RU2622141C1 - Solid fuel rocket engine - Google Patents

Solid fuel rocket engine Download PDF

Info

Publication number
RU2622141C1
RU2622141C1 RU2016104688A RU2016104688A RU2622141C1 RU 2622141 C1 RU2622141 C1 RU 2622141C1 RU 2016104688 A RU2016104688 A RU 2016104688A RU 2016104688 A RU2016104688 A RU 2016104688A RU 2622141 C1 RU2622141 C1 RU 2622141C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
solid fuel
rocket engine
flow tube
engine
Prior art date
Application number
RU2016104688A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Викторович Лянгузов
Дмитрий Александрович Пьянков
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 RU2016104688A priority Critical patent/RU2622141C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2622141C1 publication Critical patent/RU2622141C1/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
    • F02K9/08Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants
    • F02K9/28Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants having two or more propellant charges with the propulsion gases exhausting through a common nozzle

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: solid fuel rocket engine contains two casing halves, front and rear, equipped with front and rear end-burning half-charges, the open face ends of which face each other, and a nozzle cluster and ignitor which are gas-connected with the casing halves. The nozzle cluster is made as a single central nozzle gas-connected to the face ends of the half-charges via a flow pipe running through the rear half-charge. The rear half-charge is separated from the flow pipe which runs inside an armoured channel in the rear half-charge. The central nozzle is installed on a mounting flange which is on the rear casing half.
EFFECT: invention allows decreasing the engine transverse dimensions, increasing the total burn, avoiding thermal effect on the rear casing half, simplifying the structure of the engine and improving its design for manufacturability.
7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании ракетного двигателя твердого топлива с большим временем работы.The invention relates to rocket technology and can be used to create a rocket engine of solid fuel with a long operating time.

Известно, что для увеличения времени работы ракетного двигателя твердого топлива, за счет увеличения толщины горящего свода, применяются заряды торцевого горения [Ерохин Б.Т. Теория внутрикамерных процессов и проектирование РДТТ: учебник для высших технических учебных заведений. М.: машиностроение. 1991. - 560 с.: ил., страница 15, рис. 1.7]. При выгорании заряда торцевого горения во время работы двигателя центр масс рассматриваемого двигателя (и ракеты) существенно смещается вдоль продольной оси, что в ряде случаев неприемлемо.It is known that to increase the operating time of a rocket engine of solid fuel, by increasing the thickness of the burning arch, end-combustion charges are used [Erokhin B.T. Theory of internal chamber processes and design of solid propellant rocket engines: a textbook for higher technical educational institutions. M .: mechanical engineering. 1991 .-- 560 pp., Ill., Page 15, fig. 1.7]. When the end-combustion charge burns out during engine operation, the center of mass of the engine in question (and the rocket) is substantially shifted along the longitudinal axis, which in some cases is unacceptable.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому изобретению является двигатель с двумя торцевыми зарядами, в котором «для устранения смещения центра массы ракеты во время работы двигателя торцевой заряд заменен двумя полузарядами торцевого горения, горящими навстречу друг другу» [Абугов Д.И., Бобылев В.М. Теория и расчет ракетных двигателей твердого топлива. Учебник для машиностроительных вузов. – М.: Машиностроение, 1987. - 272 с.: ил., страница 86, рис. 5.7]. Ракетный двигатель твердого топлива содержит два (передний и задний) полукорпуса, снаряженных передним и задним полузарядами торцевого горения, открытые торцы которых обращены друг к другу. Сопловой блок и воспламенитель газосвязаны с полукорпусами. При этом сопловой блок образован равномерно расположенными по окружности полукорпуса несколькими (не менее двух) боковыми соплами, установленными на цилиндрической поверхности полукорпуса под некоторым углом к продольной оси двигателя. Рассматриваемая схема обладает рядом недостатков:The closest in technical essence and the achieved positive effect to the proposed invention is an engine with two end charges, in which “to eliminate the displacement of the center of mass of the rocket during engine operation, the end charge is replaced by two end-charge semi-charges burning towards each other” [D. Abugov ., Bobylev V.M. Theory and calculation of solid propellant rocket engines. Textbook for engineering universities. - M.: Mechanical Engineering, 1987. - 272 p.: Ill., Page 86, Fig. 5.7]. A solid fuel rocket engine contains two (front and rear) half-shells equipped with front and rear half-charges of face combustion, the open ends of which are facing each other. The nozzle block and the igniter are gas-connected to the half-bodies. In this case, the nozzle block is formed by several (at least two) side nozzles evenly spaced around the circumference of the half-housing, mounted on the cylindrical surface of the half-housing at an angle to the longitudinal axis of the engine. The considered circuit has several disadvantages:

- боковые сопла увеличивают как поперечные габариты двигателя, так и аэродинамическое сопротивление ракеты;- side nozzles increase both the transverse dimensions of the engine and the aerodynamic drag of the rocket;

- суммарный импульс тяги и тяга двигателя от боковых сопел меньше, чем от центрального сопла, т.к. указанные величины определяются проекцией тяги от установленных под некоторым углом боковых сопел на продольную ось двигателя (определяются косинусом угла установки боковых сопел, а косинус этого угла меньше единицы);- the total thrust impulse and engine thrust from the side nozzles are less than from the central nozzle, because the indicated values are determined by the projection of the thrust from the lateral nozzles installed at a certain angle onto the longitudinal axis of the engine (determined by the cosine of the angle of installation of the lateral nozzles, and the cosine of this angle is less than unity);

- увеличенное тепловое воздействие на задний полукорпус от струи продуктов сгорания из боковых сопел. При увеличении угла наклона боковых сопел тепловое воздействие уменьшается, но суммарный импульс тяги и тяга также уменьшаются;- increased thermal effect on the rear half-housing from the jet of combustion products from the side nozzles. With an increase in the angle of inclination of the side nozzles, the thermal effect decreases, but the total thrust momentum and thrust also decrease;

- увеличенный эксцентриситет тяги от боковых сопел (который во много раз больше, чем от центрального сопла);- increased eccentricity of the thrust from the side nozzles (which is many times greater than from the central nozzle);

- увеличенная масса конструкции двигателя, содержащего не осесимметричные (т.е. достаточно тяжелые) узлы сопряжения боковых сопел с цилиндрическим корпусом. Отметим, что даже при отсутствии указанных узлов, масса конструкции двух сопел почти в два раза больше одного (при одинаковых суммарных площадях критического сечения);- increased mass of the engine structure containing non-axisymmetric (i.e., rather heavy) mating nodes of the side nozzles with the cylindrical body. Note that even in the absence of these nodes, the mass of the construction of two nozzles is almost two times more than one (with the same total critical cross-sectional areas);

- при креплении торцевого полузаряда в полукорпусе требуются компенсирующие элементы, снижающие напряженно-деформированное состояние полузаряда до приемлемого уровня. Конструкция компенсирующих элементов торцевого монолитного заряда достаточно сложна и капризна в отработке;- when attaching the front half-charge in the half-shell, compensating elements are required that reduce the stress-strain state of the half-charge to an acceptable level. The design of the compensating elements of the end monolithic charge is quite complex and capricious in mining;

- конструкция, содержащая не осесимметричные узлы сопряжения боковых сопел с цилиндрическим корпусом получается сложной, нетехнологичной.- a design containing non-axisymmetric interface nodes of the side nozzles with a cylindrical body is complex, non-technological.

Технической задачей настоящего изобретения является уменьшение поперечных габаритов двигателя и уменьшение аэродинамического сопротивления ракеты, увеличение суммарного импульса тяги, исключение теплового воздействия на задний полукорпус, уменьшение эксцентриситета тяги, снижение массы, упрощение конструкции и упрощение крепления полузаряда, улучшение технологичности конструкции.The technical task of the present invention is to reduce the transverse dimensions of the engine and decrease the aerodynamic drag of the rocket, increase the total thrust impulse, eliminate thermal effects on the rear half-hull, reduce the eccentricity of thrust, reduce weight, simplify the design and simplify the attachment of the semi-charge, improve the manufacturability of the structure.

Сущность изобретения заключается в том, что в ракетном двигателе твердого топлива, содержащем два (передний и задний) полукорпуса, снаряженных передним и задним полузарядами торцевого горения, открытые торцы которых обращены друг к другу, сопловой блок и воспламенитель, газосвязанные с полукорпусами, сопловой блок выполнен в виде одного центрального сопла, газосвязанного с открытыми торцами полузарядов расходной трубой, пропущенной через задний полузаряд, при этом центральное сопло установлено на крепежном фланце, выполненном на заднем полукорпусе. Через передний полузаряд может быть пропущена расходная труба, а передний полукорпус с передним полузарядом и задний полукорпус с задним полузарядом могут быть выполнены взаимозаменяемыми. Воспламенитель может быть размещен внутри расходной трубы на крышке, установленной на крепежный фланец. Расходная труба может крепиться к полукорпусу посредством технологического разъема. Задний полузаряд может быть отделен от расходной трубы, которая проходит внутри канала, выполненного в заднем полузаряде, причем поверхность канала покрыта бронировкой. Между задним полузарядом и расходной трубой может быть выполнен зазор, при этом в зазоре между бронировкой и расходной трубой размещен антиадгезионный слой. Длина расходной трубы может быть меньше длины канала заднего полузаряда. Толщина расходной трубы или бронировки может быть выполнена переменной, увеличивающейся к крепежному фланцу.The essence of the invention lies in the fact that in a rocket engine of solid fuel containing two (front and rear) half-shells, equipped with front and rear half-charges of end combustion, the open ends of which are facing each other, the nozzle block and the ignitor, gas-connected with the half-shells, the nozzle block is made in the form of one central nozzle, gas-connected with the open ends of the half-charges by a flow tube passed through the rear half-charge, while the central nozzle is mounted on a mounting flange made on the back m half-hull. A flow tube may be passed through the front half charge, and the front half shell with the front half charge and the rear half shell with the rear half charge can be interchangeable. The igniter can be placed inside the flow pipe on the cover mounted on the mounting flange. The flow tube can be attached to the half-shell through a process connector. The rear half charge can be separated from the flow tube, which passes inside the channel made in the rear half charge, and the surface of the channel is covered with an armor. A gap can be made between the back half charge and the feed pipe, and a release layer is placed in the gap between the reservation and the feed pipe. The length of the flow tube may be less than the length of the channel of the rear half charge. The thickness of the flow tube or armor can be made variable, increasing to the mounting flange.

Технический результат достигается за счет того, что пропущенная через задний полузаряд расходная труба обеспечивает газосвязь внутрикамерного объема между открытыми торцами полузарядов с соплом, установленным на крепежном фланце, выполненном на заднем полукорпусе. Тем самым обеспечивается возможность выполнения соплового блока в виде одного центрального сопла. А это, в свою очередь, приводит к решению указанных технических задач изобретения. Одно центральное сопло обеспечивает уменьшение поперечных габаритов двигателя, уменьшение аэродинамического сопротивления ракеты и исключение теплового воздействия на задний полукорпус. Суммарный импульс тяги и тяга двигателя определяются проекцией тяги от сопел на продольную ось двигателя. В связи с тем, что центральное сопло направлено по оси двигателя, суммарный импульс тяги и тяга двигателя получаются максимальными (косинус нулевого угла равен единице). Эксцентриситет тяги от осесимметричного сопла (газового тракта) существенно меньше, чем от бокового сопла, газовый тракт которого образован несколькими участками, сопрягаемыми друг с другом под углом. Масса осесимметричной конструкции двигателя меньше, чем масса содержащего не осесимметричные (т.е. достаточно тяжелые) узлы сопряжения боковых сопел с цилиндрическим корпусом. Дополнительная масса расходной трубы компенсируется тем, что масса конструкции двух сопел почти в два раза больше одного сопла (при одинаковых суммарных площадях критического сечения). Крепление воспламенителя на крышке, установленной на крепежный фланец, и размещение его внутри расходной трубы обеспечивает малую массу узлов крепления воспламенителя, малые габариты, простоту конструкции. Упрощение конструкции, улучшение ее технологичности достигается следующим. Во-первых, узлы и детали имеют осесимметричную форму, что уже приводит к упрощению конструкции. Во-вторых, передний и задний полукорпуса, снаряженные передним и задним полузарядами, выполнены взаимозаменяемыми. Взаимозаменяемость полузарядов и полукорпусов сокращает номенклатуру технологической оснастки и объем необходимой отработки. В-третьих, расходная труба крепится к полукорпусу посредством технологического разъема, обеспечивающего возможность изготовления полузарядов отдельно от расходной трубы. Упрощение крепления полузаряда достигается следующим. Как вкладной, так и прочноскрепленный заряд торцевого горения должен быть забронирован по цилиндрической поверхности. При большом времени работы толщина бронировки требуется достаточно большой, что ухудшает параметры двигателя. При склейке бронировки с корпусом, бронировка превращается в теплозащитное покрытие корпуса. При этом толщину указанного теплозащитного покрытия корпуса можно выполнить переменной, сократив в два раза его массу. Однако при указанной склейке бронировки с корпусом, в процессе эксплуатации изделия при различных температурах напряженно-деформированное состояние в заряде, скрепленном с корпусом, оказывается неприемлемым по критерию прочности заряда. Требуется разгружающий заряд (полузаряд) элемент (раскрепление), который для монолитного торцевого заряда известен, но достаточно сложен. Наиболее простым раскрепляющим заряд элементом является продольный сквозной канал в заряде. Таким образом, канал не только обеспечивает размещение расходной трубы, но и является раскрепляющим полузаряд элементом, снижающим уровень напряженно-деформированного состояния в полузаряде в процессе эксплуатации до приемлемого значения. Т.е. канал упрощает крепление полузаряда в полукорпусе. Для того чтобы канал выполнял свою функцию элемента, раскрепляющего полузаряд, полузаряд должен быть отделен от расходной трубы, а между бронировкой и расходной трубой необходим зазор. В указанном зазоре размещен антиадгезионный слой для предотвращения залипания участков полузаряда на расходной трубе. Для исключения прогрева полузаряда потоком продуктов сгорания в расходной трубе толщина расходной трубы или бронировки выполнена переменной, увеличивающейся к крепежному фланцу. Для снижения массы длина расходной трубы выполняется меньшей длины забронированного канала заднего полузаряда, т.к. некоторое время (пока не прогреется) бронировка выполняет функции расходной трубы.The technical result is achieved due to the fact that the flow tube passed through the rear half-charge provides gas connection of the intracameral volume between the open ends of the half-charges with the nozzle mounted on the mounting flange made on the rear half-shell. This makes it possible to make the nozzle block in the form of one central nozzle. And this, in turn, leads to the solution of these technical problems of the invention. One central nozzle provides a reduction in the transverse dimensions of the engine, a decrease in the aerodynamic drag of the rocket and the exclusion of thermal effects on the rear half-shell. The total thrust momentum and engine thrust are determined by the projection of the thrust from the nozzles onto the longitudinal axis of the engine. Due to the fact that the central nozzle is directed along the axis of the engine, the total thrust momentum and engine thrust are maximized (the cosine of the zero angle is equal to unity). The eccentricity of the thrust from the axisymmetric nozzle (gas path) is significantly less than from the side nozzle, the gas path of which is formed by several sections, mating with each other at an angle. The mass of the axisymmetric design of the engine is less than the mass of the non-axisymmetric (i.e., rather heavy) junctions of the side nozzles and the cylindrical body. The additional mass of the supply pipe is compensated by the fact that the mass of the construction of two nozzles is almost two times greater than one nozzle (with the same total critical cross-sectional areas). Mounting the igniter on the cover mounted on the mounting flange, and placing it inside the flow tube provides a small mass of attachment points of the ignitor, small dimensions, simplicity of design. Simplification of the design, improvement of its manufacturability is achieved as follows. Firstly, the nodes and parts have an axisymmetric shape, which already leads to a simplification of the design. Secondly, the front and rear half-shells, equipped with front and rear half-charges, are made interchangeable. The interchangeability of half-charges and half-shells reduces the range of technological equipment and the amount of necessary development. Thirdly, the feed pipe is attached to the half-shell by means of a technological connector, which enables the manufacture of half charges separately from the feed pipe. Simplification of the fastening of the semi-charge is achieved as follows. Both the plug-in and the strongly bonded end-combustion charge must be reserved on a cylindrical surface. With a long working time, the thickness of the armor is required sufficiently large, which affects the engine parameters. When gluing a reservation with a case, the reservation turns into a heat-protective coating of the case. At the same time, the thickness of the specified heat-protective coating of the housing can be made variable by halving its weight. However, with the indicated bonding of the reservation with the housing, during operation of the product at various temperatures, the stress-strain state in the charge bonded to the housing is unacceptable by the criterion of charge strength. An unloading charge (half-charge) element (unfastening) is required, which is known for a monolithic end charge, but rather complicated. The simplest charge-releasing element is a longitudinal through channel in the charge. Thus, the channel not only ensures the placement of the flow tube, but also serves as a half-charge release element that reduces the level of the stress-strain state in the half charge during operation to an acceptable value. Those. the channel simplifies the fastening of the semi-charge in the half-shell. In order for the channel to fulfill its function as an element detaching a half charge, the half charge must be separated from the feed pipe, and a gap is required between the reservation and the feed pipe. A release layer is placed in said gap to prevent sticking of the semi-charge portions on the flow tube. To prevent half-heating by the flow of combustion products in the flow tube, the thickness of the flow tube or armor is made variable, increasing towards the mounting flange. To reduce the mass, the length of the flow tube is less than the length of the reserved channel of the rear half charge, because for some time (until it warms up) the reservation serves as a supply pipe.

Данное техническое решение неизвестно из патентной и технической литературы.This technical solution is unknown from the patent and technical literature.

Изобретение поясняется фигурой, на которой показан ракетный двигатель твердого топлива в разрезе.The invention is illustrated by the figure, which shows a rocket engine of solid fuel in the context.

Ракетный двигатель твердого топлива содержит два полукорпуса: передний полукорпус 1 и задний полукорпус 2. Полукорпусы 1 и 2 соответственно снаряжены передним (3) и задним (4) полузарядами торцевого горения, открытые торцы 5 которых обращены друг к другу (во внутрикамерный объем 6). Через задний полузаряд 4 пропущена расходная труба 7. На заднем полукорпусе 2 выполнен крепежный фланец 8. Центральное сопло 9 установлено на крепежном фланце 8, выполненном на заднем полукорпусе 2. Расходная труба 7 газосвязывает внутрикамерный объем 6 с центральным соплом 9. Через передний полузаряд 3 по аналогии с задним полузарядом 4 пропущена расходная труба 7. При этом передний полукорпус 1 и задний полукорпус 2, снаряженные соответственно передним полузарядом 3 и задним полузарядом 4, выполнены взаимозаменяемыми. На переднем полукорпусе 1 (как и на заднем 2) выполнен крепежный фланец 8. Расходная труба 7 крепится к полукорпусу (1, 2) посредством технологического разъема 10. На крепежный фланец 8 переднего полукорпуса 1 установлена крышка 11. Воспламенитель 12 размещен внутри расходной трубы 7 на крышке 11, установленной на крепежный фланец 8. Расходная труба 7 проходит внутри канала 13 заднего полузаряда 4, тем самым задний полузаряд 4 отделен от расходной трубы 7. Поверхность канала 13 покрыта бронировкой 14. Между задним полузарядом 4 и расходной трубой 7 выполнен зазор 15. В зазоре 15 между бронировкой 14 и расходной трубой 7 размещен антиадгезионный слой 16 (например, фторопластовая пленка). Ввиду взаимозаменяемости полукорпусов 1, 2 и полузарядов 3, 4, сопряжение расходной трубы 7 с передним полузарядом 3 аналогично вышеописанному сопряжению с задним полузарядом 4. Длина расходной трубы 7 меньше длины забронированного канала 13 заднего полузаряда 4. Толщина расходной трубы 7 или бронировки 14 выполнена переменной, увеличивающейся к крепежному фланцу 8.The solid fuel rocket engine contains two half-hulls: the front half-hull 1 and the rear half-hull 2. Half-hulls 1 and 2 are respectively equipped with front (3) and rear (4) end-combustion half-charges, the open ends 5 of which are facing each other (into the intracameral volume 6). A flow pipe 7 is passed through the rear half charge 4. A mounting flange is made on the rear half-housing 2. The central nozzle 9 is mounted on a mounting flange 8 made on the rear half-housing 2. The flow pipe 7 connects the chamber 6 with the central nozzle 9. Through the front half-charge 3, By analogy with the rear half charge 4, the flow tube 7 is skipped. In this case, the front half shell 1 and the rear half shell 2, equipped with the front half charge 3 and the rear half charge 4, respectively, are made interchangeable. A mounting flange 8 is made on the front half housing 1 (as well as on the rear 2). The flow tube 7 is attached to the half housing (1, 2) by means of a process connector 10. A cover 11 is mounted on the mounting flange 8 of the front half housing 1. The igniter 12 is located inside the flow pipe 7 on the cover 11 mounted on the mounting flange 8. The flow pipe 7 passes inside the channel 13 of the rear half charge 4, thereby the rear half charge 4 is separated from the flow pipe 7. The surface of the channel 13 is covered with a reservation 14. Between the rear half charge 4 and the flow pipe 7 is made gap 15. In the gap 15 between the reservation 14 and the flow tube 7, a release layer 16 is placed (for example, a fluoroplastic film). Due to the interchangeability of the half-shells 1, 2 and half-charges 3, 4, the pairing of the flow tube 7 with the front half-charge 3 is similar to the above pairing with the rear half-charge 4. The length of the flow pipe 7 is less than the length of the reserved channel 13 of the rear half-charge 4. The thickness of the flow pipe 7 or reservation 14 is made variable increasing to the mounting flange 8.

Устройство работает следующим образом. В процессе хранения и эксплуатации двигателя при отклонениях среднеобъемной температуры полузаряда от равновесного значения напряженно-деформированное состояние полузарядов 3, 4 интенсифицируется. Возникают отрывные напряжения на границе заряд-корпус и тангенциальные напряжения на поверхности канала 13. При достаточном диаметре канала 13 (более чем 0,15 наружного диаметра полузаряда 3, 4), указанные напряжения не превышают допустимых значений. Канал 13 также разгружает полузаряды 3, 4 в процессе работы двигателя при деформации полукорпусов 1, 2 от внутрикамерного давления. Таким образом, исключается появление трещин в полузарядах при их эксплуатации и работе. Запуск ракетного двигателя происходит при срабатывании воспламенителя 12, продукты сгорания которого по расходной трубе 7 поступают во внутрикамерный объем 6. Открытые торцы 5 переднего (3) и заднего (4) полузарядов воспламеняются, и по мере выгорания полузарядов 3, 4 перемещаются, увеличивая внутрикамерный объем 6. Продукты сгорания полузарядов 3, 4 из внутрикамерного объема 6 по расходной трубе 7 поступают к центральному соплу 9 и истекают из него, создавая тягу двигателя, направленную по оси центрального сопла 9. В процессе течения продуктов сгорания по расходной трубе 7 происходит ее нагрев. Вследствие того, что толщина расходной трубы 7 или бронировки 14 выполнена переменной, увеличивающейся к крепежному фланцу 8, прогрев различных по длине участков расходной трубы 7 на всю ее толщину происходит позже, чем выгорание соответствующих участков полузарядов 3, 4. При этом не происходит интенсивного прогрева расходной трубы 7 и бронировки 14 со стороны зазора 15, формирующего застойную зону. Первая порция горячих продуктов сгорания, поступивших при запуске двигателя в застойную зону, отдает часть тепла бронировке 14 и расходной трубе 7, снизив свою температуру. Данная порция остывших продуктов сгорания препятствует дальнейшему затеканию нового (т.е. горячего) газа в застойную зону зазора 15. Таким образом, обеспечена необходимая теплозащита полузарядов 3, 4 (как со стороны проточной части расходной трубы 7, так и со стороны зазора 15).The device operates as follows. During storage and operation of the engine when the volumetric average temperature of the semi-charge deviates from the equilibrium value, the stress-strain state of the semi-charges 3, 4 is intensified. Separate stresses arise at the charge-case interface and tangential stresses on the surface of channel 13. With a sufficient diameter of channel 13 (more than 0.15 of the outer diameter of the semi-charge 3, 4), these voltages do not exceed the permissible values. Channel 13 also unloads half-charges 3, 4 during engine operation during deformation of half-shells 1, 2 from intracameral pressure. Thus, the appearance of cracks in the semi-charges during their operation and operation is excluded. The rocket engine starts when the igniter 12 is triggered, the combustion products of which through the flow pipe 7 enter the intracameral volume 6. The open ends 5 of the front (3) and rear (4) half charges are ignited, and as the half charges 3, 4 burn out, they move, increasing the intracameral volume 6. The products of combustion of semi-charges 3, 4 from the intracameral volume 6 through the flow pipe 7 come to the central nozzle 9 and flow out of it, creating engine thrust directed along the axis of the central nozzle 9. In the course of the flow of products Rania flow pipe 7 by its heating occurs. Due to the fact that the thickness of the flow tube 7 or the armor 14 is made variable, increasing towards the mounting flange 8, heating of the lengthwise sections of the flow tube 7 to its entire thickness occurs later than the burning of the corresponding sections of the half charges 3, 4. There is no intense heating the supply pipe 7 and the reservation 14 from the side of the gap 15, forming a stagnant zone. The first portion of the hot combustion products that arrived at the start of the engine in the stagnant zone, gives part of the heat to the reservation 14 and the flow tube 7, lowering its temperature. This portion of the cooled combustion products prevents the further flow of new (i.e., hot) gas into the stagnant zone of the gap 15. Thus, the necessary thermal protection of the semi-charges 3, 4 is provided (both from the side of the flow part of the flow pipe 7 and from the side of the gap 15) .

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения, по сравнению с прототипом, в качестве которого выбран двигатель с двумя торцевыми зарядами [Абугов Д.И., Бобылев В.М. Теория и расчет ракетных двигателей твердого топлива. Учебник для машиностроительных вузов. - М.: Машиностроение, 1987. - 272 с.: ил., страница 86, рис. 5.7], заключается в уменьшении поперечных габаритов двигателя, уменьшении аэродинамического сопротивления ракеты, увеличении суммарного импульса тяги, исключении теплового воздействия на задний полукорпус, уменьшении эксцентриситета тяги, снижении массы, упрощении конструкции и упрощении крепления полузаряда, улучшении технологичности конструкции.Technical and economic efficiency of the invention, compared with the prototype, which is selected as an engine with two end charges [Abugov DI, Bobylev V.M. Theory and calculation of solid propellant rocket engines. Textbook for engineering universities. - M.: Mechanical Engineering, 1987. - 272 p.: Ill., Page 86, Fig. 5.7], consists in reducing the transverse dimensions of the engine, decreasing the aerodynamic drag of the rocket, increasing the total thrust impulse, eliminating the thermal effect on the rear half-hull, reducing the eccentricity of the thrust, reducing the weight, simplifying the design and simplifying the attachment of the semi-charge, and improving the technological design.

Claims (7)

1. Ракетный двигатель твердого топлива, содержащий два полукорпуса - передний и задний, снаряженные передним и задним полузарядами торцевого горения, открытые торцы которых обращены друг к другу, сопловой блок и воспламенитель, газосвязанные с полукорпусами, отличающийся тем, что сопловой блок выполнен в виде одного центрального сопла, газосвязанного с открытыми торцами полузарядов расходной трубой, пропущенной через задний полузаряд, а задний полузаряд отделен от расходной трубы, которая проходит внутри канала, выполненного в заднем полузаряде, причем поверхность канала покрыта бронировкой, при этом центральное сопло установлено на крепежном фланце, выполненном на заднем полукорпусе.1. A rocket engine of solid fuel containing two half-bodies - front and rear, equipped with front and rear half-shells of end combustion, the open ends of which are facing each other, a nozzle block and an ignitor, gas-connected with the half-shells, characterized in that the nozzle block is made in the form of one the central nozzle, gas-connected with the open ends of the half-charges by a flow pipe passed through the rear half-charge, and the rear half-charge is separated from the flow pipe, which passes inside the channel made in the rear luzaryad, and the surface of the channel is covered with a reservation, while the Central nozzle is mounted on a mounting flange made on the rear half-housing. 2. Ракетный двигатель твердого топлива по п. 1, отличающийся тем, что через передний полузаряд пропущена расходная труба, а передний полукорпус с передним полузарядом и задний полукорпус с задним полузарядом выполнены взаимозаменяемыми.2. A solid fuel rocket engine according to claim 1, characterized in that a flow tube is passed through the front half charge and the front half housing with the front half charge and the rear half housing with the rear half charge are interchangeable. 3. Ракетный двигатель твердого топлива по п. 1, отличающийся тем, что воспламенитель размещен внутри расходной трубы на крышке, установленной на крепежный фланец.3. The solid fuel rocket engine according to claim 1, characterized in that the igniter is located inside the flow pipe on the cover mounted on the mounting flange. 4. Ракетный двигатель твердого топлива по п. 1, отличающийся тем, что расходная труба крепится к полукорпусу посредством технологического разъема.4. The solid fuel rocket engine according to claim 1, characterized in that the flow tube is attached to the half-shell through a process connector. 5. Ракетный двигатель твердого топлива по п. 1, отличающийся тем, что между задним полузарядом и расходной трубой выполнен зазор, при этом в зазоре между бронировкой и расходной трубой размещен антиадгезионный слой.5. The solid fuel rocket engine according to claim 1, characterized in that a gap is made between the rear half charge and the flow tube, and a release layer is placed in the gap between the reservation and the flow tube. 6. Ракетный двигатель твердого топлива по п. 1, отличающийся тем, что длина расходной трубы меньше длины канала заднего полузаряда.6. The solid fuel rocket engine according to claim 1, characterized in that the length of the flow tube is less than the length of the rear hemisphere channel. 7. Ракетный двигатель твердого топлива по п. 1, отличающийся тем, что толщина расходной трубы или бронировки выполнена переменной, увеличивающейся к крепежному фланцу.7. The solid fuel rocket engine according to claim 1, characterized in that the thickness of the flow tube or armor is made variable, increasing towards the mounting flange.
RU2016104688A 2016-02-11 2016-02-11 Solid fuel rocket engine RU2622141C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104688A RU2622141C1 (en) 2016-02-11 2016-02-11 Solid fuel rocket engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104688A RU2622141C1 (en) 2016-02-11 2016-02-11 Solid fuel rocket engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2622141C1 true RU2622141C1 (en) 2017-06-13

Family

ID=59068255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016104688A RU2622141C1 (en) 2016-02-11 2016-02-11 Solid fuel rocket engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2622141C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3122884A (en) * 1961-05-19 1964-03-03 Atlantic Res Corp Rocket motor
GB1303731A (en) * 1969-05-23 1973-01-17
US3765177A (en) * 1959-12-30 1973-10-16 Thiokol Chemical Corp Rocket motor with blast tube and case bonded propellant
US6148610A (en) * 1997-06-16 2000-11-21 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Solid propellant charge for a propulsion unit and propulsion unit equipped with such a charge
RU2445492C1 (en) * 2010-07-09 2012-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Dual-mode power plant

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3765177A (en) * 1959-12-30 1973-10-16 Thiokol Chemical Corp Rocket motor with blast tube and case bonded propellant
US3122884A (en) * 1961-05-19 1964-03-03 Atlantic Res Corp Rocket motor
GB1303731A (en) * 1969-05-23 1973-01-17
US6148610A (en) * 1997-06-16 2000-11-21 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Solid propellant charge for a propulsion unit and propulsion unit equipped with such a charge
RU2445492C1 (en) * 2010-07-09 2012-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Dual-mode power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3044255A (en) Powder propulsive for rockets or other self-propelled projectiles
RU2622141C1 (en) Solid fuel rocket engine
US2897649A (en) Igniter
RU2312999C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2383764C1 (en) Solid propellant rocket engine
RU2412369C1 (en) Solid propellant rocket engine (versions)
RU2468237C1 (en) Solid fuel gas generator
RU2446307C1 (en) Adjustable solid-propellant rocket engine
RU2424442C1 (en) Solid-propellant rocket engine start system and pressure intake of solid-propellant rocket engine
RU2429368C1 (en) Solid-propellant rocket engine (versions)
RU2675983C1 (en) Cumulative-high-explosive charge engine
RU2339829C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2211356C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU161009U1 (en) MOTOR INSTALLATION
RU2379540C1 (en) Rocket engine nozzle supersonic section
RU2698869C1 (en) Rocket engine of solid fuel
US3404532A (en) Self-sealing through-nozzle transfer system
RU187256U1 (en) TWO-MODE ROCKET ENGINE ON PASTE FUEL
RU2727116C1 (en) Solid fuel rocket engine
RU2386843C1 (en) Solid propellant rocket engine
RU2635427C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2498100C1 (en) Solid propellant rocket engine
RU2493401C1 (en) Solid propellant rocket engine
RU2715450C1 (en) Multi-mode rocket engine
RU2711328C1 (en) Charge rocket engine for de-mining charge

Legal Events

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

Effective date: 20180212