RU2685751C1 - Rocket engine of solid fuel - Google Patents

Rocket engine of solid fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2685751C1
RU2685751C1 RU2018116801A RU2018116801A RU2685751C1 RU 2685751 C1 RU2685751 C1 RU 2685751C1 RU 2018116801 A RU2018116801 A RU 2018116801A RU 2018116801 A RU2018116801 A RU 2018116801A RU 2685751 C1 RU2685751 C1 RU 2685751C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solid fuel
solid
fuel charge
channels
rocket engine
Prior art date
Application number
RU2018116801A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Петрович Девяткин
Original Assignee
Сергей Петрович Девяткин
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 Сергей Петрович Девяткин filed Critical Сергей Петрович Девяткин
Priority to RU2018116801A priority Critical patent/RU2685751C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2685751C1 publication Critical patent/RU2685751C1/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
    • F02K9/10Shape or structure of solid propellant charges
    • 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
    • F02K9/30Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants with the propulsion gases exhausting through a plurality of nozzles

Abstract

FIELD: rocket equipment.SUBSTANCE: invention relates to rocket engineering, particularly, to solid-propellant rocket engines, and can be used in missiles for various purposes. Solid-propellant rocket engine includes housing with front bottom, igniter and solid fuel charge in form of cylindrical body with central channel, arranged in housing, in rear part of which multi-nozzle unit is installed. Solid-fuel charge is equipped with peripheral through channels, and ends of solid fuel charge are armored with diaphragms of incombustible material with low heat conductivity. Through holes are made in diaphragms and coaxial with channels of solid fuel charge and nozzles of multi-nozzle unit installed without clearance relative to diaphragm in lower part of rocket engine. Front bottom is made with recess on inner surface, by means of which peripheral solid fuel charge channels are interconnected.EFFECT: invention allows increasing specific impulse of rocket engine with multi-nozzle unit.1 cl, 3 dwg

Description

Заявленное техническое решение относится к ракетной технике, в частности, к ракетным двигателям твердого топлива, и может быть использовано в ракетах различного назначения.The claimed technical solution relates to rocket technology, in particular, to rocket engines of solid fuel, and can be used in rockets for various purposes.

Известен ракетный двигатель твердого топлива, содержащий корпус, воспламенитель, сопловое днище с множеством сопел, расположенных по окружности, прочно скрепленный с корпусом канальный заряд твердого топлива, заряд имеет канал, переходящий в щелевую часть с множеством щелевых прорезей, каждая из которых обращена к сопловому днищу и выполнена с расширяющимися к торцу заряда участком, при этом количество щелевых прорезей равняется количеству сопел, оси которых расположены в плоскостях симметрии щелевых прорезей, проходящих через ось ракетного двигателя (патент RU №2344309, опубликовано 20.01.2009 бюл. №2).Known rocket engine solid fuel, comprising a housing, an igniter, a nozzle bottom with a plurality of nozzles located around the circumference, a channel charge of solid fuel firmly attached to the housing, the charge has a channel that passes into the slit part with a plurality of slit slots, each of which faces the nozzle bottom and made with a plot expanding towards the end of the charge, with the number of slotted slits equal to the number of nozzles whose axes are located in the planes of symmetry of the slit slots passing through the cancer axis of this engine (patent RU No. 2344309, published January 20, 2009 Bull. No. 2).

Известен также ракетный двигатель твердого топлива, содержащий корпус с передним дном и многосопловым блоком, воспламенитель и пороховой заряд в виде цилиндрического тела с центральным отверстием (патент RU №159486, опубликовано 10.02.2016 бюл. №4). Вкладной пороховой заряд установлен в корпусе с равномерным зазором между корпусом и пороховым зарядом и зафиксирован проставками из медленно горящих материалов.Also known is a rocket engine of solid fuel, comprising a housing with a front bottom and a multi-nozzle block, an igniter and a powder charge in the form of a cylindrical body with a central bore (patent RU No. 159486, published 02.02.2016 Bull. No. 4). Deposit powder charge is installed in the body with a uniform gap between the body and the powder charge and fixed spacers of slowly burning materials.

Недостатком известных технических решений является низкая величина удельного импульса ракетного двигателя. Это связано с тем, что давление, которое создается в камере сгорания при горении твердого топлива, согласно физическим законам уменьшается в каждом сопле на величину, кратную количеству сопел в сопловом блоке. В результате в каждом сопле соответственно снижается скорость истечения продуктов сгорания твердого топлива и, как следствие, уменьшается удельный импульс (удельная тяга) ракетного двигателя.A disadvantage of the known technical solutions is the low value of the specific impulse of the rocket engine. This is due to the fact that the pressure that is created in the combustion chamber during the combustion of solid fuel, according to physical laws, decreases in each nozzle by an amount multiple to the number of nozzles in the nozzle block. As a result, in each nozzle, respectively, the flow rate of the combustion products of solid fuel decreases and, as a result, the specific impulse (specific thrust) of the rocket engine decreases.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является значительное увеличение удельного импульса ракетного двигателя без существенного усложнения его конструкции.The technical result of the invention is a significant increase in the specific impulse of the rocket engine without significant complication of its design.

Указанный технический результат достигается тем, что в ракетном двигателе твердого топлива, содержащем корпус с передним Днищем, воспламенитель и твердотопливный заряд в виде цилиндрического тела с центральным каналом, размещенный в корпусе, в задней части которого установлен многосопловой блок, согласно изобретению, твердотопливный заряд снабжен периферийными сквозными каналами, торцы твердотопливного заряда бронированы диафрагмами из негорючего материала с низкой теплопроводностью, в диафрагмах выполнены сквозные отверстия, соосные с каналами твердотопливного заряда и соплами многосоплового блока, установленного без зазора по отношению к диафрагме в нижней части ракетного двигателя, переднее днище выполнено с углублением на внутренней поверхности, посредством которого сообщаются периферийные каналы твердотопливного заряда.This technical result is achieved by the fact that in a rocket engine of solid fuel, comprising a housing with a front Bottom, an igniter and a solid fuel charge in the form of a cylindrical body with a central channel, housed in a housing, in the back of which is installed a multi-spun block, according to the invention, the solid fuel charge is equipped with peripheral through channels, the ends of a solid propellant charge are armored with diaphragms made of non-combustible material with low thermal conductivity, through holes are made in the diaphragms, with nye channels with solid fuel charge and the multi-nozzle unit mounted without play relative to the aperture in the bottom of the rocket engine, the front bottom formed with a recess on the inner surface, whereby the peripheral channels communicate the solid charge.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображен предлагаемый ракетный двигатель, общий вид, разрез. На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.FIG. 1 shows the proposed rocket engine, general view, section. FIG. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 is a section BB in FIG. one.

Ракетный двигатель твердого топлива содержит корпус 1 цилиндрической формы. В передней части корпуса 1 установлено переднее днище 2, а в нижней части корпуса 1 закреплен сопловой блок 3 с соплами 4. Внутри корпуса 1 размещен твердотопливный заряд 5 цилиндрической формы с центральным каналом 6 и периферийными каналами 7. Центральный канал 6 выполнен в виде глухого осесимметричного отверстия, а периферийные каналы 7 выполнены в виде сквозных осесимметричных отверстий. Торцевые части твердотопливного заряда 5 бронированы передней 8 и задней 9 диафрагмами. В диафрагмах 8 и 9 выполнены сквозные отверстия, расположенные соосно с каналами 6 и 7 в твердотопливном заряде 5. Сопловой блок 3 установлен в корпусе 1 без зазора по отношению к диафрагме 9, а сопла 4 установлены соосно каналам 6 и 7. Диафрагмы 8 и 9 выполнены из негорючего материала с низкой теплопроводностью, например, из асбеста или аналогичного материала. В переднем днище 2 на внутренней поверхности выполнено углубление 10, например, в форме кольцевой проточки. Углубление 10 обеспечивает физическую связь (сообщение) между каналами 7 твердотопливного заряда 5 для выравнивания давления в каналах 7 при горении твердого топлива, что исключает возникновение опрокидывающего момента из-за разницы тяги в различных соплах многосоплового блока 3. Для зажигания ракетного двигателя в нем установлены воспламенители 11, которые включаются синхронно при пуске (запуске) ракеты.Rocket engine solid fuel contains a housing 1 of a cylindrical shape. A front plate 2 is installed in the front part of the housing 1, and a nozzle unit 3 with nozzles 4 is fixed in the lower part of the housing 1. Inside the housing 1 there is a solid-fuel charge 5 of cylindrical shape with a central channel 6 and peripheral channels 7. The central channel 6 is designed as a deaf axisymmetric holes, and the peripheral channels 7 are made in the form of through axisymmetric holes. The end parts of the solid-fuel charge 5 are armored front 8 and rear 9 diaphragms. In the diaphragms 8 and 9 are made through holes located coaxially with channels 6 and 7 in the solid-fuel charge 5. The nozzle unit 3 is installed in the housing 1 without a gap in relation to the diaphragm 9, and the nozzles 4 are installed coaxially with channels 6 and 7. Apertures 8 and 9 made of non-combustible material with low thermal conductivity, for example, asbestos or similar material. In the front bottom 2 on the inner surface there is a recess 10, for example, in the form of an annular groove. The recess 10 provides a physical connection (communication) between the channels 7 of the solid fuel charge 5 to equalize the pressure in the channels 7 when solid fuel is burning, which eliminates the occurrence of overturning moment due to the difference in thrust in the various nozzles of the multi-coil block 3. Igniters are installed in it 11, which turn on synchronously during the launch (launch) of the rocket.

Ракетный двигатель работает следующим образом.The rocket engine works as follows.

После воспламенения топливного заряда 5 посредством синхронного срабатывания воспламенителей 11 газовые потоки продуктов сгорания твердого топлива из каналов 6 и 7 поступают в соответствующие им сопла 4 многосоплового блока 3. За счет углубления 9 в переднем днище обеспечивается выравнивание давления и, как следствие, выравниваются объемы и скорости истечения продуктов сгорания через периферийные сопла 4 многосоплового блока 3. Бронировка твердотопливного заряда 5 диафрагмами 8 и 9 обеспечивает отсутствие перемешивания потоков продуктов горения между соседними каналами 7 и соплами 4. Таким образом, исключается уменьшение давления в соплах 4.After ignition of the fuel charge 5 by means of the synchronous actuation of the igniters 11, the gas flows of products of combustion of solid fuel from channels 6 and 7 enter the corresponding nozzles 4 of the multi-nozzle block 3. Due to the deepening 9 in the front bottom, pressure equalization is achieved and, as a result, the volumes and speeds are equalized the outflow of combustion products through the peripheral nozzles 4 of the multi-nozzle unit 3. The reservation of a solid fuel charge 5 with diaphragms 8 and 9 ensures the absence of mixing of product streams Oren between adjacent channels 7 and the nozzle 4. Thus is eliminated the decrease of pressure in the nozzles 4.

Таким образом, по сути, каждый отдельный канал 7 твердотопливного заряда 5 совместно с отдельным соосным с ним соплом 4 представляет собой самостоятельный ракетный двигатель, а совокупность всех каналов 7 и сопел 4, синхронно работающих, представляют собой единый двигатель в одном корпусе 1 с единым твердотопливным зарядом 5.Thus, in essence, each individual channel 7 of a solid-fuel charge 5, together with a separate nozzle 4 coaxial with it, is an independent rocket engine, and the combination of all channels 7 and nozzles 4, simultaneously working, is a single engine in one case 1 with a single solid-fuel charge 5.

Это позволяет многократно увеличить удельный импульс (удельную тягу) без существенного усложнения конструкции ракетного двигателя, что, как следствие, позволяет повысить тактико-технические характеристики ракет, использующих предложенный ракетный двигатель.This allows you to repeatedly increase the specific impulse (specific thrust) without significantly complicating the design of the rocket engine, which, as a result, improves the tactical and technical characteristics of missiles using the proposed rocket engine.

Claims (1)

Ракетный двигатель твердого топлива, содержащий корпус с передним днищем, воспламенитель и твердотопливный заряд в виде цилиндрического тела с центральным каналом, размещенный в корпусе, в задней части которого установлен многосопловой блок, отличающийся тем, что твердотопливный заряд снабжен периферийными сквозными каналами, торцы твердотопливного заряда бронированы диафрагмами из негорючего материала с низкой теплопроводностью, в диафрагмах выполнены сквозные отверстия, соосные с каналами твердотопливного заряда и соплами многосоплового блока, установленного без зазора по отношению к диафрагме в нижней части ракетного двигателя, переднее днище выполнено с углублением на внутренней поверхности, посредством которого сообщаются периферийные каналы твердотопливного заряда.Rocket engine of solid fuel, comprising a housing with a front bottom, an igniter and a solid fuel charge in the form of a cylindrical body with a central channel, housed in a housing, in the back of which a multi-nozzle unit is installed, characterized in that the solid fuel charge is provided with peripheral through channels, the ends of the solid fuel charge are armored diaphragms are made of non-combustible material with low thermal conductivity, through holes are made in the diaphragms, coaxial with channels of solid fuel charge and nozzles are many oplovogo unit mounted without play relative to the aperture in the bottom of the rocket engine, the front bottom formed with a recess on the inner surface, whereby the peripheral channels communicate the solid charge.
RU2018116801A 2018-05-04 2018-05-04 Rocket engine of solid fuel RU2685751C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018116801A RU2685751C1 (en) 2018-05-04 2018-05-04 Rocket engine of solid fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018116801A RU2685751C1 (en) 2018-05-04 2018-05-04 Rocket engine of solid fuel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2685751C1 true RU2685751C1 (en) 2019-04-23

Family

ID=66314696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018116801A RU2685751C1 (en) 2018-05-04 2018-05-04 Rocket engine of solid fuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2685751C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2661692A (en) * 1952-05-07 1953-12-08 Conard R Vegren Helical gas flow channel for solid propellants
RU2084676C1 (en) * 1994-08-17 1997-07-20 Хаджи-Мурат Хасанович Байсиев Two-regime rocket engine
RU2344309C1 (en) * 2007-04-09 2009-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Solid-propellant rocket engine
ES2342520A1 (en) * 2008-02-29 2010-07-07 INSTITUTO NACIONAL DE TECNICA AEROESPACIAL "ESTEBAN TERRADAS" Propulsor device of solid propulsant micrometric actuators. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
RU159486U1 (en) * 2015-10-07 2016-02-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации SOLID FUEL ROCKET ENGINE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2661692A (en) * 1952-05-07 1953-12-08 Conard R Vegren Helical gas flow channel for solid propellants
RU2084676C1 (en) * 1994-08-17 1997-07-20 Хаджи-Мурат Хасанович Байсиев Two-regime rocket engine
RU2344309C1 (en) * 2007-04-09 2009-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Solid-propellant rocket engine
ES2342520A1 (en) * 2008-02-29 2010-07-07 INSTITUTO NACIONAL DE TECNICA AEROESPACIAL "ESTEBAN TERRADAS" Propulsor device of solid propulsant micrometric actuators. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
RU159486U1 (en) * 2015-10-07 2016-02-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации SOLID FUEL ROCKET ENGINE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE438377B (en) TELESCOPED SHELTER AMMUNITION
US9476399B1 (en) Glow plug type acoustic resonance igniter
US5438834A (en) Close combustion gas generator
US3349708A (en) Rocket projectile
US3468487A (en) Variable thrust injector
US3555825A (en) Dual solid fuel propellant rocket engine
US3442084A (en) Multistage solid fuel rocket propulsion unit for the placing of depth charges
US3789610A (en) Tandem solid-hybrid rocket motor
CN109707534A (en) A kind of radial direction interlayer type dipulse engine
RU2685751C1 (en) Rocket engine of solid fuel
US2897649A (en) Igniter
RU2525787C1 (en) Liquid-propellant engine combustion chamber atomiser head
US5112007A (en) Missile steering device
US11549465B1 (en) Air breathing solid fuel rotating detonation engine
RU2604772C1 (en) Pulsed solid-fuel engine
US2497888A (en) Means for preventing excessive combustion pressure in rocket motors
RU2298110C2 (en) Solid-propellant rocket engine
US2759326A (en) Powder reactor including a perforated conical grid
US3073122A (en) Rocket igniter
US20050279083A1 (en) Folded detonation initiator for constant volume combustion device
GB1242231A (en) Bi-propellant rocket engine
RU2211356C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2133864C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2727116C1 (en) Solid fuel rocket engine
US3210928A (en) Fuel cooled combustor assembly