RU2170838C1

RU2170838C1 - Solid-propellant rocket engine

Info

Publication number: RU2170838C1
Application number: RU2000100482A
Authority: RU
Inventors: М.И. Соколовский; С.В. Лянгузов; С.В. Огнев
Original assignee: Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 2000-01-10
Filing date: 2000-01-10
Publication date: 2001-07-20

Abstract

FIELD: rocketry. SUBSTANCE: solid-propellant rocket engine has housing, nozzle, charge, igniters and hydraulic damping unit consisting of cup and differential piston installed in cup for axial displacement and fixed by lock provided with return elements and liquid cooler arranged in underpiston space of cup and in tank exposed to supercharging pressure. Tangential (screw) channels made over differential piston circumference connect underpiston space of cup and above- piston space provided with sealing unit at housing side. Hydraulic drive located in underpiston space of cup is made in form of set of telescopic hydraulic cylinders. Part of smaller diameter hydraulic cylinders is provided with radial holes communicating under-piston space of cup with space of hydraulic drive accommodating a valve made in form of control differential piston installed for overlapping radial ports made in hydraulic drive in course of longitudinal travel. Radial ports place underpiston space of cup in communication with space of hydraulic drive. Ring underpiston space of valve communicates with underpiston space, and above-piston space of valve communicates with tank. EFFECT: simplified design, improved reliability of solid propellant rocket engine. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании РДТТ многократного включения с отсечкой тяги. The invention relates to rocketry and can be used to create solid-state solid propellant rocket engines with multiple cut-off thrust.

Известно, что при маневрировании космических летательных аппаратов (КЛА) (например, при переходе с орбиты на орбиту), требуется многократное включение ракетного двигателя. Отсечка тяги при этом может осуществляться посредством авторегулируемого узла гидрогашения (УГГ) РДТТ (Патент РФ N 2100635). В конструкции УГГ по данному патенту не предусматривается возможность многократной отсечки тяги. It is known that when maneuvering spacecraft (KLA) (for example, when moving from orbit to orbit), multiple rocket engine activation is required. The traction cut-off can be carried out by means of an auto-adjustable hydro quenching unit (UGG) of solid propellant solid propellant rocket engine (RF Patent N 2100635). The design of the UGG according to this patent does not provide for the possibility of multiple cut-off thrust.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому изобретению является ракетный двигатель твердого топлива (Патент РФ N 2134814), содержащий корпус, сопло, заряд, устройства воспламенения и узел гидрогашения, состоящий из стакана, установленного в нем с возможностью осевого перемещения дифференциального поршня, зафиксированного замком фиксации, жидкого охладителя, находящегося в подпоршневой полости стакана. Дифференциальный поршень имеет каналы, сообщающие подпоршневую полость с полостью корпуса. На дифференциальном поршне с возможностью вращения вокруг продольной оси установлена обойма с отверстиями, расположенными напротив каналов. Обойма (или дифференциальный поршень) снабжена элементами, контактирующими в крайних положениях дифференциального поршня с направляющими, выполненными на стакане, а дифференциальный поршень (или обойма) снабжен элементом (например, пантографом), препятствующим его провороту вокруг продольной оси. Подпоршневая полость стакана сообщена через обратный клапан с баком, снаряженным жидким охладителем и находящимся под давлением наддува. Замок фиксации снабжен возвратными элементами (например, пружинами). The closest in technical essence and the achieved positive effect to the proposed invention is a solid propellant rocket engine (RF Patent N 2134814), comprising a housing, nozzle, charge, ignition devices and a hydro-quenching unit, consisting of a glass mounted in it with the possibility of axial movement of the differential piston fixed by the locking lock, a liquid cooler located in the under-piston cavity of the glass. The differential piston has channels communicating the piston cavity with the body cavity. A clip with holes located opposite the channels is mounted on the differential piston with the possibility of rotation around the longitudinal axis. The holder (or differential piston) is equipped with elements in contact at the extreme positions of the differential piston with guides made on the cup, and the differential piston (or holder) is equipped with an element (for example, a pantograph) that prevents it from turning around the longitudinal axis. The under-piston cavity of the glass is communicated through a non-return valve with a tank equipped with a liquid cooler and under pressurization. The locking lock is equipped with return elements (e.g. springs).

При несомненных достоинствах и высоком уровне автоматики данная конструктивная схема имеет следующие недостатки:
- высокий уровень ударно-крутящих нагрузок, прикладываемых при срабатывании УГГ к обойме, направляющим элементам, пантографам, может привести к проблематичности обеспечения требуемой прочности, появлению люфтов после первого срабатывания;
- низкий уровень герметичности конструктивной схемы клапана на основе обоймы с отверстиями, совмещенного с узлом впрыска, обуславливает несколько повышенный расход жидкого охладителя за каждый цикл работы;
- трудности отработки потребных характеристик и режимов работы узла впрыска, неизбежно содержащего при данной конструктивной схеме гладкую криволинейную поверхность стакана (оптимальная конфигурация узла впрыска получается при нарезании на этой поверхности винтовых каналов (см. Решение о выдаче патента от 18.03.99 г. по заявке N 98106584), что при данной конструктивной схеме прототипа не выполнимо).With the undoubted advantages and a high level of automation, this design scheme has the following disadvantages:
- a high level of shock-torque loads applied when the UGG is triggered to the clip, guide elements, pantographs, can lead to problems in providing the required strength, the appearance of backlash after the first actuation;
- the low level of tightness of the design of the valve based on the cage with holes, combined with the injection unit, causes a slightly increased consumption of liquid cooler for each cycle of operation;
- difficulties in working out the required characteristics and operating modes of the injection unit, which inevitably contains a smooth curved surface of the glass with this design (the optimal configuration of the injection unit is obtained by cutting screw channels on this surface (see Decision on the grant of a patent dated March 18, 1999 under application N 98106584), that with this design scheme of the prototype is not feasible).

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение ее надежности. An object of the invention is to simplify the design and increase its reliability.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном ракетном двигателе твердого топлива, содержащем корпус, сопло, заряд, устройства воспламенения и узел гидрогашения, состоящий из стакана, установленного в нем с возможностью осевого перемещения дифференциального поршня, зафиксированного замком фиксации, снабженным возвратными элементами, жидкого охладителя, находящегося в подпоршневой полости стакана и в баке, находящемся под давлением наддува, причем, по окружности дифференциального поршня выполнены тангенциальные (винтовые) каналы, соединяющие подпоршневую и снабженную со стороны корпуса узлом герметизации надпоршневую полости стакана, в подпоршневой полости стакана размещен гидропривод, выполненный в виде набора телескопических гидроцилиндров. Часть гидроцилиндров с малыми диаметрами имеет радиальные отверстия, сообщающие подпоршневую полость стакана с полостью гидропривода. В полости гидропривода установлен клапан, выполненный в виде управляющего дифферецниального поршня, установленного с возможностью при своем продольном перемещении перекрывать радиальные окна, выполненные в гидроприводе и сообщающие подпоршневую полость стакана с полостью гидропривода. Кольцевая подпоршневая полость клапана сообщена с подпоршневой полостью стакана, а надпоршневая полость клапана сообщена с баком. Обращенный в надпоршневую полость клапана выход каналов от бака выполнен в форме седла, образующего в совокупности с клапаном обратный клапан. Клапан подпружинен со стороны полости гидропривода. The essence of the invention lies in the fact that in the known rocket engine of solid fuel, comprising a housing, nozzle, charge, ignition device and a hydro-quenching unit, consisting of a cup mounted therein with the possibility of axial movement of a differential piston fixed by a locking lock provided with return elements, liquid cooler located in the under-piston cavity of the glass and in the tank under pressurization, moreover, tangential (screw) to the circumference of the differential piston are made Nala connecting subpiston and provided with housing-side sealing assembly nadporshnevogo cavity glass, the cavity glass into subpiston disposed hydraulic configured as a set of telescopic hydraulic cylinders. A part of hydraulic cylinders with small diameters has radial holes communicating the piston cavity of the glass with the hydraulic drive cavity. A valve is installed in the cavity of the hydraulic actuator, made in the form of a control differential piston installed with the ability to overlap radial windows made in the hydraulic actuator and communicating the under-piston cavity of the glass with the hydraulic actuator cavity during its longitudinal movement. The annular piston cavity of the valve is in communication with the piston cavity of the glass, and the piston cavity of the valve is in communication with the tank. The channel exit from the tank facing the supra piston cavity is made in the form of a saddle, which, together with the valve, forms a check valve. The valve is spring-loaded from the side of the hydraulic drive cavity.

Технический результат достигается тем, что управляющие воздействия на клапан производятся гидравлическим путем. Это позволяет исключить из конструктивной схемы сложные механические направляющие элементы, участвующие в неравномерном сложном вращательно-поступательном движении, и избавиться от ударно-крутящих нагрузок. Все элементы конструкции предлагаемого изобретения совершают простые возвратно-поступательные движения. Открытие окон клапаном после полной зарядки подпоршневой полости стакана обеспечивает хорошее сообщение подпоршневой полости стакана с полостью гидропривода, т.е. практически исключает влияние гидропривода на динамику срабатывания УГГ. Разделение клапана и узла впрыска на отдельные конструктивные узлы создает оптимальные условия как для надежной работы клапана, так и для обеспечения потребной гидродинамики процесса впрыска. The technical result is achieved by the fact that the control actions on the valve are produced hydraulically. This allows you to exclude complex mechanical guiding elements involved in the uneven complex rotational-translational motion from the design scheme, and get rid of shock-torque loads. All structural elements of the invention perform simple reciprocating movements. Opening the windows with the valve after the sub-piston cavity of the cup is fully charged provides a good communication between the sub-piston cavity of the cup and the hydraulic drive cavity, i.e. virtually eliminates the influence of the hydraulic drive on the dynamics of the operation of the UGG. The separation of the valve and the injection unit into separate structural units creates optimal conditions both for reliable valve operation and for ensuring the required hydrodynamics of the injection process.

Предлагаемое настоящим изобретением техническое решение неизвестно из патентной и технической литературы. The technical solution proposed by the present invention is unknown from the patent and technical literature.

Изобретение поясняется следующими чертежами:
на фиг. 1 показан продольный разрез двигателя в исходном положении узла гидрогашения, готовом к впрыску охладителя в камеру сгорания;
на фиг. 2 показан продольный разрез двигателя после окончания впрыска, в момент начала перезарядки УГГ новой порцией охладителя;
на фиг. 3 показан продольный разрез гидропривода (увеличено) в исходном положении узла гидрогашения, готовом к впрыску охладителя в камеру сгорания;
на фиг. 4 показан продольный разрез гидропривода (увеличено) после окончания впрыска, в момент начала перезарядки УГГ новой порцией охладителя.The invention is illustrated by the following drawings:
in FIG. 1 shows a longitudinal section of the engine in the initial position of the hydro-quenching unit, ready for injection of the cooler into the combustion chamber;
in FIG. 2 shows a longitudinal section of the engine after the end of the injection, at the time of beginning of the recharging of the UGG with a new portion of the cooler;
in FIG. Figure 3 shows a longitudinal section of the hydraulic actuator (enlarged) in the initial position of the hydraulic extinguishing unit, ready for injection of the cooler into the combustion chamber;
in FIG. 4 shows a longitudinal section of the hydraulic actuator (enlarged) after the end of the injection, at the time of the beginning of the recharging of the UGG with a new portion of the cooler.

Ракетный двигатель твердого топлива (см. фиг. 1) содержит корпус 1, заряд 2 и узел гидрогашения. Узел гидрогашения состоит из стакана 3 и установленного в нем с возможностью осевого перемещения дифференциального поршня 4, разделяющего полость стакана 3 на подпоршневую 5 и надпоршневую 6 полости (последняя обозначена только на фиг. 2). На внутренней цилиндрической поверхности стакана 3 нарезаны винтовые каналы 7, соединяющие подпоршневую 5 и надпоршневую 6 полости стакана 3. На выходе стакана 3 размещен узел герметизации 8, отделяющий надпоршневую полость 6 стакана 3 от полости корпуса 1. Дифференциальный поршень 4 относительно стакана 3 зафиксирован замком фиксации, снабженным возвратными элементами 9. Этот замок может быть выполнен, например, в виде шарикового замка. В законцовке стакана 3 выполнены радиальные отверстия, в которых с возможностью радиального перемещения установлены шарики 10, входящие в канавку 11, выполненную на дифференциальном поршне 4, и контактирующие с кольцом 12. Кольцо 12 установлено с возможностью осевого перемещения на законцовке стакана 3. В исходном положении кольцо 12 удерживается возвратными элементами 9, выполненными в виде пружин. На кольце 12 по окружности установлено несколько пиропатронов 13, сообщенных с полостью 14 (обозначена только на фиг. 2), которая в исходном положении является герметичной. Герметичность обеспечивается тем, что отверстия 15 в исходном положении перекрыты. Устройства воспламенения 16 двигателя выполнены в виде нескольких пусковых камер, установленных на заднем фланце корпуса 1 вокруг стакана 3. Сопло 17 выполнено в дифференциальном поршне 4 (впрочем, оно может быть и не связано с дифференциальным поршнем 4, т.е. может устанавливаться на корпусе 1). В подпоршневой полости 5 стакана 3 размещен гидропривод 18. В неподвижной части гидропривода 18 последовательно установлены телескопические гидроцилиндры 18А, 18Б, 18В, 18Г (см. фиг. 3 и 4). В гидроцилиндре 18В, имеющем малый диаметр, выполнены радиальные отверстия 19, сообщающие подпоршневую полость 5 стакана 3 с полостью 20 гидропривода 18. В полости 20 установлен клапан 21. Клапан 21 выполнен в виде управляющего дифференциального (ступенчатого) поршня, обращенного своей частью малого диаметра в полость 20 гидропривода 18 и контактирующий этой частью с гидроприводом 18 по цилиндрической поверхности, в которой выполнены радиальные окна 22, сообщающие подпоршневую полость 5 стакана 3 с полостью 20 гидропривода 18. Клапан 21 своей частью большего диаметра обращен в надпоршневую полость 23, имеющую сообщение с полостью 20 гидропривода 18 через перфорированное донышко клапана 21. Кольцевая подпоршневая полость 24 клапана 21 сообщена с подпоршневой полостью 5 стакана 3. Узел гидрогашения рассматриваемого двигателя сообщен через обратный клапан 25 с баком (на чертеже не показан), находящимся под давлением наддува (~5 кгс/см²) и снаряженным вместе с полостями УГГ жидким охладителем, достаточным для многократной зарядки УГГ порциями, необходимыми для надежного гашения. Обратный клапан 25 обращен в кольцевой коллектор 26, сообщающийся с надпоршневой полостью 23 клапана 21 продольными каналами 27 (сверлениями), расположенными между радиальными отверстиями с шариками 10. В конструкции предлагаемого двигателя может отсутствовать обратный клапан 25, если клапан 21 помимо своей основной управляющей функции (перекрытия окон 22) выполняет функции обратного клапана (т. е. функции клапана 25). В этом случае обращенный в надпоршневую полость 23 клапана 21 выход каналов 27 выполнен в форме седла, образующего в совокупности с ответной ему формой донышка клапана 21 обратный клапан, перекрывающийся при возникновении давления в полости 20 гидропривода 18. Впрочем, и в этом случае в конструкции могут присутствовать оба клапана (21 и 25), дублируя функции друг друга. В исходном состоянии клапан 21 может находиться либо в любом положении, либо гарантированно открывать радиальные окна 22. Для этого клапан 21 должен быть подпружинен со стороны полости 20 гидропривода 18.The solid fuel rocket engine (see Fig. 1) comprises a housing 1, a charge 2, and a hydro-quenching unit. The hydro-quenching unit consists of a nozzle 3 and a differential piston 4 mounted therein with the possibility of axial movement, separating the nozzle cavity 3 into a sub-piston 5 and a sup-piston 6 cavity (the latter is indicated only in Fig. 2). On the inner cylindrical surface of the cup 3, helical channels 7 are cut connecting the under-piston 5 and the over-piston 6 of the cavity of the cup 3. At the outlet of the cup 3, a sealing assembly 8 is placed that separates the over-piston cavity 6 of the cup 3 from the cavity of the housing 1. The differential piston 4 relative to the cup 3 is fixed with a locking lock equipped with return elements 9. This lock can be made, for example, in the form of a ball lock. In the tip of the cup 3 there are made radial holes in which balls 10 are mounted radially moving, which enter the groove 11 made on the differential piston 4 and are in contact with the ring 12. The ring 12 is mounted with the possibility of axial movement on the tip of the cup 3. In the initial position the ring 12 is held by return elements 9 made in the form of springs. On the ring 12 around the circumference there are several pyro-cartridges 13 connected to the cavity 14 (indicated only in Fig. 2), which is sealed in the initial position. Tightness is ensured by the fact that the holes 15 in the initial position are closed. Ignition devices 16 of the engine are made in the form of several starting chambers mounted on the rear flange of the housing 1 around the cup 3. The nozzle 17 is made in the differential piston 4 (however, it may not be connected to the differential piston 4, i.e., it can be mounted on the housing 1). A hydraulic actuator 18 is located in the sub-piston cavity 5 of the glass 3. Telescopic hydraulic cylinders 18A, 18B, 18B, 18G are sequentially installed in the fixed part of the hydraulic actuator 18 (see Figs. 3 and 4). In the hydraulic cylinder 18B having a small diameter, radial holes 19 are made, communicating a piston cavity 5 of the glass 3 with a cavity 20 of the hydraulic actuator 18. A valve 21 is installed in the cavity 20. The valve 21 is made in the form of a control differential (step) piston facing its part with a small diameter in the cavity 20 of the hydraulic actuator 18 and contacting this part with the hydraulic actuator 18 on a cylindrical surface in which radial windows 22 are made, communicating the under-piston cavity 5 of the cup 3 with the cavity 20 of the hydraulic actuator 18. The valve 21 is partly pain of its diameter is turned into the over-piston cavity 23, which communicates with the cavity 20 of the hydraulic actuator 18 through the perforated bottom of the valve 21. The annular under-piston cavity 24 of the valve 21 is in communication with the under-piston cavity 5 of the glass 3. The hydro-quenching unit of the engine in question is communicated through a check valve 25 with a tank (not shown shown), which is under boost pressure (~ 5 kgf / cm ² ) and equipped with a liquid cooler equipped with UGG cavities, sufficient to repeatedly charge the UGG with the portions necessary for reliable extinguishing. The non-return valve 25 faces the annular manifold 26, which communicates with the supra-piston cavity 23 of the valve 21 by longitudinal channels 27 (drillings) located between the radial holes with balls 10. The design of the proposed engine may not have a non-return valve 25 if the valve 21 is in addition to its main control function ( overlapping windows 22) performs the functions of a non-return valve (i.e., functions of a valve 25). In this case, the outlet of the channels 27 facing the supra-piston cavity 23 of the valve 21 is made in the form of a saddle, which together with the corresponding bottom of the valve 21 forms the check valve, which closes when pressure arises in the cavity 20 of the hydraulic actuator 18. However, in this case, the design can both valves (21 and 25) are present, duplicating each other's functions. In the initial state, the valve 21 can be either in any position or guaranteed to open the radial windows 22. For this, the valve 21 must be spring-loaded from the side of the cavity 20 of the hydraulic actuator 18.

Устройство работает следующим образом. Запуск РДТТ осуществляется при подаче сигнала на одну из пусковых камер 16. При воспламенении заряда 2 и работе двигателя дифференциальный поршень 4 относительно корпуса 1 (или стакана 3) остается неподвижным благодаря замку фиксации. Соответственно, давление жидкого охладителя, находящегося в подпоршневой полости 5 стакана 3 и в остальных, связанных с ней полостях 20, 23, 24, 26, равно давлению наддува бака (~5 кгс/см²), т.е. пренебрежимо мало по сравнению с внутрикамерным давлением. В момент возникновения необходимости останова двигателя подается сигнал на срабатывание одного из пиропатронов 13. В результате, давление в полости 14 повышается и происходит отжим кольца 12 (сопровождаемый сжатием пружин 9). Шарики 10 под действием дифференциального поршня 4 выдавливаются из канавки 11, что влечет за собой расфиксацию дифференциального поршня 4. Дифференциальный поршень 4 под действием силы внутрикамерного давления начинает движение, в результате чего давление в подпоршневой полости 5 возврастает. Это приводит в свою очередь к возрастанию давления в полости 20 гидропривода 18. Даже если к этому моменту клапан 21 случайно перекрывал радиальные окна 22, то и в этом случае возрастание давления в полости 20 гидропривода 18 и в подпоршневой полости 24 клапана 21 отжимает клапан 21 в крайнее положение, открыв при этом радиальные окна 22 (и, возможно, одновременно перекрыв каналы 27). Возрастание давления в УГГ (в полости 20) не передается в полость тонкостенного бака благодаря перекрытию каналов 27 и (или) срабатыванию обратного клапана 25. Движение дифференциального поршня 4 сопровождается перетеканием жидкого охладителя из полости 20 гидропривода 18 в подпоршневую полость 5 стакана 3 через радиальные окна 22 и через радиальные отверстия 19. После вхождения гидроцилиндра 18Г в гидроцилиндр 18В происходит перекрытие радиальных отверстий 19. Однако, проходная площадь открытых радиальных окон 22 такова, что наличие гидропривода 18 почти не оказывает влияния на динамику движения дифференциального поршня. Дифференциальный поршень 4, вытесняя (впрыскивая) жидкий охладитель из подпоршневой 5 в надпоршневую 6 полость стакана 3 через винтовые каналы 7, осуществляет гашение двигателя (отсечку тяги) за счет интенсивного отбора тепла на нагрев и испарение жидкого охладителя. Через некоторое время (0,05 - 1,0 с) давление в полости корпуса 1 (т.е. в надпоршневой полости 6) снижается до нуля за счет свободного истечения парогазовой смеси из камеры сгорания в вакуум (космическое пространство). Соответственно падает давление в подпоршневой полости 5 стакана 3, в полости 20 гидропривода 18 и в кольцевой подпоршневой полости 24 клапана 21. Жидкий охладитель, находящийся в баке, благодаря давлению наддува (~5 кгс/см²) этого бака открывает обратный клапан 25. При этом клапан 21 тем же давлением наддува, передавшимся через продольные каналы 27 в надпоршневую полость 23 клапана 21, отжимается в свое крайнее положение, перекрыв тем самым радиальные окна 22 (см. фиг. 4). Ввиду того, что давление в кольцевой подпоршневой полости 24 при этом остается равным нулю, неуравновешенная (на величину площади кольца подпоршневой полости 24) сила давления наддува надежно удерживает клапан 21, выполненный в виде дифференциального поршня, в отжатом состоянии. Это обеспечивает герметизацию (отделение) полости 20 гидропривода 18 от подпоршневой полости 5 стакана 3. Давление наддува бака, коллектора 26, полости 20 гидропривода 18, воздействуя на гидроцилиндры гидропривода 18, обеспечивает их последовательное выдвижение. Последовательность выдвижения гидроцилиндров следующая: первым выдвигается большой гидроцилиндр 18А, следующим - меньший гидроцилиндр 18Б, затем 18В и т.д. Выдвижение гидроцилиндров обеспечивает перемещение дифференциального поршня 4 к своему исходному положению. Полость 20 при этом находится под давлением наддува бака (~ 5 кгс/см²), а давление в подпоршневой полости 5 стакана 3 равно давлению окружающей среды (т.е. равно нулю). Непосредственно перед занятием дифференциальным поршнем 4 своего исходного положения, при выдвижении последнего гидроцилиндра 18Г, в предпоследнем гидроцилиндре 18В открываются радиальные отверстия 19. Жидкий охладитель из полости 20 через открывшиеся отверстия 19 под давлением наддува устремляется в подпоршневую полость 5 и полностью ее заполняет. При этом давление в подпоршневой полости 5 стакана 3, а также в сообщенной с ней подпоршневой полости 24 клапана 21 выравнивается с давлением в полостях 20 и 23. Таким образом исчезает сила, действовавшая на клапан 21. При этом он может оставаться на месте, или, в случае своего подпружинивания, заведомо открыть радиальные окна 22. После своего перемещения в исходное положение дифференциальный поршень 4 совмещается (прижимается давлением жидкого охладителя) с посадочным местом узла герметизации 8. За время гашения газы от пиропатрона 13 истекают из отверстия 15, т.е. давление в полости 14 падает до нуля. При возвращении дифференциального поршня 4 в исходное положение возвратные элементы 9 (сжатые ранее пружины) отжимают кольцом 12 шарики 10 в канавку 11 и надвигают на них кольцо 12. Таким образом, замок фиксации и двигатель в целом возвращаются в исходное положение, готовое к следующему запуску двигателя. Следующий запуск двигателя осуществляется посредством срабатывания одной из оставшихся пусковых камер 16, и дальнейшее функционирование двигателя происходит по вышеописанному алгоритму.The device operates as follows. The start of the solid propellant rocket motor is carried out by applying a signal to one of the launch chambers 16. When the charge 2 is ignited and the engine is running, the differential piston 4 relative to the housing 1 (or the cup 3) remains stationary due to the locking lock. Accordingly, the pressure of the liquid cooler located in the sub-piston cavity 5 of the glass 3 and in the remaining cavities 20, 23, 24, 26 associated with it is equal to the tank boost pressure (~ 5 kgf / cm ² ), i.e. negligible compared to intracameral pressure. At the time it becomes necessary to stop the engine, a signal is triggered to trigger one of the squibs 13. As a result, the pressure in the cavity 14 rises and the ring 12 is pressed (accompanied by compression of the springs 9). Balls 10 under the action of the differential piston 4 are squeezed out of the groove 11, which entails the unlocking of the differential piston 4. The differential piston 4 starts to move under the action of the pressure inside the chamber, as a result of which the pressure in the sub-piston cavity 5 increases. This, in turn, leads to an increase in pressure in the cavity 20 of the hydraulic actuator 18. Even if by this moment the valve 21 accidentally blocked the radial windows 22, then in this case as well, an increase in pressure in the cavity 20 of the hydraulic actuator 18 and in the piston cavity 24 of the valve 21 depresses the valve 21 extreme position, while opening the radial windows 22 (and, possibly, simultaneously blocking the channels 27). The pressure increase in the UGG (in the cavity 20) is not transmitted to the cavity of the thin-walled tank due to the closure of the channels 27 and / or the actuation of the check valve 25. The movement of the differential piston 4 is accompanied by the flow of the liquid cooler from the cavity 20 of the hydraulic actuator 18 into the under-piston cavity 5 of the glass 3 through the radial windows 22 and through the radial holes 19. After the hydraulic cylinder 18G enters the hydraulic cylinder 18B, the radial holes 19 overlap. However, the passage area of the open radial windows 22 is such that the hydraulic actuator 18 almost no effect on the dynamics of the differential piston. The differential piston 4, displacing (injecting) the liquid cooler from the sub-piston 5 into the supra-piston cavity 6 of the cup 3 through the screw channels 7, extinguishes the engine (cutting off the traction) due to intensive heat extraction for heating and evaporation of the liquid cooler. After some time (0.05 - 1.0 s), the pressure in the cavity of the housing 1 (i.e., in the supra-piston cavity 6) decreases to zero due to the free flow of the vapor-gas mixture from the combustion chamber into vacuum (outer space). Accordingly, the pressure drops in the sub-piston cavity 5 of the cup 3, in the cavity 20 of the hydraulic actuator 18 and in the annular piston cavity 24 of the valve 21. The liquid cooler located in the tank, due to the boost pressure (~ 5 kgf / cm ² ) of this tank, opens the check valve 25. When this valve 21 with the same boost pressure transmitted through the longitudinal channels 27 into the supra-piston cavity 23 of the valve 21 is squeezed to its extreme position, thereby blocking the radial windows 22 (see Fig. 4). Due to the fact that the pressure in the annular piston cavity 24 remains equal to zero, the unbalanced (by the size of the ring area of the piston cavity 24) pressurization pressure reliably keeps the valve 21, made in the form of a differential piston, in the depressed state. This provides sealing (separation) of the cavity 20 of the hydraulic actuator 18 from the piston cavity 5 of the cup 3. The boost pressure of the tank, manifold 26, cavity 20 of the hydraulic actuator 18, acting on the hydraulic cylinders of the hydraulic actuator 18, ensures their sequential extension. The sequence of extension of the hydraulic cylinders is as follows: the first is the large hydraulic cylinder 18A, the next is the smaller hydraulic cylinder 18B, then 18B, etc. The extension of the hydraulic cylinders allows the differential piston 4 to move to its original position. The cavity 20 is under pressure of the pressurization of the tank (~ 5 kgf / cm ² ), and the pressure in the under-piston cavity 5 of the glass 3 is equal to the ambient pressure (i.e., equal to zero). Immediately before the differential piston 4 takes up its initial position, when the last hydraulic cylinder 18G is extended, the penultimate hydraulic cylinder 18B opens the radial holes 19. The liquid cooler from the cavity 20 through the openings 19 under the boost pressure rushes into the under-piston cavity 5 and completely fills it. In this case, the pressure in the sub-piston cavity 5 of the cup 3, as well as in the associated piston cavity 24 of the valve 21 is equalized with the pressure in the cavities 20 and 23. Thus, the force acting on the valve 21 disappears. In this case, it can remain in place, or, in case of springing, obviously open the radial windows 22. After moving to the initial position, the differential piston 4 is aligned (pressed by the pressure of the liquid cooler) with the seat of the sealing unit 8. During the quenching, the gases from the igniter 13 expire from Verstov 15, i.e., the pressure in the cavity 14 drops to zero. When the differential piston 4 returns to its initial position, the return elements 9 (previously compressed springs) press the balls 10 into the groove 11 with the ring 12 and push the ring 12 onto them. Thus, the locking lock and the engine as a whole return to their original position, ready for the next engine start . The next engine start is carried out by triggering one of the remaining launch chambers 16, and further engine operation occurs according to the above algorithm.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом, в качестве которого взят ракетный двигатель твердого топлива (Патент РФ N 2134814), заключается в упрощении конструкции и повышении ее надежности. The technical and economic efficiency of the invention compared with the prototype, which is taken as a solid fuel rocket engine (RF Patent N 2134814), is to simplify the design and increase its reliability.

Claims

1. A rocket engine of solid fuel, comprising a housing, nozzle, charge, ignition device, and a hydro-quenching unit, consisting of a cup mounted therein with the possibility of axial movement of the differential piston fixed by a locking lock provided with return elements, a liquid cooler located in the under-piston cavity of the glass and in a tank under pressurization, and tangential (screw) channels are made around the circumference of the differential piston, connecting the piston and provided from the sides a sealing unit for the over-piston cavity of the cup, characterized in that in the sub-piston cavity of the cup there is a hydraulic actuator made in the form of a set of telescopic hydraulic cylinders, while part of the hydraulic cylinders with small diameters has radial holes communicating the under-piston cavity of the cup with a hydraulic actuator cavity in which the valve is installed, made in the form of a control differential piston installed with the ability to block radial windows made in hydraulic water and informing subpiston cup cavity having a cavity hydraulically and subpiston annular cavity communicates with subpiston valve cup cavity and the cavity above the piston valve communicates with the tank.

2. The rocket engine of solid fuel according to claim 1, characterized in that the outlet of the channels facing the valve’s supra-piston cavity is made in the form of a saddle, which together with the valve forms a check valve.

3. The solid fuel rocket engine according to claims 1 and 2, characterized in that the valve is spring-loaded from the side of the hydraulic drive cavity.