RU2164617C1

RU2164617C1 - Gas generator

Info

Publication number: RU2164617C1
Application number: RU99117307A
Authority: RU
Inventors: В.С. Арефьев; Ю.А. Вихляев; А.А. Мохов
Original assignee: Научно-исследовательский институт полимерных материалов
Priority date: 1999-08-09
Filing date: 1999-08-09
Publication date: 2001-03-27

Abstract

FIELD: jet engines. SUBSTANCE: gas generator of solid-propellant jet engine has housing with bottoms and side service holes accommodating solid propellant charge limited by end faces of grids. Each mushroom-shaped grid is connected with housing bottom by its base. Grid is provided with one or several central slots from side of charge to housing bottom. Service holes are located opposite to grid bases. Diameter of grid base is 0.6-0.8 of end face diameter. EFFECT: improved efficiency of jet engine and gas generator. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам реактивных двигателей твердого топлива (РДТТ) и газогенераторов (ГГ) и может быть использовано в объектах с многошашечными зарядами, помещенными в корпус с нецентральным (боковым) расположением сопел (расходных отверстий), применяемых, например, для создания боковой управляющей реактивной силы в системах коррекции и управления траекторией боеприпаса. The invention relates to a device for jet engines of solid fuel (RDTT) and gas generators (GG) and can be used in objects with multi-plate charges placed in a housing with an off-center (side) arrangement of nozzles (flow openings), used, for example, to create a lateral control jet forces in systems of correction and control of the trajectory of ammunition.

В качестве опорного элемента заряда в РДТТ и ГГ с многошашечными зарядами применяются решетки. Lattices are used as a support charge element in solid-state solid-propellant rocket engines and multi-plate charges.

Решетка представляет собой цилиндрическую шайбу, установленную перед сопловым или расходным отверстием (отверстиями). Решетка воспринимает полетные и газодинамические нагрузки и, одновременно, предотвращает вылет в сопло остатков заряда при его разрушении в конце горения. The grill is a cylindrical washer installed in front of the nozzle or consumable hole (s). The lattice perceives flight and gas-dynamic loads and, at the same time, prevents charge residues from escaping into the nozzle when it is destroyed at the end of combustion.

С этой целью на решетке выполняют множество отверстий (осевых пазов) либо на торце, обращенном к заряду, фрезеруют на определенную глубину параллельные прорези по типу колосника. For this purpose, a lot of holes (axial grooves) are made on the grate or, at the end facing the charge, parallel slots are milled to a certain depth according to the type of grate.

При этом свободное для прохода газов сечение каналов решетки выполняют в 3-5 раз превышающим площадь критического сечения сопла или расходного отверстия (М.Е.Серебряков. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. Москва. "Оборонгиз", 1962, 242, 270). At the same time, the cross-section of the channels of the lattice that is free for gas passage is 3-5 times larger than the critical section of the nozzle or the supply opening (M.E.Serebryakov. Internal ballistics of barrel systems and powder rockets. Moscow. Oborongiz, 1962, 242, 270) .

В малогабаритных РДТТ и ГГ, в особенности с зарядами малого времени горения, последнее условие трудновыполнимо из-за сравнительно большого критического сечения сопла (расходного отверстия) и неизбежного при этом перекрытия каналов решетки опорной поверхностью заряда. In small-sized solid propellant solid-propellant rocket engines and gas condensates, in particular with charges with a short burning time, the latter condition is difficult to fulfill because of the relatively large critical cross section of the nozzle (feed hole) and the lattice channels being inevitably blocked by the support surface of the charge.

Стремление увеличить эти каналы путем увеличения диаметра отверстий или ширины прорезей (естественно, с сокращением их числа) делает решетку малоэффективной для удержания в камере остатков заряда в конце горения, вследствие чего снижается импульс тяги (реактивной силы) РДТТ и ГГ и не выполняются требуемые баллистические характеристики, например, время работы из-за снижения уровня рабочего давления при выбросе остатков топлива. The desire to increase these channels by increasing the diameter of the holes or the width of the slots (of course, with a reduction in their number) makes the grating ineffective for retaining charge residues in the chamber at the end of combustion, as a result of which the thrust (reactive) impulse of the solid-propellant rocket engine and gyrometer is reduced and the required ballistic characteristics are not fulfilled , for example, operating time due to a decrease in the level of working pressure when ejecting fuel residues.

При установке за сопловым или расходным отверстием, выполненным сбоку в стенке камеры, что часто обуславливается компоновкой РДТТ и ГГ на объекте (например, для ориентации вектора управляющей силы перпендикулярно оси), такие решетки становятся вообще неэффективными. When installed behind a nozzle or flow hole, made sideways in the chamber wall, which is often caused by the layout of the solid propellant rocket and gas turbine on the object (for example, to orient the control force vector perpendicular to the axis), such gratings become generally ineffective.

Предлагаемое изобретение ставит целью повышение эффективности и совершенствование конструкции малогабаритных РДТТ и ГГ с боковыми расходными отверстиями в направлении повышения реализации суммарного импульса тяги (давления) за счет исключения выброса остатков заряда. The present invention aims at increasing the efficiency and improving the design of small-sized solid propellant rocket motors and gas turbines with lateral flow openings in the direction of increasing the implementation of the total thrust impulse (pressure) by eliminating the discharge of charge residues.

По нашему мнению, это достигается выполнением решеток грибообразными, соединенными основанием с днищем корпуса, а также выполнением центральных прорезей со стороны заряда до днища корпуса и размещением сопел (расходных отверстий) напротив оснований решеток. In our opinion, this is achieved by making the gratings mushroom-shaped, connected by a base to the bottom of the casing, as well as by making central slots from the charge side to the bottom of the casing and placing nozzles (consumable openings) opposite the bases of the gratings.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом. The essence of the proposed technical solution is illustrated by the drawing.

Здесь показана типичная конструкция малогабаритного газогенератора с зарядом твердого топлива 1 в виде пакета трубок, помещенного в корпус 2 с боковыми расходными отверстиями 3, перпендикулярными оси газогенератора. Here is a typical design of a small-sized gas generator with a solid fuel charge 1 in the form of a tube package placed in a housing 2 with lateral flow openings 3 perpendicular to the axis of the gas generator.

В корпус 2 с той и другой стороны ввернуты донья 4, переходящие в решетки 5, между которыми помещен заряд 1. On the one or the other side, the bottom 4 is screwed into the housing 2, turning into lattices 5, between which a charge 1 is placed.

Со стороны заряда на торцах решеток выполнены колосниковые выступы 6, на которые заряд опирается. From the side of the charge at the ends of the gratings there are grate ledges 6, on which the charge rests.

Решеткам 5 придана грибообразная форма. При этом диаметр основания решетки d относительно диаметра торца D составляет величину 0,6 ... 0,8. Lattices 5 are given a mushroom shape. The diameter of the base of the grating d relative to the diameter of the end face D is 0.6 ... 0.8.

Более высокие отношения d/D, как видно из таблицы экспериментальных данных, приводят к резкому снижению эффективности решеток с точки зрения реализации суммарного импульса тяги J_R вследствие выброса остатков заряда, а более низкие - к нерасчетному повышению давления.Higher d / D ratios, as can be seen from the table of experimental data, lead to a sharp decrease in the efficiency of the gratings from the point of view of realizing the total thrust impulse J _R due to the discharge of charge residues, and lower ones to an unaccounted pressure increase.

Для увеличения суммарной площади каналов, свободных для прохода газов, со стороны заряда в решетках 5 выполнены одна или несколько центральных прорезей 7 до днища корпуса. Достигаемое при этом увеличение площади проходных сечений (в 4 ... 10 раз) обеспечивает газодинамическую устойчивость рабочего процесса двигателя. To increase the total area of the channels free for gas passage, from the charge side in the gratings 5, one or more central slots 7 are made to the bottom of the body. Achieved at the same time, an increase in the area of bore cross sections (by 4 ... 10 times) ensures gas-dynamic stability of the engine working process.

Предлагаемое техническое решение экспериментально обосновано отработкой малогабаритного газогенератора системы разведения БЧ ракеты, включая летно-конструкторские, заводские и государственные испытания. The proposed technical solution is experimentally justified by testing a small-sized gas generator of a warhead missile dilution system, including flight design, factory and state tests.

Claims

1. A gas generator comprising a housing with bottoms and side flow openings, a solid fuel charge placed therein, limited by the ends of the grids, characterized in that each grill is made mushroom-shaped and connected to the bottom of the housing by a base, and one or more central slots are made in it from the charge side to the bottom of the housing, while the consumable holes are located opposite the bases of the gratings.

2. The gas generator according to claim 1, characterized in that the diameter of the base of the lattice is 0.6 ... 0.8 of the diameter of its end.