RU2103537C1

RU2103537C1 - Gas generator

Info

Publication number: RU2103537C1
Application number: RU95119536A
Authority: RU
Inventors: В.А. Голубев; А.А. Усков; М.В. Харламов; В.А. Лактюшкин; Ю.Н. Андросов
Original assignee: Министерство РФ по атомной энергии
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 1998-01-27

Abstract

FIELD: pyrotechnics; source of gas, pressure and stream of high temperature combustion products with stable flow rate. SUBSTANCE: in gas generator of known design version containing housing with gas outlet duct, gas generating charge with axial channel and ignition charge and initiator arranged at side opposite to ignition charge, surface of axial channels of gas generating charge is made armored, ignition charge is fitted on end face of gas generating charge at side of gas outlet duct, and gas generating charge is isolated from initiator. EFFECT: enlarged operating capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано в качестве источника газа, давления и струи высокотемпературных продуктов горения со стабильным расчетным расходом. The invention relates to the field of pyrotechnics and can be used as a source of gas, pressure and a jet of high-temperature combustion products with a stable design flow rate.

Известны различные конструкции пиротехнических (твердотопливных) газогенераторов (в том числе ракетных двигателей), содержащих корпус с размещенными в нем инициирующими устройствами, воспламенителями, газогенерирующими зарядами с осевым каналом [1-3]. Все эти газогенераторы в процессе срабатывания должны обладать высокой надежностью и обеспечивать стабильный режим генерации продуктов горения. There are various designs of pyrotechnic (solid fuel) gas generators (including rocket engines) containing a housing with initiating devices, ignitors, gas-generating charges with an axial channel placed in it [1-3]. All of these gas generators in the process of operation must have high reliability and provide a stable mode of generation of combustion products.

Известна конструкция газогенератора [1] , включающая газогенерирующий заряд с осевым каналом и воспламенителем, размещенным в глухой части корпуса, противоположной газовыводу. При этом вся поверхность заряда открытая. Недостатком данной конструкции является низкая надежность воспламенения заряда и в связи с этим нестабильная работа газогенератора в целом. A known design of a gas generator [1], including a gas-generating charge with an axial channel and an igniter, is placed in the blind part of the housing, opposite the gas outlet. In this case, the entire surface of the charge is open. The disadvantage of this design is the low reliability of ignition of the charge and, therefore, the unstable operation of the gas generator as a whole.

Известна конструкция газогенератора [2] , включающая газогенерирующий заряд с осевым каналом и воспламенителем, размещенным в глухой части корпуса, противоположной газовыводу. При этом торцовая и боковая поверхности заряда бронированы и воспламенение осуществляется по поверхности осевого канала. В данном случае также имеет место низкая надежность равномерного воспламенения заряда по всей поверхности канала. A known design of a gas generator [2], including a gas-generating charge with an axial channel and an igniter, is placed in the blind part of the housing, opposite the gas outlet. In this case, the end and side surfaces of the charge are armored and ignition is carried out along the surface of the axial channel. In this case, there is also a low reliability of uniform ignition of the charge over the entire surface of the channel.

Известна конструкция газогенератора [3] , включающая газогенерирующий заряд с осевым каналом, воспламенитель, размещенный в глухой части корпуса, противоположной газовыводу, и инициирующее устройство, размещенное в горловине газовывода. В данном случае, как считают авторы изобретения, происходит усиление действия инициирующего устройства за счет форса пламени воспламенителя. Тем не менее, фактически имеет место лишь некоторое повышение эффективности воспламенения заряда по поверхности канала и нет достаточной надежности равномерного воспламенения по всей поверхности канала, а следовательно нет и гарантии надежной, стабильной работы газогенератора. A known design of a gas generator [3], including a gas-generating charge with an axial channel, an igniter located in the blind part of the housing opposite the gas outlet, and an initiating device located in the neck of the gas outlet. In this case, according to the inventors, there is an increase in the action of the initiating device due to the force of the igniter flame. However, in fact, there is only a slight increase in the efficiency of ignition of the charge along the surface of the channel and there is insufficient reliability of uniform ignition over the entire surface of the channel, and therefore there is no guarantee of reliable, stable operation of the gas generator.

Кроме того, размещение инициирующего устройства в горловине газовывода усложняет конструкцию и не может служить фактором, повышающим надежность работы системы воспламенения и газогенератора в целом. In addition, the placement of the initiating device in the neck of the gas outlet complicates the design and cannot serve as a factor increasing the reliability of the ignition system and the gas generator as a whole.

Описанная конструкция газогенератора наиболее близка по технической сущности и выбрана в качестве прототипа. The described design of the gas generator is the closest in technical essence and is selected as a prototype.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение надежности работы газогенератора и обеспечение стабильных параметров его работы за счет оптимизации процессов воспламенения и горения газогенерирующего заряда. The problem solved by the present invention is to increase the reliability of the gas generator and ensure stable parameters of its operation by optimizing the processes of ignition and combustion of the gas-generating charge.

Технически результат, достигаемый при использовании заявляемого решения:
Стабильная работоспособность газогенератора многократно подтверждена экспериментально. Показано, что среднее квадратическое отклонение времени срабатывания в диапазоне температур от плюс 50^oC до минус 50^oC составляет 3%.Technically, the result achieved by using the proposed solution:
The stable performance of the gas generator has been repeatedly confirmed experimentally. It is shown that the standard deviation of the response time in the temperature range from plus 50 ^o C to minus 50 ^o C is 3%.

Для решения поставленной задачи в известном газогенераторе [3], содержащем корпус с газовыводом, расположенные в корпусе газогенерирующий заряд с осевым каналом, воспламенительный заряд, инициирующее устройство, расположенное со стороны, противоположной воспламенительному заряду, согласно изобретению поверхность осевого канала газогенерирующего заряда выполнена бронированной, воспламенительный заряд размещен на торце газогенерирующего заряда со стороны газовывода, а газогенерирующий заряд изолирован от инициирующего устройства. Выполнение поверхности осевого канала бронированной и изоляция газогенерирующего заряда от инициирующего устройства исключает воспламенение поверхности осевого канала газогенерирующего заряда и направлено на передачу форса пламени от инициирующего устройства непосредственно к воспламенительному заряду. Расположение воспламенительного заряда плоской на торце газогенерирующего заряда позволяет воспламенить газогенерирующий заряд по всей торцовой поверхности равномерно, что реализует необходимые условия как надежного воспламенения газогенерирующего заряда, так и одностороннее торцовое горение газогенерирующего заряда с постоянной поверхностью горения, обеспечивающей стабильную работу газогенератора в расчетном режиме. To solve the problem in a known gas generator [3], comprising a housing with a gas outlet, a gas generating charge with an axial channel located in the housing, an igniter charge, an initiating device located on the side opposite to the ignition charge, according to the invention, the axial channel surface of the gas generating charge is made armored, igniter the charge is placed at the end of the gas-generating charge from the gas outlet side, and the gas-generating charge is isolated from the initiating device. The implementation of the surface of the axial channel armored and the isolation of the gas-generating charge from the initiating device eliminates the ignition of the surface of the axial channel of the gas-generating charge and is aimed at transmitting the force of the flame from the initiating device directly to the ignition charge. The location of the igniter charge flat at the end of the gas-generating charge makes it possible to ignite the gas-generating charge uniformly across the entire end surface, which implements the necessary conditions for reliable ignition of the gas-generating charge, as well as one-sided end burning of the gas-generating charge with a constant combustion surface, which ensures stable operation of the gas-generator in the calculated mode.

На чертеже приведена схема заявляемого газогенератора. The drawing shows a diagram of the inventive gas generator.

Газогенератор содержит газогенерирующий заряд 1 с осевым каналом 2, размещенным в корпусе 3. Осевой канал 2 имеет бронированную поверхность 4. Инициирующее устройство 5 расположено в глухой части корпуса и изолировано от газогенерирующего заряда 1. The gas generator comprises a gas generating charge 1 with an axial channel 2 located in the housing 3. The axial channel 2 has an armored surface 4. The initiating device 5 is located in the blind part of the housing and is isolated from the gas generating charge 1.

Воспламенительный заряд 6 имеет плоскую форму и плотно контактирует с торцовой поверхностью газогенерирующего заряда 1. Контакт воспламенительного заряда 6 с торцом газогенерирующего заряда 1 осуществляется по всей поверхности. Вывод генерируемых продуктов горения осуществляется через сопло 7. The igniter charge 6 has a flat shape and is in close contact with the end surface of the gas-generating charge 1. The contact of the igniter charge 6 with the end of the gas-generating charge 1 is carried out over the entire surface. The output of the generated combustion products is carried out through the nozzle 7.

Газогенератор работает следующим образом. При подаче токового импульса на токовыводящие концы инициирующего устройства 5 форс пламени пиротехнического состава инициирующего устройства перемещается по бронированному осевому каналу газогенерирующего заряда 1. При этом изоляция инициирующего устройства 5 от газогенерирующего заряда 1 исключает несанкционированное воспламенение последнего (с торца и боковой поверхности). Форс пламени инициирующего устройства 5 задействует воспламенительный заряд 6, после чего происходит воспламенение газогенерирующего заряда 1 исключительно по торцовой поверхности. Совокупность предлагаемых признаков изобретения позволяет получить газогенерирующее устройство с высокой степенью надежности и стабильными параметрами срабатывания. The gas generator operates as follows. When a current pulse is applied to the current-carrying ends of the initiating device 5, the force flame of the pyrotechnic composition of the initiating device moves along the armored axial channel of the gas-generating charge 1. In this case, the isolation of the initiating device 5 from the gas-generating charge 1 eliminates unauthorized ignition of the latter (from the end and the side surface). The force of the flame of the initiating device 5 activates the igniter charge 6, after which the ignition of the gas generating charge 1 takes place exclusively along the end surface. The combination of the proposed features of the invention allows to obtain a gas generating device with a high degree of reliability and stable response parameters.

Инициирующее устройство срабатывает в диапазоне температур от плюс 50^oC до минус 50^oC с надежностью не менее 0,9⁵ при доверительном уровне β = 0,9.The initiating device operates in the temperature range from plus 50 ^o C to minus 50 ^o C with a reliability of at least 0.9 ⁵ with a confidence level of β = 0.9.

Применение воспламенителя плоской формы, плотно контактирующего со всей торцовой поверхностью газогенерирующего заряда с осевым каналом, позволяет воспламенять газогенерирующий заряд во всем температурном диапазоне эксплуатации (от плюс 50^oC до минус 50^oC) с надежностью более 0,9³. Это в свою очередь обеспечивает постоянную поверхность горения газогенерирующего заряда и в конечном счете стабильную работу газогенератора в расчетном режиме. При этом среднее квадратическое отклонение времени срабатывания газогенератора составляет 3%.The use of a flat-shaped igniter tightly in contact with the entire end surface of the gas-generating charge with the axial channel allows the gas-generating charge to be ignited over the entire operating temperature range (from plus 50 ^o C to minus 50 ^o C) with a reliability of more than 0.9 ³ . This, in turn, provides a constant combustion surface of the gas-generating charge and, ultimately, stable operation of the gas generator in the calculated mode. In this case, the mean square deviation of the response time of the gas generator is 3%.

Claims

A gas generator comprising a housing with a gas outlet, a gas generating charge with an axial channel located in the housing, an igniter charge and an initiating device located on the side opposite to the igniting charge, characterized in that the surface of the axial channel of the gas generating charge is armored, the igniter charge is mounted at the end of the gas generating charge with side of the gas outlet, and the gas-generating charge is isolated from the initiating device.