RU2736456C1 - Nozzle plug of rocket engine of solid fuel - Google Patents

Nozzle plug of rocket engine of solid fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2736456C1
RU2736456C1 RU2019142438A RU2019142438A RU2736456C1 RU 2736456 C1 RU2736456 C1 RU 2736456C1 RU 2019142438 A RU2019142438 A RU 2019142438A RU 2019142438 A RU2019142438 A RU 2019142438A RU 2736456 C1 RU2736456 C1 RU 2736456C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plug
nozzle
rocket engine
glass
sleeve
Prior art date
Application number
RU2019142438A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Анатольевич Замарахин
Андрей Анатольевич Палайчев
Андрей Евгеньевич Тёркин
Евгений Евгеньевич Шубкин
Никита Сергеевич Чулков
Original Assignee
Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова"
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 Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" filed Critical Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова"
Priority to RU2019142438A priority Critical patent/RU2736456C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2736456C1 publication Critical patent/RU2736456C1/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
    • F02K9/97Rocket nozzles

Abstract

FIELD: rocket equipment.
SUBSTANCE: invention relates to rocket engineering, particularly, to solid-propellant rocket engines. Nozzle plug of solid-propellant rocket engine with O-ring on outer surface, with cone thickening on the side of nozzle outlet funnel and with booster on the side of inlet funnel is made composite, consisting of interconnected plug and forcing assembly. Forcing assembly on the side of the inlet funnel is made in the form of a thin-walled barrel with an expansion formed on the neck and a perforated bottom and is fixed to the plug along the inner surface of the sleeve and external surface of the bottom. Plug is made in the form of cylindrical sleeve with stepped bottom. On the side opposite the bottom, the sleeve is equipped with a broadening contacting with the nozzle outlet funnel. On the side of widening in the walls of the sleeve uniformly distributed in the circumferential direction are through longitudinal slots. O-ring is arranged in groove made on sleeve bottom outer surface. Plug and sleeve of forcing assembly are made of structural materials with various physical and mechanical characteristics. Sleeve of forcing assembly is made of plastic metal (aluminum or alloy based on it, copper or alloy based on it). Plug is made from polymer material. Perforation is performed in walls of the sleeve of the forcing assembly. External diameter of the nozzle of the forcing assembly and the external diameter of the plug are equal to the diameter of the critical section of the nozzle. Broadening on the plug is conic or in form of two conical surfaces interconnected by large bases. Enlargement of the nozzle unit on the neck of the sleeve is conic and equidistant to the surface of the inlet funnel.
EFFECT: invention is aimed at improvement of solid-propellant rocket engines operation reliability and safety of operating personnel.
13 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области ракетной техники, в частности к ракетным двигателям твердого топлива и направленно на повышение надежности его работы и безопасности обслуживающего персонала.The proposed invention relates to the field of rocketry, in particular to solid propellant rocket engines and is aimed at improving the reliability of its operation and the safety of service personnel.

Известна конструкция сопловой заглушки ракетного двигателя твердого топлива [патент RU №2111372, опубликован 20.05.1998 г.], устанавливаемая в выходном раструбе сопла на герметизирующем составе и имеющая срезаемый штифт, обеспечивающий необходимое давление ее вскрытия. Данная конструкция имеет ряд недостатков. Во-первых, установка заглушки на герметизирующем составе значительно увеличивает трудоемкость изготовления двигателя, так как требует соответствующей подготовки склеиваемых поверхностей, длительность процесса сушки (полимеризации) герметизирующего состава может составлять до нескольких суток. Во-вторых, вызывает сомнение стабильность уровня давления вскрытия такой заглушки, так как механические характеристики клеевых составов, в частности предел прочности на отрыв, сильно зависят от температуры эксплуатации, а применение срезаемого штифта может привести к перекосу заглушки при ее вылете и, как следствие, к непредсказуемому характеру изменения соплового тракта, что, в конечном счете, скажется на выходных характеристиках двигателя. В-третьих, описанная конструкция заглушки, очевидно, имеет значительный вес, и при вылете из сопла приобретает большую скорость, что значительно расширяет площадь опасной зоны для обслуживающего персонала, оборудования и техники.Known design of the nozzle plug of a solid propellant rocket engine [patent RU No. 2111372, published 20.05.1998], installed in the outlet nozzle of the nozzle on a sealing compound and having a shear pin that provides the required opening pressure. This design has several disadvantages. Firstly, the installation of a plug on the sealing compound significantly increases the laboriousness of the engine manufacturing, since it requires appropriate preparation of the surfaces to be glued, the duration of the drying (polymerization) process of the sealing compound can be up to several days. Secondly, it raises doubts about the stability of the pressure level of opening such a plug, since the mechanical characteristics of adhesives, in particular the tensile strength to peel, strongly depend on the operating temperature, and the use of a cut-off pin can lead to a skew of the plug when it leaves and, as a consequence, to the unpredictable nature of the change in the nozzle path, which, ultimately, will affect the output characteristics of the engine. Thirdly, the described design of the plug obviously has a significant weight, and when it leaves the nozzle it acquires a high speed, which significantly expands the area of the danger zone for service personnel, equipment and technology.

Частично указанные недостатки устранены в конструкции сопловой заглушки ракетного двигателя артиллерийского снаряда, описанной в патенте RU №2024776, [опубликован 15.12.1994 г.]. Как следует из описания и иллюстраций к указанному патенту заглушка выполнена в виде стакана с отверстием в дне для размещения лучевого пиротехнического инициатора. Заглушка имеет коническое утолщение со стороны наружного торца для предотвращения продавливания ее внутрь двигателя давлением пороховых газов метательного заряда. Со стороны торца, обращенного внутрь корпуса двигателя, на заглушке закреплено тонкостенное кольцо с лапками, обжатыми разрезным пружинным кольцом. Герметичность обеспечивается уплотнительным кольцом, размещенным в проточке на цилиндрической поверхности заглушки в зоне критического сечения сопла. Вскрытие сопла происходит от воздействия пороховых газов на заглушку вытягиванием тонкостенного кольца при обжиме его по критическому диаметру сопла, что, как утверждают авторы, обеспечивает стабильное давление в момент воспламенения, повышая надежность выхода двигателя на рабочий режим.Partially these disadvantages are eliminated in the design of the nozzle plug of the rocket engine of the artillery projectile, described in patent RU No. 2024776, [published on 15.12.1994]. As follows from the description and illustrations to the aforementioned patent, the plug is made in the form of a glass with an opening in the bottom to accommodate the beam pyrotechnic initiator. The plug has a conical thickening on the side of the outer end to prevent it from being forced into the engine by the pressure of the propellant charge gases. On the side of the end facing the inside of the engine housing, a thin-walled ring with paws crimped with a split spring ring is fixed on the plug. Tightness is ensured by an O-ring located in a groove on the cylindrical surface of the plug in the throat zone of the nozzle. The opening of the nozzle occurs from the action of powder gases on the plug by pulling out a thin-walled ring while pressing it along the critical diameter of the nozzle, which, according to the authors, provides a stable pressure at the moment of ignition, increasing the reliability of the engine's output to the operating mode.

Описанная конструкция представляется достаточно сложной, состоящей из нескольких деформируемых элементов, каждый из которых оказывает влияние на величину давления вскрытия сопла. Следовательно, обеспечить расчетную величину давления вскрытия достаточно проблематично. Как видно на иллюстрации тонкостенное кольцо не контактирует с входным раструбом сопла, следовательно, заглушка имеет возможность перемещения в осевом направлении под воздействием вибрационных нагрузок (например, в процессе транспортирования боеприпаса), что снижает надежность герметизации сопла, а в худшем случае приведет к разгерметизации двигателя вследствие повышенного износа уплотнительного кольца. В итоге это отрицательно скажется на надежности запуска двигателя.The described design seems to be quite complex, consisting of several deformable elements, each of which affects the value of the nozzle opening pressure. Therefore, it is quite problematic to provide the calculated value of the opening pressure. As can be seen in the illustration, the thin-walled ring does not contact the nozzle inlet flare, therefore, the plug has the ability to move in the axial direction under the influence of vibration loads (for example, during the transportation of ammunition), which reduces the reliability of the nozzle sealing, and in the worst case will lead to engine depressurization due to increased wear of the O-ring. As a result, this will negatively affect the reliability of engine starting.

Применение подобной конструкции в двигателях с несколькими соплами может привести к повышенной разновременности их вскрытия и, следовательно, несанкционированному подъему давления в камере двигателя и повышенному эксцентриситету тяги, что отрицательно скажется на выходных характеристика двигателя.The use of such a design in engines with several nozzles can lead to an increased difference in the timing of their opening and, consequently, an unauthorized rise in pressure in the engine chamber and an increased eccentricity of the thrust, which will negatively affect the output characteristics of the engine.

Кроме того, с точки зрения безопасности эксплуатации двигателя с такими заглушками, их применение в двигателях снарядов, выстреливаемых из артиллерийского ствола можно считать допустимым, так как такой двигатель запускается на достаточном удалении от точки пуска. Однако применение таких заглушек, например, в стартовых двигателях малогабаритных ракет весьма затруднительно, из-за необходимости обеспечения безопасной зоны для обслуживающего персонала, что в условиях реального боевого применения значительно ухудшает тактико-технические характеристики комплекса вооружения. А выполнение пуска из закрытых или полузакрытых помещений делает практически невозможным из-за непредсказуемой траектории разлета заглушек вследствие их рикошета от возможных преград.In addition, from the point of view of safe operation of the engine with such plugs, their use in engines of shells fired from an artillery barrel can be considered acceptable, since such an engine is started at a sufficient distance from the launch point. However, the use of such plugs, for example, in starting engines of small-sized missiles, is very difficult, due to the need to provide a safe zone for service personnel, which in real combat use significantly worsens the tactical and technical characteristics of the weapons complex. And launching from closed or semi-closed premises makes it almost impossible due to the unpredictable trajectory of the expansion of the plugs due to their ricochet from possible obstacles.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы ракетного двигателя твердого топлива и безопасности обслуживающего персонала.The objective of the present invention is to improve the reliability of the solid propellant rocket engine and the safety of the operating personnel.

Решение поставленной задачи достигается тем, что сопловая заглушка ракетного двигателя твердого топлива с уплотнительным кольцом на наружной поверхности, с коническим утолщением со стороны выходного раструба сопла и с узлом форсирования со стороны входного раструба выполнена составной, состоящей из скрепленных между собой пробки и узла форсирования. Узел форсирования со стороны входного раструба выполнен в виде тонкостенного стакана со сформированным на горловине расширением и перфорированным дном и скреплен с пробкой по внутренней поверхности стакана и наружной поверхности дна. Пробка выполнена в виде цилиндрического стакана со ступенчатым дном. Со стороны, противоположной дну, стакан снабжен уширением, контактирующим с выходным раструбом сопла. Со стороны уширения в стенках стакана равномерно распределены в окружном направлении сквозные продольные пазы. Уплотнительное кольцо размещено в канавке, выполненной на наружной поверхности дна стакана. Пробка и стакан узла форсирования изготовлены из конструкционных материалов с различными физико-механическими характеристиками. Стакан узла форсирования изготовлен из пластичного металла (алюминия или сплава на его основе, меди или сплава на ее основе). Пробка изготовлена из полимерного материала. В стенках стакана узла форсирования выполнена перфорация. Наружный диаметр стакана узла форсирования и наружный диаметр пробки равны диаметру критического сечения сопла. Уширение на пробке выполнено коническим или в виде двух конических поверхностей, сопряженных между собой большими основаниями. Расширение на горловине стакана узла форсирования выполнено коническим и эквидистантным поверхности входного раструба.The solution to this problem is achieved by the fact that the nozzle plug of the solid propellant rocket engine with a sealing ring on the outer surface, with a conical thickening on the side of the outlet bell of the nozzle and with a forcing unit on the side of the inlet bell is made of composite, consisting of plugs and a forcing unit fastened together. The forcing unit from the side of the inlet bell is made in the form of a thin-walled glass with an expansion formed on the neck and a perforated bottom and is fastened with a plug along the inner surface of the glass and the outer surface of the bottom. The stopper is made in the form of a cylindrical glass with a stepped bottom. On the side opposite to the bottom, the glass is equipped with a broadening contacting with the outlet bell of the nozzle. From the side of the broadening in the walls of the glass, through longitudinal grooves are evenly distributed in the circumferential direction. The sealing ring is located in a groove made on the outer surface of the bottom of the glass. The plug and the nozzle of the forcing unit are made of structural materials with various physical and mechanical characteristics. Forcing unit glass is made of ductile metal (aluminum or an alloy based on it, copper or an alloy based on it). The stopper is made of polymer material. Perforation is made in the walls of the nozzle of the forcing unit. The outer diameter of the nozzle of the forcing unit and the outer diameter of the plug are equal to the diameter of the nozzle throat. The broadening on the plug is made conical or in the form of two conical surfaces, conjugated with each other by large bases. The expansion on the throat of the nozzle of the forcing unit is made conical and equidistant to the surface of the inlet bell.

Благодаря тому, что сопловая заглушка выполнена составной, состоящей из скрепленных между собой пробки и узла форсирования обеспечивается одновременное выполнение двух функций - герметизация сопел двигателя и обеспечение расчетного давления их вскрытия.Due to the fact that the nozzle plug is made of a composite, consisting of a plug and a forcing unit fastened together, two functions are simultaneously performed - sealing the engine nozzles and ensuring the design pressure of their opening.

Благодаря тому, что узел форсирования со стороны входного раструба выполнен в виде тонкостенного стакана со сформированным на горловине расширением и перфорированным дном обеспечивается минимальный вес конструкции сопловой заглушки. Благодаря тому, что узел форсирования скреплен с пробкой по внутренней поверхности стакана и наружной поверхности дна обеспечивается его надежное скрепление с пробкой и полное удаление из соплового тракта при включении двигателя.Due to the fact that the forcing unit on the side of the inlet bell is made in the form of a thin-walled glass with an expansion formed on the neck and a perforated bottom, the minimum weight of the nozzle plug structure is provided. Due to the fact that the forcing unit is fastened to the plug along the inner surface of the cup and the outer surface of the bottom, it is securely fastened to the plug and completely removed from the nozzle path when the engine is turned on.

Благодаря тому, что пробка выполнена в виде цилиндрического стакана со ступенчатым дном, уменьшается масса сопловых заглушек, а следовательно кинетическая энергия при их вылете из сопел, что минимизирует размеры опасной зоны для обслуживающего персонала.Due to the fact that the plug is made in the form of a cylindrical glass with a stepped bottom, the mass of the nozzle plugs is reduced, and therefore the kinetic energy when they fly out of the nozzles, which minimizes the size of the danger zone for service personnel.

Наличие со стороны, противоположной дну, стакана уширения, контактирующего с выходным раструбом сопла, удерживает заглушку от выпадения во внутреннюю полость двигателя при воздействии вибрационных и других нагрузок (например, при транспортировании), а также при воздействии наружного давления, например при проверке герметичности транспортно-пускового контейнера.The presence of a broadening cup on the side opposite to the bottom, in contact with the outlet flare of the nozzle, keeps the plug from falling out into the internal cavity of the engine when exposed to vibration and other loads (for example, during transportation), as well as when exposed to external pressure, for example, when checking the tightness of the transport and launch container.

Наличие со стороны уширения в стенках стакана сквозных продольных пазов, обеспечивает возможность установки заглушки продавливанием через критическое сечение за счет упругой деформации стенок стакана без применения специальных инструментов и приспособлений. Кроме того, сквозные продольные пазы, являясь концентраторами напряжений, способствуют разрушению заглушки при ударении ее о преграду, что повышает безопасность эксплуатации двигателя.The presence of through longitudinal grooves on the side of the widening in the walls of the glass makes it possible to install the plug by punching through the critical section due to the elastic deformation of the walls of the glass without the use of special tools and devices. In addition, through longitudinal grooves, being stress concentrators, contribute to the destruction of the plug when it hits an obstacle, which increases the safety of engine operation.

Благодаря тому, что уплотнительное кольцо размещено в канавке, выполненной на наружной поверхности дна стакана, обеспечивается его правильное расположение, что в свою очередь обеспечивает надежную герметизацию сопел.Due to the fact that the sealing ring is located in a groove made on the outer surface of the bottom of the glass, its correct position is ensured, which in turn ensures reliable sealing of the nozzles.

Применение для изготовления пробки и стакана узла форсирования конструкционных материалов с различными физико-механическими характеристиками уменьшить вес конструкции и одновременно обеспечить необходимые прочностные характеристики узла форсирования.Application for the manufacture of the plug and the nozzle of the forcing unit of structural materials with different physical and mechanical characteristics to reduce the weight of the structure and at the same time provide the necessary strength characteristics of the forcing unit.

Применение для изготовления стакана узла форсирования пластичного металла (алюминия или сплава на его основе, меди или сплава на ее основе) обеспечивает стабильный уровень давления вскрытия сопел за счет малой зависимости механических характеристик металла от температуры эксплуатации двигателя, что повышает надежность функционирования РДТТ.The use of a forcing unit for a plastic metal (aluminum or an alloy based on it, copper or an alloy based on it) for the manufacture of a glass ensures a stable level of nozzle opening pressure due to the low dependence of the mechanical characteristics of the metal on the engine operating temperature, which increases the reliability of the solid rocket motor.

Применение полимерного материала для изготовления пробки снижает массу сопловой заглушки, что также минимизирует размеры опасной зоны для обслуживающего персонала. Кроме того, ударяясь о возможные преграды, такие заглушки разрушаются, чем минимизируется возможность их рикошета.The use of polymer material for the manufacture of the plug reduces the weight of the nozzle plug, which also minimizes the size of the danger zone for the service personnel. In addition, when hitting possible obstacles, such plugs are destroyed, which minimizes the possibility of their ricochet.

Выполнение перфорации в стенках стакана узла форсирования позволяет обеспечить расчетный уровень давления вскрытия сопел в зависимости от конкретных механических характеристик используемого материала стакана.The perforation in the walls of the nozzle of the forcing unit makes it possible to provide the design level of the nozzle opening pressure depending on the specific mechanical characteristics of the nozzle material used.

Равномерное распределение в окружном направлении сквозных продольных пазов облегчает процесс установки заглушки в сопло, А так же способствует последующему разрушению заглушки на относительно равные части, что повышает безопасность эксплуатации двигателя.The uniform distribution in the circumferential direction of the through longitudinal grooves facilitates the process of installing the plug into the nozzle, and also contributes to the subsequent destruction of the plug into relatively equal parts, which increases the safety of engine operation.

Благодаря тому, что наружный диаметр стакана узла форсирования и наружный диаметр пробки равны диаметру критического сечения сопла, обеспечивается соосное расположение заглушки относительно критического сечения сопла и ее вылет без перекосов и заклиниваний, что положительно влияет на стабильность давления вскрытия сопла.Due to the fact that the outer diameter of the nozzle of the forcing unit and the outer diameter of the plug are equal to the diameter of the throat of the nozzle, the coaxial position of the plug with respect to the throat of the nozzle and its overhang without distortions and jamming is ensured, which has a positive effect on the stability of the nozzle opening pressure.

Коническое уширение на пробке удерживает заглушку от выпадения во внутреннюю полость двигателя при воздействии вибрационных и других нагрузок (например, при транспортировании), а также при воздействии наружного давления, например при проверке герметичности транспортно-пускового контейнера.The conical widening on the plug keeps the plug from falling out into the inner cavity of the engine when exposed to vibration and other loads (for example, during transportation), as well as when exposed to external pressure, for example, when checking the tightness of the transport and launch container.

Выполнение уширения на пробке в виде двух конических поверхностей, сопряженных между собой большими основаниями облегчает процесс установки заглушки в сопло.The broadening on the plug in the form of two conical surfaces, mated with each other by large bases, facilitates the process of installing the plug into the nozzle.

Коническое расширение на горловине стакана узла форсирования обеспечивает установку заглушки до контакта с входным раструбом сопла и последующий равномерный обжим узла форсирования по критическому сечению сопла, что способствует стабилизации уровня давления вскрытия сопел. Выполнение расширения на горловине стакана узла форсирования выполнено эквидистантным поверхности входного раструба повышает равномерность обжима узла форсирования по критическому сечению сопла.The conical expansion on the throat of the nozzle of the forcing unit ensures the installation of the plug before contact with the inlet bell of the nozzle and subsequent uniform crimping of the forcing unit along the critical section of the nozzle, which helps to stabilize the level of the nozzle opening pressure. Expansion at the throat of the nozzle of the forcing unit is made equidistant to the surface of the inlet bell, which increases the uniformity of crimping the forcing unit along the critical section of the nozzle.

В графических материалах представлена конструкция сопловой заглушки. На фиг. 1 в разрезе изображена сопловая заглушка, установленная в сопло ракетного двигателя твердого топлива. На фиг. 2 показан выносной элемент А в увеличенном масштабе. На фиг. 3 и 4 показана сопловая заглушка в изометрии в различных вариантах исполнения.The graphic materials show the design of the nozzle plug. FIG. 1 is a sectional view of a nozzle plug installed in a solid propellant rocket engine nozzle. FIG. 2 shows the detail A on an enlarged scale. FIG. 3 and 4 show the nozzle plug in perspective in different versions.

Сопловая заглушка состоит из пробки 1, скрепленной с узлом форсирования 2. Узел форсирования 2 выполнен в виде тонкостенного стакана 3, на горловине которого сформировано расширение 4, а дно 5 выполнено перфорированным. Стакан 3 скреплен с пробкой 1 по внутренней поверхности 6 стакана 3 и наружной поверхности 7 дна 5. Пробка 1 представляет собой цилиндрический стакан 8 со ступенчатым дном 9 и уширением 10, контактирующим с выходным раструбом 11 сопла 12. Со стороны уширения 10 в стенках стакана 8 имеются сквозные продольные пазы 13. На наружной поверхности 14 дна 9 стакана 8 выполнена канавка 15, в которой размещено уплотнительное кольцо 16. При необходимости в стенках стакана 3 узла форсирования 2 может быть выполнена перфорация 17, уширение 10 пробки 1 - в виде двух конических поверхностей 18, сопряженных между собой большими основаниями 19, а расширение 4 на горловине стакана 3 узла форсирования 2 - эквидистантным поверхности входного раструба 20.The nozzle plug consists of a plug 1, fastened to the forcing unit 2. The forcing unit 2 is made in the form of a thin-walled glass 3, on the neck of which an expansion 4 is formed, and the bottom 5 is made perforated. The glass 3 is fastened to the stopper 1 along the inner surface 6 of the glass 3 and the outer surface 7 of the bottom 5. The stopper 1 is a cylindrical glass 8 with a stepped bottom 9 and a broadening 10, in contact with the outlet bell 11 of the nozzle 12. From the side of the broadening 10 in the walls of the glass 8 there are through longitudinal grooves 13. On the outer surface 14 of the bottom 9 of the glass 8, a groove 15 is made, in which an o-ring is located 16. If necessary, perforation 17 can be made in the walls of the glass 3 of the forcing unit 2, the broadening 10 of the plug 1 is in the form of two conical surfaces 18, coupled to each other by large bases 19, and the expansion 4 on the neck of the glass 3 of the forcing unit 2 is equidistant to the surface of the inlet bell 20.

Предлагаемая конструкция функционирует следующим образом. Сопловая заглушка устанавливается в сопло со стороны входного раструба 20 до контакта с ним расширения 4 на горловине стакана 3 узла форсирования 2. При этом происходит упругая деформация уширения 10 пробки 1 за счет пазов 13. После выхода уширения 10 в выходной раструб 21 сопла оно приобретает исходную геометрию и, контактируя с выходным раструбом 21, фиксирует заглушку от осевого перемещения.The proposed design functions as follows. The nozzle plug is installed in the nozzle from the side of the inlet bell 20 until the expansion 4 contacts it at the neck of the nozzle 3 of the forcing unit 2. In this case, elastic deformation of the broadening 10 of the plug 1 occurs due to the slots 13. After the broadening 10 exits into the outlet bell 21 of the nozzle, it acquires the original geometry and, in contact with the outlet flare 21, fixes the plug from axial movement.

При включении ракетного двигателя твердого топлива в нем начинает расти давление пороховых газов, которое воздействует на сопловую заглушку. При достижении расчетного уровня давления вскрытия сопел происходит продавливание заглушки через критическое сечение сопла, при этом происходит равномерный обжим расширения 4 стакана 3 по диаметру критического сечения сопла, благодаря чему заглушка покидает сопло без перекосов и заклиниваний. Вылетевшая заглушка, благодаря своей форме эффективно тормозится в окружающем воздухе и быстро теряет скорость, а следовательно и кинетическую энергию, что значительно сокращает размеры опасной зоны для обслуживающего персонала.When the solid propellant rocket engine is turned on, the pressure of the propellant gases begins to rise in it, which acts on the nozzle plug. When the calculated level of nozzle opening pressure is reached, the plug is pushed through the critical section of the nozzle, while the expansion 4 of the nozzle 3 is uniformly squeezed along the diameter of the critical section of the nozzle, so that the plug leaves the nozzle without distortions and jamming. The ejected plug, due to its shape, is effectively braked in the ambient air and quickly loses speed, and hence kinetic energy, which significantly reduces the size of the danger zone for the operating personnel.

Таким образом, применение предлагаемой конструкции сопловой заглушки обеспечивает надежное функционирование ракетного двигателя твердого топлива, а также повышает безопасность его эксплуатации.Thus, the use of the proposed nozzle plug design ensures reliable operation of a solid propellant rocket engine, and also increases the safety of its operation.

Claims (13)

1. Сопловая заглушка ракетного двигателя твердого топлива с уплотнительным кольцом на наружной поверхности, с коническим утолщением со стороны выходного раструба сопла и с узлом форсирования со стороны входного раструба, отличающаяся тем, что заглушка выполнена составной, состоящей из скрепленных между собой пробки и узла форсирования, узел форсирования со стороны входного раструба выполнен в виде тонкостенного стакана со сформированным на горловине расширением и перфорированным дном и скреплен с пробкой по внутренней поверхности стакана и наружной поверхности дна, пробка выполнена в виде цилиндрического стакана со ступенчатым дном, со стороны, противоположной дну, стакан снабжен уширением, контактирующим с выходным раструбом сопла, со стороны уширения в стенках стакана выполнены сквозные продольные пазы, при этом уплотнительное кольцо размещено в канавке, выполненной на наружной поверхности дна стакана.1. A nozzle plug of a solid propellant rocket engine with a sealing ring on the outer surface, with a conical thickening from the side of the outlet bell of the nozzle and with a boosting unit from the side of the inlet bell, characterized in that the plug is made of a composite, consisting of plugs and a boosting unit fastened together, the forcing unit from the side of the inlet bell is made in the form of a thin-walled glass with an expansion formed on the neck and a perforated bottom and is fastened with a plug along the inner surface of the glass and the outer surface of the bottom, the plug is made in the form of a cylindrical glass with a stepped bottom, on the side opposite to the bottom, the glass is equipped longitudinal grooves are made on the side of the broadening in the walls of the glass by a broadening contacting with the outlet bell of the nozzle, while the sealing ring is placed in a groove made on the outer surface of the bottom of the glass. 2. Сопловая заглушка ракетного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что пробка и стакан узла форсирования изготовлены из конструкционных материалов с различными физико-механическими характеристиками.2. The nozzle plug of the rocket engine according to claim 1, characterized in that the plug and the nozzle of the forcing unit are made of structural materials with different physical and mechanical characteristics. 3. Сопловая заглушка ракетного двигателя по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что стакан узла форсирования изготовлен из пластичного металла.3. The nozzle plug of the rocket engine according to claim 1 or 2, characterized in that the glass of the forcing unit is made of ductile metal. 4. Сопловая заглушка ракетного двигателя по п. 3, отличающаяся тем, что стакан узла форсирования изготовлен из алюминия или сплава на его основе.4. The nozzle plug of the rocket engine according to claim 3, characterized in that the glass of the forcing unit is made of aluminum or an alloy based on it. 5. Сопловая заглушка ракетного двигателя по п. 3, отличающаяся тем, что стакан узла форсирования изготовлен из меди или сплава на ее основе.5. The nozzle plug of the rocket engine according to claim 3, characterized in that the glass of the forcing unit is made of copper or an alloy based on it. 6. Сопловая заглушка ракетного двигателя по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что пробка изготовлена из полимерного материала.6. The nozzle plug of the rocket engine according to claim 1 or 2, characterized in that the plug is made of a polymer material. 7. Сопловая заглушка ракетного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что в стенках стакана узла форсирования выполнена перфорация.7. The nozzle plug of the rocket engine according to claim 1, characterized in that perforation is made in the walls of the nozzle of the forcing unit. 8. Сопловая заглушка ракетного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что сквозные продольные пазы равномерно распределены в окружном направлении.8. The rocket engine nozzle plug according to claim 1, characterized in that the through longitudinal grooves are uniformly distributed in the circumferential direction. 9. Сопловая заглушка ракетного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что наружный диаметр стакана узла форсирования и наружный диаметр пробки равны диаметру критического сечения сопла.9. The nozzle plug of the rocket engine according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the nozzle of the forcing unit and the outer diameter of the plug are equal to the diameter of the nozzle throat. 10. Сопловая заглушка ракетного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что уширение на пробке выполнено коническим.10. The nozzle plug of the rocket engine according to claim. 1, characterized in that the broadening on the plug is made conical. 11. Сопловая заглушка ракетного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что уширение на пробке выполнено в виде двух конических поверхностей, сопряженных между собой большими основаниями.11. The nozzle plug of the rocket engine according to claim. 1, characterized in that the broadening on the plug is made in the form of two conical surfaces, mated with each other by large bases. 12. Сопловая заглушка ракетного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что расширение на горловине стакана узла форсирования выполнено коническим.12. The nozzle plug of the rocket engine according to claim 1, characterized in that the expansion at the throat of the nozzle of the forcing unit is made conical. 13. Сопловая заглушка ракетного двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что расширение на горловине стакана узла форсирования выполнено эквидистантным поверхности входного раструба.13. The nozzle plug of the rocket engine according to claim 1, characterized in that the expansion on the throat of the nozzle of the forcing unit is made equidistant to the surface of the inlet bell.
RU2019142438A 2019-12-19 2019-12-19 Nozzle plug of rocket engine of solid fuel RU2736456C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019142438A RU2736456C1 (en) 2019-12-19 2019-12-19 Nozzle plug of rocket engine of solid fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019142438A RU2736456C1 (en) 2019-12-19 2019-12-19 Nozzle plug of rocket engine of solid fuel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2736456C1 true RU2736456C1 (en) 2020-11-17

Family

ID=73461106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019142438A RU2736456C1 (en) 2019-12-19 2019-12-19 Nozzle plug of rocket engine of solid fuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2736456C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2777290C1 (en) * 2021-10-19 2022-08-02 Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" Method for firing a rocket shot and a rocket shot that implements it

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2696784A1 (en) * 1992-10-08 1994-04-15 Europ Propulsion Shutter, for propulsive nozzle - is opened by bellows operated by pressure difference between propulsive chamber pressure and reference pressure of internal volume of these bellows
RU2190116C1 (en) * 2001-02-07 2002-09-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Rocket engine nozzle cover
RU2195628C1 (en) * 2001-04-16 2002-12-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Device for sealing of jet engine nozzle
RU2213241C2 (en) * 2001-08-23 2003-09-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Rocket engine nozzle sealing devise
RU2430257C1 (en) * 2010-05-21 2011-09-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Rocket engine nozzle packing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2696784A1 (en) * 1992-10-08 1994-04-15 Europ Propulsion Shutter, for propulsive nozzle - is opened by bellows operated by pressure difference between propulsive chamber pressure and reference pressure of internal volume of these bellows
RU2190116C1 (en) * 2001-02-07 2002-09-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Rocket engine nozzle cover
RU2195628C1 (en) * 2001-04-16 2002-12-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Device for sealing of jet engine nozzle
RU2213241C2 (en) * 2001-08-23 2003-09-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Rocket engine nozzle sealing devise
RU2430257C1 (en) * 2010-05-21 2011-09-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Rocket engine nozzle packing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2777290C1 (en) * 2021-10-19 2022-08-02 Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" Method for firing a rocket shot and a rocket shot that implements it

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101296941B1 (en) Cartridged blank ammunition
JP5623386B2 (en) Method and apparatus for high impulse fuse booster
US9423226B2 (en) Spin-stabilized projectile that expels a payload
RU2336488C2 (en) Assembly of gun tubes with tubular projectiles for firearms
US6763765B2 (en) Break-away gas check for muzzle-loading firearms
RU2660968C1 (en) Rocket
RU2736456C1 (en) Nozzle plug of rocket engine of solid fuel
RU2715939C1 (en) Warhead of missile (versions)
US10527393B1 (en) Medium caliber high kinetic energy round with tracer and self-destruct mechanism
US10107608B2 (en) Cartridge for light weapons
US2487053A (en) Obturator trap for rocket propellants
KR101609507B1 (en) Range Extension Form Ramjet Propelled Shell
RU2494337C2 (en) Mortar silent shell
US10502537B1 (en) Enhanced terminal performance medium caliber multipurpose traced self-destruct projectile
RU2230288C1 (en) Separating jet projectile
RU2620613C1 (en) Rocket engine of rocket-assisted projectile
RU2150075C1 (en) Cartridge with active-reactive bullet
RU2602633C1 (en) Round for grenade launchers
RU2809456C1 (en) Cassette warhead
RU2346230C2 (en) "tverich" fragmenting-bundle shell
RU2789825C1 (en) Underbarrel grenade launcher ammunition to destroy unmanned aerial vehicles
RU2111372C1 (en) Solid-propellant rocket engine
US5191168A (en) Sabot for high dispersion shot shell
RU2439470C1 (en) Cartridge
RU2782423C1 (en) Cartridge for underground grenade launcher