The design includes a weighed igniter composition in the film shell (4) and solid fuel pellets placed in the front cover of the engine in front of the end of the charge and separated by a membrane (5).

Воспламенительное устройство разработано применительно к ТТРД с зарядом, имеющим сквозной канал и горящим по каналу и наружной поверхности. При этом заряд фиксируется в камере двигателя по опорным поверхностям, а проход газов от воспламенительного устройства на наружную поверхность заряда обеспечивается за счет кольцевого зазора между торцом заряда и корпусом двигателя, а также за счет выполнения по периферии мембраны дополнительных вырезов (фиг.6). Это позволяет регулировать начальное давление в локальном объеме между крышкой и торцом заряда и тем самым обеспечить необходимый уровень давления для эффективного зажжения самого воспламенителя.The igniter is designed for a turbojet engine with a charge having a through channel and burning along the channel and the outer surface. In this case, the charge is fixed in the engine chamber along the supporting surfaces, and the passage of gases from the igniter to the outer surface of the charge is ensured by the annular gap between the end of the charge and the engine housing, as well as by making additional cutouts along the periphery of the membrane (Fig. 6). This allows you to adjust the initial pressure in the local volume between the cap and the end of the charge and thereby provide the necessary pressure level for effective ignition of the igniter itself.

Отличительными признаками патентуемого изобретения (от прототипа) являются:Distinctive features of the patented invention (from the prototype) are:

- наличие мембраны, перекрывающей (запирающей) канал заряда в момент воспламенения;- the presence of a membrane overlapping (locking) the charge channel at the time of ignition;

- выполнение мембраны из сгораемого материала, например полиэтилена;- the implementation of the membrane from combustible material, such as polyethylene;

- выполнение мембраны в виде кругового диска с вырезами по периферии и диаметром, соответствующим внутреннему диаметру двигателя по месту установки мембраны.- the implementation of the membrane in the form of a circular disk with cuts along the periphery and a diameter corresponding to the inner diameter of the engine at the installation site of the membrane.

Патентуемая конструкция отработана применительно к разгонному двигателю ПТУРС.The patented design has been developed with reference to the ATGM accelerating engine.

Пример практической реализации конструкции:An example of a practical implementation of the design:

- воспламенительное устройство: навеска пороха ДРП-2 по 1 г в 2 пленочных пакетах;- igniter device: 1 g sample of DRP-2 gunpowder in 2 film bags;

- полиэтиленовая мембрана;- polyethylene membrane;

- заряд из баллиститного ТРТ с размерами: длина 100 мм, наружный диаметр 116 мм, диаметр канала 50 мм;- charge of ballistic TRT with dimensions: length 100 mm, outer diameter 116 mm, channel diameter 50 mm;

- масса заряда 1,3 кг.- charge mass 1.3 kg.

Положительный эффект изобретения - уменьшение начального пика давления в камере сгорания ТТРД, особенно с малым начальным свободным объемом; уменьшение весогабаритных характеристик ТТРД.The positive effect of the invention is the reduction of the initial peak pressure in the combustion chamber of the turbojet engine, especially with a small initial free volume; decrease in weight and size characteristics of the turbojet engine.

Claims (2)

1. Твердотопливный ракетный двигатель, содержащий корпус с размещенным в нем вкладным канальным зарядом и воспламенителем, расположенным в объеме, ограниченном передним днищем двигателя и торцом заряда, при этом двигатель снабжен мембраной, установленной между воспламенителем и торцом заряда, отличающийся тем, что мембрана выполнена из сгораемого материала в виде диска с местными вырезами по периферии.1. A solid propellant rocket engine containing a housing with a plug-in channel charge and an igniter located in it, located in a volume limited by the front bottom of the engine and the end of the charge, wherein the engine is equipped with a membrane installed between the ignitor and the end of the charge, characterized in that the membrane is made of combustible material in the form of a disk with local cutouts on the periphery. 2. Твердотопливный ракетный двигатель по п.1, отличающийся тем, что мембрана выполнена из полиэтилена.2. The solid rocket engine according to claim 1, characterized in that the membrane is made of polyethylene.
RU2003123209/06A 2003-07-22 2003-07-22 Solid-propellant rocket engine RU2247254C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003123209/06A RU2247254C1 (en) 2003-07-22 2003-07-22 Solid-propellant rocket engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003123209/06A RU2247254C1 (en) 2003-07-22 2003-07-22 Solid-propellant rocket engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003123209A RU2003123209A (en) 2005-01-27
RU2247254C1 true RU2247254C1 (en) 2005-02-27

Family

ID=35138692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003123209/06A RU2247254C1 (en) 2003-07-22 2003-07-22 Solid-propellant rocket engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2247254C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003123209A (en) 2005-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3730093A (en) Explosive apparatus
SE462693B (en) PYROTECHNICAL OR EXPLOSIVE INITIATOR
RU2439358C2 (en) Air ramjet engine operating on powder metal fluid
RU2247254C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2382222C1 (en) Rocket projectile pulsed micro engine
RU2432484C1 (en) Solid-fuel charge igniter for rocket engine
US4391196A (en) Add-on igniter for pyrogen type igniter
RU2378525C1 (en) Solid propellant rocket engine
US3726219A (en) Integral propellant case ramjet projectile
RU2675983C1 (en) Cumulative-high-explosive charge engine
RU2286475C2 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2260143C2 (en) Solid-propellant gas generator
RU2213246C1 (en) Rocket engine solid-propellant charge igniter
RU2289036C2 (en) Rocket catapult solid-reactant gas generator
RU2708755C1 (en) Solid-propellant gas generator
RU191726U1 (en) Solid fuel gas generator
RU2251628C1 (en) Solid-propellant impulse rocket engine
RU2287714C2 (en) Solid-propellant boost charge for gas generator of rocket catapult
CN114858008B (en) Burner with two-side air outlet
RU2493401C1 (en) Solid propellant rocket engine
RU219887U1 (en) AMMUNITION WITH VOLUMETRIC-DETONATING MIXTURE
RU2389895C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2707648C1 (en) Non-nozzle solid-propellant rocket engine
RU2527903C1 (en) Ignition of solid-propellant charge and solid-propellant rocket engine to this end
RU2498100C1 (en) Solid propellant rocket engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060723

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080723