RU2451816C1 - Propellant charge for rocket engine - Google Patents

Propellant charge for rocket engine Download PDF

Info

Publication number
RU2451816C1
RU2451816C1 RU2010147440/06A RU2010147440A RU2451816C1 RU 2451816 C1 RU2451816 C1 RU 2451816C1 RU 2010147440/06 A RU2010147440/06 A RU 2010147440/06A RU 2010147440 A RU2010147440 A RU 2010147440A RU 2451816 C1 RU2451816 C1 RU 2451816C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
point
armor
armoured
area
Prior art date
Application number
RU2010147440/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Васильевич Козьяков (RU)
Алексей Васильевич Козьяков
Владимир Федорович Молчанов (RU)
Владимир Федорович Молчанов
Алексей Анатольевич Кислицын (RU)
Алексей Анатольевич Кислицын
Федор Сергеевич Красильников (RU)
Федор Сергеевич Красильников
Елена Юрьевна Филимонова (RU)
Елена Юрьевна Филимонова
Георгий Николаевич Амарантов (RU)
Георгий Николаевич Амарантов
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 RU2010147440/06A priority Critical patent/RU2451816C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2451816C1 publication Critical patent/RU2451816C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Toys (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: propellant charge for a rocket engine is made in the form of a solid propellant grain with a central through channel and a partially armoured side surface. The total area of armoured coating corresponds to the ratio protected by this invention. The armoured coating of the side surface is arranged as "point" with the area of a separate "point" armoured coating on the external surface of the charge equal to 0.5…3.0 mm2. The armour points are installed on the side surface of the charge arbitrarily with provision of the distance between them of at least 3.0 mm.
EFFECT: invention makes it possible to reduce maximum pressure in a combustion chamber of a solid propellant rocket engine, to reduce maximum dimensions of armoured particles ejected during its operation.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании и изготовлении вкладных зарядов твердого ракетного топлива (ТРТ), преимущественно для ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ) авиационных ракет.The invention relates to the field of rocket technology and can be used in the design and manufacture of plug-in charges of solid rocket fuel (TRT), mainly for rocket engines of solid fuel (solid propellant rocket propulsion) of aircraft missiles.

Известны конструкции зарядов для ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ) авиационных ракет по патентам: RU 2178092, RU 2221159, RU 2211352, RU 2298109.There are known designs of charges for rocket engines of solid fuel (solid propellant rocket engines) of aircraft missiles according to patents: RU 2178092, RU 2221159, RU 2211352, RU 2298109.

Известно также, что пуск ракет с РДТТ из под фюзеляжа самолета-носителя сопряжен с рядом рисков, основными из которых являются:It is also known that the launch of rockets with solid propellant rocket engines from under the fuselage of the carrier aircraft carries a number of risks, the main of which are:

1. Вероятность заглохания авиационного двигателя, за счет "засасывания" факела РДТТ стартующих ракет в воздухозаборник авиационного двигателя (АД).1. The probability of stalling the aircraft engine due to the "suction" of the solid propellant rocket of the launch rockets in the air intake of the aircraft engine (HELL).

2. Вероятность попадания в воздухозаборник авиационных двигателей твердых частиц заряда ТРТ ракетного двигателя, а именно частиц бронепокрытия заряда.2. The probability of penetration into the air intake of aircraft engines of solid particles of the TRT charge of a rocket engine, namely particles of armor-plating charge.

В определенной степени указанные проблемы решаются в пат. RU 2178092, RU 2221159, RU 2211352, RU 2298109.To a certain extent, these problems are solved in US Pat. RU 2178092, RU 2221159, RU 2211352, RU 2298109.

Изобретение по пат. RU 2355906, МПК F02K 9/10, заявка от 04.10.2007 г., опубл. 20.05.2009 г. принято авторами за прототип.The invention according to US Pat. RU 2355906, IPC F02K 9/10, application of October 4, 2007, publ. 05/20/2009, the authors accepted for the prototype.

Недостатками конструкции прототипа являются:The disadvantages of the design of the prototype are:

- наличие в продуктах сгорания (ПС) "нормированных" частиц заряда массой не более 1,5 г, воздействие которых на лопатки компрессора АД хотя и обеспечивает безопасность пуска ракет и самолета-носителя, но тем не менее существенно снижает рабочий ресурс АД:- the presence in the products of combustion (PS) of “normalized” charge particles weighing no more than 1.5 g, the effect of which on the blades of the AD compressor, although it ensures the safety of launching rockets and a carrier aircraft, nevertheless significantly reduces the working life of the AD:

- ограниченные возможности конструкции прототипа для обеспечения требуемых зависимостей S(e), Р(τ), R(τ) для РДТТ (S - текущая поверхность горения заряда ТРТ, е - горящий свод, Р - давление в камере сгорания РДТТ, R - тяга РДТТ, τ - время).- limited capabilities of the prototype design to provide the required dependences S (e), P (τ), R (τ) for solid propellant rocket motors (S is the current combustion surface of the TRT charge, e is the burning arch, P is the pressure in the solid propellant combustion chamber, R is the thrust RTTT, τ is the time).

Технической задачей изобретения является создание твердотопливного заряда для ракетного двигателя, например авиационной ракеты, обеспечивающего высокую эффективность РД ракеты, повышенную безопасность боевого применения ракеты для самолета-носителя с обеспечением повышенного рабочего ресурса АД самолета-носителя, за счет минимального выброса частиц бронепокрытия заряда ТРТ не более 0,02 г.An object of the invention is the creation of a solid propellant charge for a rocket engine, for example an aircraft rocket, ensuring high efficiency of the rocket RD, increased safety of the combat use of the rocket for the carrier aircraft, providing an increased working life of the aircraft carrier’s blood pressure due to the minimum emission of TRT charge armor particles no more than 0.02 g

Технический результат изобретения заключается в создании заряда твердого ракетного топлива (Фиг. 1) для ракетного двигателя, при этом заряд выполнен в виде шашки твердого ракетного топлива с центральным сквозным каналом и частично забронированной боковой поверхностью, при этом суммарная площадь бронепокрытия соответствует соотношениюThe technical result of the invention is to create a solid rocket fuel charge (Fig. 1) for a rocket engine, while the charge is made in the form of solid rocket checkers with a central through channel and a partially reserved side surface, while the total area of the armor coating corresponds to the ratio

Sбp>Soпор·F, гдеS bp > S opore · F cb , where

Sбp - суммарная площадь бронепокрытия;S bp - the total area of armor;

So - площадь поверхности горения заряда;S o - surface area of the combustion of the charge;

χпор - пороговое значение параметра профессора Ю.А.Победоносцева для твердого ракетного топлива;χ pore is the threshold value of the parameter of Professor Yu.A. Pobedonostsev for solid rocket fuel;

Fсв - площадь свободного прохода газов у соплового торца заряда, при этом бронепокрытие выполнено "точечным" с площадью отдельного "точечного" бронепокрытия по наружной поверхности заряда 0,5…3 мм2 и минимального габаритного расстояния (L) между отдельными "точечными" бронепокрытиями не менее 3 мм.F St - the area of free passage of gases at the nozzle end of the charge, while the armor coating is made "point" with the area of a separate "point" armor coating on the outer surface of the charge of 0.5 ... 3 mm 2 and the minimum overall distance (L) between the individual "point" armor coatings not less than 3 mm.

Патентуемая конструкция заряда позволяет реализовать оптимальную, в зависимости от назначения РДТТ и ракеты, зависимость (Фиг.2) S(e) и соответственно зависимость "давление - время" Р(τ), "тяга - время" R(τ) для РДТТ не только для авиационных ракет, но и для ракет других классов.Patented charge design allows you to realize the optimal, depending on the purpose of the solid propellant rocket and rocket, the dependence (Figure 2) S (e) and, accordingly, the dependence "pressure - time" P (τ), "thrust - time" R (τ) for solid propellant only for aircraft missiles, but also for missiles of other classes.

Изобретение поясняется графическими материалами.The invention is illustrated in graphic materials.

Фиг.1 - патентуемая конструкция канального твердотопливного заряда с "точечным" бронированием по боковой поверхности с обеспечением близкой к нейтральной зависимостью S(e).Figure 1 - patented design of the solid-state channel charge with "point" reservation on the side surface, ensuring close to neutral dependence S (e).

1 - шашка ТРТ1 - checker TRT

2 - канал2 - channel

3 - отдельное "точечное" бронепокрытие (размеры "точечного" бронепокрытия на Фиг.1 условно увеличены).3 - a separate "point" armor plating (the dimensions of the "point" armor plating in Fig. 1 are conventionally increased).

Фиг.2 - зависимости Р(τ) для варианта патентуемой конструкции и прототипа с нейтральной зависимостью Р(τ).Figure 2 - dependence of P (τ) for the patented design and prototype with a neutral dependence of P (τ).

Pmax1 - максимальное давление в РДТТ заряда без "точечного" бронепокрытия.P max1 - maximum pressure in the solid propellant rocket charge without a "point" armor coating.

Pmax2 - максимальное давление в РДТТ для патентуемой конструкции.P max2 - maximum pressure in the solid propellant rocket motor for the patented design.

Фиг.3 - характер выгорания ТРТ заряда вблизи "точечного бронепокрытия".Figure 3 - the nature of the burnout TPT charge near the "point armor coating".

1 - шашка ТРТ1 - checker TRT

2 - канал2 - channel

3 - отдельное "точечное" бронепокрытие (на Фиг.3 размеры "точечного" бронепокрытия условно увеличены)3 - separate "point" armor plating (in Fig. 3, the dimensions of the "point" armor plating are conventionally increased)

4 - эквидистантные поверхности.4 - equidistant surfaces.

Пример реализации патентуемой конструкции.An example implementation of a patentable design.

Опытный образец патентуемой конструкции заряда изготовлен из баллиститного быстрогорящего ТРТ с размерами заряда:A prototype of the patented charge design is made of ballistic quick-burning TPT with charge sizes:

- длина - 1200 мм- length - 1200 mm

- наружный диаметр - 120 мм- outer diameter - 120 mm

- диаметр канала - 40 мм- channel diameter - 40 mm

- "точечное бронирование" боковой поверхности осуществлялось в виде площадок, скрепленных с боковой поверхностью заряда с размерами 0,5…3,0 мм2, произвольно расположенных по боковой поверхности заряда.- "point reservation" of the lateral surface was carried out in the form of sites bonded to the lateral surface of the charge with sizes of 0.5 ... 3.0 mm 2 , randomly located on the lateral surface of the charge.

Сущность изобретения (Фиг.3) заключается в целенаправленном учете эффекта кратковременного вырождения "точечно" бронированных поверхностей заряда и их влияния на результирующую поверхность горения S0(e), и минимального их влияния, например, на искажение нейтральной зависимости S(e) [R(τ)]. По сути патентуемая конструкция позволяет помимо нейтральной зависимости S(e), R(τ) обеспечить существенное снижение величины Pmax (Фиг.2) при выходе РДТТ на рабочий режим с обеспечением, как нейтральной, так и другой программированной зависимостью R(τ).The essence of the invention (Figure 3) consists in targeted accounting for the effect of short-term degeneration of "pointwise" armored charge surfaces and their influence on the resulting combustion surface S 0 (e), and their minimal effect, for example, on the distortion of the neutral dependence S (e) [R (τ)]. In fact, the patented design allows, in addition to the neutral dependence S (e), R (τ), to ensure a significant decrease in the value of P max (Figure 2) when the solid propellant rocket motor reaches the operating mode with both neutral and other programmed dependence R (τ).

"Точечное" бронирование в примере осуществлялось путем намазки кистью раствора полиметилметакрилата и коллоксилина в ацетоне с использованием шаблона (пат. RU 2355906 от 20.05.2009 г.)."Point" booking in the example was carried out by brushing a solution of polymethylmethacrylate and colloxylin in acetone using a template (US Pat. RU 2355906 from 05.20.2009).

Положительный эффект изобретения - создание высоко эффективных конструкций зарядов ТРТ при минимальных экономических затратах в изготовлении.The positive effect of the invention is the creation of highly efficient designs of TRT charges with minimal economic costs in manufacturing.

Сущность и отличительные признаки патентуемого изобретения заключаются:The essence and distinguishing features of the patented invention are:

1. В осуществлении "точечного" (локального) бронирования поверхности заряда.1. In the implementation of the "point" (local) reservation of the surface of the charge.

2. В осуществлении площади

Figure 00000001
отдельного "точечного" бронепокрытия в пределах
Figure 00000002
- 0,5…3,0 мм2.2. In the implementation of the area
Figure 00000001
separate "point" armor plating within
Figure 00000002
- 0.5 ... 3.0 mm 2 .

При этом при площади отдельного "точечного" бронепокрытия

Figure 00000003
высока вероятность срыва (смыва, вымыва) "точечного бронепокрытия", с поверхности заряда газовым потоком от срабатывания воспламенителя и дополнительным газопритоком от горящих поверхностей заряда ТРТ, за счет малой площади скрепления "точечного" бронепокрытия с поверхностью тела шашки заряда ТРТ, т.е. эффект "точечного" бронирования может не сработать в полном объеме. При площади отдельного "точечного"
Figure 00000004
снижается, уменьшается сам эффект "точечного" бронирования, как такового, - характер "развития" поверхности S(e) под бронированным "точечным" участком (Фиг.3) заряда затрудняет осуществление программированной зависимости Р(τ), R(τ) в требуемом объеме.Moreover, with the area of a separate "point" armor coating
Figure 00000003
there is a high probability of disruption (flushing, washing out) of "point armor plating" from the surface of the charge by the gas stream from the ignition and additional gas influx from the burning surfaces of the TPT charge, due to the small area of bonding of the "point" armor coating to the surface of the body of the TRT charge plate, i.e. the effect of a "point" reservation may not work in full. With the area of a separate "spot"
Figure 00000004
decreases, the effect of the "point" booking itself decreases, as such - the nature of the "development" of the surface S (e) under the armored "point" section (Figure 3) of the charge makes it difficult to implement the programmed dependence P (τ), R (τ) in the required volume.

3. В обеспечении габаритного расстояния между отдельными "точечными" бронепокрытиями не менее 3 мм, что обусловлено необходимостью обеспечения строго-геометрического горения по эквидистантным поверхностям заряда ТРТ с учетом допустимых технологических допусков изготовления зарядов в производственных условиях.3. In ensuring the overall distance between individual "point" armored coatings of at least 3 mm, which is due to the need to ensure strict geometric combustion along the equidistant charge surfaces of the TRT, taking into account permissible technological tolerances for manufacturing charges in production conditions.

Суть "точечного" бронирования применительно к конструкциям вкладных зарядов ТРТ заключается в использование эффекта "быстрого" вырождения горящих поверхностей заряда под "точками бронепокрытия", обусловленного основным признаком горения ТРТ, а именно горения по эквидистантным поверхностям.The essence of the “point” reservation with respect to the TPT plug-in charge designs is to use the effect of “fast” degeneration of the burning charge surfaces under the “armor coating points” due to the main sign of TPT combustion, namely burning along equidistant surfaces.

Патентуемая конструкция заряда ТРТ работает следующим образом: под действием воспламенителя (инициатора) воспламеняется небронированная поверхность заряда. Горение заряда происходит по эквидистантным поверхностям, что позволяет реализовать требуемые зависимости S(e), R(τ).The patented TPT charge design works as follows: under the action of an igniter (initiator), the unarmored surface of the charge ignites. Charge burning occurs on equidistant surfaces, which allows us to realize the required dependences S (e), R (τ).

Положительный эффект изобретения - повышение эффективности, надежности и безопасности при пусках авиационных ракет из под фюзеляжа самолета-носителя, повышение рабочего ресурса АД.The positive effect of the invention is to increase the efficiency, reliability and safety when launching aircraft missiles from under the fuselage of a carrier aircraft, increasing the working life of blood pressure.

Фактические максимальные размеры выбрасываемых бронечастиц из РДТТ с конструкцией заряда по патентуемому решению не превышали 0,02 г.The actual maximum dimensions of the ejected armored particles from the solid propellant rocket engine with the charge structure according to the patented solution did not exceed 0.02 g.

Claims (2)

1. Твердотопливный заряд для ракетного двигателя, выполненный в виде шашки твердого ракетного топлива с центральным сквозным каналом и частично забронированной боковой поверхностью, при этом суммарная площадь бронепокрытия соответствует соотношению:
Sбр>Soпор·Fсв,
где Sбр - суммарная площадь бронепокрытия;
So - площадь поверхности горения заряда;
χпор - пороговое значение параметра профессора Ю.А.Победоносцева для твердого ракетного топлива;
Fсв - площадь свободного прохода газов у соплового торца заряда, отличающийся тем, что бронепокрытие выполнено "точечным" с площадью отдельного "точечного" бронепокрытия по наружной поверхности заряда 0,5…3,0 мм2, при этом точки бронирования расположены по боковой поверхности заряда произвольно с обеспечением габаритного расстояния (L) между ними не менее 3,0 мм.
1. A solid propellant charge for a rocket engine, made in the form of a solid rocket fuel checker with a central through channel and a partially reserved side surface, while the total area of armor plating corresponds to the ratio:
S br > S opore · F St ,
where S br - the total area of armor;
S o - surface area of the combustion of the charge;
χ pore is the threshold value of the parameter of Professor Yu.A. Pobedonostsev for solid rocket fuel;
F St - the area of free passage of gases at the nozzle end face of the charge, characterized in that the armor coating is made "point" with the area of a separate "point" armor coating on the outer surface of the charge of 0.5 ... 3.0 mm 2 , with booking points located on the side surface charge arbitrarily with a dimensional distance (L) between them of at least 3.0 mm.
2. Твердотопливный заряд для ракетного двигателя по п.1, отличающийся тем, что бронепокрытие выполнено непосредственно на боковой поверхности заряда, например, с использованием шаблона. 2. A solid fuel charge for a rocket engine according to claim 1, characterized in that the armor coating is made directly on the side surface of the charge, for example, using a template.
RU2010147440/06A 2010-11-19 2010-11-19 Propellant charge for rocket engine RU2451816C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010147440/06A RU2451816C1 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Propellant charge for rocket engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010147440/06A RU2451816C1 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Propellant charge for rocket engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2451816C1 true RU2451816C1 (en) 2012-05-27

Family

ID=46231700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010147440/06A RU2451816C1 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Propellant charge for rocket engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2451816C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE139220C1 (en) * 1949-11-19 1953-02-17
FR2380529A1 (en) * 1977-02-14 1978-09-08 Serat Propulsive charge for projectiles, missiles or rockets - incorporating longitudinal inclined elements giving rotation, minimising weight, complexity and cost
FR2433730A1 (en) * 1978-08-16 1980-03-14 Poudres & Explosifs Ste Nale Pyrotechnic charge which burns at constant pressure - comprises a powder charge disc coated with a combustion inhibitor applied as a pattern of shaped motifs
RU2298109C2 (en) * 2005-07-18 2007-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Solid-propellant charge for rocket engine and method of its manufacture
RU2355906C1 (en) * 2007-10-04 2009-05-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Rocket solid propellant fuel charge for aircraft missile engine
RU2383764C1 (en) * 2008-09-01 2010-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Solid propellant rocket engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE139220C1 (en) * 1949-11-19 1953-02-17
FR2380529A1 (en) * 1977-02-14 1978-09-08 Serat Propulsive charge for projectiles, missiles or rockets - incorporating longitudinal inclined elements giving rotation, minimising weight, complexity and cost
FR2433730A1 (en) * 1978-08-16 1980-03-14 Poudres & Explosifs Ste Nale Pyrotechnic charge which burns at constant pressure - comprises a powder charge disc coated with a combustion inhibitor applied as a pattern of shaped motifs
RU2298109C2 (en) * 2005-07-18 2007-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Solid-propellant charge for rocket engine and method of its manufacture
RU2355906C1 (en) * 2007-10-04 2009-05-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Rocket solid propellant fuel charge for aircraft missile engine
RU2383764C1 (en) * 2008-09-01 2010-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Solid propellant rocket engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8006623B2 (en) Dual-mass forward and side firing fragmentation warhead
CN1573075A (en) Multiport dome baffle
CN106556286B (en) For the reversed detonation driven generator of High speed load
RU2685610C1 (en) Armor-piercing active-missile
RU2451816C1 (en) Propellant charge for rocket engine
RU2355906C1 (en) Rocket solid propellant fuel charge for aircraft missile engine
RU2493533C1 (en) Active jet projectile
RU2445492C1 (en) Dual-mode power plant
RU2464440C1 (en) Solid-fuel charge for rocket engine
RU2383764C1 (en) Solid propellant rocket engine
RU2431052C1 (en) Uncased motor with self-feeding
RU2686546C1 (en) Armor piercing active-missile
RU2459969C1 (en) Solid-propellant charge for rocket engine of aircraft rocket
KR101987170B1 (en) Ramjet Solid Fuel with Ignition Support for Gun-Propelled Ramjet Shell
RU2461728C2 (en) Solid-propellant rocket engine
JP5829278B2 (en) Propulsion systems for flying machines, especially missiles
RU2329390C1 (en) Solid-propellant launching rocket engine
US7117797B2 (en) Pyrotechnic charge structure
RU2319851C1 (en) Solid-propellant booster engine
RU2497006C1 (en) Solid propellant charge for controlled rocket acceleration sustainer
RU2362035C1 (en) Charge for solid rocket fuel
RU2472963C1 (en) Method of experimental estimation of launching aircraft missile with solid propellant charge
US20130047625A1 (en) Enhanced pulse detonation engine system
KR102269204B1 (en) Projectile containing ramjet engine
RU2724629C1 (en) Armor-piercing active-jet projectile

Legal Events

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

Effective date: 20130912

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

Effective date: 20151120