RU2383768C1 - Controlled solid propellant rocket engine - Google Patents
Controlled solid propellant rocket engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2383768C1 RU2383768C1 RU2008133371/06A RU2008133371A RU2383768C1 RU 2383768 C1 RU2383768 C1 RU 2383768C1 RU 2008133371/06 A RU2008133371/06 A RU 2008133371/06A RU 2008133371 A RU2008133371 A RU 2008133371A RU 2383768 C1 RU2383768 C1 RU 2383768C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deflector
- housing
- neck
- ring
- nozzle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при проектировании управляемых ракет.The invention relates to rocket technology and can be used in the design of guided missiles.
Задача управления и стабилизации ракеты связана с формированием в определенные моменты управляющей (боковой) силы относительно центра масс ракеты, заставляющей ее совершать маневр в нужную сторону или сохранять заданное направление движения.The task of controlling and stabilizing the rocket is associated with the formation of control (lateral) force at certain moments relative to the center of mass of the rocket, forcing it to maneuver in the right direction or maintain a given direction of movement.
Стремление, по возможности, сохранить во всех случаях простоту и надежность твердотопливного двигателя ракеты привело к созданию большого числа разнообразных конструктивных схем силовых исполнительных органов систем управления вектором тяги. Каждая из них обладает своим комплексом достоинств и недостатков и реализуется на практике, если при соответствующих заданных условиях она является оптимальной в принятой схеме критериев (эффективность, стоимость, время, минимум массы и т.п.).The desire, as far as possible, to maintain in all cases the simplicity and reliability of the solid propellant rocket engine has led to the creation of a large number of various structural schemes of power actuators of thrust vector control systems. Each of them has its own set of advantages and disadvantages and is implemented in practice if, under the appropriate given conditions, it is optimal in the adopted criteria scheme (efficiency, cost, time, minimum mass, etc.).
В одних случаях применяют для управления вектором тяги газовые рули, как в известной твердотопливной разгонной двигательной установке, снабженной газовыми рулями, жестко связанными с качалками, на качалках газовых рулей выполнены пазы, обеспечивающие зацепление с воздушными рулями (Патент РФ №2209331, F02K 9/80, 12.09.2001).In some cases, gas rudders are used to control the thrust vector, as in the well-known solid-fuel accelerating propulsion system equipped with gas rudders rigidly connected to the rockers, grooves are made on the rockers of the gas rudders to engage with the air rudders (RF Patent No. 2209331, F02K 9/80 September 12, 2001).
Эффективность газовых рулей невысока: как правило, несколько процентов от тяги двигателя.The efficiency of gas rudders is low: as a rule, a few percent of engine thrust.
В других случаях целесообразно применение поворотного соплового блока, как в известной двигательной установке (Патент GB №2086321, F02K 9/90, 15.08.1979 г.). Такие конструкции, являясь весьма сложными, требуют также применения сложного механизма управления.In other cases, it is advisable to use a rotary nozzle block, as in a known propulsion system (GB Patent No. 2086321,
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому изобретению является управляющий ракетный двигатель твердого топлива (РДТТ). (Я.М.Шапиро, Г.Ю.Мазинг, Н.Е.Прудников. Основы проектирования ракет на твердом топливе. Военное издательство. М., 1968. См. стр.220-221, рис.6.22).The closest in technical essence and the achieved positive effect to the proposed invention is a solid propellant rocket engine (solid propellant rocket engine). (Ya.M. Shapiro, G.Yu. Masing, N.E. Prudnikov. Fundamentals of designing solid-fuel rockets. Military Publishing House. M., 1968. See pages 220-221, Fig. 6.22).
В конструкции этого РДТТ для регулирования вектора тяги применяются 2 дефлектора - сферические насадки, устанавливаемые на выходном сечении сопла двигателя. Поворот насадка в нужном направлении осуществляется с помощью рулевых машин. Каждый насадок имеет свои шаровые опоры.In the design of this solid propellant rocket motor to control the thrust vector, 2 deflectors are used - spherical nozzles mounted on the output section of the engine nozzle. Turning the nozzle in the desired direction is carried out using steering machines. Each nozzle has its own ball bearings.
На мощных ракетах с большим временем работы (несколько десятков секунд), где требуется постоянное изменение траектории или ее корректировка, применение дефлектора достаточно эффективно. Однако в ракетах с малым временем работы двигателя (несколько секунд), например, класса «воздух - воздух» использование дефлектора в вышеуказанной конструкции не позволяет осуществить быстрый маневр ракеты во время полета, так как угол поворота дефлектора весьма ограничен. Кроме того, использование двух насадков для регулирования тяги в широком диапазоне значительно усложняет конструкцию.On powerful missiles with a long operating time (several tens of seconds), where a constant change in the trajectory or its correction is required, the use of a deflector is quite effective. However, in missiles with a short engine operating time (a few seconds), for example, of the air-to-air class, the use of a deflector in the above design does not allow for quick maneuver of the rocket during flight, since the angle of rotation of the deflector is very limited. In addition, the use of two nozzles for regulating traction over a wide range greatly complicates the design.
Задачей настоящего изобретения является создание управляющего двигателя с «глубоким» регулированием, позволяющим создавать требуемые управляющие усилия в любом направлении в плоскости, перпендикулярной оси двигателя (ракеты) с помощью простого компактного устройства.The objective of the present invention is to provide a control engine with "deep" regulation, allowing you to create the required control forces in any direction in the plane perpendicular to the axis of the engine (rocket) using a simple compact device.
Сущность изобретения заключается в том, что в управляющем РДТТ, содержащем цилиндрический корпус, сопряженный с горловиной плечевым поясом, сопловое устройство, дефлектор, шаровую опору, на плечевом поясе образован кольцевой выступ, а сопловое устройство выполнено в виде равномерно расположенных на горловине в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, сопел, ось каждого из которых проходит выше кольцевого выступа. Горловина имеет вогнутое в корпус днище, взаимодействующее с дефлектором посредством шаровой опоры, центр которой расположен на продольной оси ниже кольцевого выступа, дефлектор выполнен в виде V-образной тарели с кольцом на его периферийной части, нависающим над кольцевым выступом с образованием щели, причем внутренняя поверхность кольца имеет форму сферы и выполнена ответной наружной поверхности выступа.The essence of the invention lies in the fact that in the control solid propellant rocket motor containing a cylindrical body, connected with the neck of the shoulder girdle, a nozzle device, a deflector, a ball joint, an annular protrusion is formed on the shoulder girdle, and the nozzle device is made in the form of uniformly arranged on the neck in the plane perpendicular the axis of the housing, nozzles, the axis of each of which passes above the annular protrusion. The neck has a bottom concave in the housing, interacting with the deflector by means of a ball bearing, the center of which is located on the longitudinal axis below the annular protrusion, the deflector is made in the form of a V-shaped plate with a ring on its peripheral part, hanging over the annular protrusion with the formation of a gap, the inner surface the ring has the shape of a sphere and is made mating outer surface of the protrusion.
Благодаря новым признакам управляющего РДТТ ракета становится более надежной и более маневренной во время полета.Thanks to the new features of a solid propellant rocket propulsion vehicle, the missile becomes more reliable and more maneuverable during flight.
Задача достигается тем, что дефлектор сопрягается с корпусом двигателя через одну шаровую опору, расположенную по оси двигателя. Это позволяет ему перемещаться (качаться) в любой плоскости, проходящей через ось двигателя, в которой требуется создать боковое управляющее усилие. Наличие только одной шаровой опоры значительно упрощает задачу обеспечения его надежной работы (минимум трения, точность геометрии, точность расположения и др.).The task is achieved in that the deflector is mated to the engine housing through one ball bearing located along the axis of the engine. This allows it to move (swing) in any plane passing through the axis of the engine in which it is required to create a lateral control force. The presence of only one ball joint greatly simplifies the task of ensuring its reliable operation (minimum friction, geometry accuracy, location accuracy, etc.).
Применение многосоплового устройства и вогнутого в корпус днища позволяет уменьшить линейные габариты двигателя.The use of a multi-nozzle device and a bottom concave into the body makes it possible to reduce the linear dimensions of the engine.
Кроме этого, газовые струи, истекающие из многосоплового устройства, образуют газовое кольцо сравнительно небольшой ширины. Это обстоятельство позволяет иметь небольшое угловое перемещение периферийной части дефлектора для полного открытия или закрытия истекающей газовой струи и получения соответственно максимальной боковой тяги в нужном направлении.In addition, gas jets flowing out of a multi-nozzle device form a gas ring of relatively small width. This circumstance makes it possible to have a small angular movement of the peripheral part of the deflector to completely open or close the outflowing gas jet and to obtain, respectively, the maximum lateral thrust in the desired direction.
Выполнение поверхностей тарели и выступа ответными дает возможность наличия между ними минимального технологического зазора, обеспечивая тем самым условия минимума перетекания газа.The execution of the surfaces of the plate and the protrusion of the reciprocal makes it possible to have a minimum technological gap between them, thereby ensuring conditions for a minimum of gas overflow.
Предлагаемое техническое решение не известно из патентной и технической литературы.The proposed technical solution is not known from the patent and technical literature.
Изобретение поясняется чертежами, изображающими продольный разрез двигателя в разных фазах:The invention is illustrated by drawings depicting a longitudinal section of the engine in different phases:
на фиг.1 изображен управляющий РДТТ в исходном положении,figure 1 shows the control solid propellant rocket motor in the initial position,
на фиг.2 изображен управляющий РДТТ с крайним положением дефлектора, соответствующим максимальному управляющему усилию.figure 2 shows the control solid propellant rocket motor with the extreme position of the deflector corresponding to the maximum control force.
Управляющий РДТТ имеет цилиндрический корпус 1, сопряженный с горловиной 2 плечевым поясом 3, сопловое устройство в виде равномерно расположенных на горловине 2 сопловых отверстий 4, дефлектор 5 в виде V-образной тарели, на периферийной части которого выполнено кольцо 6. На плечевом поясе 3 выполнен кольцевой выступ 7. Сопловые отверстия 4 равномерно расположены на горловине 2 в плоскости А, перпендикулярной продольной оси корпуса 1. Ось каждого соплового отверстия 4 проходит выше уровня кольцевого выступа 7.The control solid-propellant solid propellant rocket motor has a cylindrical body 1, conjugated with the neck 2 of the shoulder girdle 3, a nozzle device in the form of nozzle holes 4 evenly spaced on the neck 2, the deflector 5 in the form of a V-shaped plate, on the peripheral part of which a ring is made 6. On the shoulder girdle 3 is made
Горловина 2 имеет вогнутое в корпус 1 днище 8, в центре которого установлена шаровая опора 9, взаимодействующая с дефлектором 5, причем центр шаровой опоры 9 расположен на продольной оси, проходящей за плоскостью А ниже кольцевого выступа 7. Внутренняя поверхность В кольца 6 имеет форму вписанной сферы, а наружная часть кольцевого выступа 7 повторяет эту форму, причем центр вписанной сферы совпадает с центром шаровой опоры 9 и расположен за плоскостью А. Между кольцом 6 дефлектора 5 и кольцевым выступом 7 в исходном положении РДТТ имеется кольцевая щель С.The neck 2 has a
На плечевом поясе 3 с помощью стоек 10 закреплен стыковочный фланец 11. На фланце 11 установлены рулевые машины 12, взаимодействующие через штоки 13 с периферийной частью тарели.A
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При включении управляющего РДТТ в исходном положении (фиг.1) продукты сгорания истекают через сопловые отверстия 4 в полость Д, образованную дефлектором 5, горловиной 2 с вогнутым днищем 8 и выступом 7. Затем продукты сгорания истекают наружу через кольцевую щель С, создавая тягу вдоль продольной оси двигателя (боковая тяга отсутствует).When the control solid propellant is turned on in the initial position (Fig. 1), the combustion products expire through the nozzle openings 4 into the cavity D formed by the deflector 5, the neck 2 with a
При включении управляющего РДТТ в крайнем положении (фиг.2) часть сопловых отверстий 4 открывается для прямого истечения газовой струи наружу в направлении, перпендикулярном продольной оси двигателя. Газовая струя из другой части сопловых отверстий 4, полностью закрытых дефлектором 5, перетекает по полости Д в сторону образовавшейся щели для прямого истечения. Таким образом, создается боковая тяга двигателя (управляющее усилие).When you turn on the control solid propellant rocket motor in the extreme position (figure 2), part of the nozzle holes 4 opens for direct outflow of the gas stream out in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the engine. A gas stream from another part of the nozzle openings 4, completely covered by the deflector 5, flows along the cavity D towards the formed gap for direct outflow. Thus, a lateral thrust of the engine (control force) is created.
Перемещение дефлектора 5 в исходное, крайнее или промежуточное положение в любой плоскости, проходящей через продольную ось двигателя, осуществляется с помощью исполнительных механизмов - рулевых машин 12 через штоки 13 по программе управления ракетой.The movement of the deflector 5 in the initial, extreme or intermediate position in any plane passing through the longitudinal axis of the engine is carried out using actuators -
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008133371/06A RU2383768C1 (en) | 2008-08-14 | 2008-08-14 | Controlled solid propellant rocket engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008133371/06A RU2383768C1 (en) | 2008-08-14 | 2008-08-14 | Controlled solid propellant rocket engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2383768C1 true RU2383768C1 (en) | 2010-03-10 |
Family
ID=42135296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008133371/06A RU2383768C1 (en) | 2008-08-14 | 2008-08-14 | Controlled solid propellant rocket engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2383768C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2579294C1 (en) * | 2015-06-16 | 2016-04-10 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Liquid rocket engine with baffle at nozzle section |
-
2008
- 2008-08-14 RU RU2008133371/06A patent/RU2383768C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2579294C1 (en) * | 2015-06-16 | 2016-04-10 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Liquid rocket engine with baffle at nozzle section |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5630564A (en) | Differential yoke-aerofin thrust vector control system | |
JP2007532826A (en) | Thrust vector control system for plug-nozzle rocket engine | |
JPS5831298A (en) | Controller using gas injection for guidance missile | |
US4384690A (en) | Thrust vector control for large deflection angles | |
US9429105B2 (en) | Rocket vehicle with integrated attitude control and thrust vectoring | |
US3192714A (en) | Variable thrust rocket engine incorporating thrust vector control | |
RU2383768C1 (en) | Controlled solid propellant rocket engine | |
KR102033205B1 (en) | Combined steering and drag-reduction device | |
US2969017A (en) | Stabilizers for jet-propelled vehicles | |
US2981061A (en) | Gyroscopic stabilizer for rocket | |
JP4286388B2 (en) | rocket | |
JP4643269B2 (en) | Missile control system and method | |
US3070330A (en) | Attitude and propellant flow control system and method | |
US3339864A (en) | Method and apparatus for guiding and propelling space vehicles in both atmospheric and planetary flight | |
US4003531A (en) | Reverse flow reaction control system | |
RU2594844C1 (en) | System for controlling thrust vector of liquid-propellant engine | |
RU2803533C1 (en) | Nozzle assembly, rocket containing such assembly, and method of thrust vector deflection by means of specified assembly | |
US9212880B2 (en) | System for steering a flying object using pairs of lateral nozzles | |
US3647161A (en) | Plug nozzle attitude control device | |
JP7454050B2 (en) | Thruster nozzle assembly with flow regulator in throat area and rotating connection | |
RU2633973C1 (en) | Solid fuel jet engine with single changeable thrust vector | |
JP2016044667A (en) | Missile propulsion direction control device and missile | |
US4069990A (en) | Ring-wing canard spin-up control mechanism | |
RU2631370C1 (en) | Liquid rocket engine with deflector sectors at the nozzle exit | |
PL241946B1 (en) | Rocket engine exhaust nozzle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110815 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120627 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190815 |