RU2647256C1 - Method of increasing the distance of the rocket-propelled grenade - Google Patents
Method of increasing the distance of the rocket-propelled grenade Download PDFInfo
- Publication number
- RU2647256C1 RU2647256C1 RU2017113324A RU2017113324A RU2647256C1 RU 2647256 C1 RU2647256 C1 RU 2647256C1 RU 2017113324 A RU2017113324 A RU 2017113324A RU 2017113324 A RU2017113324 A RU 2017113324A RU 2647256 C1 RU2647256 C1 RU 2647256C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- moderator
- nozzle
- charges
- projectile
- rocket
- 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
- F02K9/95—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof characterised by starting or ignition means or arrangements
-
- 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
- F02K9/97—Rocket nozzles
- F02K9/978—Closures for nozzles; Nozzles comprising ejectable or discardable elements
Abstract
Description
Изобретение относится к области ракетной техники, в частности, к ракетным двигателям активно-реактивных снарядов (АРС), запускаемых из ствола артиллерийского орудия, и может быть использовано при разработке ракетных двигателей, включаемых на траектории полета АРС.The invention relates to the field of rocket technology, in particular, to rocket engines of active rockets (ARS), launched from the barrel of an artillery gun, and can be used in the development of rocket engines included in the flight path of the APC.
Особенностью внешней баллистики АРС является то, что в момент вылета из ствола орудия снаряд имеет максимальную (дульную) скорость [1]. При этом снаряд испытывает максимальное сопротивление со стороны окружающей среды, пропорциональное квадрату его скорости. Включение твердотопливного ракетного двигателя (РДТТ) активно-реактивного снаряда непосредственно в момент вылета снаряда из ствола не позволяет эффективно использовать тягу РДТТ для повышения дальности полета АРС. Для повышения эффективности АРС целесообразно осуществлять запуск РДТТ на траектории полета активно-реактивного снаряда с использованием различных способов и устройств задержки зажигания (замедлителей) [2-6].A feature of the external ballistics of the ARS is that at the time of departure from the gun’s barrel the projectile has a maximum (muzzle) speed [1]. In this case, the projectile experiences maximum resistance from the environment, proportional to the square of its speed. The inclusion of a solid propellant rocket engine (RDTT) of an active rocket directly at the time of the projectile's departure from the barrel does not allow efficient use of the solid propellant rocket propulsion to increase the flight range of the APC. To increase the efficiency of the ARS, it is advisable to launch the solid propellant rocket engine on the flight path of an active-rocket projectile using various methods and devices for ignition delay (moderators) [2-6].
Известен ракетный двигатель артиллерийского снаряда [2], содержащий корпус с зарядом твердого топлива и соплом, установленную в нем заглушку с кольцевым выступом, контактирующим с наружной поверхностью сопла, фиксирующий ее элемент, воспламенитель и блок стабилизаторов ножевого типа. Воспламенитель размещен на заглушке в коническом корпусе и снабжен установленным со стороны среза сопла замедлителем. Стабилизаторы перекрывают торец замедлителя, а фиксирующий элемент выполнен в виде трубки, один конец которой скреплен с соплом в его критическом сечении, а другой конец снабжен выступами, охватывающими корпус воспламенителя.Known rocket engine artillery shell [2], containing a housing with a charge of solid fuel and a nozzle, a plug installed in it with an annular protrusion in contact with the outer surface of the nozzle, fixing its element, an ignitor and a knife-type stabilizer block. The igniter is located on the plug in the conical body and is equipped with a moderator mounted on the nozzle exit side. The stabilizers overlap the end of the moderator, and the locking element is made in the form of a tube, one end of which is fastened to the nozzle in its critical section, and the other end is provided with protrusions covering the igniter body.
Известен ракетный двигатель твердого топлива активно-реактивного снаряда [3], содержащий корпус с сопловым блоком и зарядом твердого топлива, установленную в сопловом блоке заглушку с центральным каналом, в котором размещен пирозамедлитель, и каналами в ее дне, обращенном к срезу сопла, размещенный в корпусе со стороны пирозамедлителя воспламенитель. При этом каналы в дне заглушки выполнены радиальными, на входе которых образованы криволинейные выемки.Known rocket engine of solid fuel of an active-reactive projectile [3], comprising a housing with a nozzle block and a charge of solid fuel, a plug installed in the nozzle block with a central channel in which the pyro-retarder is placed, and channels in its bottom facing the nozzle exit, located in housing from the side of the pyro-moderator igniter. Moreover, the channels in the bottom of the plug are made radial, at the entrance of which curvilinear recesses are formed.
Известен ракетный двигатель артиллерийского снаряда [4], содержащий камеру сгорания с зарядом твердого топлива, сопло, пиротехнический инициатор замедленного действия, установленный в канале сопловой заглушки. Двигатель дополнительно содержит перфорированный диск и шарик, а в заглушке со стороны среза сопла канал выполнен с расширением в сторону инициатора. Шарик помещен в полости канала, а перфорированный диск установлен между каналом и инициатором, причем отверстия в диске выполнены с диаметром, меньшим диаметра шарика.Known rocket engine artillery shell [4], containing a combustion chamber with a charge of solid fuel, a nozzle, a pyrotechnic initiator delayed action installed in the nozzle plug channel. The engine additionally contains a perforated disk and a ball, and in the plug from the nozzle exit side the channel is made with expansion towards the initiator. The ball is placed in the cavity of the channel, and a perforated disk is installed between the channel and the initiator, and the holes in the disk are made with a diameter smaller than the diameter of the ball.
Известен активно-реактивный снаряд [5], который содержит ракетный двигатель твердого топлива, сопловую заглушку с пирозамедлителем, заряд твердого топлива и воспламенитель. На заднем торце снаряда выполнена полузамкнутая полость, при этом замедлитель заглублен в эту полость. На торце замедлителя со стороны заднего торца снаряда установлена дроссельная шайба, выполненная по крайней мере с одним поперечным диаметральным пазом. Ширина паза выполнена меньшей диаметра дроссельной шайбы.Known active-rocket projectile [5], which contains a rocket engine of solid fuel, a nozzle plug with a pyro-moderator, a charge of solid fuel and an ignitor. A semi-closed cavity is made at the rear end of the projectile, while the moderator is buried in this cavity. At the end of the moderator from the rear end of the projectile mounted throttle washer, made with at least one transverse diametrical groove. The width of the groove is made smaller than the diameter of the throttle washer.
Наиболее близким по техническому решению к заявляемому изобретению является способ реализации задержки зажигания заряда твердого топлива в АРС с помощью устройства, содержащего коническую заглушку с воспламенителем и замедлителем, перекрывающую выходную часть сопла [6]. На торце стенки заглушки, обращенном к заряду, выполнен кольцевой выступ, на который с зазором относительно торца, заполненным герметизирующим составом, установлена мембрана в виде чашки с отбортовкой.Closest to the technical solution of the claimed invention is a method for implementing the ignition delay of a charge of solid fuel in the APC using a device containing a conical plug with an igniter and moderator, overlapping the outlet of the nozzle [6]. At the end of the wall of the plug facing the charge, an annular protrusion is made, on which a membrane in the form of a cup with a flanging is installed with a gap relative to the end filled with a sealing compound.
Основным недостатком известных технических решений является то, что дополнительный твердотопливный заряд (замедлитель) инициируется пороховыми газами метательного заряда в стволе орудия, давление которых составляет несколько тысяч атмосфер. Это снижает надежность инициирования и работы маршевого РДТТ активно-реактивного снаряда. Во-первых, воздействие газов высокого давления может привести к нарушению внутренней баллистики РДТТ, деформации заряда и разрушению двигателя. Во-вторых, при вылете снаряда из ствола орудия возможно самопроизвольное гашение заряда замедлителя за счет резкого сброса давления [7]. Известные технические решения, кроме сложности конструкции большинства из них, не обеспечивают контролируемого и оптимального значения времени задержки зажигания РДТТ.The main disadvantage of the known technical solutions is that an additional solid fuel charge (moderator) is initiated by powder propellant gases in the gun’s barrel, the pressure of which is several thousand atmospheres. This reduces the reliability of the initiation and operation of the marching solid propellant rocket-propelled rocket. Firstly, exposure to high pressure gases can lead to disruption of the internal ballistic of solid propellant rocket engines, deformation of the charge, and destruction of the engine. Secondly, when a projectile leaves the gun barrel, spontaneous damping of the moderator charge is possible due to a sharp pressure drop [7]. Known technical solutions, in addition to the complexity of the design of most of them, do not provide a controlled and optimal value of the ignition delay time of the solid propellant rocket engine.
Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение дальности полета АРС и повышение надежности инициирования РДТТ активно-реактивного снаряда.The technical result of the present invention is to increase the flight range of the APC and increase the reliability of initiation of solid propellant rocket-propelled rocket.
Технический результат изобретения достигается тем, что разработан способ повышения дальности полета активно-реактивного снаряда, включающий зажигание на траектории полета заряда твердого топлива продуктами сгорания воспламенителя, расположенного в предсопловом объеме и инициируемого продуктами сгорания замедлителя. Зажигание зарядов замедлителя осуществляют продуктами сгорания пиропатронов, срабатывающих при вылете снаряда из ствола орудия и размещенных в замкнутой полости, образуемой перфорированной диафрагмой, разделяющей предсопловой объем и диффузор сопла, и срезаемой крышкой сопла, расположенной в его выходном сечении. Заряды замедлителя в форме усеченных конусов, основания которых направлены в сторону выходного сечения сопла, герметично размещают через термоизолирующие прокладки в перфорациях диафрагмы. Высоту зарядов замедлителя определяют из соотношенияThe technical result of the invention is achieved by the fact that a method has been developed to increase the flight range of an active-rocket projectile, which includes igniting, on the flight path, the charge of solid fuel by the products of combustion of an igniter located in a pre-nozzle volume and initiated by the products of combustion of a moderator. Ignition of the charge of the moderator is carried out by the combustion products of the pyro cartridge, which are fired when the projectile leaves the gun barrel and is placed in a closed cavity formed by a perforated diaphragm separating the nozzle volume and the nozzle diffuser and the nozzle cover cut off located in its exit section. The moderator charges in the form of truncated cones, the bases of which are directed towards the exit section of the nozzle, are hermetically placed through thermally insulating gaskets in the perforations of the diaphragm. The height of the charges of the moderator is determined from the ratio
, ,
где h - высота зарядов замедлителя;where h is the height of the charges of the moderator;
ρ - плотность зарядов замедлителя;ρ is the charge density of the moderator;
S - суммарная поверхность горения зарядов замедлителя;S is the total combustion surface of the charges of the moderator;
R - газовая постоянная продуктов сгорания замедлителя;R is the gas constant of the combustion products of the moderator;
T - температура продуктов сгорания замедлителя;T is the temperature of the combustion products of the moderator;
p0 - атмосферное давление;p 0 - atmospheric pressure;
V - объем замкнутой полости;V is the volume of the closed cavity;
u0 - скорость горения замедлителя при атмосферном давлении;u 0 is the burning rate of the moderator at atmospheric pressure;
v - показатель степени в зависимости скорости горения замедлителя от давления u=u0(р/p0)v;v is an exponent in the dependence of the burning speed of the moderator on pressure u = u 0 (p / p 0 ) v ;
u - скорость горения замедлителя при давлении р;u is the burning rate of the moderator at a pressure p;
р - давление в замкнутой полости;p is the pressure in the closed cavity;
tign - время задержки зажигания заряда твердого топлива.t ign is the ignition delay time of the solid fuel charge.
Время задержки зажигания заряда твердого топлива предварительно определяют из серии внешнебаллистических расчетов зависимости дальности полета конкретного активно-реактивного снаряда от времени задержки зажигания заряда твердого топлива, как значение времени задержки зажигания, обеспечивающее максимальную дальность полета.The ignition delay time of a solid fuel charge is previously determined from a series of external ballistic calculations of the dependence of the flight range of a specific active-rocket projectile on the ignition delay time of a solid fuel charge, as the value of the ignition delay time, which ensures the maximum flight range.
Сущность изобретения поясняется схемой активно-реактивного снаряда, реализующего заявляемый способ (Фиг.1). Ракетный двигатель АРС содержит корпус 1 с зарядом твердого топлива 2 и сопловым блоком. В предсопловом объеме 3 размещают навеску воспламенителя 23. В закритическом сечении сопла устанавливают перфорированную диафрагму 4, в перфорациях которой через термоизолирующие прокладки 22 герметично размещают заряды замедлителя 21. Заряды замедлителя 21 выполнены в виде усеченных конусов, основания которых направлены в сторону выходного сечения сопла. В диффузоре сопла 6 устанавливают основание 8, которое срезаемой крышкой сопла 13 с отверстием 12 при помощи завальцовки 7 крепится к выходной части диффузора 6. На основании 8 со стороны заряда 2 закрепляют стакан 19, по оси которого размещен подвижный шток 14 с закрепленной на нем консолью 18. Со стороны основания 8 на консоли 18 устанавливают ударники 16, а со стороны заряда 2 консоль 18 через пружину 20 опирается на перфорированную диафрагму 4. На основании 8 напротив ударников 16 размещают пиропатроны 15. В консоли 18 выполнены перфорации 17 для прохода продуктов сгорания пиропатронов 15 в замкнутую полость 5. На штоке 14 выполнен конический участок 11 со стороны основания 8, сопряженный с конической полостью 9 в основании 8, и срезаемый фланец 10, который зажат между основанием 8 и срезаемой крышкой сопла 13.The invention is illustrated by a diagram of an active-rocket projectile that implements the inventive method (Figure 1). The APC rocket engine comprises a
Ракетный двигатель активно-реактивного снаряда работает следующим образом. При движении снаряда в стволе орудия под действием высокого давления пороховых газов метательного заряда срезается выступающий край фланца 10, а шток 14 с закрепленной на нем консолью 18 перемещается в сторону перфорированной диафрагмы 4 и сжимает пружину 20. При этом конический участок 11 штока 14 сопрягается с конической полостью 9 в основании 8, препятствуя прорыву пороховых газов в замкнутую полость 5. После вылета снаряда из ствола орудия давление пороховых газов на срезаемую крышку сопла 13 резко уменьшается, при этом шток 14 с закрепленной на нем консолью 18 под действием пружины 20 перемещается назад и воздействует ударниками 16 на пиропатроны 15. Продукты сгорания пиропатронов, через перфорации 17 в консоли 18 поступают в замкнутую полость 5 и поджигают торцевые поверхности зарядов замедлителя 21. Термоизолирующие прокладки 22 препятствуют проникновению пороховых газов в предсопловой объем из замкнутой полости 5 до полного выгорания зарядов замедлителя 21. После выгорания зарядов замедлителя 21 в течение заданного времени tign продукты сгорания через перфорации диафрагмы 4 поступают из замкнутой полости 5 в предсопловой объем и поджигают навеску воспламенителя 23. Продукты сгорания воспламенителя 23 поджигают заряд твердого топлива 2. При достижении в камере сгорания заданного давления срезается завальцовка 7 срезаемой крышки сопла 13, обеспечивая вылет из диффузора сопла 6 всех элементов системы зажигания (диафрагмы 4, стакана 19, основания 8 и др.). Таким образом, обеспечивается запуск РДТТ на траектории полета через строго контролируемое время tign, определяемое скоростью горения и высотой зарядов замедлителя 21.The rocket engine of an active-missile shell works as follows. When the projectile moves in the gun’s barrel under the action of a high pressure of propellant propellant gas, the protruding edge of the
Достижение положительного эффекта изобретения обеспечивается следующими факторами.The achievement of the positive effect of the invention is provided by the following factors.
1. Зажигание зарядов замедлителя продуктами сгорания пиропатронов, размещенных в замкнутой полости между перфорированной диафрагмой и срезаемой крышкой сопла, расположенной в его выходном сечении, обеспечивает автономность зажигания торцевых поверхностей зарядов замедлителя (без контакта с газами высокого давления метательного заряда).1. Ignition of the moderator charges by the combustion products of the pyro cartridge, located in a closed cavity between the perforated diaphragm and the nozzle cover being cut off, located in its outlet section, ensures the autonomy of the end surfaces of the moderator charges (without contact with high-pressure propellant gases).
2. Срабатывание пиропатронов при вылете активно-реактивного снаряда из ствола орудия обеспечивает четкую фиксацию момента зажигания зарядов замедлителя и, соответственно, обеспечивает контролируемую величину времени задержки зажигания заряда твердого топлива.2. The operation of the squib when the active-rocket projectile leaves the gun barrel provides a clear fixation of the ignition charge of the moderator and, accordingly, provides a controlled amount of delay time for ignition of the charge of solid fuel.
3. Выполнение зарядов замедлителя в форме усеченных конусов, основания которых направлены в сторону выходного сечения сопла, предотвращает вылет зарядов замедлителя в предсопловой объем под действием давления в замкнутой полости вплоть до их полного сгорания.3. The implementation of the moderator charges in the form of truncated cones, the bases of which are directed towards the outlet section of the nozzle, prevents the moderator charges from escaping into the pre-nozzle volume under pressure in a closed cavity until they are completely burned.
4. Герметичное размещение зарядов замедлителя в перфорациях диафрагмы обеспечивает надежную изоляцию предсоплового объема от продуктов сгорания замедлителя в замкнутой полости в течение заданного времени сгорания зарядов замедлителя.4. The tight placement of the retarder charges in the perforations of the diaphragm provides reliable isolation of the pre-nozzle volume from the combustion products of the retarder in a closed cavity for a given time of combustion of the retarder charges.
5. Размещение зарядов замедлителя в перфорациях диафрагмы через термоизолирующие прокладки снижает тепловые потери из волны горения зарядов замедлителя в материал диафрагмы. Это обеспечивает устойчивость горения зарядов замедлителя.5. The placement of moderator charges in the perforations of the diaphragm through thermally insulating gaskets reduces heat loss from the combustion wave of the moderator charges into the material of the diaphragm. This ensures the stability of combustion of the charges of the moderator.
6. Соотношение для определения высоты зарядов замедлителя6. The ratio for determining the height of the charges of the moderator
обеспечивает оптимальную величину времени задержки зажигания заряда твердого топлива, при которой дальность полета АРС максимальна.provides the optimal value for the ignition delay time of a solid fuel charge, at which the APC flight range is maximum.
Для вывода соотношения (1) рассмотрим уравнения сохранения массы в замкнутой полости между перфорированной диафрагмой и срезаемой крышкой соплаTo derive relation (1), we consider the equations of conservation of mass in a closed cavity between the perforated diaphragm and the nozzle cover being cut off
где t - время;where t is time;
ρg - плотность газообразных продуктов сгорания замедлителя;ρ g is the density of the gaseous products of combustion of the moderator;
ρ - плотность зарядов замедлителя;ρ is the charge density of the moderator;
V - объем замкнутой полости;V is the volume of the closed cavity;
S - суммарная поверхность горения зарядов замедлителя;S is the total combustion surface of the charges of the moderator;
u - скорость горения замедлителя.u is the burning rate of the moderator.
В соответствии с уравнением состояния Менделеева - КлапейронаIn accordance with the equation of state of Mendeleev - Clapeyron
где р - давление в замкнутой полости;where p is the pressure in the closed cavity;
R - газовая постоянная продуктов сгорания замедлителя;R is the gas constant of the combustion products of the moderator;
T - температура продуктов сгорания замедлителя.T is the temperature of the combustion products of the moderator.
Подставляя (3) в (2), получимSubstituting (3) in (2), we obtain
Закон скорости горения замедлителя примем в виде [8]:We take the law of the rate of combustion of the moderator in the form [8]:
где u0 - скорость горения замедлителя при атмосферном давлении;where u 0 is the burning speed of the moderator at atmospheric pressure;
p0 - атмосферное давление;p 0 - atmospheric pressure;
v - показатель степени в зависимости скорости горения замедлителя от давления.v is an exponent in the dependence of the burning speed of the moderator on pressure.
Подставляя (5) в уравнение (4) и проводя интегрирование, получим:Substituting (5) into equation (4) and performing integration, we obtain:
Высота зарядов замедлителя определяется уравнениемThe height of the charges of the moderator is determined by the equation
С учетом (5), (6), получим искомое соотношениеTaking into account (5), (6), we obtain the desired relation
которое сводится к (1).which reduces to (1).
Пример реализацииImplementation example
В качестве примера реализации заявляемого способа рассмотрим движение активно-реактивного снаряда калибром 76 мм (ЗИС-3) [9], в котором размещен РДТТ с трубчато-канальным зарядом, забронированным по торцевым поверхностям, с размерами 40/8-150 мм. Суммарная начальная масса АРС составляет 6.6 кг, масса твердотопливного заряда (порох Н) составляет 0.29 кг (4.3% от массы снаряда).As an example of the implementation of the proposed method, we consider the movement of an active-reactive projectile with a caliber of 76 mm (ZIS-3) [9], which houses a solid-propellant rocket engine with a tube-channel charge, booked along end surfaces, with
По результатам внутрибаллистического расчета РДТТ, проведенного по методике [10], получены основные характеристики твердотопливного двигателя АРС:According to the results of the internal ballistic calculation of solid propellant solid propellant rocket engine carried out according to the methodology [10], the main characteristics of the APC solid propellant engine are obtained:
- диаметр критического сечения сопла dкр - 9.2 мм;- the diameter of the critical section of the nozzle d cr - 9.2 mm;
- диаметр выходного сечения сопла da=27.8 мм;- diameter of the nozzle exit section d a = 27.8 mm;
- рабочее давление в камере сгорания на маршевом режиме pk=8.0 МПа;- operating pressure in the combustion chamber in marching mode p k = 8.0 MPa;
- тяга двигателя Р=778Н;- engine thrust P = 778N;
- массовый секундный расход продуктов сгорания G=0.35 кг/с;- mass second consumption of combustion products G = 0.35 kg / s;
- удельный импульс тяги J=2214 м/с;- specific impulse of thrust J = 2214 m / s;
- время работы РДТТ t*=0.82 с.- while the SRM t * = 0.82 s.
Для определения оптимального значения времени задержки зажигания заряда твердого топлива tign проведена серия внешнебаллистических расчетов дальности полета АРС при выстреле из орудия с начальной (дульной) скоростью U0=680 м/с, углом θ0=45°.To determine the optimal value of the ignition delay time of the solid fuel charge t ign, a series of external ballistic calculations of the APC flight range was carried out when firing a gun with an initial (muzzle) velocity of U 0 = 680 m / s, angle θ 0 = 45 °.
Расчеты проведены для инертного снаряда (без РДТТ) и для снаряда с РДТТ с варьированием времени задержки зажигания tign.The calculations were performed for an inert projectile (without solid propellant rocket) and for a rocket with solid propellant rocket with varying ignition delay time t ign .
Движение инертного тела в воздушной среде определяется системой уравнений внешней баллистики [10]The motion of an inert body in the air is determined by the system of equations of external ballistics [10]
где U - скорость снаряда;where U is the velocity of the projectile;
F - сила лобового сопротивления;F is the drag force;
m - масса снаряда;m is the mass of the projectile;
g - ускорение свободного падения;g is the acceleration of gravity;
θ - угол между вектором скорости и линией местного горизонта;θ is the angle between the velocity vector and the local horizon line;
y - вертикальная координата;y is the vertical coordinate;
x - горизонтальная координата.x is the horizontal coordinate.
Система уравнений движения АРС на активном участке включает измененное уравнение для скорости движения с учетом тяги ракетного двигателя и дополнительное уравнение изменения массы АРС при горении ТРТThe system of equations of motion of the APC in the active section includes a modified equation for the speed of motion taking into account the thrust of the rocket engine and an additional equation of change in the mass of the APC during TRT combustion
где Р - сила тяги РДТТ;where P is the traction force of the solid propellant rocket engine;
ρT - плотность твердого топлива;ρ T is the density of solid fuel;
uT - скорость горения твердого топлива;u T is the burning rate of solid fuel;
ST - площадь поверхности горения твердого топлива.S T is the combustion surface area of solid fuels.
Сила лобового сопротивления рассчитывалась по формулеThe drag force was calculated by the formula
, ,
где Сx - коэффициент лобового сопротивления;where C x is the drag coefficient;
ρв - плотность воздуха;ρ in - air density;
Sм - площадь миделева сечения снаряда.S m - the area of the mid-section of the projectile.
Коэффициент лобового сопротивления Сx рассчитывался по аппроксимационным формулам в зависимости от числа Маха [10].The drag coefficient C x was calculated using approximation formulas depending on the Mach number [10].
По результатам проведенных расчетов дальность полета инертного снаряда ЗИС-3 (без РДТТ) составляет хк=13.7 км, что хорошо совпадает с результатами полигонных испытаний (хк=13.3 км) [9].According to the results of the calculations, the flight range of the ZIS-3 inert shell (without solid propellant rocket) is x k = 13.7 km, which agrees well with the results of field tests (x k = 13.3 km) [9].
Результаты параметрических расчетов движения активно-реактивного снаряда с РДТТ для разных времен задержки зажигания ting, приведены в таблице 1 (хк - дальность полета, tк - время полета).The results of parametric calculations of the movement of an active rocket with solid propellant rocket engine for different ignition delay times t ing are shown in Table 1 (x k is the flight range, t k is the flight time).
Обобщенные результаты расчетов движения активно-реактивного снаряда ЗИС-3 приведены в таблице 2 (Uк - конечная скорость снаряда).The generalized results of the calculations of the movement of an active missile ZIS-3 are shown in table 2 (U to - the final velocity of the projectile).
Расчетные зависимости скорости движения АРС от времени приведены на Фиг. 2, а траектории движения АРС приведены на Фиг. 3, где а - инертный снаряд (без заряда ТРТ); б - снаряд с РДТТ при tign=0 с; в - снаряд с РДТТ при ting=19 с.The calculated time dependences of the APC speed are shown in FIG. 2, and the APC motion paths are shown in FIG. 3, where a is an inert projectile (without TRT charge); b - shell with solid propellant rocket engine at t ign = 0 s; c - shell with solid propellant rocket engine at t ing = 19 s.
Результаты расчетов, показывают, что при использовании трубчато-канального заряда баллиститного (порох Н) топлива обеспечивается увеличение дальности полета снаряда на 10% (при tign=0 с) и на 20% (при tign=19 с) по сравнению с инертным снарядом.The calculation results show that when using a tubular-channel charge of ballistic (gunpowder N) fuel, the projectile flight range is increased by 10% (at t ign = 0 s) and by 20% (at t ign = 19 s) compared to inert projectile.
Рассчитаем высоту h заряда замедлителя (средний диаметр 5 мм), обеспечивающего необходимое время задержки зажигания заряда РДТТ. Основные характеристики состава замедлителя ТЗС-20 приведены в таблице 3 [8].We calculate the height h of the charge of the moderator (
На Фиг. 4 приведен график зависимости высоты замедлителя h в зависимости от требуемой величины времени задержки зажигания tign для различных значений свободного объема замкнутой полости, рассчитанный по соотношению (1). Для времени tign=19 с высота заряда замедлителя равна h=14 мм при свободном объеме V=10 см3. На Фиг. 5 приведены значения максимального давления р в замкнутой полости при горении зарядов замедлителя для разных значений свободного объема, рассчитанные по формуле (6). Величина давления существенно зависит от свободного объема и для V=10 см3 составляет р=12.7 МПа.In FIG. Figure 4 shows a graph of the dependence of the height of the moderator h depending on the required value of the ignition delay time t ign for various values of the free volume of the closed cavity, calculated by the relation (1). For a time t ign = 19 s, the height of the moderator charge is h = 14 mm with a free volume V = 10 cm 3 . In FIG. Figure 5 shows the values of the maximum pressure p in a closed cavity during combustion of the charges of the moderator for different values of the free volume calculated by the formula (6). The pressure value substantially depends on the free volume and for V = 10 cm 3 it is p = 12.7 MPa.
Таким образом, из приведенного примера следует, что заявляемый способ увеличения дальности полета активно-реактивного снаряда обеспечивает достижение технического результата изобретения - увеличение дальности полета за счет обеспечения контролируемого и оптимального времени задержки зажигания твердотопливного заряда РДТТ и повышение надежности инициирования РДТТ за счет автономной системы воспламенения, исключающей воздействие газов высокого давления метательного заряда в стволе орудия.Thus, from the above example it follows that the claimed method of increasing the flight range of an active-rocket projectile ensures the achievement of the technical result of the invention — increasing the flight range by providing a controlled and optimal ignition delay time of the solid propellant solid propellant charge and increasing the reliability of the initiation of solid propellant rocket ignition excluding the effect of high pressure gases propelling charge in the gun barrel.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика. - М.: Оборонгиз, 1949. - 670 с.1. Serebryakov M.E. Internal ballistics. - M .: Oborongiz, 1949 .-- 670 p.
2. Патент РФ №2021544, МПК F02K 9/08. Ракетный двигатель артилирийского снаряда / Соколов Г.Ф., Миронов Ю.И., Беркович B.C. - Опубл. 15.10.1994 г.2. RF patent №2021544,
3. Патент РФ №2037065, МПК F02K 9/08. Ракетный двигатель твердого топлива активно-реактивного снаряда / Соколов Г.Ф., Васина Е.А., Морозов В.Д., Кошелев Е.В. - Опубл. 09.06.1995 г.3. RF patent No. 2037065,
4. Патент РФ №2059859, МПК F02K 9/08. Ракетный двигатель артиллерийского снаряда / Бабичев В.И., Алешичев И.А., Соколов Г.Ф., Родин Л.А. - Опубл. 10.05.1996 г.4. RF patent No. 2059859,
5. Патент РФ №2075033, МПК F42B 10/38. Активно-реактивный снаряд / Бабичев В.И., Колотилин С.В. - Опубл. 10.03.1997 г.5. RF patent No. 2075033,
6. Патент РФ №2080468, МПК F02K 9/08, F42B 10/38. Ракетный двигатель артиллерийского снаряда / Бабичев В.И., Соколов Г.Ф., Миронов Ю.И., Беркович B.C. - Опубл. 15.05.1997 г.6. RF patent No. 2080468,
7. Райзберг Б.А., Ерохин Б.Т., Самсонов К.П. Основы теории рабочих процессов в ракетных системах на твердом топливе. – М.: Машиностроение, 1972. - 383 с.7. Raizberg B.A., Erokhin B.T., Samsonov K.P. Fundamentals of the theory of working processes in solid fuel rocket systems. - M.: Mechanical Engineering, 1972. - 383 p.
8. Демьяненко Д.Б., Дудырев А.С., Страхов И.Г., Цынбал М.Н. Комплекс новых пиротехнических замедлительных составов для временных устройств пироавтоматики и средств инициирования. // Изв. Санкт-Петербургского государственного технологического университета (технического университета). 2012, №16 (42). - С. 3-7.8. Demyanenko D.B., Dudyrev A.S., Strakhov I.G., Tsynbal M.N. A complex of new pyrotechnic retardants for temporary pyroautomatics devices and initiation tools. // Izv. St. Petersburg State Technological University (Technical University). 2012, No. 16 (42). - S. 3-7.
9. Широкорад А.Б. Снаряд с ракетным сердцем // Популярная механика. 2012, №5 (115).9. Shirokorad A.B. A missile with a rocket heart // Popular mechanics. 2012, No 5 (115).
10. Степанов В.П. Динамика полета реактивных снарядов. Учебное пособие. - Томск: Изд-во Томского университета, 1977. - 560 с.10. Stepanov V.P. The dynamics of the flight of rockets. Tutorial. - Tomsk: Publishing house of Tomsk University, 1977. - 560 p.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017113324A RU2647256C1 (en) | 2017-04-17 | 2017-04-17 | Method of increasing the distance of the rocket-propelled grenade |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017113324A RU2647256C1 (en) | 2017-04-17 | 2017-04-17 | Method of increasing the distance of the rocket-propelled grenade |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2647256C1 true RU2647256C1 (en) | 2018-03-15 |
Family
ID=61629359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017113324A RU2647256C1 (en) | 2017-04-17 | 2017-04-17 | Method of increasing the distance of the rocket-propelled grenade |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2647256C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2433169A1 (en) * | 1978-08-08 | 1980-03-07 | Europ Propulsion | Ejector-igniter for tactical missiles - incorporates several pyrotechnic compsns. stacked in tiers in receptacle each having appropriate function |
RU2080468C1 (en) * | 1994-03-18 | 1997-05-27 | Конструкторское бюро приборостроения | Artillery shell rocket engine |
RU2127821C1 (en) * | 1997-04-30 | 1999-03-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Jet engine ignition device |
US6481198B1 (en) * | 1999-07-09 | 2002-11-19 | Alliant Techsystems Inc. | Multi-stage rocket motor assembly including jettisonable launch motor integrated with flight igniter |
RU2279564C1 (en) * | 2005-06-23 | 2006-07-10 | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав" | Solid-propellant rocket engine |
-
2017
- 2017-04-17 RU RU2017113324A patent/RU2647256C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2433169A1 (en) * | 1978-08-08 | 1980-03-07 | Europ Propulsion | Ejector-igniter for tactical missiles - incorporates several pyrotechnic compsns. stacked in tiers in receptacle each having appropriate function |
RU2080468C1 (en) * | 1994-03-18 | 1997-05-27 | Конструкторское бюро приборостроения | Artillery shell rocket engine |
RU2127821C1 (en) * | 1997-04-30 | 1999-03-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Jet engine ignition device |
US6481198B1 (en) * | 1999-07-09 | 2002-11-19 | Alliant Techsystems Inc. | Multi-stage rocket motor assembly including jettisonable launch motor integrated with flight igniter |
RU2279564C1 (en) * | 2005-06-23 | 2006-07-10 | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав" | Solid-propellant rocket engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3620162A (en) | Rifle launched rocket | |
US3999482A (en) | High explosive launcher system | |
US3951037A (en) | Projectile launching device | |
RU2525352C1 (en) | Round for grenade launcher | |
US2681619A (en) | Rocket projectile | |
US3903802A (en) | Shell construction sealing washer | |
US4949639A (en) | Temperature-compensated, acceleration-activated igniter | |
RU2647256C1 (en) | Method of increasing the distance of the rocket-propelled grenade | |
US2487053A (en) | Obturator trap for rocket propellants | |
RU2631958C1 (en) | Reactive engine, method for shooting with rocket ammunition and rocket ammunition | |
RU2513052C2 (en) | Solid-propellant rocket engine to withdraw rocket jettisonable parts | |
RU2462686C2 (en) | Method of increase of range capability of projectile (versions) and device for its implementation | |
US9909848B2 (en) | Munition having penetrator casing with fuel-oxidizer mixture therein | |
US8122828B2 (en) | Cartridge for a firearm | |
RU2590803C1 (en) | Explosive charge of regular weapons and ammunition of primary purpose | |
RU2150075C1 (en) | Cartridge with active-reactive bullet | |
RU2492411C1 (en) | Cartridge for imitation of false target | |
RU2675983C1 (en) | Cumulative-high-explosive charge engine | |
RU2644804C1 (en) | Small-pulse impulse rpre working in the low-speed detonation mode | |
RU2705677C2 (en) | Pyrotechnic cartridge for precipitation stimulation | |
RU2378524C1 (en) | Engine of reactive weapon | |
RU2117235C1 (en) | Pulse rocket projectile | |
RU2133864C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
RU2595070C2 (en) | Unguided jet projectile | |
RU219887U1 (en) | AMMUNITION WITH VOLUMETRIC-DETONATING MIXTURE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200418 |