RU2347180C2 - Method of cooling solid-propellant rocket engine channel and charge combustion products during liquidation of rocket engine and device to this effect (versions) - Google Patents

Method of cooling solid-propellant rocket engine channel and charge combustion products during liquidation of rocket engine and device to this effect (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2347180C2
RU2347180C2 RU2007109035/02A RU2007109035A RU2347180C2 RU 2347180 C2 RU2347180 C2 RU 2347180C2 RU 2007109035/02 A RU2007109035/02 A RU 2007109035/02A RU 2007109035 A RU2007109035 A RU 2007109035A RU 2347180 C2 RU2347180 C2 RU 2347180C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
rocket engine
charge
refrigerant
channel
Prior art date
Application number
RU2007109035/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007109035A (en
Inventor
Рашид Вагизович Шайхутдинов (RU)
Рашид Вагизович Шайхутдинов
Геннадий Васильевич Куценко (RU)
Геннадий Васильевич Куценко
Николай Александрович Карнаухов (RU)
Николай Александрович Карнаухов
Борис Васильевич Наумов (RU)
Борис Васильевич Наумов
Дмитрий Валерьевич Моисеев (RU)
Дмитрий Валерьевич Моисеев
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 RU2007109035/02A priority Critical patent/RU2347180C2/en
Publication of RU2007109035A publication Critical patent/RU2007109035A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2347180C2 publication Critical patent/RU2347180C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

FIELD: weaponry.
SUBSTANCE: invention relates to liquidation of the solid-propellant rocket engine charge at the test bench equipped with the chamber of localisation and to cooling the combustion products. The proposed method comprises the system designed to feed coolant into the charge channel. On the front cover of the rocket engine to be liquidated, a two-chamber tapered spraying module with slot-like and cylindrical holes is mounted and connected with the water line of coolant module water feed and accumulation via a multi-purpose valve. First 10 to 20% of water-salt solution of potassium chloride is fed via independent line to the spraying module, then, when the charge is completely burnt out, water from a common water supply manifold is fed. Two versions of the device are presented for embodiment of the aforesaid method. Safe and optimum liquidation conditions are ensured by cooling the channel and combustion products via spraying with coarse-dispersed coolant through the spraying module.
EFFECT: safe conditions of liquidation.
3 cl, 8 dwg

Description

Изобретения относятся к ракетной технике, а именно - к ликвидации заряда ракетного двигателя на твердом топливе на стенде, оборудованном камерой локализации и охлаждению продуктов сгорания.The invention relates to rocket technology, namely, to the elimination of the charge of a solid propellant rocket engine at a stand equipped with a chamber for localization and cooling of combustion products.

Основной целью предлагаемого способа и устройств является обеспечение оптимальных (регулируемых), безопасных условий истечения продуктов сгорания в камеру локализации и охлаждения продуктов сгорания при ликвидации заряда ракетного двигателя на твердом топливе.The main objective of the proposed method and devices is to provide optimal (adjustable), safe conditions for the expiration of the combustion products into the chamber of localization and cooling of the combustion products during the elimination of the charge of a rocket engine using solid fuel.

Охлаждение канала заряда и формируемых продуктов сгорания ракетного двигателя на твердом топливе при его ликвидации приводят к снижению изначальных энергетических параметров истечения продуктов сгорания (давления в канале, скорости истечения продуктов сгорания, температуры, тяги), путем воздействия на скорость формирования и развития начальной поверхности горения.The cooling of the charge channel and the generated combustion products of a solid propellant rocket engine during its elimination leads to a decrease in the initial energy parameters of the expiration of the combustion products (pressure in the channel, the rate of expiration of the combustion products, temperature, traction) by affecting the rate of formation and development of the initial combustion surface.

По завершению процесса ликвидации заряда осуществляется гашение остатков топлива и охлаждение внутренней поверхности горящего корпуса, что немаловажно для сохранения целостности корпуса и снижение выхода токсичных компонентов в атмосферу (экологическая безопасность).Upon completion of the charge elimination process, the remaining fuel is quenched and the internal surface of the burning building is cooled, which is important for maintaining the integrity of the building and reducing the release of toxic components into the atmosphere (environmental safety).

Известен «Способ ликвидации заряда твердого ракетного топлива», в котором осуществляется охлаждение канала ликвидируемого заряда, находящегося в вертикальном положении хладагентом - водой, щелочным или содовым раствором, Патент RU 2021560 C1, оп.15.10.94, МПК F23G 7/00.The well-known "Method of eliminating the charge of solid rocket fuel", in which the channel of the liquidated charge is cooled, which is in the vertical position with a refrigerant - water, alkaline or soda solution, Patent RU 2021560 C1, op.15.10.94, IPC F23G 7/00.

В качестве прототипа способа авторами принят патент RU 2021560 C1.As a prototype of the method, the authors adopted patent RU 2021560 C1.

К недостаткам указанного прототипа необходимо отнести следующее:The disadvantages of this prototype include the following:

1. Отсутствие распылительных модулей для формирования крупнодисперсного распыленного потока хладагента для охлаждения канала заряда и формирующихся продуктов сгорания с целью регулирования процесса и скорости формирования начальной поверхности горения ликвидируемого заряда ракетного двигателя на твердом топливе;1. The absence of spray modules for the formation of a coarse atomized stream of refrigerant for cooling the charge channel and the resulting combustion products in order to control the process and the rate of formation of the initial combustion surface of the liquidated charge of a solid propellant rocket engine;

2. В Патенте RU 2021560 C1 охлаждение канала ликвидируемого заряда осуществляется путем заполнения всего канала заряда водой, щелочным или содовым раствором через переднюю крышку ракетного двигателя при его вертикальном расположении.2. In Patent RU 2021560 C1, the channel of the charge being eliminated is cooled by filling the entire charge channel with water, an alkaline or soda solution through the front cover of the rocket engine in its vertical arrangement.

Основными недостатками данного способа охлаждения канала ликвидируемого ракетного заряда являются:The main disadvantages of this method of cooling the channel of a liquidated missile charge are:

- вертикальное расположение ракетного двигателя на твердом топливе и дальнейшие конструктивные (геометрические) характеристики стенда для локализации и охлаждения образовавшихся продуктов сгорания. Данный способ практически невозможно применить к крупногабаритным, многотоннажным ракетным двигателям на твердом топливе длиной 5…7 м и массой 30…50 т, так как расположение их в вертикальном положении требует разработки сложных крепежных устройств, стендов, что может привести к аварийной ситуации;- the vertical location of the rocket engine on solid fuel and further structural (geometric) characteristics of the stand for localization and cooling of the resulting combustion products. This method is almost impossible to apply to large-sized, multi-tonnage solid propellant rocket engines with a length of 5 ... 7 m and a mass of 30 ... 50 t, since their vertical position requires the development of complex fasteners, stands, which can lead to an emergency;

- давление хладагента на поверхность канала заряда и на его продукты сгорания весьма незначительно и определяется его массой, находящейся в данный момент времени в канале заряда. Как показывает практика, при таких условиях хладагент «выдавливается» продуктами сгорания из канала, так как продукты сгорания имеют наибольшие динамические и скоростные характеристики (давление, скорость истечения) в сравнении с хладагентом.- the pressure of the refrigerant on the surface of the charge channel and on its combustion products is very negligible and is determined by its mass located at the given moment in the charge channel. As practice shows, under such conditions, the refrigerant is “squeezed” by the combustion products from the channel, since the combustion products have the greatest dynamic and speed characteristics (pressure, flow rate) in comparison with the refrigerant.

Известны распылительные устройства, комбинированные насадки и другие механические устройства для распыления хладагента, используемые в быстродействующих автоматических противопожарных системах (БАПС) для гашения очагов загорания, где применяются различные распылительные устройства, обеспечивающие формирование распыленных и компактных струй при истечении через них хладагента, в частности воды. «Руководство по устройству и эксплуатации систем автоматической пожарной защиты производств пластмасс и полимеров». РУЭ-АПЗТ-Т, ЦНИИ НТИ, 1977.Known atomization devices, combined nozzles and other mechanical devices for atomizing the refrigerant used in high-speed automatic fire-fighting systems (BAPS) for extinguishing fires, where various atomization devices are used to provide atomized and compact jets when refrigerant, in particular water, flows through them. "Guidelines for the design and operation of automatic fire protection systems for the production of plastics and polymers." RUE-APZT-T, Central Research Institute of NTI, 1977.

В качестве прототипа на устройство принят насадок канальный НК-ЗРС, указанный в РУЭ-АПЗТ-Т, стр.34.Channel NK-ZRS nozzles specified in RUE-APZT-T, page 34, were adopted as a prototype for the device.

К недостаткам прототипа на устройство следует отнести следующее:The disadvantages of the prototype on the device include the following:

- в конструкции не предусмотрены щелевые отверстия для формирования лучевых струй, орошения и охлаждения продуктов сгорания в лучах и ответвлениях канала ликвидируемого заряда;- the design does not provide slot holes for the formation of beam jets, irrigation and cooling of combustion products in the rays and branches of the channel of the liquidated charge;

- установлено экспериментально, что используемые насадки типа НКЦ в различных механических и комбинированных распылительных конструкциях формируют мелкодисперсный поток хладагента, который неспособен глубоко проникнуть в газовый поток продуктов сгорания ликвидируемого заряда и достичь поверхности горения.- it was established experimentally that the NCC type nozzles used in various mechanical and combined spray structures form a finely dispersed stream of refrigerant that is unable to penetrate deeply into the gas stream of the combustion products of the liquid being eliminated and reach the combustion surface.

Технической задачей заявленных изобретений является повышение технологической безопасности при ликвидации крупногабаритного заряда ракетного двигателя на твердом топливе, в том числе и дефектных изделий, при их горизонтальном расположении. Эта задача решается путем создания оптимальных условий горения заряда на стенде, оборудованном камерой локализации, и охлаждения продуктов сгорания, а также защиты и сохранения корпуса ракетного двигателя от прожига и дальнейшего его разрушения в процессе выжигания заряда.The technical task of the claimed inventions is to increase technological safety during the elimination of the bulky charge of a solid propellant rocket engine, including defective products, with their horizontal arrangement. This problem is solved by creating optimal conditions for the combustion of a charge on a stand equipped with a containment chamber and cooling the combustion products, as well as protecting and preserving the rocket engine casing from burning and its further destruction in the process of burning the charge.

Регулирование процессом истечения продуктов сгорания в камеру локализации и охлаждения путем охлаждения канала и формирующихся продуктов сгорания ликвидируемого заряда позволяет снизить температуру и давление продуктов сгорания, что соответственно снижает уровень воздействия высокоскоростного, высокотемпературного газового потока на конструкцию в целом и приводит к увеличению срока службы камеры локализации и охлаждения, исключая возникновение аварийных ситуаций в виде прожига стенок камеры или его разрушения при превышении внутреннего избыточного давления.Regulation by the process of the outflow of combustion products into the containment and cooling chamber by cooling the channel and the resulting combustion products of the liquid being eliminated reduces the temperature and pressure of the combustion products, which accordingly reduces the level of impact of the high-speed, high-temperature gas flow on the structure as a whole and leads to an increase in the service life of the containment chamber and cooling, excluding the occurrence of emergency situations in the form of burning through the walls of the chamber or its destruction when exceeding the inside back pressure.

Технический результат способа заключается в том, что:The technical result of the method is that:

1. На передней крышке ликвидируемого ракетного двигателя устанавливают двухкамерный конический распылительный модуль с щелевыми и цилиндрическими отверстиями и соединяют с водоводом линии накопления и водоснабжения модуля хладагентом через запорно-пусковое устройство системы с быстродействием - не более 5 с, а в качестве хладагента в распылительный модуль подают вначале 10-20% водно-солевой раствор хлорида кальция по независимой линии водоснабжения, состоящего из накопительной емкости объемом 300…600 м3, ресивера с рабочим давлением - 0,8…1,6 МПа и компрессора для заполнения ресивера сжатым воздухом, а по завершению процесса выгорания заряда подают воду из общего коллектора водоснабжения, при этом расход в зависимости от конструкции распылительного модуля и давления в пределах 0,2…1,6 МПа составляет 0,02…0,1 м3/с.1. A two-chamber conical spray module with slotted and cylindrical holes is installed on the front cover of the liquidated rocket engine and connected to the water supply line of the storage and water supply module with the refrigerant through the shut-off and start-up device of the system with a speed of not more than 5 s, and served as a refrigerant to the spray module initially 10-20% aqueous-salt solution of calcium chloride through an independent water supply line, consisting of a storage tank with a volume of 300 ... 600 m 3 , a receiver with a working pressure of 0.8 ... 1.6 MPa and a compressor to fill the receiver with compressed air, and upon completion of the charge burning process, water is supplied from a common water supply collector, while the flow rate, depending on the design of the spray module and pressure within 0.2 ... 1.6 MPa, is 0.02 ... 0.1 m 3 / s.

Технический результат на устройство представлен в двух вариантах:The technical result on the device is presented in two versions:

Вариант 1:Option 1:

1. Лучевой двухкамерный конический распылительный модуль с щелевыми и цилиндрическими отверстиями для охлаждения канала и продуктов сгорания заряда ракетного двигателя со сложной конфигурацией канала, состоит из первой конической камеры с равнорасположенными отверстиями диаметром 4÷6 мм в количестве 30…40 штук и распределителя хладагента в первой камере распылительного модуля с 5…7 прорезями шириной 0,5×10 мм, и второй конической камеры с щелевыми прорезями по длине 40…60 мм, по ширине 10…20 мм с углом раскрытия 40° в количестве 3…6 штук и рассекателей диаметром 40 мм с отверстиями диаметром 30 мм и 3…6 отверстиями диаметром 30 мм, для подачи хладагента во вторую камеру распылительного модуля.1. A two-chamber beam conical spray module with slit and cylindrical holes for cooling the channel and the products of the charge of a rocket engine with a complex channel configuration, consists of the first conical chamber with equally spaced openings with a diameter of 4 ÷ 6 mm in the amount of 30 ... 40 pieces and a refrigerant distributor in the first a spray module chamber with 5 ... 7 slots 0.5 × 10 mm wide, and a second conical chamber with slotted slots 40 ... 60 mm long, 10 ... 20 mm wide with an opening angle of 40 ° in the amount of 3 ... 6 pieces and scattering castors with a diameter of 40 mm with holes with a diameter of 30 mm and 3 ... 6 holes with a diameter of 30 mm, for supplying refrigerant to the second chamber of the spray module.

Вариант 2:Option 2:

2. Торцевой двухкамерный распылительный модуль с щелевыми и цилиндрическими отверстиями для охлаждения канала и продуктов сгорания ракетного двигателя с гладкоствольной конфигурации канала, состоит из первой конической камеры с равнорасположенными отверстиями диаметром 4÷6 мм в количестве 30…40 штук и распределителя хладагента в первой камере с 5…7 прорезями шириной 0,5×10 мм и второй камеры с 4-мя круговыми прорезями длиной 40…60 мм с углом раскрытия 40° и цилиндрического рассекателя диаметром 40 мм с 6-ю отверстиями диаметром 30 мм и 6-ю прорезями шириной 10×15 мм, для подачи хладагента во вторую камеру распылительного модуля.2. The two-chamber end spray module with slotted and cylindrical openings for cooling the channel and combustion products of a rocket engine with a smooth-bore channel configuration consists of a first conical chamber with equally spaced openings with a diameter of 4–6 mm in an amount of 30 ... 40 pieces and a refrigerant distributor in the first chamber with 5 ... 7 slots with a width of 0.5 × 10 mm and a second chamber with 4 circular slots 40 ... 60 mm long with an opening angle of 40 ° and a cylindrical divider with a diameter of 40 mm with 6 holes with a diameter of 30 mm and a 6th slot with a width of 10 × 15 mm, for supplying refrigerant to the second chamber of the spray module.

3. Как для первого варианта, так и для второго - в центре распылительного модуля второй камеры устанавливают центральный конический насадок для формирования компактной струи диаметром распыла хладагента у основания 20÷30 мм.3. For both the first option and the second one, a central conical nozzle is installed in the center of the spray module of the second chamber to form a compact jet with a refrigerant spray diameter of 20–30 mm at the base.

Предлагаемые изобретения позволяют осуществлять:The proposed invention allows to carry out:

- управление (регулирование) процессом горения заряда ракетного двигателя путем охлаждения канала и формирующихся продуктов сгорания ликвидируемого заряда хладагентом через распылительный модуль с заданными гидравлическими параметрами (давление, расход), используя независимую систему накопления и водоснабжения распылительного модуля хладагентом;- control (regulation) of the combustion process of the charge of the rocket engine by cooling the channel and the resulting products of combustion of the liquidated charge by the refrigerant through the spray module with the specified hydraulic parameters (pressure, flow), using an independent system for accumulating and supplying the spray module with refrigerant;

- обеспечение условий проникновения хладагента за счет образования крупнодисперсного распыленного потока хладагента в формирующиеся продукты сгорания ликвидируемого заряда;- providing conditions for the penetration of the refrigerant due to the formation of a coarse atomized stream of refrigerant in the formed products of combustion of the liquidated charge;

- локализация и охлаждение продуктов сгорания в канале заряда, имеющего сложный геометрический профиль (лучи, ответвления и т.д.);- localization and cooling of combustion products in a charge channel having a complex geometric profile (rays, branches, etc.);

- определение и выполнение оптимальных безопасных условий истечения продуктов сгорания, ликвидируемого ракетного двигателя на твердом топливе в камеру локализации и охлаждения стенда путем снижения скорости формирования начальной поверхности горения и соответственно скоростных и расходных параметров истечения продуктов сгорания;- determination and fulfillment of optimal safe conditions for the expiration of combustion products, liquidated solid-propellant rocket engine into the chamber for localization and cooling of the test bench by reducing the rate of formation of the initial combustion surface and, accordingly, the speed and flow parameters of the expiration of combustion products;

- снижение риска нестабильного горения дефектных двигателей после длительного срока хранения путем уменьшения давления продуктов сгорания в канале заряда, скорости их истечения и температуры продуктов сгорания;- reducing the risk of unstable combustion of defective engines after a long shelf life by reducing the pressure of the combustion products in the charge channel, their flow rate and temperature of the combustion products;

- обеспечение условий повышенной проходимости хладагента через факел пламени при совместном использовании высокорасходного распылительного модуля и использования 10-20% водно-солевого раствора хлорида кальция CaCl2;- providing conditions for increased cross-flow of the refrigerant through the flame during the joint use of a high-flow atomization module and the use of 10-20% aqueous-salt solution of calcium chloride CaCl 2 ;

- дополнительно, температура замерзания 10-20% водно-солевой раствор хлорида кальция CaCl2 составляет минус 10…15°С, что позволяет использовать его в зимнее время года на открытых площадках стенда.- additionally, the freezing temperature of 10-20% water-salt solution of calcium chloride CaCl 2 is minus 10 ... 15 ° C, which allows its use in the winter season on open areas of the stand.

Давление у распылительного модуля при подаче хладагента в зависимости от ликвидируемого заряда ракетного двигателя (массы, состава, скорости горения и т.д.) определяют расчетным путем, но не менее - 0,2 МПа, так как при низких давлениях (установлено экспериментально) не формируется устойчивый распыленный поток хладагента, и не выполняется условие его проникновения вглубь продуктов сгорания.The pressure of the spray module when supplying refrigerant, depending on the liquidated charge of the rocket engine (mass, composition, burning rate, etc.) is determined by calculation, but not less than 0.2 MPa, since at low pressures (experimentally established) a stable atomized flow of refrigerant is formed, and the condition for its penetration into the depths of the combustion products is not fulfilled.

Запуск запорно-пусковой аппаратуры системы осуществляют дистанционно через пульт управления или в автоматическом режиме с использованием таймера времени в пределах 1…5 с от начала инициирования топлива заряда.The locking and starting equipment of the system is launched remotely via the control panel or in automatic mode using a time timer within 1 ... 5 s from the start of the initiation of fuel charge.

Изобретения поясняются схемами в двух вариантах:The invention is illustrated by schemes in two versions:

На фиг.1 показана условная схема основных элементов всей системы осуществляющей охлаждение канала и формируемых продуктов сгорания при ликвидации заряда ракетного двигателя на твердом топливе, где:Figure 1 shows a schematic diagram of the main elements of the entire system cooling the channel and the generated combustion products during the elimination of the charge of a solid propellant rocket engine, where:

1 - ресивер (газгольдер) для создания давления в системе - 1.6 МПа, 2 - накопительная емкость для хладагента емкостью 300…600 м3, 3 - общий коллектор водоснабжения, 4 - ликвидируемый заряд ракетного двигателя на твердом топливе, 5 - секции камеры локализации и охлаждения продуктов сгорания ракетного двигателя, 6 - линия водоснабжения распылительного модуля хладагентом, 7 - линия снабжения распылительного устройства хладагентом, 8 - передняя крышка ракетного двигателя, 9 - распыленный поток хладагента, 10 - факел пламени.1 - receiver (gas holder) for creating pressure in the system - 1.6 MPa, 2 - storage tank for refrigerant with a capacity of 300 ... 600 m 3 , 3 - common collector of water supply, 4 - liquidation charge of a rocket engine using solid fuel, 5 - sections of the containment chamber and cooling the combustion products of a rocket engine, 6 - a water supply line for the spray module with a refrigerant, 7 - a line for supplying a spray device with a refrigerant, 8 - a front cover of a rocket engine, 9 - an atomized stream of refrigerant, 10 - a flame torch.

На фиг.2 схематично показан пролив канала и корпус ликвидируемого ракетного двигателя на твердом топливе, где:Figure 2 schematically shows the strait of the channel and the housing of the liquidated rocket engine on solid fuel, where:

11 - ложемент для установки и крепления ликвидируемого ракетного двигателя, 12 - лучевой двухкамерный конический распылительный модуль и принцип формирования распыленного потока хладагента.11 - a lodgement for installation and fastening of a liquidated rocket engine, 12 - a two-chamber beam conical spray module and the principle of formation of a sprayed refrigerant stream.

Устройство по варианту 1:The device according to option 1:

На фиг.3 показана схема установки лучевого двухкамерного конического распылительного модуля на передней крышке ликвидируемого ракетного двигателя на твердом топливе.Figure 3 shows the installation diagram of the beam two-chamber conical spray module on the front cover of the liquidated solid propellant rocket engine.

На фиг.4 показан в разобранном виде лучевой двухкамерный конический распылительный модуль с щелевыми и цилиндрическими отверстиями для локализации и охлаждения канала ликвидируемого ракетного двигателя на твердом топливе, где:Figure 4 shows a disassembled beam two-chamber conical spray module with slotted and cylindrical holes for localization and cooling of the channel of the liquidated rocket engine using solid fuel, where:

13 - конический распределитель с 3…6 щелевыми отверстиями для создания распыленного лучевого потока хладагента, для локализации и охлаждения продуктов сгорания в лучах канала заряда ракетного двигателя и выхода центральной компактной струи для охлаждения факела пламени в центральной части канала, 14 - рассекатель для формирования лучевых распыленных струй, 15 - усеченный конический распределитель для образования компактных струй с равнорасположенными отверстиями диаметром 4÷6 мм в количестве 30…40 штук, 16 - распределитель хладагента в первой камере распылительного модуля с 5…7 прорезями шириной 0,5×10 мм, 17 - задняя крышка распылительного модуля.13 - conical distributor with 3 ... 6 slotted openings for creating atomized radiation flow of refrigerant, for localization and cooling of combustion products in the rays of the charge channel of the rocket engine and the output of the central compact stream for cooling the flame in the central part of the channel, 14 - divider for the formation of beam spray jets, 15 - truncated conical distributor for the formation of compact jets with equally spaced holes with a diameter of 4 ÷ 6 mm in the amount of 30 ... 40 pieces, 16 - refrigerant distributor in the first the spray unit with the second chamber 5 ... 7 0,5 × slit width of 10 mm, 17 - the back of the spray module cover.

На фиг.5 показана вторая камера распылительного модуля для формирования распыленных лучевых струй и центральной компактной струи, а также водоводы и рассекатели для снабжения второй камеры хладагентом и формирования лучевых распыленных струй, где:Figure 5 shows the second chamber of the spray module for forming atomized beam jets and a central compact jet, as well as water conduits and dividers for supplying a second chamber with refrigerant and forming beam atomized jets, where:

18 - рассекатели для создания 6-лучевого потока хладагента (при необходимости число лучевых отверстий может быть уменьшено до 3х), в нижней части каждого рассекателя имеется отверстие для выхода хладагента во вторую камеру, верхняя часть рассекателя заглушена;18 - dividers for creating a 6-beam refrigerant flow (if necessary, the number of radiation openings can be reduced to 3 x ), at the bottom of each divider there is an opening for refrigerant to enter the second chamber, the upper part of the divider is muffled;

19 - центральная коническая насадка для создания центральной компактной струи.19 is a central conical nozzle for creating a central compact jet.

Устройство по варианту 2:The device according to option 2:

На фиг.6 показана схема установки торцевого двухкамерного распылительного модуля с щелевыми и цилиндрическими отверстиями для локализации и охлаждения гладкоствольного канала ликвидируемого заряда ракетного двигателя, где:Figure 6 shows the installation diagram of the end two-chamber spray module with slotted and cylindrical holes for localization and cooling of the smooth-bore channel of the liquidated charge of the rocket engine, where:

20 - торцевой двухкамерный распылительный модуль с щелевыми и цилиндрическими отверстиями.20 - end two-chamber spray module with slotted and cylindrical holes.

На фиг.7 показан в разобранном виде торцевой двухкамерный распылительный модуль с щелевыми и цилиндрическими отверстиями для выхода хладагента, где:In Fig.7 shows an exploded view of the end dual-chamber spray module with slotted and cylindrical openings for the exit of the refrigerant, where:

21 - вторая камера для создания распыленного лучевого потока хладагента по окружности канала ликвидируемого заряда ракетного двигателя; 22 - водовод и рассекатель для подачи и формирования лучевого крупнодисперсного распыленного потока.21 - a second chamber for creating a sprayed radiation stream of refrigerant around the circumference of the channel of the liquidated charge of the rocket engine; 22 - conduit and divider for feeding and forming a beam coarse atomized stream.

На фиг.8 - схема водовода и рассекателя для создания лучевого потока хладагента во второй камере торцевого распылительного модуля и центральной компактной струи, где:On Fig is a diagram of the water conduit and divider to create a radiation stream of refrigerant in the second chamber of the end atomization module and the central compact stream, where:

24 - отверстия для входа хладагента в рассекатель, 25 - отверстия для выхода хладагента из рассекателя.24 - holes for the entrance of the refrigerant into the divider, 25 - holes for the exit of the refrigerant from the divider.

Оба варианта устройства имеют одинаковое назначение и направлены на получение одного и того же технического решения: охлаждение канала и формирующихся продуктов сгорания ликвидируемого заряда ракетного двигателя на твердом топливе, но имеющих различную конфигурацию канала.Both versions of the device have the same purpose and are aimed at obtaining the same technical solution: cooling the channel and the resulting combustion products of the liquidated charge of the rocket engine on solid fuel, but having a different channel configuration.

Техническое решение в предлагаемом способе и устройстве реализуется следующим образом:The technical solution in the proposed method and device is implemented as follows:

1. Заполняют ресивер (1) воздухом до требуемых давлений, а накопительную емкость (2) хладагентом - 10-20% водно-солевым раствором хлорида кальция CaCl2.1. Fill the receiver (1) with air to the required pressures, and the storage tank (2) with refrigerant - 10-20% aqueous-salt solution of calcium chloride CaCl 2 .

2. На передней крышке ракетного двигателя на твердом топливе (8) в зависимости от конфигурации канала заряда (наличия лучей, ответвлений и т.д.) устанавливают двухкамерный конический распылительный модуль с щелевыми и цилиндрическими отверстиями (12) или торцевой двухкамерный распылительный модуль с щелевыми отверстиями (20) для подачи хладагента в канал заряда, который соединяется системой накопления и водоснабжения (фиг.1, 3, 5).2. On the front cover of the solid fuel rocket engine (8), depending on the configuration of the charge channel (the presence of rays, branches, etc.), a two-chamber conical spray module with slot and cylindrical holes (12) or an end two-chamber spray module with slot holes (20) for supplying refrigerant to the charge channel, which is connected by an accumulation and water supply system (Figs. 1, 3, 5).

3. Переднюю крышку (8) с распылительным модулем устанавливают на ракетный двигатель и соединяют с линией водоснабжения через запорно-пусковую аппаратуру (6, 7).3. The front cover (8) with the spray module is mounted on the rocket engine and connected to the water supply line through the locking and starting equipment (6, 7).

4. После инициирования заряда ракетного двигателя (4) в канал ликвидируемого заряда под давлением через распылительный модуль (12 или 20) подают хладагент в виде распыленного крупнодисперсного потока, обеспечивающего охлаждение канала и формирующихся продуктов сгорания ликвидируемого заряда (фиг.2).4. After initiating the charge of the rocket engine (4), the coolant in the form of an atomized coarse stream providing cooling of the channel and the formed products of combustion of the liquidated charge is supplied to the channel of the liquidated charge under pressure through the spray module (12 or 20) (Fig. 2).

5. Хладагент по линии водоснабжения (6, 7) соответственно после открытия запорно-пусковой аппаратуры поступает через распределитель (16) в первую камеру распылительного модуля (12 или 20) и выходит наружу в виде компактных струй через конические отверстия, после заполнения первой камеры хладагент поступает через входные отверстия (18 или 24) во внутреннюю полость рассекателей (14 или 22), далее хладагент выходит из отверстий рассекателя (18 или 25) и заполняет внутреннюю полость второй камеры распылительного модуля (12 или 20), далее огибая рассекатели (14 или 22) выходит через прорези распылительного модуля наружу, образовывая крупнодисперсный распыленный лучевой поток хладагента.5. The refrigerant through the water supply line (6, 7), respectively, after the locking and starting equipment is opened, enters through the distributor (16) into the first chamber of the spray module (12 or 20) and exits in the form of compact jets through conical openings, after filling the first chamber, the refrigerant enters through the inlet openings (18 or 24) into the internal cavity of the dividers (14 or 22), then the refrigerant leaves the holes of the divider (18 or 25) and fills the internal cavity of the second chamber of the spray module (12 or 20), then goes around the dividers (14 or 22) exits through the slots of the spray module to the outside, forming a coarse atomized radiation beam stream of refrigerant.

Хладагент также поступает и в центральный конический насадок (19) второй камеры распылительного модуля (12 или 20) и выходит наружу в виде компактной струи.The refrigerant also enters the central conical nozzle (19) of the second chamber of the spray module (12 or 20) and comes out in the form of a compact jet.

6. После прекращения образования активного факела и завершения ликвидации заряда в корпус ракетного двигателя подают воду из общего коллектора водоснабжения (3), открыв запорно-пусковую аппаратуру линии водоснабжения (6) для гашения остатков топлива и охлаждения внутренней поверхности корпуса.6. After the cessation of the formation of the active torch and the completion of the elimination of the charge, water is supplied to the rocket engine housing from the common water supply manifold (3), opening the shut-off and starting equipment of the water supply line (6) to extinguish the remaining fuel and cool the internal surface of the housing.

7. Тип двухкамерного распылительного модуля, давление, временные и гидравлические параметры истечения хладагента определяют для каждого ракетного двигателя на твердом топливе отдельно с учетом характеристик (времени горения, массы) и конфигурации канала заряда.7. The type of two-chamber spray module, pressure, time and hydraulic parameters of the flow of refrigerant are determined for each solid fuel rocket engine separately taking into account the characteristics (burning time, mass) and the configuration of the charge channel.

8. В результате подачи высокорасходного, крупнодисперсного потока хладагента через двухкамерный распылительный модуль выполняются следующие условия:8. As a result of supplying a highly dispersed, coarse stream of refrigerant through a two-chamber spray module, the following conditions are fulfilled:

- охлаждение поверхности канала ликвидируемого заряда и снижение скорости распространения фронта горения по поверхности ликвидируемого заряда;- cooling the surface of the channel of the liquidated charge and a decrease in the velocity of propagation of the combustion front over the surface of the liquidated charge;

- проникновение хладагента в глубь факела пламени, охлаждение продуктов сгорания и, как следствие, - снижение температуры продуктов сгорания;- penetration of the refrigerant into the depths of the flame, cooling of the combustion products and, as a result, - reduction of the temperature of the combustion products;

- в результате снижения скорости распространения факела пламени по внутренней поверхности канала и температуры в канале ликвидируемого заряда происходит снижение давления истекающих продуктов сгорания в камеру локализации и охлаждения;- as a result of a decrease in the speed of propagation of the flame on the inner surface of the channel and the temperature in the channel of the liquid being eliminated, the pressure of the expiring combustion products into the containment and cooling chamber decreases;

- уменьшается скорость формирования начальной поверхности горения в канале ликвидируемого заряда.- decreases the rate of formation of the initial combustion surface in the channel of the liquidated charge.

Экспериментальные исследования, проведенные в ФГУП «НИИПМ» при изучении условий гашения очагов горения на торцах различных составов твердого ракетного топлива и локализации образовавшегося факела пламени разработанными высокорасходными распылительными модулями, образующими крупнодисперсный распыленный поток хладагента, а также при совместном использовании в качестве хладагента 10-20% водно-солевой раствор хлорида кальция CaCl2 - показали возможность регулирования процессами горения заряда ракетного двигателя при их безсопловом сжигании.Experimental studies conducted by FSUE “NIIPM” in studying the conditions for extinguishing combustion sites at the ends of various solid rocket fuel compositions and for localizing the flame produced by the developed high-dispersion atomization modules forming a coarse atomized refrigerant stream, as well as when using 10-20% as a joint refrigerant water-salt solution of calcium chloride CaCl 2 - showed the possibility of regulating the combustion processes of the charge of a rocket engine with their fuel-free burning anany.

Claims (3)

1. Способ охлаждения канала заряда твердого топлива ракетного двигателя и продуктов сгорания твердого топлива при ликвидации заряда, включающий подачу в канал заряда хладагента, отличающийся тем, что на передней крышке ракетного двигателя устанавливают двухкамерный конический распылительный модуль с щелевыми и цилиндрическими отверстиями и соединяют его с водоводом линии накопления и водоснабжения модуля хладагентом через запорно-пусковое устройство системы с быстродействием не более 5 с, в качестве хладагента в распылительный модуль подают вначале 10…20%-ный водно-солевой раствор хлорида кальция по независимой линии водоснабжения, состоящей из накопительной емкости объемом 300…600 м3, ресивера с рабочим давлением 0,8…1,6 МПа и компрессора для заполнения ресивера сжатым воздухом, а по завершению процесса выгорания заряда подают воду из общего коллектора водоснабжения, при этом расход в зависимости от конструкции распылительного модуля и давления в пределах 0,2…1,6 МПа составляет 0,02…0,1 м3/с.1. A method of cooling a solid fuel charge channel of a rocket engine and solid fuel combustion products during charge elimination, comprising supplying refrigerant to the charge channel, characterized in that a two-chamber conical spray module with slot and cylindrical openings is installed on the front cover of the rocket engine and connected to a water conduit the accumulation and water supply lines of the module with the refrigerant through the locking and starting device of the system with a speed of not more than 5 s, as a coolant in the spray mode s serves initially 10 ... 20% aqueous solution of calcium chloride salt of an independent water supply line consisting of a storage container of 300 ... 600 m 3, the receiver with a working pressure of 0.8 ... 1.6 MPa and the compressor to fill compressed air receiver and upon completion of the charge burnout process, water is supplied from a common water supply collector, while the flow rate, depending on the design of the spray module and pressure within 0.2 ... 1.6 MPa, is 0.02 ... 0.1 m 3 / s. 2. Лучевой двухкамерный конический распылительный модуль для охлаждения канала и продуктов сгорания заряда ракетного двигателя при его ликвидации, содержащий камеру смешения хладагента, центральный конический насадок, отличающийся тем, что он состоит из первой конической камеры с равнорасположенными отверстиями диаметром 4…6 мм в количестве 30-40 штук и распределителя хладагента в первой камере распылительного модуля с 5-7 прорезями шириной 0,5×10 мм и второй конической камеры с щелевыми прорезями по длине 40…60 мм, по ширине 10…20 мм с углом раскрытия 40° в количестве 3-6 штук и рассекателей диаметром 40 мм с отверстиями диаметром 30 мм и 3-6 отверстиями диаметром 30 мм для подачи хладагента во вторую камеру распылительного модуля.2. A beam two-chamber conical spray module for cooling the channel and the products of the charge of the rocket engine during its elimination, containing a refrigerant mixing chamber, a central conical nozzle, characterized in that it consists of a first conical chamber with equally spaced openings with a diameter of 4 ... 6 mm in an amount of 30 -40 units and a refrigerant distributor in the first chamber of the spray module with 5-7 slots 0.5 × 10 mm wide and the second conical chamber with slotted slots in the length of 40 ... 60 mm, in the width of 10 ... 20 mm with an angle of hiding 40 ° in the amount of 3-6 pieces and dividers with a diameter of 40 mm with holes with a diameter of 30 mm and 3-6 holes with a diameter of 30 mm for supplying refrigerant to the second chamber of the spray module. 3. Торцевой двухкамерный конический распылительный модуль с щелевыми и цилиндрическими отверстиями для охлаждения канала и продуктов сгорания ракетного двигателя при его ликвидации, содержащий камеру смешения хладагента, центральный конический насадок, отличающийся тем, что он состоит из первой конической камеры с равнорасположенными отверстиями диаметром 4…6 мм в количестве 30-40 штук и распределителя хладагента в первой камере с 5-7 прорезями шириной 0,5×10 мм и второй камеры с 4-мя круговыми прорезями длиной 40…60 мм с углом раскрытия 40° и цилиндрического рассекателя диаметром 40 мм с 6-ю отверстиями диаметром 30 мм и 6-ю прорезями шириной 10×15 мм для подачи хладагента во вторую камеру распылительного модуля. 3. End two-chamber conical spray module with slotted and cylindrical holes for cooling the channel and combustion products of a rocket engine during its elimination, containing a refrigerant mixing chamber, a central conical nozzle, characterized in that it consists of a first conical chamber with equally spaced openings with a diameter of 4 ... 6 mm in the amount of 30-40 pieces and a refrigerant distributor in the first chamber with 5-7 slots 0.5 × 10 mm wide and the second chamber with 4 circular slots 40 ... 60 mm long with an opening angle of 40 ° and 40 mm diameter cylindrical divider with 6 holes with a diameter of 30 mm and 6 slots with a width of 10 × 15 mm for supplying refrigerant to the second chamber of the spray module.
RU2007109035/02A 2007-03-12 2007-03-12 Method of cooling solid-propellant rocket engine channel and charge combustion products during liquidation of rocket engine and device to this effect (versions) RU2347180C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007109035/02A RU2347180C2 (en) 2007-03-12 2007-03-12 Method of cooling solid-propellant rocket engine channel and charge combustion products during liquidation of rocket engine and device to this effect (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007109035/02A RU2347180C2 (en) 2007-03-12 2007-03-12 Method of cooling solid-propellant rocket engine channel and charge combustion products during liquidation of rocket engine and device to this effect (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007109035A RU2007109035A (en) 2008-09-20
RU2347180C2 true RU2347180C2 (en) 2009-02-20

Family

ID=39867594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007109035/02A RU2347180C2 (en) 2007-03-12 2007-03-12 Method of cooling solid-propellant rocket engine channel and charge combustion products during liquidation of rocket engine and device to this effect (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2347180C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2470226C1 (en) * 2011-06-10 2012-12-20 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" Irrigation plant of open type for cooling and localisation of combustion products at testing or elimination by combustion of rocket engine charge on solid fuel
RU2604612C1 (en) * 2015-06-23 2016-12-10 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" Method of elimination of large-size solid rocket fuel charges

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106065829B (en) * 2016-07-20 2017-07-04 西安航天动力测控技术研究所 Solid Rocket Motor Ground Test burns Water spray cooling device with housing belly is anti-

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВИНИЦКИЙ A.M. Конструкция и отработка РДТТ. - М.: Машиностроение, 1980, с.106, 107, рис.7, 10. *
Руководство по устройству и эксплуатации систем автоматической пожарной защиты производств пластмасс и полимеров. РУЭ-АПЗТ-Т, ЦНИИ НТИ, 1977, с.34. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2470226C1 (en) * 2011-06-10 2012-12-20 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" Irrigation plant of open type for cooling and localisation of combustion products at testing or elimination by combustion of rocket engine charge on solid fuel
RU2604612C1 (en) * 2015-06-23 2016-12-10 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" Method of elimination of large-size solid rocket fuel charges

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007109035A (en) 2008-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101531478B1 (en) Fire protection apparatus, systems and methods for addressing a fire with a mist
EP1718413B1 (en) Method and apparatus for generating a mist
RU2118551C1 (en) Fire-extinguishing method (versions), apparatus (versions) and fire-extinguishing system
US9004375B2 (en) Method and apparatus for generating a mist
US10507480B2 (en) Method and apparatus for generating a mist
CN103127641B (en) Double-aerosol-extinguishant spraying device
CN103007472B (en) Compressed air foam extinguishing agent ejecting gun and method thereof
CN101058013B (en) Portable type superfine gas-water mist extinguishers
CN104906722A (en) Dual-drive mixing fine water mist fire-extinguishing system
WO2012028155A1 (en) Force back fire fighting technology
RU2347180C2 (en) Method of cooling solid-propellant rocket engine channel and charge combustion products during liquidation of rocket engine and device to this effect (versions)
RU84715U1 (en) FIRE FIGHTING PLANT
RU2429037C1 (en) Mobile fire extinguishing plant
RU138822U1 (en) FIRE EXTINGUISHING SYSTEM IN VERTICAL RESERVOIRS
CN201055627Y (en) Portable ultra-fine air-water-mist fire extinguisher
RU175400U1 (en) FIRE FIGHTING DEVICE
RU176037U1 (en) DEVICE FOR SPRAYING A LIQUID IN A GAS MEDIUM WITH FORMATION OF A TWO-PHASE JET WITH A HIGH SPEED AND DISPERSION OF A LIQUID
CN102029035B (en) Method for spraying cold aerosol fire-extinguishing agent and device thereof
RU199467U1 (en) Fire barrel
RU2684305C1 (en) Method for creation of gas-drop jet and installation for implementation thereof
RU2713249C1 (en) Medium- and low-expansion air-mechanical foam generator for the deluge gun and the deluge gun with the air-mechanical foam generator of medium and low expansion
RU2532812C1 (en) Method of fire-fighting and device for its implementation
RU2653490C1 (en) Former of fire extinguishing powder
RU2530410C1 (en) Mobile fire extinguisher
RU164658U1 (en) FIRE EXTINGUISHING INSTALLATION

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20140807

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

Effective date: 20150313