RU2382222C1

RU2382222C1 - Rocket projectile pulsed micro engine

Info

Publication number: RU2382222C1
Application number: RU2008126173/06A
Authority: RU
Inventors: Юрий Семенович Соломонов (RU); Юрий Семенович Соломонов; Виктор Сатарович Мухамедов (RU); Виктор Сатарович Мухамедов; Виталий Георгиевич Кобцев (RU); Виталий Георгиевич Кобцев; Игорь Викторович Тартынов (RU); Игорь Викторович Тартынов
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Московский институт теплотехники"
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2010-02-20
Also published as: RU2008126173A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: rocket projectile pulsed micro engine comprises chamber with convex bottom, cylindrical solid propellant channel charge arranged on supports fixed in chamber, gas ducts communicated with said chamber and cover with pyrocartridge and afterburning tube laid in charge channel. Chamber bottom has conical dissector with apex nearby afterburning tube edge. Charge supports represent flat rings with radial ledges arranged above ring plane, abutting on charge faces and furnished with radial cutouts. Ring outer diameters match the chamber ID. Conical filter is arranged between cover and support, said filter being made from elastic porous heat resistant material, for example metallic rubber. Filter larger base is aligned with the support, while smaller base is aligned with cover plane. Gas ducts are in cover or chamber, on filter outer side.

EFFECT: reduced thrust pulse, nozzle minimum size and different-pulse to generate small-size projectile torque.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании твердотопливных микродвигателей ракетного снаряда.The invention relates to the field of rocket technology and can be used in the design of solid propellant micromotors of a rocket shell.

Известна конструкция малогабаритного импульсного двигателя закрутки ракетного снаряда (см., например, кн. «Экспериментальные методы определения параметров двигателей специального назначения». Авт. И.М.Гладков, B.C.Мухамедов, и др. Стр.32, рис.11), в которой имеется камера с твердотопливной канальной цилиндрической шашкой, пиропатроном с форсажной трубкой, проходящей через канал шашки, воспламенитель из дымного ружейного пороха, опорными решетками для заряда и коллектор с газоходами. Эта конструкция двигателей обеспечивает импульс тяги J_R>2 кгс·с при массе шашки m>10 г (см. табл.4, стр.8).The design of a small-sized pulsed swirling engine of a rocket shell is known (see, for example, the book “Experimental methods for determining the parameters of special-purpose engines.” Auth. I.M. Gladkov, BCMukhamedov, and others. Page 32, Fig. 11), in which there is a chamber with a solid-fuel channel cylindrical checker, a pyro cartridge with an afterburner passing through the checker channel, an ignitor from smoky gunpowder, support grids for charge and a collector with flues. This engine design provides a thrust impulse J _R > 2 kgf · s with a mass of the block m> 10 g (see table 4, page 8).

Задачей изобретения является создание микродвигателя с обеспечением малого импульса тяги J_R>1,0 кгс·с с минимальными габаритами при разноимпульсности сопел ΔJ_R>1,0%.The objective of the invention is to provide a micromotor with a small thrust impulse J _R > 1.0 kgf · s with minimum dimensions with different pulse nozzles ΔJ _R > 1.0%.

Поставленная задача решается за счет того, что в импульсном микродвигателе, содержащем цилиндрическую камеру с выпуклым дном, цилиндрическую канальную шашку из твердого топлива, установленную в опорах, закрепленных в камере, газоходы, соединенные с камерой, крышку с закрепленными в ней пиропатроном и форсажной трубкой, проходящей в канале шашки, в дне камеры выполнен конический рассекатель с вершиной у среза форсажной трубки, опоры шашки выполнены в виде плоских колец с радиальными выступами над плоскостью колец, сопрягаемыми с торцами шашки и имеющими радиальные прорези, причем наружный диаметр колец сопрягается с внутренним диаметром камеры, а между крышкой и опорой установлен конический фильтр, выполненный из эластичного пористого термостойкого материала (например, из металлорезины), который

основанием сопрягается с опорой, а меньшим основанием - с плоскостью крышки, при этом газоходы расположены в крышке или в камере с внешней стороны фильтра, шашка на наружной цилиндрической поверхности может иметь продольные выемки с зубчатой поверхностью (например, 3 выемки под углом 120°).The problem is solved due to the fact that in a pulsed micromotor containing a cylindrical chamber with a convex bottom, a cylindrical channel block of solid fuel installed in supports fixed in the chamber, gas ducts connected to the chamber, a cover with a pyro cartridge and an afterburner fixed in it, passing in the channel of the checker, in the bottom of the chamber a conical divider is made with an apex at the edge of the afterburner tube, the support of the checker is made in the form of flat rings with radial protrusions above the plane of the rings mating with the ends Ashka and having radial slots, the outer diameter of the ring is mated to the inner diameter of the chamber, and between the cover and the support is mounted a conical filter formed of the porous heat-resistant elastic material (for example, from-metal) which

the base mates with the support, and the smaller base with the plane of the lid, while the flues are located in the lid or in the chamber on the outside of the filter, the checker on the outer cylindrical surface may have longitudinal recesses with a serrated surface (for example, 3 recesses at an angle of 120 °).

Предложенная конструкция импульсного микродвигателя поясняется чертежами.The proposed design of a pulsed micromotor is illustrated by drawings.

Фиг.1 - общий вид микродвигателя.Figure 1 - General view of the micromotor.

Фиг.2 - поперечное сечение микродвигателя.Figure 2 is a cross section of a micromotor.

Микродвигатель содержит камеру 1, соединенную с крышкой 2. Камера имеет выпуклую донную часть. В крышке 2 выполнено гнездо для установки форсажной трубки 3 и пиропатрона 4. В донной части камеры выполнен конический рассекатель 5 с вершиной, обращенной к выходному срезу форсажной трубки 3. Внутри камеры располагается твердотопливный заряд всестороннего горения в виде цилиндрической канальной шашки 6, на боковой наружной поверхности которой выполнены продольные выемки 7 с зубчатой поверхностью. Форсажная трубка 3 проходит внутри цилиндрического канала шашки 6. Шашка находится между опорами 8, выполненными в виде плоских колец, сопряженных по наружному диаметру с внутренней поверхностью стенки камеры, и ряда радиальных выступов 9 над поверхностью кольца, и сопряженных с торцами шашки. Выступы со стороны торцов заряда имеют радиальные прорези 10. Опора 8 со стороны крышки 2 поджата коническим фильтром 11. Фильтр выполнен из эластичного пористого термостойкого материала (например, из металлорезины). Большой диаметр конуса фильтра контактирует (сопряжен) с поверхностью кольца опоры 8, а меньшим диаметром - сопряжен с поверхностью крышки 2. За счет эластичности фильтра заряд располагается между опорами без зазора. Сопловые блоки 12 через газоходы 13 сообщаются с полостью, ограниченной внешней стороной фильтра 11 и стенками камеры 1 и крышки 2.The micromotor comprises a chamber 1 connected to a cover 2. The chamber has a convex bottom. In the cover 2, there is a socket for installing the afterburner 3 and the squib 4. In the bottom of the chamber there is a conical divider 5 with the apex facing the outlet cut of the afterburner 3. Inside the chamber there is a solid fuel charge of all-round burning in the form of a cylindrical channel checker 6, on the outer side the surface of which is made longitudinal recesses 7 with a gear surface. The afterburner 3 passes inside the cylindrical channel of the checker 6. The checker is located between supports 8 made in the form of flat rings conjugated along the outer diameter with the inner surface of the chamber wall, and a series of radial protrusions 9 above the ring surface, and conjugated with the ends of the checker. The protrusions on the side of the ends of the charge have radial slots 10. The support 8 on the side of the cover 2 is pressed by a conical filter 11. The filter is made of elastic porous heat-resistant material (for example, metal rubber). A large diameter of the filter cone is in contact (mated) with the surface of the support ring 8, and a smaller diameter is mated with the surface of the cover 2. Due to the elasticity of the filter, the charge is located between the supports without a gap. The nozzle blocks 12 through the flues 13 communicate with the cavity bounded by the outer side of the filter 11 and the walls of the chamber 1 and the cover 2.

Микродвигатель работает следующим образом.The micromotor operates as follows.

При задействовании пиропатрона форс его продуктов сгорания истекает по форсажной трубке и разворачивается с помощью рассекателя в противоположном направлении. Продукты сгорания от пиропатрона, проходя между выступами 9 и прорезями 10 в выступах опоры 8, воспламеняют заряд 6. При этом конструкция заряда (соотношение диаметра внутреннего канала шашки и зазора между наружной поверхностью шашки) выполнена таким образом, что основная масса продуктов сгорания от пиропатрона истекает по наружной поверхности шашки, а за счет зубчатой поверхности выемок 7 в шашке заряд интенсивно воспламеняется. Продукты сгорания, истекая через другую опору 8 и через фильтр 12, попадают в газоходы и сопловые блоки 12, реализую реактивную силу. Так как вкладной заряд обеспечивает малое значение импульса тяги, то его шашки в виду малых геометрических размеров чувствительны к эксплуатационным нагрузкам. Поэтому за счет применения эластичного фильтра гарантируется поджатие заряда между опорами 8, уменьшая нагрузки на заряд между опорами 8, уменьшая нагрузки на заряд при эксплуатации. Кроме того, фильтр сепарирует продукты сгорания, обеспечивая работоспособность сопловых блоков при малом диаметре критического сечения (0,5…1,0 мм).When the squib is activated, the force of its combustion products expires along the afterburner and turns around with the divider in the opposite direction. The combustion products from the pyro cartridge, passing between the protrusions 9 and the slots 10 in the protrusions of the support 8, ignite the charge 6. In this case, the charge design (the ratio of the diameter of the internal channel of the checker and the gap between the outer surface of the checker) is made so that the bulk of the combustion products from the pyro cartridge expires on the outer surface of the checker, and due to the toothed surface of the recesses 7 in the checker, the charge is intensely ignited. The combustion products flowing out through another support 8 and through the filter 12, fall into the flues and nozzle blocks 12, realizing a reactive force. Since the insertion charge provides a small value of the thrust impulse, then its checkers, in view of the small geometric dimensions, are sensitive to operational loads. Therefore, through the use of an elastic filter, compression of the charge between the supports 8 is guaranteed, reducing the load on the charge between the supports 8, reducing the load on the charge during operation. In addition, the filter separates the combustion products, ensuring the efficiency of the nozzle blocks with a small diameter of the critical section (0.5 ... 1.0 mm).

Микродвигатель предложенной конструкции обеспечивает минимальные габариты с импульсом тяги IJ_R≤1,0 кгс·с и разноипульсность сопел ΔI_R≤1%, что повышает точность попадания снаряда в цель. Микродвигатель данной конструкции планируется использовать для создания крутящего момента специального малогабаритного снаряда.The micromotor of the proposed design provides the minimum dimensions with a thrust impulse IJ _R ≤1.0 kgf · s and a different pulse frequency of nozzles ΔI _R ≤1%, which increases the accuracy of the projectile hitting the target. The micromotor of this design is planned to be used to create the torque of a special small-sized projectile.

Claims

1. A pulsed micromotor of a rocket projectile containing a chamber with a convex bottom, a cylindrical channel checker made of solid fuel, installed in supports fixed in the chamber, gas ducts connected to the chamber, a cover with a pyro cartridge and an afterburner passing through it in the checker channel, characterized in the fact that a conical divider is made at the bottom of the chamber with a vertex at the end of the afterburner tube, the support of the checker is made in the form of flat rings with radial protrusions above the plane of the rings, mating with the ends of the checker and having for openings, with the outer diameter of the rings mating with the inner diameter of the chamber, and between the lid and the support located on the side of the lid there is a conical filter made of elastic porous heat-resistant material (for example, metal-rubber), which mates with a large base, and with a smaller base - with the plane of the lid, while the flues are located in the lid or chamber on the outside of the filter.

2. The device according to claim 1, characterized in that the checker on the outer cylindrical surface has longitudinal recesses with a serrated surface (for example, 3 recesses at an angle of 120 °).