RU2633976C1 - Solid fuel gas generator - Google Patents
Solid fuel gas generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2633976C1 RU2633976C1 RU2016122675A RU2016122675A RU2633976C1 RU 2633976 C1 RU2633976 C1 RU 2633976C1 RU 2016122675 A RU2016122675 A RU 2016122675A RU 2016122675 A RU2016122675 A RU 2016122675A RU 2633976 C1 RU2633976 C1 RU 2633976C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas generator
- central
- hollow cylinder
- solid fuel
- filler
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/08—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants
- F02K9/32—Constructional parts; Details not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R5/00—Continuous combustion chambers using solid or pulverulent fuel
Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится преимущественно к авиационной, ракетной, нефтегазовой промышленности и может использоваться для создания потока с регулируемым массовым расходом газообразного низкотемпературного (менее 1000 K) рабочего тела, являющегося смесью продуктов сгорания твердого топлива и продуктов сублимации наполнителя. Известно также использование газогенератора твердого топлива при подводных аварийно-спасательных работах, когда возникает необходимость в оперативном получении большого количества сжатого газа, например для вытеснения воды, из глубоководного понтона при осуществлении судоподъема.The invention relates primarily to the aviation, rocket, oil and gas industry and can be used to create a stream with a controlled mass flow of a gaseous low-temperature (less than 1000 K) working fluid, which is a mixture of solid fuel combustion products and sublimation products of the filler. It is also known to use a solid fuel gas generator for underwater rescue operations when it becomes necessary to quickly obtain a large amount of compressed gas, for example, to displace water from a deep-sea pontoon during ship lifting.
Важной проблемой при создании газогенераторов твердого топлива является реализация возможности их неоднократного включения и регулирования массового расхода рабочего тела в процессе каждого включения. В ряде случаев рабочее тело является смесью продуктов сублимации наполнителя и продуктов сгорания твердого топлива. В качестве материалов, из которых изготовлены заряды наполнителя, могут выступать инертные и горючие твердые соединения, в том числе полиэтилен, полиизобутилен, полиметилметакрилат, парафин и др. В этом случае, если процесс сублимации наполнителя основан на обтекании его зарядов непосредственно продуктами сгорания твердого топлива, возникают технические проблемы регулирования массового расхода рабочего тела.An important problem when creating solid fuel gas generators is the realization of the possibility of their repeated inclusion and regulation of the mass flow of the working fluid during each inclusion. In some cases, the working fluid is a mixture of sublimation products of the filler and solid fuel combustion products. Inert and combustible solid compounds, including polyethylene, polyisobutylene, polymethylmethacrylate, paraffin, etc., can serve as materials from which the charges of the filler are made. In this case, if the process of sublimation of the filler is based on the flow of its charges directly from the solid fuel combustion products, there are technical problems of regulating the mass flow of the working fluid.
Известны многочисленные аналоги газогенераторов на твердом топливе и близкие к ним по конструкции регулируемые ракетные двигатели твердого топлива.Numerous analogs of solid fuel gas generators and adjustable solid propellant rocket engines close to them are known in design.
В патенте США № 4530396 предложено устройство, состоящее из двух зарядов, где регулирование расхода осуществляется по заданной циклограмме следующим образом. Верхний заряд, заключенный в герметичную оболочку, изготовляется из зерненого пороха, а пространство между зернами пороха заполнено маслом. Второй заряд расположен ниже и изготовлен из баллиститного пороха. Воспламенение осуществляется в центральном канале зарядов электровоспламенителем, либо в комбинации с быстрогорящим линейным воспламенителем различной длины. Первый заряд создает первоначальный импульс давления длительностью несколько десятков миллисекунд при большом расходе продуктов газификации. За ним следует протяженный по времени участок низкого расхода продуктов газификации. Недостатком такого газогенератора являются сложность изготовления герметичных зарядов из зерненного пороха, а также отсутствие возможности изменения в изготовленном устройстве продолжительности первоначального импульса и массового расхода на номинальном режиме.In US patent No. 4530396 proposed a device consisting of two charges, where the flow rate is controlled by a given sequence diagram as follows. The upper charge, enclosed in an airtight shell, is made of granular powder, and the space between the grains of powder is filled with oil. The second charge is located below and made of ballistic gunpowder. Ignition is carried out in the central channel of charges by an electric igniter, or in combination with a fast-burning linear igniter of various lengths. The first charge creates an initial pressure impulse lasting several tens of milliseconds with a large consumption of gasification products. This is followed by a lengthy stretch of low consumption of gasification products. The disadvantage of such a gas generator is the difficulty in manufacturing sealed charges from granular powder, as well as the inability to change the duration of the initial pulse and mass flow rate in the manufactured device in the nominal mode.
Известен управляемый ракетный двигатель (патент РФ № 2171389), содержащий корпус, заряд, сопло и гидравлический узел, выполненный из обращенного в полость корпуса стакана, установленного в стакане с возможностью продольного перемещения ступенчатого поршня, жидкости-хладагента, находящейся в подпоршневой полости стакана. Принцип действия заключается во впрыске в камеру сгорания воды для снижения температуры продуктов сгорания. Если интенсивность впрыска сопоставима с газоприходом от заряда, то наблюдается гашение заряда за счет интенсивного отбора тепла на нагрев и испарение впрыскиваемой воды. Если же интенсивность впрыска такова, что в любой момент работы двигателя в камере сгорания находится 10-15% воды, то температура в камере регламентировано снижается, не вызывая прекращения горения заряда. Вслед за снижением температуры понижается давление продуктов сгорания, уменьшается конвективный теплоподвод к поверхности горения. Недостатком является низкая эффективность предложенной схемы, т.к. впрыск воды существенным образом меняет параметры в двигателе и требуется достаточный запас воды, что представляет определенные технические и конструкторские трудности.Known guided rocket engine (RF patent No. 2171389), comprising a housing, a charge, a nozzle and a hydraulic unit made of a glass facing the cavity of the housing, mounted in the glass with the possibility of longitudinal movement of a step piston, refrigerant fluid located in the under-piston cavity of the glass. The principle of operation is to inject water into the combustion chamber to lower the temperature of the combustion products. If the injection intensity is comparable to the gas intake from the charge, then the charge is quenched due to the intense heat extraction for heating and evaporation of the injected water. If the injection intensity is such that at any moment of the engine’s operation, 10-15% of water is in the combustion chamber, then the temperature in the chamber decreases regulated, without causing the charge to cease to burn. Following a decrease in temperature, the pressure of the combustion products decreases, and the convective heat supply to the combustion surface decreases. The disadvantage is the low efficiency of the proposed scheme, because water injection significantly changes the parameters in the engine and a sufficient supply of water is required, which presents certain technical and design difficulties.
Известен газогенератор с регулятором расхода (патент РФ № 2484281), который содержит управляющее устройство с приводом, регулируемую сопловую втулку и сопловую втулку постоянного проходного сечения. Узел регулирования проходного сечения выполнен в виде поворотной профилированной заслонки переменного сечения. Изобретение позволяет повысить надежность регулятора твердого топлива. Недостатком регулятора расхода является наличие вращающихся и перемещаемых деталей в области наиболее интенсивного теплового воздействия, что может привести к заклиниванию устройства в процессе регулирования массового расхода твердого топлива или при перегрузках, воздействующих на газогенератор.Known gas generator with flow regulator (RF patent No. 2484281), which contains a control device with a drive, an adjustable nozzle sleeve and a nozzle sleeve of constant flow area. The control unit of the flow area is made in the form of a rotary profiled damper of variable cross section. The invention improves the reliability of the solid fuel regulator. The disadvantage of the flow regulator is the presence of rotating and moving parts in the region of the most intense heat exposure, which can lead to jamming of the device during the regulation of the mass flow of solid fuel or during overloads affecting the gas generator.
Наиболее близким прототипом является заряд твердого топлива для ракетного двигателя с двумя или более ступенями тяги (патент РФ № 2131053), состоящий, по меньшей мере, из двух газогенерирующих частей (стартовой и одной или нескольких маршевых) и разделительных перегородок между ними, которые выполнены в виде шашек безгазового горения. Данное изобретение предназначено для обеспечения ступенчатого регулирования тяги ракетного двигателя с отсечкой тяги после сгорания стартового заряда. Недостатком подобного заряда твердого топлива является невозможность изменения задержки времени между включениями (временного интервала между окончанием работы стартового заряда и началом работы маршевого заряда). Помимо этого, в описываемом изобретении отсутствует возможность регулирования массового расхода продуктов газификации, что ограничивает возможности его использования.The closest prototype is a solid fuel charge for a rocket engine with two or more thrust levels (RF patent No. 2131053), consisting of at least two gas generating parts (launch and one or several marching) and dividing walls between them, which are made the form of gasless burning checkers. This invention is intended to provide stepwise regulation of the thrust of a rocket engine with a cutoff thrust after the combustion of the starting charge. The disadvantage of such a charge of solid fuel is the impossibility of changing the delay time between switching on (the time interval between the end of the starting charge and the beginning of the march charge). In addition, in the described invention there is no possibility of regulating the mass flow of gasification products, which limits the possibility of its use.
В основу предлагаемого изобретения положены решения следующих технических проблем:The basis of the invention is the solution of the following technical problems:
- расширение диапазонов регулирования массового расхода газообразного низкотемпературного рабочего тела;- expanding the ranges of regulation of the mass flow rate of a gaseous low-temperature working fluid;
- уменьшение продольных габаритных размеров газогенератора;- reduction of the longitudinal overall dimensions of the gas generator;
- обеспечение сублимации наполнителя на всех режимах работы газогенератора;- ensuring sublimation of the filler in all operating modes of the gas generator;
- повышение надежности работы газогенератора при его неоднократном включении;- improving the reliability of the gas generator when it is repeatedly turned on;
- устранение воздействия регулирования массового расхода на горение твердого топлива в центральном полом цилиндре.- elimination of the effects of mass flow control on the combustion of solid fuel in the central hollow cylinder.
Технический результат заключается в обеспечении многократного включения газогенератора и изменения задержки времени между включениями, быстрого и эффективного регулирования массового расхода газообразного низкотемпературного рабочего тела, являющегося смесью продуктов сгорания твердого топлива и продуктов сублимации наполнителя, а также обеспечение высокой надежности при форсировании работы газогенератора.The technical result consists in ensuring multiple switching on of the gas generator and changing the time delay between switching on, quickly and efficiently controlling the mass flow rate of the gaseous low-temperature working fluid, which is a mixture of solid fuel combustion products and sublimation products of the filler, as well as ensuring high reliability when forcing the gas generator to work.
Технические проблемы решаются тем, что газогенератор твердого топлива содержит центральный полый цилиндр, закрытый с одного торца и открытый в виде суживающегося сопла с другого торца. В полом цилиндре размещены от сопла последовательно друг за другом, по меньшей мере, две локальные газогенерирующие части заряда твердого топлива с разделительной перегородкой между ними и система инициирования воспламенения частей заряда твердого топлива.Technical problems are solved by the fact that the solid fuel gas generator comprises a central hollow cylinder closed at one end and open in the form of a tapering nozzle from the other end. At least two local gas-generating parts of the solid fuel charge with a dividing wall between them and a system for initiating ignition of the parts of the solid fuel charge are arranged sequentially one after another in the hollow cylinder from the nozzle.
Новым в изобретении является то, что газогенератор дополнительно содержит цилиндрический корпус с размещенными в нем соосно центральному полому цилиндру периферийным и центральным зарядами наполнителя, скрепленными с цилиндрическим корпусом и центральным полым цилиндром соответственно, газодинамическую резонансную камеру и входную и выходную круговые решетки со стороны торцов корпуса. Цилиндрический корпус снабжен днищем со стороны входной решетки и коническим переходником с патрубком со стороны выходной решетки. Центральный заряд наполнителя имеет осевое отверстие. Резонансная камера выполнена в виде стакана с расположенным в нем поршнем, установлена в центре днища корпуса и обращена по оси открытой стороной в сторону сопла полого цилиндра. Периферийный и центральный заряды наполнителя установлены и зафиксированы в корпусе по торцам от осевых перемещений между входной и выходной решетками с образованием кольцевого канала между зарядами наполнителя коаксиально полому цилиндру. Полый цилиндр размещен в осевом отверстии центрального заряда наполнителя и обращен соплом по оси в сторону резонансной камеры с образованием промежуточной полости между ними, сообщающейся через кольцевой канал между зарядами наполнителя и выходную решетку с патрубком.New in the invention is that the gas generator further comprises a cylindrical body with peripheral and central filler charges placed therein aligned with the central hollow cylinder, bonded to the cylindrical body and the central hollow cylinder, respectively, a gas-dynamic resonance chamber and circular inlet and outlet lattices from the ends of the housing. The cylindrical housing is equipped with a bottom on the side of the inlet grate and a conical adapter with a pipe on the side of the outlet grate. The central charge of the filler has an axial hole. The resonance chamber is made in the form of a glass with a piston located in it, mounted in the center of the bottom of the housing and facing the axis of the open side towards the nozzle of the hollow cylinder. The peripheral and central charges of the filler are installed and fixed in the housing at the ends from axial displacements between the input and output gratings with the formation of an annular channel between the charges of the filler coaxially to the hollow cylinder. The hollow cylinder is placed in the axial hole of the central filler charge and faces the nozzle axially towards the resonant chamber with the formation of an intermediate cavity between them, communicating through the annular channel between the filler charges and the outlet grill with the nozzle.
При таком устройстве газогенератора:With such a device of a gas generator:
- наличие резонансной камеры, выполненной в виде стакана с расположенным в ней поршнем, которая установлена в центре днища корпуса и обращена по оси открытой стороной в сторону сопла полого цилиндра, обеспечивает расширение диапазонов регулирования массового расхода газообразного низкотемпературного рабочего тела газогенератора;- the presence of a resonant chamber made in the form of a glass with a piston located in it, which is installed in the center of the bottom of the body and faces the open side in the direction of the hollow cylinder nozzle, provides an extension of the range of regulation of the mass flow rate of the gaseous low-temperature working fluid of the gas generator;
- наличие осевого отверстия в центральном заряде наполнителя и размещение полого цилиндра в осевом отверстии центрального заряда с направлением его соплом по оси в сторону резонансной камеры, а также размещение зарядов в цилиндрическом корпусе, который снабжен днищем с одной стороны и коническим переходником с патрубком с другой стороны, обеспечивает уменьшение продольных габаритных размеров газогенератора;- the presence of an axial hole in the Central charge of the filler and the placement of the hollow cylinder in the axial hole of the Central charge with the nozzle directed along the axis towards the resonant chamber, as well as the placement of charges in a cylindrical body, which is equipped with a bottom on one side and a conical adapter with a pipe on the other side , provides a reduction in the longitudinal overall dimensions of the gas generator;
- наличие кольцевого канала между периферийным и центральным зарядами наполнителя коаксиального полому цилиндру обеспечивает сублимацию наполнителя на всех режимах работы газогенератора;- the presence of an annular channel between the peripheral and central charges of the filler of the coaxial hollow cylinder provides sublimation of the filler in all operating modes of the gas generator;
- наличие сопла полого цилиндра и промежуточной полости между соплом полого цилиндра и резонансной камерой устраняет воздействие регулирования массового расхода на горение твердого топлива в полом цилиндре;- the presence of a hollow cylinder nozzle and an intermediate cavity between the hollow cylinder nozzle and the resonance chamber eliminates the effect of mass flow control on the combustion of solid fuel in the hollow cylinder;
- наличие цилиндрического корпуса, центрального полого цилиндра, периферийного и центрального зарядов наполнителя, прочно скрепленных с цилиндрическим корпусом и центральным полым цилиндром соответственно, расположенных между двумя круговыми решетками, позволяет повысить надежность работы газогенератора при его неоднократном включении.- the presence of a cylindrical body, a Central hollow cylinder, peripheral and central charges of the filler, firmly bonded to the cylindrical body and the Central hollow cylinder, respectively, located between two circular gratings, improves the reliability of the gas generator when it is turned on repeatedly.
Развитие и уточнение совокупности существенных признаков изобретения для частных случаев его выполнения дано далее:The development and refinement of the set of essential features of the invention for particular cases of its implementation is given below:
- наличие полости между поршнем и дном стакана резонансной камеры, которая снабжена магистралью подвода газа через регулирующий клапан, обеспечивает возможность использования резонансной камеры для глубокого регулирования массового расхода рабочего тела газогенератора;- the presence of a cavity between the piston and the bottom of the glass of the resonance chamber, which is equipped with a gas supply line through the control valve, makes it possible to use the resonance chamber for deep regulation of the mass flow rate of the working fluid of the gas generator;
- размещение перегородок между смежными газогенерирующими частями твердого топлива из материала, не способного к самостоятельному горению, обеспечивает возможность поочередного заданного включения газогенерирующих частей заряда твердого топлива;- the placement of partitions between adjacent gas-generating parts of solid fuel from a material that is not capable of independent combustion, provides the ability to alternately specified inclusion of gas-generating parts of the charge of solid fuel;
- наличие автономных электровоспламенителей для каждой газогенерирующей части заряда твердого топлива обеспечивает возможность управляемого включения газогенератора по заданным командам;- the presence of autonomous electric igniters for each gas-generating part of the charge of solid fuel provides the possibility of controlled inclusion of the gas generator according to given commands;
- увеличенная площадь проходного сечения отверстий во входной круговой решетке относительно площади проходного сечения отверстий в выходной круговой решетке обеспечивает повышение интенсификации процесса сублимации периферийного и центрального зарядов наполнителя.- the increased area of the orifice of the holes in the input circular grid relative to the area of the orifice of the holes in the output circular lattice provides an increase in the intensification of the process of sublimation of the peripheral and central charges of the filler.
Таким образом, решены поставленные в изобретении технические проблемы:Thus, the technical problems posed by the invention are solved:
- расширен диапазон регулирования массового расхода газообразного низкотемпературного рабочего тела;- the range of regulation of the mass flow rate of the gaseous low-temperature working fluid is expanded;
- уменьшен продольный габаритный размер газогенератора;- reduced the longitudinal overall dimension of the gas generator;
- обеспечена сублимация наполнителя на всех режимах работы газогенератора;- provided sublimation of the filler in all modes of operation of the gas generator;
- повышена надежность работы газогенератора при его неоднократном включении;- increased reliability of the gas generator when it is repeatedly turned on;
- устранено воздействие регулирования массового расхода на горение твердого топлива в центральном полом цилиндре.- eliminated the effect of mass flow control on the combustion of solid fuel in the central hollow cylinder.
Настоящее изобретение поясняется последующим подробным описанием газогенератора твердого топлива и его работы со ссылкой на иллюстрации, представленные на фиг. 1-3, где:The present invention is illustrated by the following detailed description of a solid fuel gas generator and its operation with reference to the illustrations presented in FIG. 1-3, where:
на фиг. 1 изображен продольный разрез газогенератора твердого топлива;in FIG. 1 shows a longitudinal section of a solid fuel gas generator;
на фиг. 2 - элемент А на фиг. 1 (поршень резонансной камеры расположен со стороны сопла центрального цилиндра);in FIG. 2 - element A in FIG. 1 (the piston of the resonance chamber is located on the nozzle side of the central cylinder);
на фиг. 3 - элемент А на фиг. 1 (поршень расположен у дна стакана резонансной камеры).in FIG. 3 - element A in FIG. 1 (the piston is located at the bottom of the glass of the resonance chamber).
Газогенератор твердого топлива (см. фиг. 1-3) содержит центральный полый цилиндр 1, закрытый с одного торца и открытый в виде суживающегося сопла 2 с другого торца, размещенные в цилиндре 1 от сопла 2 последовательно друг за другом, по меньшей мере, две локальные газогенерирующие части 3, 4 заряда твердого топлива с разделительной перегородкой 5 между ними из материала, не способного к самостоятельному горению, и систему инициирования воспламенения частей 3, 4 заряда твердого топлива на основе автономных электровоспламенителей 6, 7. Газогенератор дополнительно содержит цилиндрический корпус 8 с размещенными в нем соосно центральному полому цилиндру 1 периферийный и центральный заряды 9, 10 наполнителя. Заряды 9, 10 прочно скреплены с цилиндрическим корпусом 8, центральным полым цилиндром 1 и входной и выходной круговыми решетками 11 и 12 со стороны торцов корпуса 8. Цилиндрический корпус 8 снабжен днищем 13 со стороны входной решетки 11 и коническим переходником 14 с патрубком 15 со стороны выходной решетки 12. В центре днища 13 корпуса 8 размещена резонансная камера 16, которая выполнена в виде стакана с расположенным в нем поршнем 17 (см. фиг. 2, 3) и обращена по оси открытой стороной к соплу 2 полого цилиндра 1. Периферийный и центральный заряды 9, 10 наполнителя установлены и зафиксированы в корпусе 8 от осевых перемещений между входной 11 и выходной 12 круговыми решетками с образованием сквозного кольцевого канала 18. Полый цилиндр 1 размещен в осевом отверстии центрального заряда 10 наполнителя и обращен соплом по оси в сторону резонансной камеры 16 с образованием промежуточной полости 19 между ними, сообщающейся через сквозной кольцевой канал 18 между зарядами 9, 10 наполнителя и выходную решетку 12 с патрубком 15. Полый цилиндр 1 скреплен с цилиндрическим корпусом 8 через входную и выходную решетки 11, 12. В качестве материалов, из которых изготовлены периферийный и центральный заряды 9, 10 наполнителя, могут быть использованы инертные и горючие твердые соединения, в том числе полиэтилен, полиизобутилен, полиметилметакрилат, парафин и др. Поршень 17 установлен в резонансной камере 16 с возможностью перемещения под воздействием перепада давления между давлением газа в промежуточной полости 19 и давлением управляющего газа в полости резонансной камеры. Подвод управляющего газа в полость резонансной камеры 16 осуществляется по пневматическому каналу 20 через регулирующий клапан управления 21 и трубку 22 подвода управляющего газа. Для обеспечения герметичности резонансной камеры 16 в поршне 17 установлены уплотнения 23.The solid fuel gas generator (see Fig. 1-3) contains a central
Газогенератор твердого топлива работает следующим образом. В начальный момент времени с помощью воспламенителя 6 осуществляется зажигание части 3 заряда твердого топлива, высокотемпературные продукты сгорания которого поступают через суживающееся сопло 2 и промежуточную полость 19 в сквозной кольцевой канал 18 и далее в конический переходник 14 с патрубком 15. При этом поршень 17 расположен в резонансной камере 16 со стороны сопла 2 полого цилиндра 1 (см. фиг. 2) и удерживается там давлением управляющего газа. В этом случае полость резонансной камеры 16 закрыта и пульсаций давления в промежуточной полости 19 и сквозном кольцевом канале 18 не возникает. Продукты сгорания части 3 заряда твердого топлива через сопло 2 и промежуточную полость 19 проходят в кольцевом канале 18 между периферийным 9 и центральным 10 зарядами наполнителя. Посредством тепломассообмена между продуктами сгорания заряда твердого топлива 3 и зарядами 9, 10 происходит сублимация наполнителя. Для компенсации неравномерной скорости сублимации кольцевой канал 18 между периферийным 9 и центральным 10 зарядами наполнителя может быть выполнен профилированным (с переменной по длине формой и площадью поперечного сечения). Газообразные продукты сублимации зарядов 9, 10 наполнителя перемешиваются с продуктами сгорания заряда 3 твердого топлива, и после выходной решетки в патрубке 15 образуется их смесь с низкой температурой. В этом случае реализуется базовый режим работы газогенератора.The solid fuel gas generator operates as follows. At the initial time, with the help of an
В случае необходимости увеличения массового расхода через газогенератор клапан 21 закрывается, и управляющий газ, находящийся за ним, автоматически сбрасывается в атмосферу. При этом давление в объеме между резонансной камерой 16 и поршнем 17 снижается и поршень 17 смещается в сторону дна стакана резонансной камеры (см. фиг. 3). В результате в резонансной камере 16 образуется полузамкнутая полость. Продукты сгорания части 3 заряда твердого топлива, выходящие из сопла 2 со сверхзвуковой скоростью, попадают в резонансную камеру 16, где возбуждаются интенсивные пульсации давления, вызываемые натеканием высокоскоростного газового потока в полузамкнутую полость. Реализуется эффект Гартмана, приводящий к возникновению интенсивных пульсаций давления в промежуточной полости 19 и сквозном кольцевом канале 18. Интенсивные пульсации давления, в свою очередь, приводят к значительному увеличению коэффициента теплоотдачи на поверхности периферийного и центрального зарядов 9, 10 наполнителя, что приводит к интенсификации процесса их сублимации и увеличению суммарного массового расхода газа в патрубке 15.If it is necessary to increase the mass flow through the gas generator, the
Для повышения эффективности интенсификации процесса сублимации, периферийного и центрального зарядов 9, 10 наполнителя требуется, чтобы проходное сечение отверстий во входной решетке 11 было больше проходного сечения отверстий в выходной решетке 12.To increase the efficiency of the intensification of the process of sublimation, the peripheral and
Учитывая то, что сопло 2 звуковое, в центральный цилиндр 1 пульсации давления не проникают, что обеспечивает устойчивость процесса горения зарядов 3, 4 и последующих зарядов твердого топлива. Демпфирование газогенератора с помощью входной 11 и выходной 12 решеток обеспечивает минимизацию влияния механических вибраций на процесс горения зарядов твердого топлива.Given that the
Если нет необходимости в высоком массовом расходе газа, открывается регулирующий клапан управления 21, давление в объеме между резонансной камерой 16 и поршнем 17 увеличивается, поршень смещается в сторону сопла 2 (см. фиг. 2), пульсации давления в промежуточной полости 19 и сквозном кольцевом канале 18 прекращаются, газогенератор возвращается на базовый режим работы.If there is no need for a high mass flow rate of gas, the
Промежуточный останов в работе газогенератора происходит дискретно после выработки заряда твердого топлива 3 и последующих зарядов. Отсутствие воспламенения заряда 4 и последующих зарядов обеспечивается наличием разделительных перегородок 5 из материала, не способного к самостоятельному горению. В случае необходимости включения заряда 4 газогенератора срабатывает воспламенитель 7 и инициируется зажигание заряда 4 твердого топлива. При этом разделительная перегородка 5 частично сгорает и разрушается при срабатывании воспламенителя 7 перед началом горения 4 заряда твердого топлива или последующих. Принцип работы газогенератора и регулирования массового расхода рабочего тела в этом случае сохраняется.An intermediate shutdown in the operation of the gas generator occurs discretely after the generation of a charge of
Проведенное расчетно-аналитическое исследование показало возможность реализации рассматриваемой схемы газогенератора твердого топлива и эффективность регулирования массового расхода рабочего тела в широком диапазоне режимов работы.The calculation and analytical study showed the feasibility of implementing the solid fuel gas generator scheme under consideration and the efficiency of controlling the mass flow of the working fluid in a wide range of operating modes.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016122675A RU2633976C1 (en) | 2016-06-09 | 2016-06-09 | Solid fuel gas generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016122675A RU2633976C1 (en) | 2016-06-09 | 2016-06-09 | Solid fuel gas generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2633976C1 true RU2633976C1 (en) | 2017-10-20 |
Family
ID=60129646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016122675A RU2633976C1 (en) | 2016-06-09 | 2016-06-09 | Solid fuel gas generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2633976C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688054C1 (en) * | 2018-08-23 | 2019-05-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Device for gasification of solid hydrocarbons for ramjet engine |
| RU2758016C1 (en) * | 2020-12-07 | 2021-10-25 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева | Rocket part |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4530396A (en) * | 1983-04-08 | 1985-07-23 | Mohaupt Henry H | Device for stimulating a subterranean formation |
| RU2131053C1 (en) * | 1996-08-15 | 1999-05-27 | Научно-производственное объединение "Алтай" | Solid propellant charge for dual thrust rocket engine |
| RU2171389C2 (en) * | 1999-03-23 | 2001-07-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Controlled rocket engine |
| RU2347979C2 (en) * | 2005-06-22 | 2009-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московский институт теплотехники" | Pyrotechnic nitrogen-generating device |
| RU143274U1 (en) * | 2014-02-13 | 2014-07-20 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" | GAS GENERATOR |
-
2016
- 2016-06-09 RU RU2016122675A patent/RU2633976C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4530396A (en) * | 1983-04-08 | 1985-07-23 | Mohaupt Henry H | Device for stimulating a subterranean formation |
| RU2131053C1 (en) * | 1996-08-15 | 1999-05-27 | Научно-производственное объединение "Алтай" | Solid propellant charge for dual thrust rocket engine |
| RU2171389C2 (en) * | 1999-03-23 | 2001-07-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Controlled rocket engine |
| RU2347979C2 (en) * | 2005-06-22 | 2009-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московский институт теплотехники" | Pyrotechnic nitrogen-generating device |
| RU143274U1 (en) * | 2014-02-13 | 2014-07-20 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" | GAS GENERATOR |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688054C1 (en) * | 2018-08-23 | 2019-05-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Device for gasification of solid hydrocarbons for ramjet engine |
| RU2758016C1 (en) * | 2020-12-07 | 2021-10-25 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева | Rocket part |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4741154A (en) | Rotary detonation engine | |
| US9279503B2 (en) | Constant volume combustion chamber | |
| US4510748A (en) | Compression wave former | |
| EP2327867A2 (en) | Thrust modulation in a multiple combustor pulse detonation engine using cross-combustor detonation initiation | |
| BRPI0710274A2 (en) | system and method for igniting a gaseous or dispersive fuel-oxidant mixture | |
| JP7401516B2 (en) | Device and method for generating high amplitude pressure waves | |
| RU2633976C1 (en) | Solid fuel gas generator | |
| US10760384B2 (en) | Method of creating and finishing perforations in a hydrocarbon well | |
| US2872780A (en) | Pulse jet engine with acceleration chamber | |
| SU1087749A1 (en) | Gas generator | |
| US10359004B2 (en) | Pulse detonation drive | |
| US2732016A (en) | macleod | |
| CN206397619U (en) | A kind of pulse-knocking engine of side exhaust | |
| US20200291853A1 (en) | Pulse drive | |
| US3952832A (en) | Pulsed high pressure liquid propellant combustion powered seismic sources | |
| RU2500913C1 (en) | Device to ignite charge of solid-propellant rocket engine | |
| US2547560A (en) | Cup-shaped valve closure for combustion chambers | |
| US20050279083A1 (en) | Folded detonation initiator for constant volume combustion device | |
| US20170114752A1 (en) | Standing wave compressor pulsejet engine | |
| RU2678726C1 (en) | Powder pressure accumulator for mortar scheme of separation of rocket stages in flight | |
| WO2021146779A1 (en) | Pulse detonation jet engine (propulsor) vujin | |
| CN106640421A (en) | Side-exhausting pulse detonation engine | |
| RU2681733C1 (en) | Camera lpr | |
| RU2485402C1 (en) | Gas dynamic igniter | |
| Appalla et al. | Investigations on rotating detonation engines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20210804 |