RU2345283C1 - Method of rocket engine solid fuel utilisation - Google Patents

Method of rocket engine solid fuel utilisation Download PDF

Info

Publication number
RU2345283C1
RU2345283C1 RU2007121815/03A RU2007121815A RU2345283C1 RU 2345283 C1 RU2345283 C1 RU 2345283C1 RU 2007121815/03 A RU2007121815/03 A RU 2007121815/03A RU 2007121815 A RU2007121815 A RU 2007121815A RU 2345283 C1 RU2345283 C1 RU 2345283C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solid propellant
rocket
engine
rocket engine
fuel
Prior art date
Application number
RU2007121815/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Васильевич Куценко (RU)
Геннадий Васильевич Куценко
Василий Тихонович Никитин (RU)
Василий Тихонович Никитин
ков Алексей Васильевич Козь (RU)
Алексей Васильевич Козьяков
Алексей Анатольевич Кислицын (RU)
Алексей Анатольевич Кислицын
Нина Алексеевна Шаповалова (RU)
Нина Алексеевна Шаповалова
Лариса Владимировна Трусихина (RU)
Лариса Владимировна Трусихина
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 RU2007121815/03A priority Critical patent/RU2345283C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2345283C1 publication Critical patent/RU2345283C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: heating, fuel.
SUBSTANCE: invention relates to the spent rocket fuel processing technologies. The method of rocket solid fuel utilisation under field conditions includes the fuel burning off from the engine housing. The circular groove is made in the front bottom of the utilised engine from the condition that the bottom is opened along circular relief under the pressure in housing 5…25 kgf/cm2. In addition the outer diameter of circular groove (D) is derived taking into account the condition:
Figure 00000014
where Fcr - area of critical cross section in rocket engine operating on solid fuel, Pop - operating pressure in rocket engine under Fcr, Pup - pressure in the utilised rocket engine operating on solid fuel if Fcr and additional opening with D diameter in the front bottom are available, ν - is an indicator of propellant burning velocity in power law. The rocket engine is placed in the grounded pit and provided with a line to supply pulse to triggering pyrocartridge and engine is started remotely from the shelter. In addition the pit depth is no less than two calibers of the utilized rocket engine operating on solid fuel.
EFFECT: simple and safe utilisation method.
3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при утилизации ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ) предпочтительно малого и среднего калибров.The invention relates to the field of rocket technology and can be used in the disposal of solid propellant rocket engines (solid propellant rocket engines), preferably small and medium calibers.

Известен способ утилизации РДТТ с зарядом смесевого твердого ракетного топлива (ТРТ) по патенту RU 2064659, заключающийся в том, что осуществляют механическое размельчение заряда с последующим растворением перхлората аммония (ПХА) - основного компонента ТРТ с помощью гидроксида натрия. Указанный способ характеризуется высокой трудоемкостью и длительностью.A known method of utilization of solid propellant solid propellant solid propellant solid propellant (TRT) charge according to patent RU 2064659, which consists in the mechanical grinding of the charge, followed by dissolution of ammonium perchlorate (PCA) - the main component of TRT using sodium hydroxide. The specified method is characterized by high complexity and duration.

Известен также способ утилизации РДТТ путем выжигания скрепленного с корпусом заряда ТРТ по патенту RU 2021560, по которому канал заряда заполняют хладагентом, устанавливают утилизируемый РДТТ соплом вверх и в условиях стенда (полигона) осуществляют запуск РДТТ и выжигают СТРТ из корпуса. Способ по патенту RU 2021560, МПК F23G 7/00, заявлен 15.04.93, опубликован 15.10.94 принят авторами за прототип.There is also a known method for utilization of solid propellant solid propellant by burning a solid propellant charge connected to the body according to patent RU 2021560, according to which the charge channel is filled with refrigerant, the utilized solid propellant is installed with the nozzle up and the solid propellant is started up and the solid propellant is burned out of the housing. The method according to patent RU 2021560, IPC F23G 7/00, claimed 15.04.93, published 10.15.94 adopted by the authors as a prototype.

Недостатками способа-прототипа являются высокие финансово-экономические издержки при его реализации, связанные с подготовкой к транспортированию, порой весьма протяженному и длительному к местам утилизации (полигонам, стендам). Сам процесс доставки к оборудованным местам утилизации не всегда безопасен, особенно в случае транспортирования РДТТ, с истекшими (продленными) сроками эксплуатации.The disadvantages of the prototype method are the high financial and economic costs in its implementation associated with the preparation for transportation, sometimes very long and long to the places of disposal (landfills, stands). The process of delivery to equipped disposal sites is not always safe, especially in the case of transportation of solid propellant solid waste, with expired (extended) life.

Технической задачей патентуемого изобретения является разработка простого, с повышенными надежностью и безопасностью способа утилизации РДТТ (путем выжигания ТРТ из корпуса) малого и среднего калибров (диаметр до 0,5 м, масса до 500 кг) в полевых условиях (как правило, вблизи технических позиций эксплуатируемых ракетных систем либо арсеналов), обеспечивающего уменьшение отрицательного воздействия на экологию окружающей среды при сокращенных финансовых затратах.The technical task of the patented invention is the development of a simple, with increased reliability and safety of the method of disposal of solid propellant solid propellant (by burning TRT from the housing) of small and medium calibers (diameter up to 0.5 m, weight up to 500 kg) in the field (usually near technical positions operational rocket systems or arsenals), which provides a reduction in the negative impact on the environment with reduced financial costs.

Технический результат изобретения заключается в разработке способа утилизации РДТТ путем выжигания заряда твердого ракетного топлива из корпуса РДТТ в полевых условиях, при этом в переднем днище РДТТ до выжигания заряда выполняют кольцевое ослабление - проточку из условия вскрытия днища по кольцевому ослаблению при давлении в корпусе 5÷25 кгс/см2, внешний диаметр которой (Д) соответствует соотношениюThe technical result of the invention is to develop a method for utilization of solid propellant by burning solid rocket fuel charge from the solid propellant rocket in the field, while in the front bottom of the solid propellant rocket, ring weakening is performed before the charge is burned - a groove from the opening condition of the bottom by ring weakening at a pressure in the housing of 5 ÷ 25 kgf / cm 2 , the outer diameter of which (D) corresponds to the ratio

Figure 00000001
Figure 00000001

где Fкр - площадь критического сечения сопла РДТТ;where F cr - the critical section area of the solid propellant nozzle;

Ррд - рабочее давление в корпусе РДТТ при Fкр;R RD - working pressure in the housing of the solid propellant rocket engine at F cr ;

Рурд - давление в корпусе утилизируемого РДТТ при наличии Fкр и дополнительного отверстия Fдо в переднем днище двигателя;R urd - pressure in the housing of the solid propellant solid propellant in the presence of F cr and an additional hole F up in the front bottom of the engine;

ν - показатель степени в степенном законе скорости горения твердого ракетного топлива при температуре окружающей среды при проведении утилизации РДТТ.ν is the exponent in the power law of the burning rate of solid rocket fuel at ambient temperature during the solid propellant waste disposal.

Размещают утилизируемый РДТТ в заглубленном в грунт пространстве - яме, глубина которой составляет не менее двух калибров утилизируемого РДТТ, оснащают утилизируемый РДТТ линией подачи импульса на пусковой пиропатрон и осуществляют дистанционный запуск РДТТ с безопасного расстояния.The disposed solid propellant rocket is placed in a space buried in the ground - a pit, the depth of which is at least two calibers of the solid propellant solid propellant rocket, equip the disposable solid propellant rocket motor with a pulse supply line to the launch igniter and remotely start the solid propellant rocket motor from a safe distance.

Сущность изобретения заключается в обеспечении при выжигании ТРТ дополнительным отверстием переднюю крышку утилизируемого РДТТ, что позволяет, с одной стороны, обеспечить пониженный, безопасный (исключающий разрушение утилизируемого РДТТ) уровень давления в камере сгорания (КС), с другой стороны, за счет критического истечения продуктов сгорания (ПС) из КС, в основном, осуществить дожигание окисей азота, углерода и других компонентов ПС ТРТ в КС, что способствует снижению отрицательного воздействия последних при проведении выжигания ТРТ (огневых испытаний) на экологию окружающей среды. При этом непосредственно функционирование утилизируемого РДТТ осуществляют при давлении в КС в 3…5 (и менее) раз меньше (фиг.1) предусмотренного для его эксплуатации. Обеспечение критических условий истечения ПС твердого ракетного топлива (ТРТ) заряда осуществляют за счет реализации в переднем днище РДТТ дополнительного отверстия площадью Fдо, получаемого за счет кольцевой проточки (ослабления) с внешним диаметром Д. Соотношение для Д получено из следующих соображений.The essence of the invention is to provide, when a TRT is burned with an additional hole, the front cover of the utilized solid propellant rocket, which allows, on the one hand, to provide a lowered, safe (eliminating the destruction of the solid propellant solid propellant) pressure in the combustion chamber (CS), on the other hand, due to critical expiration of products of combustion (PS) from CS, mainly, afterburning of nitrogen oxides, carbon and other components of TS TPT in CS, which helps to reduce the negative impact of the latter during TR burning (Fire tests) on the ecology of the environment. In this case, the operation of the utilized solid propellant is directly carried out at a pressure in the COP 3 ... 5 (or less) times less (Fig. 1) provided for its operation. The critical conditions for the expiration of the PS of solid rocket fuel (TRT) are ensured by the implementation in the front bottom of the solid propellant rocket engine of an additional hole of area F up , obtained due to an annular groove (attenuation) with an outer diameter D. The ratio for D is obtained from the following considerations.

Для квазистационарного режима работы РДТТ справедливо [Шапиро Я.М., Мазинт Г.Ю., Прудников Н.Е., Теория ракетного двигателя на твердом топливе, М., 1966, стр.69]:For the quasistationary mode of operation of the solid propellant rocket engine the following is true [Shapiro Ya.M., Mazint G.Yu., Prudnikov N.E., Theory of a solid propellant rocket engine, M., 1966, p. 69]:

Figure 00000002
Figure 00000002

где S - площадь горящей поверхности заряда;where S is the area of the burning surface of the charge;

u=u1pv - скорость горения ТРТ;u = u 1 p v is the rate of combustion of the TRT;

αA - коэффициент истечения;αA is the expiration coefficient;

Fкр - площадь критического сечения сопла РДТТ;F cr - the critical section area of the solid propellant nozzle;

Р - давление в КС РДТТ;P is the pressure in the solid propellant solid propellant rocket;

γ - плотность ТРТ.γ is the density of TRT.

С учетом вышеизложенного, для РДТТ без дополнительного отверстия (Fдо) имеемIn view of the foregoing, for solid propellant rocket motors without an additional hole (F to ), we have

Figure 00000003
Figure 00000003

Для РДТТ с дополнительным отверстием имеемFor solid propellant rocket motors with an additional hole, we have

Figure 00000004
Figure 00000004

В соотношениях [2], [3]:In the relations [2], [3]:

Ррд - рабочее давление в РДТТ без дополнительного отверстия;R RD - working pressure in the solid propellant rocket without an additional hole;

Рурд - рабочее давление в утилизируемом РДТТ с дополнительным отверстием;R urd - working pressure in the utilized solid propellant solid propellant with an additional hole;

Figure 00000005
Figure 00000005

Из соотношений [2], [3], [4] следуетFrom the relations [2], [3], [4] it follows

Figure 00000006
Figure 00000006

В случае выполнения кольцевой проточки (ослабления), учитывая чтоIn the case of performing an annular groove (attenuation), given that

Figure 00000007
Figure 00000007

имеем

Figure 00000008
we have
Figure 00000008

где π=3, 14, Д - диаметр кольцевой проточки - ослабления по внешнему диаметру.where π = 3, 14, D is the diameter of the annular groove - attenuation along the outer diameter.

В соответствии с технической задачей в патентуемом техническом решении должна обеспечиваться надежность и безопасность при утилизации и минимально вредное воздействие на экологию окружающей среды.In accordance with the technical task, in the patented technical solution, reliability and safety during disposal and minimally harmful impact on the environment should be ensured.

Надежность и безопасность при утилизации РДТТ по предлагаемому способу достигается (фиг.2) за счет предельно возможного снижения рабочего давления в КС утилизируемого РДТТ (25 кгс/см2 и менее) до уровня устойчивого нижнего предела по горению ТРТ с учетом обеспечения герметичности двигателя (за счет выполнения кольцевой проточки - ослабления (8) в переднем днище (7) без разгерметизации двигателя) до момента сжигания твердотопливного заряда (3), а также существенного снижения уровня давления в РДТТ, а вредное минимальное воздействие на экологию окружающей среды - за счет обеспечения эффективного дожигания ПС в КС утилизируемого РДТТ при критическом истечении ПС.Reliability and safety when disposing of solid propellant solid propellant by the proposed method is achieved (Fig. 2) due to the maximum possible reduction of the operating pressure in the COP of the solid propellant solid propellant (25 kgf / cm 2 or less) to the level of a stable lower limit for combustion of solid propellant fuel, taking into account the tightness of the engine (for due to the implementation of the ring groove - weakening (8) in the front bottom (7) without depressurization of the engine) until the solid fuel charge is burned (3), as well as a significant decrease in the pressure level in the solid propellant rocket engine, and the harmful minimal impact on the environment environment - by ensuring efficient afterburning of substrates in the SC of the utilized solid propellant rocket during critical expiration of substrates.

Обеспечение в процессе утилизации (выжигания ТРТ) в переднем днище РДТТ отверстия площадью Fдо позволяет также полностью или в значительной степени "обнулить" тягу по оси утилизируемого РДТТ и тем самым исключить либо существенно уменьшить как вероятность срыва (фиг.3) утилизируемого РДТТ (11) с места крепления ложементов (12), хомутов (13), так и разрушение РДТТ при проведении огневого испытания при утилизации. Заглубление утилизируемого РДТТ в грунт на глубину не менее 2 калибров практически исключает вылет РДТТ из заглубления при срыве последнего с крепления. Обеспечение дистанционной подачи (14) импульса на пиропатрон способствует безопасности проведения утилизации.The provision in the process of disposal (burning TRT) in the front bottom of the solid propellant rocket engine of an opening of area F to also completely or substantially “nullifies” the traction along the axis of the solid propellant solid propellant to be eliminated and thereby eliminate or significantly reduce the probability of failure (Fig. 3) of the solid propellant solid propellant (11) ) from the place of attachment of lodgements (12), clamps (13), and the destruction of the solid propellant rocket during the fire test during disposal. Deepening the utilized solid propellant rocket into the soil to a depth of not less than 2 calibres practically excludes the solid propellant rocket from escaping when the latter is removed from the mount. Providing a remote supply (14) of impulse to the igniter contributes to the safety of disposal.

Сущность изобретения поясняется на чертежах.The invention is illustrated in the drawings.

Фиг.1 Диаграмма «давление-время»Figure 1 The diagram "pressure-time"

Р - давление;P is the pressure;

τ - время;τ is the time;

1 - для «боевого» РДТТ;1 - for “combat” solid propellant rocket engines;

2 - для утилизируемого РДТТ.2 - for utilized solid propellant solid propellant.

Фиг.2 Конструкция утилизируемого РДТТ, подготовленного к выжиганию топливаFigure 2 The design of the utilized solid propellant rocket engine prepared for burning fuel

3 - твердотопливный заряд;3 - solid fuel charge;

4 - корпус РДТТ;4 - the body of the solid propellant rocket engine;

5 - заднее днище;5 - the back bottom;

6 - сопло;6 - nozzle;

7 - переднее днище;7 - front bottom;

8 - кольцевая проточка;8 - annular groove;

9 - узел воспламенения;9 - ignition unit;

10 - пиропатрон.10 - squib.

Фиг.3 Схема установки утилизируемого РДТТ для проведения выжигания ТРТ (огневого сжигания)Figure 3 Installation diagram of a disposable solid propellant solid propellant rocket for burning TRT (fire burning)

11 - РДТТ;11 - solid propellant rocket engine;

12 - ложемент;12 - lodgement;

13 - хомут;13 - a collar;

14 - линия подачи электроимпульса на пиропатрон.14 - line supply electric pulse to the squib.

Пример реализации способа.An example implementation of the method.

Утилизации подвергался стартовый РДТТ ракеты с прочноскрепленным зарядом ТРТ. Масса заряда 480 кг, калибр РДТТ 0,5 м, ν=0,35, Fкр=266 см2, Ррд=75 кгс/см2. В передней крышке РДТТ выполняли кольцевую проточку - ослабление, обеспечивающую при вскрытии крышки по проточке дополнительное отверстие Fдо, рассчитанное по соотношению [5]:The starting solid propellant rocket with a solidly charged TRT charge was disposed of. The charge mass is 480 kg, the solid propellant caliber is 0.5 m, ν = 0.35, F cr = 266 cm 2 , P rd = 75 kgf / cm 2 . An annular groove was performed in the front cover of the solid propellant rocket motor - attenuation, which, when opening the cover along the groove, provided an additional hole F to calculated by the ratio [5]:

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

РДТТ размещали (фиг.3) в заглубленном в фунт объеме-яме, обеспечивая глубину заглубления относительно оси РДТТ не менее двух калибров РДТТ, с обеспечением от переднего и заднего днищ РДТТ (11) расстояний до стенок заглубления не менее 7 калибров РДТТ. Подачу импульса (14) на пусковой пиропатрон РДТТ осуществляли дистанционно из заглубленного укрытия. Выжигание заряда прошло удовлетворительно (полностью, до стенок КС) без разрушения РДТТ.The solid propellant rocket motor was placed (Fig. 3) in a pit-depth buried in a pound, providing a depth of penetration relative to the axis of the solid propellant rocket of at least two solid propellant rocket motors, providing at least 7 calibers of solid rocket motor from the front and rear bottoms of solid rocket motor (11). The impulse (14) was supplied remotely from the buried shelter to the RDTT launch squib. The charge was burned off satisfactorily (completely, up to the walls of the CS) without destruction of the solid propellant rocket engine.

Claims (1)

Способ утилизации ракетного двигателя твердого топлива в полевых условиях, включающий выжигание топлива из корпуса двигателя, отличающийся тем, что в переднем днище утилизируемого двигателя выполняют кольцевую проточку - ослабление из условия вскрытия днища по кольцевому ослаблению при давлении в корпусе 5...25 кгс/см2, при этом внешний диаметр кольцевой проточки (Д) обеспечивают с учетом условия:
Figure 00000011

где Fкр - площадь критического сечения сопла РДТТ,
Ррд - рабочее давление в корпусе РДТТ при Fкр,
Рурд - давление в корпусе утилизируемого РДТТ при наличии Fкр и дополнительного отверстия в переднем днище двигателя диаметром Д,
ν - показатель степени в степенном законе скорости горения твердого ракетного топлива,
ракетный двигатель размещают в заглубленной в грунт яме, оснащают линией подачи импульса на пусковой пиропатрон и осуществляют дистанционный запуск двигателя из укрытия, при этом глубина ямы составляет не менее 2-х калибров утилизируемого РДТТ.
A method of utilizing a solid propellant rocket engine in the field, including burning fuel from the engine casing, characterized in that an annular groove is performed in the front bottom of the utilized engine — attenuation from the condition of opening the bottom by annular weakening at a pressure in the housing of 5 ... 25 kgf / cm 2 , while the outer diameter of the annular groove (D) provide, subject to the conditions:
Figure 00000011

where F cr - the critical section area of the solid propellant nozzle,
R RD - working pressure in the housing of the solid propellant rocket engine at F cr ,
R urd is the pressure in the housing of the solid propellant solid propellant in the presence of F cr and an additional hole in the front bottom of the engine with a diameter of D,
ν - exponent in the power law of the burning rate of solid rocket fuel,
the rocket engine is placed in a pit buried in the ground, equipped with a pulse supply line to the launch squib and remote start the engine from the shelter, while the depth of the pit is at least 2 calibers of the solid propellant rocket propeller.
RU2007121815/03A 2007-06-09 2007-06-09 Method of rocket engine solid fuel utilisation RU2345283C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007121815/03A RU2345283C1 (en) 2007-06-09 2007-06-09 Method of rocket engine solid fuel utilisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007121815/03A RU2345283C1 (en) 2007-06-09 2007-06-09 Method of rocket engine solid fuel utilisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2345283C1 true RU2345283C1 (en) 2009-01-27

Family

ID=40544294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007121815/03A RU2345283C1 (en) 2007-06-09 2007-06-09 Method of rocket engine solid fuel utilisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2345283C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011021969A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Olcon Engineering Ab Closed vessel arrangement for safe destruction of rocket motors

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011021969A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Olcon Engineering Ab Closed vessel arrangement for safe destruction of rocket motors
US8661960B2 (en) 2009-08-21 2014-03-04 Dynasafe International Ab Closed vessel arrangement for safe destruction of rocket motors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4382282B2 (en) Hard target incendiary shell
US5743246A (en) Cannon for disarming an explosive device
EP1867947B1 (en) Blasting method
US20140238222A1 (en) Method of neutralising ground ordnance
CN109099800A (en) The triggering method of fire extinguisher bomb and fire extinguisher bomb
US9371801B2 (en) Ignition device for two-pulse rocket motor with thermal barrier membrane
RU2345283C1 (en) Method of rocket engine solid fuel utilisation
CN110469425B (en) Thrust-adjustable multi-stage pulse solid rocket engine
CN107944145B (en) Design method of detonation drive type launching device for fragment impact test
KR20170079781A (en) Fixing device for bunch type prolellant and manufacturing method thereof
Logan Detonation of high explosive in shell and bomb, and its effects
RU2378526C1 (en) Method of fire bench test of solid propellant charge
CN102230370A (en) Built-in booster fracture bomb
CN107560513B (en) A kind of explosive destroyer without recoil and its blasting method
CN207379376U (en) A kind of explosive destroyer without recoil
CN102155876B (en) Method for launching soft pit and novel liquid bullet
CN116499317B (en) Underwater high-pressure bubble bomb
CN201159622Y (en) Safety type bird-driving double-bang bomb
Pratt et al. The Hybrid Thermal Lance: A Promising New Technique for the Destruction of Landmines and UXO by Deflagration
US8181576B1 (en) Projectile for standoff destruction of explosive devices
CN201043508Y (en) Starter of chemical energy engine
Patel et al. Can Currently Developed Deflagration Systems Neutralize Hard Case Mines?
Dressler et al. Test results from a simple, low-cost, pressure-fed liquid hydrogen/liquid oxygen rocket combustor
RU2239778C1 (en) Rocket
Williams Explosive Weapons

Legal Events

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

Effective date: 20110610