RU2620460C1 - Set to quench rocket engine solid fuel during the test - Google Patents

Set to quench rocket engine solid fuel during the test Download PDF

Info

Publication number
RU2620460C1
RU2620460C1 RU2016106442A RU2016106442A RU2620460C1 RU 2620460 C1 RU2620460 C1 RU 2620460C1 RU 2016106442 A RU2016106442 A RU 2016106442A RU 2016106442 A RU2016106442 A RU 2016106442A RU 2620460 C1 RU2620460 C1 RU 2620460C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
gas
spray nozzle
diffuser
refrigerant
Prior art date
Application number
RU2016106442A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Патрулин
Александр Александрович Назарцев
Юрий Александрович Горшков
Original Assignee
Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
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 Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" filed Critical Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority to RU2016106442A priority Critical patent/RU2620460C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2620460C1 publication Critical patent/RU2620460C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/96Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof characterised by specially adapted arrangements for testing or measuring

Landscapes

  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: device for extinguishing a rocket engine on solid fuel during the test comprises a rotatable rod-tube connected with a drive of its movement, the spray nozzles, the coolant source and the sealing screen. On sealing the screen is placed coaxially with the spray nozzle ring ejector having a nozzle ejecting the gas ejection nozzle and gas diffuser. A gas ejection nozzle is formed by the outer surface of the spray nozzle and the spray nozzles is covering the outer surface of the gas ejection nozzle. In ejecting the gas supply line installed control valve, and on the sealing screen fitted with a pressure sensor. The spray nozzle is fixed on the diffuser inside pylons, pylons and are made channels connecting the spray nozzles to supply coolant manifold mounted to the outer side of the diffuser. The cavity is connected to the collector coolant source through post-tube.
EFFECT: provision of obtaining reliable information about the state of the material and performance SRM exposed after use in high-altitude conditions aftereffect.
2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к стендовому оборудованию, применяемому при огневых стендовых испытаниях ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ), и предназначено для гашения РДТТ при наземной отработке, в том числе высотных РДТТ, подвергающихся эффектам последействия в период времени после окончания работы.The invention relates to the field of rocket technology, and in particular to bench equipment used in firing bench tests of solid propellant rocket engines (RDTT), and is intended to extinguish solid propellant rocket engines during surface testing, including high-altitude solid propellant rocket engines exposed to aftereffects during the period after the end work.

В процессе отработки РДТТ возникает необходимость оценки состояния материальной части РДТТ путем дефектации ее после огневых стендовых испытаний (ОСИ). По результатам дефектации элементов РДТТ (корпуса, сопла) определяются: состояние теплозащитных покрытий, степень уноса, деструкции и разрушения материалов. Однако за период от окончания работы РДТТ до проведения дефектации материалы конструкции подвергаются дополнительным воздействиям, которые обусловлены догоранием остатков твердого топлива в камере сгорания, выравниванием температуры по толщине стенок, взаимодействием с атмосферным кислородом, пиролизными газами. Выделяемая в этот период теплота вызывает дополнительное коксование теплозащитных материалов, тепловое повреждение силовых элементов конструкции - проявляются эффекты последействия.In the process of working out solid propellant rocket motors, it becomes necessary to assess the state of the solid part of solid propellant rocket rocket metal by defecting it after firing bench tests. Based on the results of the defect detection of the solid propellant elements (body, nozzle), the following are determined: the condition of the heat-protective coatings, the degree of entrainment, destruction and destruction of materials. However, during the period from the end of operation of the solid propellant rocket solidifier to the detection of materials, structural materials are exposed to additional influences caused by the burning out of solid fuel residues in the combustion chamber, equalization of temperature across the wall thickness, and interaction with atmospheric oxygen and pyrolysis gases. The heat released during this period causes additional coking of heat-shielding materials, thermal damage to the structural elements of force - effects of aftereffect are manifested.

Наиболее эффективным средством фиксации состояния материальной части РДТТ после ОСИ является гашение, когда происходит быстрое прекращение процессов горения в двигателе и устраняются или минимизируются эффекты последействия. При этом наибольший практический интерес представляет гашение, заключающееся в изоляции от окружающей атмосферы объема камеры сгорания и сопла, а также гашение активным воздействием на процесс горения с помощью хладагентов (см. Экспериментальные методы определения параметров двигателей специального назначения. И.М. Гладков, B.C. Мухаммедов, Е.Л. Валуев, В.И. Черепанов. - М.: НТЦ Информ-техника, 1993. Стр. 68).The most effective means of fixing the state of the solid part of a solid propellant solid propellant rocket after an AIS is quenching, when there is a rapid cessation of combustion processes in the engine and the aftereffects are eliminated or minimized. At the same time, quenching, which consists in isolating the volume of the combustion chamber and nozzle from the surrounding atmosphere, as well as quenching by actively influencing the combustion process using refrigerants, is of great practical interest (see Experimental methods for determining the parameters of special-purpose engines. I.M. Gladkov, BC Muhammedov , E.L. Valuev, V.I. Cherepanov.- M .: STC Inform-tekhnika, 1993. P. 68).

Дополнительные требования к гашению могут накладываться в случае, когда РДТТ прекращает работу в высотных условиях и до отделения от ракеты в течение некоторого периода времени находится в разреженных слоях атмосфер, при этом себя проявляют эффекты последействия, характерные для высотных условий, в том числе тепловое повреждение силовых элементов конструкции. При ОСИ таких РДТТ для получения достоверной информации по состоянию материальной части гашение необходимо проводить комбинированно в два этапа:Additional extinguishing requirements may be imposed in the case when the solid propellant rocket engine ceases operation in high-altitude conditions and is located in rarefied atmospheres for some period of time before being separated from the rocket, while the aftereffects characteristic of high-altitude conditions manifest themselves, including thermal damage to power structural elements. With the AXI of such solid propellant rocket engines, in order to obtain reliable information on the state of the material part, the cancellation must be carried out combined in two stages:

- Первый этап гашения проводится изоляцией от окружающей атмосферы объема камеры сгорания и сопла с созданием давления разряжения для проявления характерных высотным условиям эффектов последействия в течение требуемого периода времени;- The first stage of extinguishing is carried out by isolating the volume of the combustion chamber and the nozzle from the surrounding atmosphere with the creation of a discharge pressure for the manifestation of aftereffect effects characteristic of high-altitude conditions for a required period of time;

- Второй этап гашения проводится активным воздействием на процесс горения с помощью хладагентов.- The second stage of extinguishing is carried out by an active effect on the combustion process with the help of refrigerants.

Известны установки для гашения РДТТ при испытаниях (см. Экспериментальные методы определения параметров двигателей специального назначения. И.М. Гладков, B.C. Мухаммедов, Е.Л. Валуев, В.И. Черепанов. - М.: НТЦ Информ-техника, 1993. Стр. 69, рис. 28; Конструкция и отработка РДТТ / Под редакцией A.M. Винницкого. - М.: Машиностроение, 1980. Стр. 117), которые содержат устройства подачи хладагента (например, воды) компактной струей или распылением.Known installations for extinguishing solid propellant rocket motors during testing (see Experimental methods for determining the parameters of special-purpose engines. I. M. Gladkov, BC Muhammedov, E. L. Valuev, V. I. Cherepanov. - M .: NTC Inform-tehnika, 1993. Page 69, Fig. 28; Design and testing of solid propellant rocket engines / Edited by AM Vinnitsky. - M.: Mashinostroenie, 1980. Page 117), which contain a device for supplying refrigerant (for example, water) with a compact jet or spray.

Недостатком установок является отсутствие изоляции объема камеры сгорания и сопла от окружающей среды, при этом в начальный момент начала гашения РДТТ падение давления в камере сгорания за счет снижения температуры продуктов сгорания опережает рост давления за счет прихода массы хладагента, вследствие чего наблюдается подсос окружающего воздуха в сопло и камеру сгорания РДТТ во время гашения. Процессы горения интенсифицируются вплоть до выхода пламени на наружную поверхность соплового блока, эффекты последействия возрастают.The disadvantage of the installations is the lack of isolation of the volume of the combustion chamber and the nozzle from the environment, and at the initial moment of the beginning of the solid-fuel exhaust gas quenching, the pressure drop in the combustion chamber due to a decrease in the temperature of the combustion products outstrips the increase in pressure due to the arrival of the mass of refrigerant, as a result of which there is a leak of ambient air into the nozzle and a solid propellant combustion chamber during extinction. The combustion processes are intensified until the flame exits onto the outer surface of the nozzle block, the effects of the aftereffect increase.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является установка для гашения РДТТ при испытаниях (см. Экспериментальные методы определения параметров двигателей специального назначения. И.М. Гладков, B.C. Мухаммедов, Е.Л. Валуев, В.И. Черепанов. - М.: НТЦ Информ-техника, 1993. Стр. 70). Установка содержит поворотную штангу-трубу, связанную с приводом ее перемещения, распылительный насадок, источник хладагента и герметизирующий экран. После срабатывания привода перемещения герметизирующий экран закрывает сопло с целью изоляции объема камеры сгорания и сопла от окружающей среды, а хладагент подается через распылительный насадок от источника хладагента в камеру сгорания. Герметизирующий экран обеспечивает периодическое стравливание парообразного хладагента.The closest technical solution to the proposed one is the installation for the suppression of solid propellant rocket motors during testing (see Experimental methods for determining the parameters of special-purpose engines. I. M. Gladkov, BC Muhammedov, E. L. Valuev, V. I. Cherepanov. - M .: STC Inform Technique, 1993. p. 70). The installation includes a rotary rod-pipe associated with the drive of its movement, spray nozzles, a source of refrigerant and a sealing screen. After actuating the displacement drive, the sealing screen closes the nozzle in order to isolate the volume of the combustion chamber and the nozzle from the environment, and the refrigerant is supplied through the spray nozzles from the source of refrigerant to the combustion chamber. The sealing screen provides periodic bleeding of the vaporous refrigerant.

Известная установка для гашения ракетного двигателя на твердом топливе при испытаниях на первом этапе комбинированного гашения не позволяет создавать в изолированном объеме камеры сгорания и сопла давление разрежения, соответствующее высотным условиям, когда проявляются характерные эффекты последействия, в том числе тепловое повреждение силовых элементов конструкции. Более того, в объеме камеры сгорания и сопла, изолированных от окружающей среды, вследствие догорания остатков твердого топлива и выделения пиролизных газов создается избыточное давление.The known installation for extinguishing a solid-propellant rocket engine during tests at the first stage of combined extinguishing does not allow creating a rarefaction pressure in the isolated volume of the combustion chamber and nozzle when the characteristic aftereffects are manifested, including thermal damage to the structural elements. Moreover, in the volume of the combustion chamber and the nozzle, isolated from the environment, excessive pressure is created due to the burning out of the solid fuel residues and the release of pyrolysis gases.

На втором этапе комбинированного гашения с использованием жидкого хладагента (например, воды) в известной установке хладагент подается с периодическим стравливанием парообразного хладагента. Причем, в каждом последующем периоде уменьшают количество подаваемого хладагента и увеличивают время выдержки после герметизации сопла, что усложняет циклограмму гашения и увеличивает время гашения.In the second stage of combined extinguishing using liquid refrigerant (eg water) in a known installation, the refrigerant is supplied with periodic bleeding of vaporous refrigerant. Moreover, in each subsequent period, the amount of supplied refrigerant is reduced and the holding time is increased after sealing the nozzle, which complicates the quenching cycle and increases the quenching time.

Следует отметить, что при повышенных требованиях к степени осушения РДТТ после гашения установка не позволяет провести дополнительное осушение.It should be noted that with increased requirements for the degree of drainage of the solid propellant solid propellant after extinction, the installation does not allow for additional drainage.

Задачей данного изобретения является получение достоверной информации о состоянии материальной части и работоспособности РДТТ, подвергающихся после окончания работы в высотных условиях эффектам последействия.The objective of the invention is to obtain reliable information about the condition of the material part and the health of the solid propellant rocket engines exposed to after-effects after work in high-altitude conditions.

Технический результат заключается в том, что достоверность информации о состоянии материальной части и работоспособности РДТТ достигается созданием в изолированном объеме камеры сгорания и сопла давления разрежения, соответствующего высотным условиям на первом этапе гашения, и эффективным гашением с интенсивным испарением хладагента на втором этапе гашения, а также последующим осушением РДТТ.The technical result consists in the fact that the reliability of the information on the state of the material part and the performance of the solid propellant rocket motor is achieved by creating in the isolated volume of the combustion chamber and nozzle a vacuum pressure corresponding to the altitude conditions at the first stage of extinguishing, and effective extinguishing with intensive evaporation of the refrigerant at the second stage of extinguishing, as well as subsequent drainage of the solid propellant rocket engine.

Технический результат достигается тем, что в установке для гашения ракетного двигателя на твердом топливе при испытаниях, содержащей поворотную штангу-трубу, связанную с приводом ее перемещения, распылительный насадок, источник хладагента и герметизирующий экран, на герметизирующем экране соосно распылительному насадку размещен кольцевой эжектор, содержащий сопло эжектирующего газа, сопло эжектируемого газа и диффузор, при этом сопло эжектируемого газа образовано наружной поверхностью распылительного насадка и охватывающей распылительный насадок наружной поверхностью сопла эжектирующего газа, а на магистрали подвода эжектирующего газа установлен управляющий клапан, причем на герметизирующем экране установлен датчик давления.The technical result is achieved by the fact that in the installation for extinguishing a solid propellant rocket engine during testing, comprising a rotary rod-pipe connected with its displacement drive, a spray nozzle, a refrigerant source and a sealing screen, an annular ejector is placed on the sealing screen coaxially to the spray nozzle, containing an ejection gas nozzle, an ejected gas nozzle and a diffuser, wherein the ejected gas nozzle is formed by the outer surface of the spray nozzle and surrounding the spray tion nozzle outer surface of the nozzle ejecting the gas, and propellant gas feed line control valve is mounted, wherein the screen is mounted on the sealing pressure sensor.

Распылительный насадок может быть закреплен на пилонах внутри диффузора, а в пилонах выполнены каналы, соединяющие распылительный насадок с коллектором подачи хладагента, установленным с наружной стороны диффузора, причем полость коллектора соединяется с источником хладагента через штангу-трубу.The spray nozzles can be mounted on the pylons inside the diffuser, and in the pylons channels are made connecting the spray nozzle with a refrigerant supply manifold mounted on the outside of the diffuser, the collector cavity being connected to the refrigerant source through a pipe rod.

Размещение на герметизирующем экране соосно распылительному насадку кольцевого эжектора, содержащего сопло эжектирующего газа, сопло эжектируемого газа и диффузор, при этом сопло эжектируемого газа образовано наружной поверхностью распылительного насадка и охватывающей распылительный насадок наружной поверхностью сопла эжектирующего газа, а на магистрали подвода эжектирующего газа установлен управляющий клапан, причем на герметизирующем экране установлен датчик давления, позволяет на первом этапе гашения создавать в изолированном объеме камеры сгорания и сопла давление разрежения, соответствующее высотным условиям, а на втором этапе гашения обеспечивает эффективное гашение с организацией осесимметричного течения, характеризующегося интенсивным тепломассообменом, хладагент подается вдоль оси РДТТ, интенсивно испаряется при давлении разрежения в камере сгорания, а парообразный хладагент удаляется по периферии через сопло эжектируемого газа. При этом управляющий клапан, установленный на магистрали подвода эжектирующего газа, задает режим работы эжектора, а датчик давления, установленный на герметизирующем экране, регистрирует давление разрежения в полости сопла, что обеспечивает высотные условия.Placement on the sealing screen coaxial to the spray nozzle of the annular ejector containing the nozzle of the ejection gas, the nozzle of the ejected gas and the diffuser, while the nozzle of the ejected gas is formed by the outer surface of the spray nozzle and surrounding the spray nozzle by the outer surface of the nozzle of the ejection gas, and an ejector gas supply line is installed on the supply line moreover, a pressure sensor is installed on the sealing screen, which allows the creation of an isolated Ohm volume of the combustion chamber and the nozzle, the vacuum pressure corresponding to the altitude conditions, and at the second stage of quenching, provides effective quenching with the organization of an axisymmetric flow characterized by intense heat and mass transfer, the refrigerant is fed along the axis of the solid-propellant rocket, intensively evaporates at the vacuum pressure in the combustion chamber, and vaporous refrigerant is removed by periphery through the nozzle of the ejected gas. At the same time, the control valve installed on the ejection gas supply line sets the operation mode of the ejector, and the pressure sensor installed on the sealing screen records the vacuum pressure in the nozzle cavity, which ensures high-altitude conditions.

Таким образом, создание в изолированном объеме камеры сгорания и сопла давления разрежения с проявлением эффектов последействия, соответствующих высотным условиям на первом этапе гашения, и эффективное гашение с интенсивным испарением хладагента на втором этапе в конечном итоге обеспечивают достоверность результатов по оценке состояния матчасти и работоспособности РДТТ, в том числе РДТТ, прекращающих работу в высотных условиях и до отделения от ракеты в течение некоторого периода времени, находящихся в разреженных слоях атмосфер, когда себя проявляют эффекты последействия, характерные для высотных условий, в том числе тепловое повреждение силовых элементов конструкции.Thus, the creation in an isolated volume of the combustion chamber and nozzle of the vacuum pressure with the manifestation of aftereffect effects corresponding to high-altitude conditions in the first stage of extinguishing, and effective extinguishing with intensive evaporation of the refrigerant in the second stage ultimately ensure the reliability of the results of assessing the condition of the materiel and the performance of the solid propellant rocket engine, including solid propellant rocket engines ceasing to work in high-altitude conditions and before being separated from the rocket for a certain period of time, located in rarefied atmospheres, yes manifest themselves aftereffects characteristic for high altitude conditions, including structural damage to the thermal power cells.

Закрепление распылительного насадка на пилонах внутри диффузора, когда в пилонах выполнены каналы, соединяющие распылительный насадок с коллектором подачи хладагента, установленным с наружной стороны диффузора, причем полость коллектора соединяется с источником хладагента через штангу-трубу, обеспечивает подачу хладагента к распылительному насадку без нарушения требуемой геометрии проточной газовой части диффузора эжектора.Fastening the spray nozzle to the pylons inside the diffuser when the channels are made in the pylons connecting the spray nozzle to the refrigerant supply manifold installed on the outside of the diffuser, the collector cavity being connected to the refrigerant source through a pipe-rod, which ensures the supply of refrigerant to the spray nozzle without breaking the required geometry flowing gas part of the ejector diffuser.

Следует отметить, что сила тяги, создаваемая эжектором, дополнительно поджимает герметизирующий экран к плоскости сопла и увеличивает контактное давление герметизации.It should be noted that the traction force created by the ejector further compresses the sealing screen to the plane of the nozzle and increases the contact pressure of the seal.

Кроме того, после окончания гашения с использованием жидкого хладагента (например, воды), разрежение, создаваемое эжектором, увеличивает скорость испарения остатков хладагента с поверхности материалов конструкции камеры сгорания, впитавших этот хладагент, и позволяет проводить дополнительное осушение с целью получения достоверной информации по количественной оценке степени уноса, деструкции и разрушения материалов.In addition, after quenching using liquid refrigerant (eg, water), the vacuum generated by the ejector increases the rate of evaporation of refrigerant residues from the surface of the combustion chamber construction materials that have absorbed this refrigerant, and allows for additional drying to obtain reliable information on quantitative assessment degree of entrainment, destruction and destruction of materials.

Разработанная совокупность существенных признаков предлагаемого технического решения является новой и позволяет получить требуемый технический результат.The developed set of essential features of the proposed technical solution is new and allows you to obtain the required technical result.

На фиг. 1 показан общий вид установки гашения РДТТ при испытаниях в исходном положении вне зоны высокотемпературной газовой струи.In FIG. Figure 1 shows a general view of an RDTT quenching installation during tests in the initial position outside the zone of a high-temperature gas jet.

На фиг. 2 показан общий вид установки гашения РДТТ в рабочем положении после окончания работы РДТТ при гашении.In FIG. Figure 2 shows a general view of the solid-state solid-fuel exhaust damping installation in the operating position after the solid-fuel solid-fuel exhaust is closed.

На фиг. 3 показан вид А фиг. 2. Установка гашения РДТТ в рабочем положении после окончания работы РДТТ при гашении изоляцией от окружающей атмосферы объема камеры сгорания и сопла с созданием давления разряжения.In FIG. 3 shows a view A of FIG. 2. Installation of extinguishing of solid propellant solid propellant in the working position after the end of solid propellant solid propellant with quenching by the insulation of the volume of the combustion chamber and nozzle with the creation of a vacuum pressure.

На фиг. 4 показан вид А фиг. 2. Установка гашения РДТТ в рабочем положении после окончания работы РДТТ при гашении с использованием хладагента.In FIG. 4 shows a view A of FIG. 2. Installation of solid rocket solid fuel quenching in the working position after the solid fuel solid rocket motor is finished when quenching using refrigerant.

На фиг. 5 показан вид Б фиг. 2.In FIG. 5 shows a view B of FIG. 2.

На фиг. 6 показано сечение В-В фиг. 4.In FIG. 6 shows a cross-section BB of FIG. four.

Установка для гашения РДТТ, в том числе камеры сгорания 1 и сопла 2, при ОСИ содержит поворотную штангу-трубу 3, связанную с приводом ее перемещения 4. На поворотной штанге-трубе 3 установлен герметизирующий экран 5. Источник хладагента 6 соединяется через штангу-трубу 3, клапан 7 и коллектор 8 с распылительным насадком 9. Давление в камере сгорания РДТТ контролируется датчиком давления 10. На герметизирующем экране 5 соосно распылительному насадку 9 размещен кольцевой эжектор 11 с соплом 12 эжектирующего газа и диффузором 13. Наружная поверхность распылительного насадка 9 и охватывающая распылительный насадок 9 наружная поверхность сопла 12 эжектирующего газа образуют сопло 14 эжектируемого газа. На магистрали 15 подвода эжектирующего газа установлен управляющий клапан 16, а на герметизирующем экране 5 датчик давления 17.The installation for extinguishing solid propellant rocket engines, including the combustion chamber 1 and nozzle 2, at the AXIS contains a rotary rod-pipe 3 connected to the drive of its movement 4. A sealing screen 5 is installed on the rotary rod-pipe 3. The refrigerant source 6 is connected through the rod-pipe 3, a valve 7 and a manifold 8 with a spray nozzle 9. The pressure in the solid propellant combustion chamber is controlled by a pressure sensor 10. An annular ejector 11 with an ejection gas nozzle 12 and a diffuser 13 is placed on the sealing screen 5 coaxially with the spray nozzle 13. The outer surface of the pylitelnogo nozzle 9 and covering the spray nozzles 9, the outer surface 12 of the ejection gas nozzle 14 form an ejection gas nozzle. A control valve 16 is installed on the line 15 for supplying ejection gas, and a pressure sensor 17 is installed on the sealing screen 5.

Распылительный насадок 9 может быть закреплен в диффузоре 13 эжектора на пилонах 18, в которых выполнены каналы подачи хладагента от коллектора 8 к распылительному насадку 9.The spray nozzles 9 can be mounted in the diffuser 13 of the ejector on the pylons 18, in which the supply channels of the refrigerant from the manifold 8 to the spray nozzle 9 are made.

Работа установки гашения заключается в следующем.The operation of the blanking installation is as follows.

При работе РДТТ установка для гашения РДТТ находится вне зоны высокотемпературной газовой струи. По окончании работы РДТТ в момент спада давления в камере сгорания 1 по датчику давления 10 до заданной величины начала гашения подается сигнал на включение привода перемещения 4 поворотной штанги-трубы 3. Одновременно подается сигнал на открытие управляющего клапана 16 для подачи эжектирующего газа (например, сжатого воздуха) по магистрали 15, включается кольцевой эжектор 11, сила тяги которого способствует уменьшению времени поворота. По окончании поворота герметизирующий экран 5 прижимается к плоскости торца сопла 2 и изолирует от окружающей среды объем сопла 2 и камеры сгорания 1.During the operation of the solid propellant rocket engine, the solid fuel quencher is located outside the high-temperature gas stream. Upon completion of the operation of the solid propellant rocket motor at the time of the pressure drop in the combustion chamber 1, the pressure sensor 10 up to a predetermined quenching start signal gives a signal to activate the displacement actuator 4 of the rotary rod-pipe 3. At the same time, a signal is issued to open the control valve 16 for supplying ejection gas (for example, compressed air) on the highway 15, the annular ejector 11 is turned on, the traction of which helps to reduce the turn time. At the end of the rotation, the sealing screen 5 is pressed against the plane of the end face of the nozzle 2 and isolates the volume of the nozzle 2 and the combustion chamber 1 from the environment.

На первом этапе гашения кольцевой эжектор 11 удаляет продукты догорания твердого топлива и создает давление разрежения, соответствующее высотным условиям. При этом степень разрежения контролируется датчиком давления 17, по сигналу которого формируются команды на управляющий клапан 16, задающий режим работы эжектора 11. Сила тяги, создаваемая эжектором 11, дополнительно поджимает герметизирующий экран 5 к торцевой поверхности среза сопла 2, увеличивая контактное давление герметизации. Эжектирующий газ (например, сжатый воздух) обтекает пилоны 18 и закрепленный на них распылительный насадок 9 и охлаждает их.At the first stage of extinguishing, the annular ejector 11 removes the products of burning of solid fuel and creates a vacuum pressure corresponding to high-altitude conditions. In this case, the degree of rarefaction is controlled by a pressure sensor 17, by the signal of which commands to the control valve 16 are generated, which sets the operation mode of the ejector 11. The traction force created by the ejector 11 additionally compresses the sealing screen 5 to the end surface of the nozzle exit 2, increasing the contact pressure of the seal. The ejection gas (for example, compressed air) flows around the pylons 18 and the spray nozzles 9 mounted on them and cools them.

На втором этапе гашения поступает сигнал на открытие клапана 7 для гашения РДТТ с использованием хладагента. При открытом клапане 7 хладагент (например, вода) от источника хладагента 6 по поворотной штанге-трубе 3, коллектору 8 и каналам в пилонах 18 подается через распылительный насадок 9 в область камеры сгорания 1. Образующаяся в камере сгорания 1 парогазовая смесь через сопло 2 удаляется кольцевым эжектором 11, расположенным соосно относительно распылительного насадка 9. При этом давление парогазовой смеси контролируется датчиком давления 17, по сигналу которого формируются команды на управляющий клапан 16, задающий режим работы эжектора. Реализуется схема эффективного гашения с организацией осесимметричного течения, характеризующегося интенсивным тепломассообменом - хладагент подается вдоль оси РДТТ, а высокотеплоемкая парогазовая смесь удаляется по периферии с непрерывным циклом работы кольцевого эжектора. При этом разрежение, создаваемое кольцевым эжектором 11, способствует более полному испарению хладагента (например, воды) для исключения его скопления в нижней части корпуса РДТТ, что является одним из основных требований к условиям гашения РДТТ (см. Конструкция и отработка РДТТ. / Под редакцией A.M. Виницкого. - М.: Машиностроение, 1980. - Стр. 118).In the second stage of extinguishing, a signal is received to open the valve 7 for extinguishing solid propellant solid-propellant rocket with the use of refrigerant. When valve 7 is open, refrigerant (for example, water) is supplied from the refrigerant source 6 through the rotary rod-pipe 3, the collector 8 and the channels in the pylons 18 through the spray nozzles 9 to the area of the combustion chamber 1. The vapor-gas mixture formed in the combustion chamber 1 is removed through the nozzle 2 an annular ejector 11 located coaxially relative to the spray nozzle 9. The pressure of the vapor-gas mixture is controlled by a pressure sensor 17, the signal of which generates commands to the control valve 16, which sets the operation mode of the ejector. An effective quenching scheme is implemented with the organization of an axisymmetric flow characterized by intense heat and mass transfer - the refrigerant is supplied along the solid propellant axis, and the high-heat vapor-gas mixture is removed along the periphery with a continuous cycle of the ring ejector. At the same time, the vacuum created by the annular ejector 11 contributes to a more complete evaporation of the refrigerant (for example, water) to prevent its accumulation in the lower part of the solid propellant rocket motor, which is one of the basic requirements for the solidification of solid propellant rocket engines (see Design and testing of solid propellant rocket motors. / Ed. AM Vinitsky. - M.: Mechanical Engineering, 1980. - P. 118).

В случае повышенных требований к степени осушения РДТТ кольцевой эжектор 11 продолжает работать до необходимой степени осушения РДТТ после прекращения подачи хладагента через распылительный насадок 9.In the case of increased requirements for the degree of dehumidification of the solid propellant rocket motor, the annular ejector 11 continues to operate to the required degree of dehumidification of the solid propellant rocket motor after the supply of refrigerant through the spray nozzle 9 is stopped.

Таким образом, предлагаемая установка для гашения ракетного двигателя на твердом топливе при испытаниях позволяет на первом этапе гашения изолировать от окружающей среды объем камеры сгорания и сопла с созданием в нем давления разрежения, соответствующего высотным условиям, а на втором этапе гашения обеспечивает эффективное гашение с интенсивным испарением хладагента и последующим дополнительным осушением. В итоге удается получить достоверную информацию о состоянии материальной части и работоспособности РДТТ, подвергающихся после окончания работы в высотных условиях характерным эффектам последействия, в том числе тепловому повреждению силовых элементов конструкции.Thus, the proposed installation for extinguishing a solid propellant rocket engine during testing allows isolating the volume of the combustion chamber and nozzle from the environment at the first stage of extinguishing and creating a vacuum pressure in it corresponding to high-altitude conditions, and at the second stage of extinguishing provides efficient quenching with intensive evaporation refrigerant and subsequent additional drainage. As a result, it is possible to obtain reliable information about the state of the material part and the performance of the solid propellant rocket engines, which, after completion of work in high-altitude conditions, undergo the characteristic effects of the aftereffect, including thermal damage to the structural elements.

Claims (2)

1. Установка для гашения ракетного двигателя на твердом топливе при испытаниях, содержащая поворотную штангу-трубу, связанную с приводом ее перемещения, распылительный насадок, источник хладагента и герметизирующий экран, отличающаяся тем, что на герметизирующем экране соосно распылительному насадку размещен кольцевой эжектор, содержащий сопло эжектирующего газа, сопло эжектируемого газа и диффузор, при этом сопло эжектируемого газа образовано наружной поверхностью распылительного насадка и охватывающей распылительный насадок наружной поверхностью сопла эжектирующего газа, а на магистрали подвода эжектирующего газа установлен управляющий клапан, причем на герметизирующем экране установлен датчик давления.1. Installation for extinguishing a solid propellant rocket engine during testing, comprising a rotary rod-pipe associated with its displacement drive, a spray nozzle, a refrigerant source and a sealing screen, characterized in that an annular ejector containing a nozzle is placed on the sealing screen coaxially with the spray nozzle an ejection gas, an ejected gas nozzle and a diffuser, wherein the ejected gas nozzle is formed by the outer surface of the spray nozzle and surrounding the spray nozzle hydrochloric gas ejecting surface of the nozzle, and the propellant gas feed line control valve is mounted, wherein the screen is mounted on the sealing pressure sensor. 2. Установка для гашения ракетного двигателя на твердом топливе при испытаниях по п. 1, отличающаяся тем, что распылительный насадок закреплен на пилонах внутри диффузора, а в пилонах выполнены каналы, соединяющие распылительный насадок с коллектором подачи хладагента, установленным с наружной стороны диффузора, причем полость коллектора соединяется с источником хладагента через штангу-трубу.2. Installation for extinguishing a solid propellant rocket engine during the tests of claim 1, characterized in that the spray nozzle is mounted on the pylons inside the diffuser, and the channels connecting the spray nozzle to the refrigerant supply manifold mounted on the outside of the diffuser are made in the pylons, moreover the collector cavity is connected to a source of refrigerant through a rod-pipe.
RU2016106442A 2016-02-24 2016-02-24 Set to quench rocket engine solid fuel during the test RU2620460C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106442A RU2620460C1 (en) 2016-02-24 2016-02-24 Set to quench rocket engine solid fuel during the test

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106442A RU2620460C1 (en) 2016-02-24 2016-02-24 Set to quench rocket engine solid fuel during the test

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2620460C1 true RU2620460C1 (en) 2017-05-25

Family

ID=58881531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016106442A RU2620460C1 (en) 2016-02-24 2016-02-24 Set to quench rocket engine solid fuel during the test

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2620460C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2493725A (en) * 1946-06-24 1950-01-03 Helen C Mcmorris Partial burning apparatus
SU1040901A1 (en) * 1981-05-27 1991-12-23 Предприятие П/Я М-5147 Rig for testing combustion chamber
RU2261425C1 (en) * 2004-02-09 2005-09-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Stand for testing ramjet engines
RU2429415C1 (en) * 2010-01-22 2011-09-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ Method to recover small-size solid-propellant rocket engines
RU2514326C1 (en) * 2013-01-30 2014-04-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Unit for testing high-altitude solid-propellant rocket engines

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2493725A (en) * 1946-06-24 1950-01-03 Helen C Mcmorris Partial burning apparatus
SU1040901A1 (en) * 1981-05-27 1991-12-23 Предприятие П/Я М-5147 Rig for testing combustion chamber
RU2261425C1 (en) * 2004-02-09 2005-09-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Stand for testing ramjet engines
RU2429415C1 (en) * 2010-01-22 2011-09-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ Method to recover small-size solid-propellant rocket engines
RU2514326C1 (en) * 2013-01-30 2014-04-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Unit for testing high-altitude solid-propellant rocket engines

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВОЛКОВ В.Т. и др., Исследование и стендовая отработка ракетных двигателей на твердом топливе, Москва, МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2007, стр. 79-82, рис. 4.19. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4023355A (en) Combination diffuser, thermal barrier, and interchamber valve for rockets
RU2620460C1 (en) Set to quench rocket engine solid fuel during the test
US3340691A (en) Command controllable self-pressurizing liquid injection system
CN113915029A (en) Test device for nozzle throat lining of rocket engine
US2720749A (en) Nozzle closure assembly
RU2514326C1 (en) Unit for testing high-altitude solid-propellant rocket engines
RU2559903C1 (en) Plant for damping operating solid-propellant rocket engine when being tested in gas-dynamic pipe
Gelain et al. Design and commissioning of the MOUETTE hybrid rocket slab burner
Börner et al. Experimental study of a laser-ignited liquid cryogenic rocket engine
GB802703A (en) Improvements in combustion apparatus and igniting devices therefor
US2998703A (en) Reso-jet igniter
RU2580239C1 (en) Apparatus for damping solid propellant rocket engine during tests
US20230147062A1 (en) Pulse Detonation Wave Generator
RU2500913C1 (en) Device to ignite charge of solid-propellant rocket engine
RU2604471C1 (en) Plant for damping of solid-propellant rocket engine during tests
CN115560990A (en) Supersonic gas-solid two-phase transverse jet flow experiment platform and jet flow measurement method
RU2313683C1 (en) Jet engine
Judd et al. Development testing of a LOX/methane engine for in-space propulsion
RU2647747C1 (en) Apparatus for damping solid propellant rocket engine during tests
RU2351788C1 (en) Guided missile solid-propellant rocket engine, solid propellant igniter and rocket engine nozzle assembly
CN113309635A (en) Solid-liquid mixed engine multi-starting igniter and method
RU2229911C2 (en) Fire extinguishing system
RU2740877C1 (en) Fire extinguishing aerosol generator
RU2211937C2 (en) Pulse solid-propellant rocket engine
RU2562822C2 (en) Aircraft gas turbine engine and method of its speedup

Legal Events

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

Effective date: 20200225