RU2458244C1 - Solid-liquid propellant rocket engine - Google Patents

Solid-liquid propellant rocket engine Download PDF

Info

Publication number
RU2458244C1
RU2458244C1 RU2011116083/06A RU2011116083A RU2458244C1 RU 2458244 C1 RU2458244 C1 RU 2458244C1 RU 2011116083/06 A RU2011116083/06 A RU 2011116083/06A RU 2011116083 A RU2011116083 A RU 2011116083A RU 2458244 C1 RU2458244 C1 RU 2458244C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
housing
channel
annular gap
propellant rocket
Prior art date
Application number
RU2011116083/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Жарков (RU)
Александр Сергеевич Жарков
Олег Алексеевич Кривенко (RU)
Олег Алексеевич Кривенко
Геннадий Павлович Коваленко (RU)
Геннадий Павлович Коваленко
Андрей Владимирович Литвинов (RU)
Андрей Владимирович Литвинов
Наталья Макаровна Макарова (RU)
Наталья Макаровна Макарова
Тимофей Викторович Гусев (RU)
Тимофей Викторович Гусев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай"
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 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" filed Critical Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай"
Priority to RU2011116083/06A priority Critical patent/RU2458244C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2458244C1 publication Critical patent/RU2458244C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: proposed engine comprises housing with bottom and channel charge secured to housing. Said charge is provided with radial slots and transverse annular slot formed by thin-wall permanent element to fit radial slots. Said thin-wall permanent element mirrors the housing front bottom shape from the joint of said element with front bottom to charge channel.
EFFECT: increased filling of engine chamber with fuel, simplified production.
1 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в конструкциях маршевых ступеней ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).The invention relates to rocket technology and can be used in the design of the march stages of rocket engines for solid fuel (RTTT).

В конструкциях прочноскрепленных канальных зарядов цилиндрического типа с эллиптическими днищами современных маршевых РДТТ в качестве компенсатора начальной поверхности горения используют наклонную кольцевую поперечную щель (Ракетная и космическая техника, №35, 1980, с.12).In the constructions of strongly bonded cylindrical channel charges with elliptical bottoms of modern marching solid propellant rocket engines, an inclined annular transverse gap is used as a compensator for the initial combustion surface (Rocket and space technology, No. 35, 1980, p.12).

Использование таких конструкций зарядов позволяет реализовать текущую диаграмму секундного расхода с малыми отклонениями (8-10%) максимального значения от среднего. Однако рассматриваемому классу зарядов присущи определенные недостатки, связанные прежде всего с высоким уровнем напряженно-деформированного состояния (НДС) в вершине кольцевой щели, возникающие при охлаждении снаряженного корпуса из-за температурной усадки и упругих перемещений корпуса и днища при нагружении давлением.The use of such designs of charges allows you to implement the current diagram of the second flow rate with small deviations (8-10%) of the maximum value from the average. However, the class of charges under consideration has certain drawbacks associated primarily with a high level of stress-strain state (SSS) at the apex of the annular gap that occurs when the curb case is cooled due to temperature shrinkage and elastic movements of the body and bottom under pressure loading.

Известен принятый за прототип твердотопливный ракетный двигатель по патенту РФ №2154183 (опубл. 10.08.2000 г.), содержащий корпус с днищами, скрепленный с корпусом канальный заряд, снабженный кольцевой щелью.Known adopted for the prototype solid propellant rocket engine according to the patent of the Russian Federation No. 2154183 (publ. 08/10/2000), containing a housing with bottoms, bonded to the housing channel charge, equipped with an annular gap.

Разделение заряда на две части с помощью предусмотренной конструкции манжеты с законцовками, расположение поверхностей, образующих горящую поверхность кольцевой щели, под острым углом друг к другу позволили ликвидировать топливную перемычку между вершиной кольцевой щели и корпусом двигателя и тем самым решить прочностные вопросы, связанные с работоспособностью конструкции заряда и несколько уменьшить ширину щели по всему диаметру.The separation of the charge into two parts using the provided design of the cuff with the tips, the location of the surfaces forming the burning surface of the annular gap, at an acute angle to each other, eliminated the fuel jumper between the apex of the annular gap and the engine housing, thereby solving the strength issues related to the design’s operability charge and slightly reduce the width of the gap across the entire diameter.

Однако известное техническое решение обладает рядом недостатков, связанных с технологическими трудностями в процессе изготовления. В частности, применение традиционной схемы изготовления с использованием технологической оснастки для формирования кольцевой щели затруднено в связи с необходимостью извлечения технологической оснастки, высота которой превышает диаметр канала. Кроме того, конструкция оснастки, формирующей кольцевую щель прототипа, сложна из-за большого количества элементов, требующих соединения между собой при сборке оснастки в корпусе и последующего извлечения после изготовления заряда. Это является также существенным препятствием для достижения минимизации допустимого для данной конструкции с точки зрения прочности и газодинамики раскрытия компенсатора начальной поверхности горения в виде кольцевой щели, влияющего на повышение объемного заполнения корпуса топливом и, соответственно, на эффективность работы двигателя.However, the known technical solution has several disadvantages associated with technological difficulties in the manufacturing process. In particular, the use of a traditional manufacturing scheme using technological equipment for forming an annular gap is difficult due to the need to extract technological equipment, the height of which exceeds the diameter of the channel. In addition, the design of the snap-in, forming the annular gap of the prototype, is complicated due to the large number of elements that require connection between each other when assembling the snap-in in the housing and subsequent extraction after charge manufacture. This is also a significant obstacle in order to minimize the acceptable for this design from the point of view of strength and gas dynamics disclosure of the compensator of the initial combustion surface in the form of an annular gap, which affects the increase in volumetric filling of the housing with fuel and, accordingly, the efficiency of the engine.

Задачей заявляемого изобретения является разработка конструкции твердотопливного ракетного двигателя, позволяющей повысить эффективность его работы за счет увеличения коэффициента заполнения камеры двигателя топливом путем создания условий для минимизации допустимого с точки зрения гарантированного раскрытия компенсатора начальной поверхности горения и полного ее воспламенения при одновременном упрощении технологии изготовления и последующей распрессовки заряда и сохранении схемы выгорания заряда и изменения текущих характеристик во времени.The task of the invention is to develop a solid-propellant rocket engine design that can increase its efficiency by increasing the engine chamber fill factor with fuel by creating conditions to minimize the allowable from the point of view of guaranteed disclosure of the compensator of the initial combustion surface and its complete ignition while simplifying the manufacturing technology and subsequent extrusion charge and maintaining the pattern of charge burn and changes in current character ISTIC time.

Поставленная задача решается заявляемой конструкцией твердотопливного ракетного двигателя, содержащего корпус с днищами, скрепленный с корпусом канальный заряд, снабженный кольцевой щелью. Особенность заключается в том, что заряд дополнительно оснащен радиальными щелями, прилегающими одной из горящих поверхностей к кольцевой щели, выполненной поперечной и образованной тонкостенным неизвлекаемым элементом, в зеркальном отображении воспроизводящим по форме переднее днище корпуса от места скрепления указанного элемента с передним днищем до канала заряда.The problem is solved by the claimed design of a solid propellant rocket engine containing a housing with bottoms, a channel charge bonded to the housing, provided with an annular gap. The peculiarity lies in the fact that the charge is additionally equipped with radial slots adjacent to one of the burning surfaces to the annular gap, made transverse and formed by a thin-walled non-removable element, in mirror image reproducing in shape the front bottom of the case from the point of fastening the specified element with the front bottom to the charge channel.

Проведенный анализ уровня техники показывает, что заявляемый твердотопливный ракетный двигатель отличается от прототипа наличием радиальных щелей, прилегающих к горящей поверхности кольцевой щели и улучшающих ее воспламеняемость; иной формой горящей поверхности; созданием совмещенных поверхностей горения радиальных щелей и кольцевой щели; минимизированным раскрытием образованного двумя видами щелей компенсатора начальной поверхности горения.The analysis of the prior art shows that the inventive solid propellant rocket engine differs from the prototype in the presence of radial slots adjacent to the burning surface of the annular gap and improve its flammability; another form of burning surface; the creation of the combined combustion surfaces of the radial slots and the annular gap; minimized opening formed by two types of cracks of the compensator of the initial combustion surface.

В уровне техники отсутствует твердотопливный ракетный двигатель, в котором бы имело место предложенное сочетание существенных признаков, но именно такое сочетание обусловило решение поставленной задачи.In the prior art there is no solid propellant rocket engine in which the proposed combination of essential features would take place, but it was this combination that determined the solution of the problem.

Радиальные щели дополнительно соединяют горящую поверхность кольцевой щели с каналом заряда, тем самым способствуют увеличению проходного сечения, через которое продукты сгорания топлива из узкой кольцевой щели поступают в канал, что обусловливает снижение газодинамической напряженности заряда.Radial slots additionally connect the burning surface of the annular gap with the charge channel, thereby contributing to an increase in the cross section through which the combustion products of the fuel from the narrow annular gap enter the channel, which leads to a decrease in the gas-dynamic charge intensity.

При формировании кольцевой щели с помощью тонкостенного неизвлекаемого элемента перья оснастки для радиальных щелей прилегают к нему и являются достаточно надежной поддерживающей опорой, которая обеспечивает требуемое месторасположение элемента в корпусе. Перья оснастки также могут быть использованы в качестве элемента крепления тонкостенного неизвлекаемого элемента по внутреннему диаметру.When forming an annular gap using a thin-walled non-removable element, the tool feathers for radial slots are adjacent to it and are a sufficiently reliable supporting support, which provides the required location of the element in the housing. The feathers of the snap can also be used as an element for attaching a thin-walled, non-removable element in internal diameter.

Сущность предлагаемой конструкции твердотопливного ракетного двигателя иллюстрируется графическим изображением, на котором приведена часть продольного разреза двигателя.The essence of the proposed design of a solid propellant rocket engine is illustrated by a graphic image, which shows part of a longitudinal section of the engine.

Двигатель содержит корпус 1 с днищами 2 (заднее днище не показано), скрепленный с корпусом заряд 3, имеющий центральный канал 4, тонкостенный неизвлекаемый элемент 5, формообразующий сквозную кольцевую щель, и радиальные щели 6.The engine comprises a housing 1 with bottoms 2 (the rear bottom is not shown), a charge 3 bonded to the housing, having a central channel 4, a thin-walled non-removable element 5, forming a through annular gap, and radial slots 6.

После изготовления и полимеризации заряда 3, последующего извлечения иглы через канал 4 удаляют элементы оснастки, формирующие радиальные щели 6.After the manufacture and polymerization of the charge 3, the subsequent removal of the needle through the channel 4 remove the snap elements forming radial slots 6.

Предлагаемая конструкция твердотопливного ракетного двигателя работает следующим образом. После срабатывания воспламенителя (не показан) канал 4 и тонкостенный неизвлекаемый элемент 5, а затем и образованная им сквозная кольцевая щель воспламеняются. Процесс горения происходит параллельными слоями. Следует отметить, что скорость горения тонкостенного неизвлекаемого элемента и, соответственно, его материал (например, фторопласт, алюминий) определяют при проектировании конкретного двигателя исходя из того, что скорость горения указанного элемента должна быть больше или равна скорости горения заряда.The proposed design of a solid propellant rocket engine operates as follows. After the operation of the igniter (not shown), the channel 4 and the thin-walled non-removable element 5, and then the through annular gap formed by it, are ignited. The combustion process occurs in parallel layers. It should be noted that the burning rate of a thin-walled non-removable element and, accordingly, its material (for example, fluoroplastic, aluminum) are determined when designing a particular engine based on the fact that the burning speed of the specified element should be greater than or equal to the burning speed of the charge.

Предлагаемое техническое решение практически реализуемо. Создание таких конструкций актуально и перспективно ввиду повышения эффективности ракетных комплексов.The proposed technical solution is practicable. The creation of such structures is relevant and promising in view of the increased efficiency of missile systems.

Claims (1)

Твердотопливный ракетный двигатель, содержащий корпус с днищами, скрепленный с корпусом канальный заряд, снабженный кольцевой щелью, отличающийся тем, что заряд дополнительно оснащен радиальными щелями, прилегающими одной из горящих поверхностей к кольцевой щели, выполненной поперечной и образованной тонкостенным неизвлекаемым элементом, в зеркальном отображении воспроизводящим по форме переднее днище корпуса от места скрепления указанного элемента с передним днищем до канала заряда. A solid propellant rocket engine comprising a housing with bottoms, a channel charge bonded to the housing, provided with an annular gap, characterized in that the charge is additionally equipped with radial slots adjacent to one of the burning surfaces to the annular gap, made transverse and formed by a thin-walled, non-removable element, reproducing in mirror image in shape, the front bottom of the housing from the point of attachment of the specified element with the front bottom to the charge channel.
RU2011116083/06A 2011-04-22 2011-04-22 Solid-liquid propellant rocket engine RU2458244C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011116083/06A RU2458244C1 (en) 2011-04-22 2011-04-22 Solid-liquid propellant rocket engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011116083/06A RU2458244C1 (en) 2011-04-22 2011-04-22 Solid-liquid propellant rocket engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2458244C1 true RU2458244C1 (en) 2012-08-10

Family

ID=46849655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011116083/06A RU2458244C1 (en) 2011-04-22 2011-04-22 Solid-liquid propellant rocket engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2458244C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2576411C1 (en) * 2014-11-25 2016-03-10 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" (АО "ФНПЦ"Алтай") Solid-propellant rocket engine
RU2635427C1 (en) * 2016-08-09 2017-11-13 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" Solid-propellant rocket engine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3648461A (en) * 1970-05-13 1972-03-14 Nasa Solid propellent rocket motor nozzle
DE3637967A1 (en) * 1986-11-07 1988-05-19 Huels Troisdorf Multi-chamber rocket motor
RU2139438C1 (en) * 1997-11-26 1999-10-10 Федеральный научно-производственный центр "Алтай" Solid-propellant rocket engine
RU2154183C1 (en) * 1999-05-07 2000-08-10 Федеральный научно-производственный центр "Алтай" Solid-propellant rocket engine
RU18092U1 (en) * 2000-11-27 2001-05-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Пермский завод им. С.М. Кирова" ROCKET ENGINE SOLID FUEL CHARGE
RU2225524C1 (en) * 2003-06-03 2004-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский центр им. М.В.Келдыша" Solid-propellant rocket engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3648461A (en) * 1970-05-13 1972-03-14 Nasa Solid propellent rocket motor nozzle
DE3637967A1 (en) * 1986-11-07 1988-05-19 Huels Troisdorf Multi-chamber rocket motor
RU2139438C1 (en) * 1997-11-26 1999-10-10 Федеральный научно-производственный центр "Алтай" Solid-propellant rocket engine
RU2154183C1 (en) * 1999-05-07 2000-08-10 Федеральный научно-производственный центр "Алтай" Solid-propellant rocket engine
RU18092U1 (en) * 2000-11-27 2001-05-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Пермский завод им. С.М. Кирова" ROCKET ENGINE SOLID FUEL CHARGE
RU2225524C1 (en) * 2003-06-03 2004-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский центр им. М.В.Келдыша" Solid-propellant rocket engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2576411C1 (en) * 2014-11-25 2016-03-10 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" (АО "ФНПЦ"Алтай") Solid-propellant rocket engine
RU2635427C1 (en) * 2016-08-09 2017-11-13 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Алтай" Solid-propellant rocket engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2458244C1 (en) Solid-liquid propellant rocket engine
RU2326260C2 (en) Charge molded within solid-fuel rocket engine case
US10961899B2 (en) Internal combustion engine
RU2383764C1 (en) Solid propellant rocket engine
RU2576411C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2525787C1 (en) Liquid-propellant engine combustion chamber atomiser head
RU2445492C1 (en) Dual-mode power plant
RU2004136236A (en) METHOD FOR ORGANIZING A DETONATION COMBUSTION MODE IN THE COMBUSTION CHAMBER OF A SUPERSONIC DIRECT-FLOW AIR-REACTIVE ENGINE
JP5829278B2 (en) Propulsion systems for flying machines, especially missiles
RU159486U1 (en) SOLID FUEL ROCKET ENGINE
RU146085U1 (en) TRAUMATIC CARTRIDGE FOR SELF-DEFENSE WEAPONS
RU2321762C1 (en) Rocket propulsion plant on solid fuel
RU2497007C1 (en) Solid-propellant rocket
RU2675983C1 (en) Cumulative-high-explosive charge engine
RU118365U1 (en) SOLID ROCKET FUEL CHARGE
RU2490499C1 (en) Solid-propellant charge
RU2125175C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2154183C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2524789C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2317433C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2727116C1 (en) Solid fuel rocket engine
RU2267024C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU64292U1 (en) SOLID FUEL ROCKET ENGINE FOR ACTUAL INFLUENCE ON CLOUDS
RU2319851C1 (en) Solid-propellant booster engine
RU2517971C1 (en) Nozzle-free solid-propellant rocket engine

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190423