RU2122133C1

RU2122133C1 - Cartridge-pressure accumulator

Info

Publication number: RU2122133C1
Application number: RU96110061/06A
Authority: RU
Inventors: В.П. Тихонов; Г.Д. Филимонов; И.А. Алешичев; Л.А. Родин
Original assignee: Конструкторское бюро приборостроения
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 1998-11-20

Abstract

FIELD: supply of servo units in actuator systems of guided projectiles. SUBSTANCE: accumulator includes combustion chamber, power charge with igniter, gas duct with throttle valve and filter Fitted in gas duct connecting the combustion chamber with throttle valve is piston which is fixed by means of ring. Sealing diaphragm is secured on end face of bush on side of throttle valve by soldering. Sleeve arranged in bush rests on diaphragm by its bottom. Sleeve is provided with radial holes. Outer diameter of sleeve is lesser than diametral section of passage of spring ring. EFFECT: enhanced reliability within working temperature range of 50^°C. 3 dwg 2p

Description

Изобретение относится к военной технике, а более конкретно к конструкции порохового аккумулятора давления (ПАД), используемого в качестве источника рабочего газа для питания рулевых машин в блоках рулевого привода (БРП) управляемых снарядов. The invention relates to military equipment, and more particularly to the design of a powder pressure accumulator (PAD) used as a source of working gas for powering steering machines in steering gear blocks (PDU) of guided projectiles.

ПАД по своей конструкции практически соответствует конструкции ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ) [1]. PAD in its design practically corresponds to the design of a solid fuel rocket engine (solid propellant rocket engine) [1].

Конструкция ПАД содержит корпус, в котором размещен пороховой заряд, воспламенитель и расходное сопло. The design of the PAD contains a housing in which the powder charge is placed, an igniter and a nozzle.

Однако в связи с тем, что продукты сгорания ПАД используются для перемещения подвижных деталей рулевых машин, к ним предъявляются специфические требования по стабильности подаваемого давления газов и их очистке. However, due to the fact that the combustion products of PAD are used to move the moving parts of the steering machines, they are subject to specific requirements for the stability of the supplied gas pressure and their cleaning.

Анализ техники в области конструкции ПАД позволило выявить техническое решение, наиболее близкое к заявляемому. Это конструкция ПАД (2), содержащая камеру сгорания, пороховой заряд, воспламенитель, газовый тракт с дросселем и фильтр. An analysis of the technique in the field of design of PAD allowed us to identify the technical solution closest to the claimed one. This is the design of the PAD (2), containing a combustion chamber, a powder charge, an igniter, a gas path with a throttle and a filter.

Пороховой заряд с задней стороны подпружинен. К продуктам сгорания порохового заряда предъявляются требования по количеству твердых частиц. The powder charge on the rear side is spring loaded. The products of combustion of a powder charge are subject to requirements for the amount of solid particles.

Однако описанная конструкция ПАД обладает рядом недостатков, основными из которых являются недостаточная надежность зажжения порохового заряда при минусовых температурах, большой разброс давлений в камере сгорания на минусовых и плюсовых температурах. However, the described design of PAD has a number of disadvantages, the main of which are the insufficient reliability of ignition of the powder charge at subzero temperatures, and a large dispersion of pressure in the combustion chamber at subzero and plus temperatures.

Объясняется это тем, что значительная часть газов воспламенителя вместе с твердыми частицами, обладающими высокой температурой, выбрасываются в газовый тракт с фильтром и дросселем и не обеспечивают интенсивное горение порохового заряда в момент воспламенения. Особенно это влияет на увеличение времени выхода на рабочий режим при отрицательных температурах, когда все тракты течения газа имеют низкую температуру. This is explained by the fact that a significant part of the igniter gases, together with solid particles having a high temperature, are emitted into the gas path with a filter and a choke and do not provide intensive burning of the powder charge at the time of ignition. This especially affects the increase in operating time at low temperatures, when all gas flow paths have a low temperature.

При этом газы охлаждаются, снижая уровень давления, а это, в свою очередь, увеличивает время, необходимое для приведения блока рулевого привода в рабочее состояние. At the same time, the gases are cooled, reducing the pressure level, and this, in turn, increases the time required to bring the steering unit into working condition.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы ПАД в диапазоне температур рабочего использования плюс-минус 50^oC.The aim of the present invention is to increase the reliability of the PAD in the temperature range of the working use of plus or minus 50 ^o C.

Для достижения этой цели в ПАД известной конструкции, содержащей камеру сгорания, пороховой заряд с воспламенителем, газовый тракт с дросселем и фильтр, введены следующие технические решения: в газовом тракте, соединяющем камеру сгорания с расходным дросселем, установлен зафиксированный пружинным кольцом поршень; поршень выполнен в виде втулки с уплотнением; на торце втулки со стороны дросселя закреплена преимущественно пайкой герметизирующая металлическая мембрана; наружный диаметр размещенного во втулке стакана выполнен меньшим проходного диаметрального сечения пружинного кольца. To achieve this goal, the following technical solutions are introduced in a gas-cooling system of a known design containing a combustion chamber, a powder charge with an igniter, a gas path with an inductor and a filter: in the gas path connecting the combustion chamber to a flow inductor, a piston fixed by a spring ring is installed; the piston is made in the form of a sleeve with a seal; at the end of the sleeve from the throttle side, a sealing metal membrane is fixed mainly by soldering; the outer diameter of the cup placed in the sleeve is made smaller than the bore diametrical section of the spring ring.

Размещение в газовом тракте ПАД герметизирующей мембраны, срезаемой стаканом с радиальными отверстиями, позволяет производить зажжение порохового заряда при строго фиксированном давлении в камере сгорания, определяемого усилием разрушения мембраны. The placement in the gas path of the PAD of a sealing membrane cut off by a glass with radial holes allows the ignition of the powder charge at a strictly fixed pressure in the combustion chamber, which is determined by the destruction of the membrane.

Разрушение мембраны осуществляется не от прямого воздействия на нее горячего газа, а через исполнительную (промежуточную) деталь-стакан. Это позволяет исключить прогар мембраны и тем самым стабилизировать величины давления разрушения и времени выхода ПАД на рабочий режим, уменьшив их разбросы. The destruction of the membrane is carried out not from the direct impact of hot gas on it, but through the executive (intermediate) part-glass. This makes it possible to eliminate burnout of the membrane and thereby stabilize the values of the fracture pressure and the time the PAD exits to the operating mode, reducing their scatter.

Для улучшения фильтрации продуктов сгорания поршень установлен в ПАД до фильтрующего узла. Такое расположение позволяет исключить попадание остатков герметизирующей мембраны в органы управления рулевых машин. To improve the filtration of combustion products, the piston is installed in the PAD to the filter unit. This arrangement eliminates the ingress of the remains of the sealing membrane into the controls of the steering machines.

В процессе работы на отдельных участках траектории полета снаряда БРП используют энергию от нескольких автономных источников питания. При работе очередного ПАД пороховые газы воздействуют на поршень предлагаемого, имеющего выход в общий газовод. Мембрана является торцевой рабочей стенкой поршня. Опираясь на плоское дно стакана, она выдерживает значительные нагрузки, обеспечивая герметичность ПАД в течение всего времени работы очередного источника питания. In the process of working in separate sections of the flight path of the projectile, the ballistic missile uses energy from several independent power sources. During the work of the next PAD, powder gases act on the piston of the proposed one having an outlet to the common gas duct. The membrane is the end working wall of the piston. Relying on the flat bottom of the glass, it can withstand significant loads, ensuring the tightness of the PAD during the entire operating time of the next power source.

На приведенных чертежах изображены: общий вид ПАД (фиг. 1) и узел герметизации (фиг. 2), (фиг. 3) в открытом и закрытом состоянии в увеличенном масштабе. The drawings show: a General view of the PAD (Fig. 1) and the sealing unit (Fig. 2), (Fig. 3) in open and closed state on an enlarged scale.

ПАД содержит камеру сгорания 1, пороховой заряд 2, воспламенитель 3, газовый тракт 4, фильтр 5, дроссель 6 и поршень 7. PAD contains a combustion chamber 1, a powder charge 2, an igniter 3, a gas path 4, a filter 5, an inductor 6 and a piston 7.

Поршень фиксируется пружинным кольцом 8, содержит уплотнение 9, мембрану 10, стакан 11 с радиальными отверстиями 12. The piston is fixed by a spring ring 8, contains a seal 9, a membrane 10, a glass 11 with radial holes 12.

Работа описанного устройства ПАД заключается в следующем. При срабатывании в камере сгорания 1 воспламенителя 3 инициирующие газы омывают поверхность горения порохового заряда 2, заполняют газовый тракт 4, воздействуя на стакан 11. По достижении в камере сгорания давления, соответствующего давлению разрушения (среза) мембраны 10, стакан прорывает мембрану и передвигается на расстояние, необходимое для освобождения радиальных отверстий 12 для прохода газов относительно зафиксированного пружинным кольцом 8 поршня 7 с уплотнением 10 до упора в фильтр 5. Последний задерживает остатки мембраны и очищает продукты сгорания, которые через дроссель 6 поступают к потребителю. The operation of the described device PAD is as follows. When the igniter 3 is triggered in the combustion chamber 1, the initiating gases wash the combustion surface of the powder charge 2, fill the gas path 4 by acting on the cup 11. Upon reaching the pressure in the combustion chamber corresponding to the fracture (shear) pressure of the membrane 10, the cup breaks through the membrane and moves to a distance necessary to release the radial holes 12 for the passage of gases relative to the piston 7 fixed by the spring ring 8 with the seal 10 until it stops in the filter 5. The latter retains the remaining membrane and cleans Recreatives Products of combustion which enter through the throttle 6 to a consumer.

Устранение непосредственного контакта горячих газов с мембраной позволяет стабилизировать величины давления разрушения и времени выхода ПАД на рабочий режим, уменьшив их разбросы по сравнению с известным устройством на 10 - 15%. Elimination of direct contact of hot gases with the membrane makes it possible to stabilize the values of the fracture pressure and the time for the release of the PAD to the operating mode, reducing their dispersion by 10-15% compared with the known device.

Являясь торцевой рабочей стенкой поршня, металлическая мембрана, опираясь на дно стакана, выдерживает наружное нагружение рабочими газами давлением не менее 200 кгс/см² в течение заданного времени при работе очередного ПАД.Being the end working wall of the piston, the metal membrane, resting on the bottom of the glass, can withstand external loading with working gases with a pressure of at least 200 kgf / cm ² for a predetermined time during the operation of the next PAD.

Источники информации
1. Пороховой аккумулятор давления, книга В.Е.Алемасова "Теория ракетных двигателей", Оборонгиз, Москва, 1963, с. 424- аналог.Sources of information
1. The powder accumulator of pressure, the book of V.E. Alemasov "Theory of rocket engines", Oborongiz, Moscow, 1963, p. 424 is an analog.

2. Пороховой аккумулятор давления, книга А.П.Васильева и др., "Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей", издательство "Высшая школа", Москва, 1967, с.567 - прототип. 2. The powder pressure accumulator, a book by A.P. Vasiliev et al., "Fundamentals of the theory and calculation of liquid rocket engines", Vysshaya Shkola Publishing House, Moscow, 1967, p. 567 - prototype.

Claims

A powder pressure accumulator containing a combustion chamber, a powder charge with an igniter, a gas path with a flow choke, characterized in that the powder pressure accumulator is equipped with a filter and a piston fixed in the form of a sleeve is installed in the gas path connecting the combustion chamber with a flow choke with a seal, on the end of which from the feed throttle side a sealing membrane is fixed mainly by soldering, while a sleeve with radial holes is placed in the sleeve, resting its bottom on a sealing membrane, and the outer diameter of the glass is made smaller than the bore diametrical section of the spring ring.