[go: up one dir, main page]

RU2213246C1 - Rocket engine solid-propellant charge igniter - Google Patents

Rocket engine solid-propellant charge igniter Download PDF

Info

Publication number
RU2213246C1
RU2213246C1 RU2002111933A RU2002111933A RU2213246C1 RU 2213246 C1 RU2213246 C1 RU 2213246C1 RU 2002111933 A RU2002111933 A RU 2002111933A RU 2002111933 A RU2002111933 A RU 2002111933A RU 2213246 C1 RU2213246 C1 RU 2213246C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
igniter
housing
shell
sections
pressure
Prior art date
Application number
RU2002111933A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Ф. Молчанов
Р.Е. Прибыльский
В.И. Колесников
А.В. Козьяков
Г.Д. Борисов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
Priority to RU2002111933A priority Critical patent/RU2213246C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2213246C1 publication Critical patent/RU2213246C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Air Bags (AREA)

Abstract

FIELD: rocketry. SUBSTANCE: proposed igniter of solid-propellant rocket charge contains housing accommodating weight of igniting composition in polymeric envelope divided by cross partition into sections. Igniter housing is made of material featuring high thermal conductivity. Igniting composition in polymeric envelop is placed into cotton cloth envelope. Housing of igniter is made of steel. Percale is used as cotton cloth. Polyethylene terephthalate film laminated with polyethylene is used as polymeric film. EFFECT: reduced starting pressure peaks, improved efficiency and reliability of engine. 2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании, отработке и изготовлении воспламенителей к твердотопливным зарядам ракетных двигателей (РД), газогенераторов (ГГ) пороховых аккумуляторов давления и т.п. The invention relates to the field of rocket technology and can be used in the design, development and manufacture of igniters for solid propellant charges of rocket engines (RD), gas generators (GG) of pressure powder accumulators, etc.

Известна конструкция воспламенителя, содержащего дегрессивно сгорающий заряд в тороидальном корпусе, закрепленном на теплозащитном покрытии сопла, утопленного в двигатель (патент США 3729935). A known design of an igniter containing a degressively burning charge in a toroidal housing mounted on a heat-shielding coating of a nozzle recessed into the engine (US patent 3729935).

Известны воспламенители для минометного выстрела, навески воспламенительного состава которых размещены в картузах из тканевого материала, выполненных в виде кольца. Known igniters for mortar shots, hitch ignition composition of which is placed in the cap of the fabric material, made in the form of a ring.

Широкое распространение получили конструкции воспламенителей в алюминиевых корпусах: патенты США 3151447, Франция 2151495. Designs of igniters in aluminum cases are widely used: US patents 3151447, France 2151495.

Общим недостатком указанных конструкций является то, что воспламенение навески в них происходит чрезвычайно быстро по всему объему, что вызывает заброс начального пика давления в двигателе и негативно сказывается при эксплуатации РД (с точки зрения прочности), особенно на крайних плюсовых температурах эксплуатации. A common drawback of these designs is that the ignition of the sample in them occurs extremely quickly throughout the volume, which causes an initial pressure peak in the engine to overshoot and negatively affects the operation of the taxiway (in terms of strength), especially at extreme plus operating temperatures.

Известны конструкции воспламенительных устройств, в которых для устранения забросов давления при высоких температурах применяют два воспламенителя (или воспламенитель, разделенный на два отделения), в которых размещается пиротехнический состав (патенты США 3731629, 3228191). При низких (отрицательных) температурах в этих устройствах срабатывают оба воспламенителя (или навеска воспламенительного состава в обоих отделениях), а при высокой (положительной) температуре срабатывает один электрозапал и соответственно один воспламенитель или одна навеска. Ignition device designs are known in which two ignitors (or an ignitor divided into two compartments) are used to eliminate pressure spikes at high temperatures, which contain a pyrotechnic composition (US Pat. Nos. 3,731,629, 3,228,191). At low (negative) temperatures, both igniters fire in these devices (or a sample of the igniter in both compartments), and at high (positive) temperature one igniter and, accordingly, one igniter or one weighed.

Известен авторегулируемый воспламенитель по патенту США 3324656, где подача продуктов сгорания к поверхности заряда регулируется в зависимости от температуры с помощью вращающегося кольца. A self-regulating igniter is known according to US patent 3324656, where the supply of combustion products to the surface of the charge is regulated depending on the temperature using a rotating ring.

Некоторые из перечисленных аналогов обеспечивают в определенной степени устранение забросов давления от быстрого сгорания всей навески воспламенителя, но довольно сложны по конструкции и трудоемки по исполнению. Some of these analogues provide a certain degree of elimination of pressure spikes from the rapid combustion of the entire igniter sample, but they are quite complex in design and laborious in execution.

Наиболее близкой к патентуемой является конструкция воспламенителя по патенту России 2170842, принятая авторами за прототип. Closest to patentable is the design of the igniter according to the patent of Russia 2170842, adopted by the authors for the prototype.

Общими сходными признаками прототипа и заявляемой конструкции являются использование в оболочке воспламенителя полимерной пленки и выполнение воспламенителя многосекционным. Common similar features of the prototype and the claimed design are the use of a polymer film in the igniter shell and the implementation of the igniter in a multi-sectional manner.

Недостатком прототипа является невозможность организации плавного (нормированного) выхода РД на рабочий режим с обеспечением минимального заброса давления в начальный период. Отдельные секции воспламенителя-прототипа легко прожигаются к-фазой электрозапала и продуктами сгорания соседних секций, что приводит практически к одновременному сгоранию всей навески воспламенительного состава. Следствием этого является существенный начальный пик давления, который обуславливает повышенную толщину камеры двигателя и снижение его эффективности (весового совершенства) в составе ракеты, а также возможные случаи загасания заряда из-за резкого, после пика, сброса давления. The disadvantage of the prototype is the impossibility of organizing a smooth (normalized) exit of the taxiway to the operating mode with a minimum pressure drop in the initial period. Separate sections of the prototype igniter are easily burned by the k-phase of the electric igniter and the combustion products of neighboring sections, which leads to almost simultaneous combustion of the entire igniter composition. The consequence of this is a significant initial pressure peak, which leads to an increased thickness of the engine chamber and a decrease in its efficiency (weight excellence) in the rocket, as well as possible cases of charge extinction due to a sharp pressure drop after the peak.

Уменьшение же навески воспламенительного состава, для исключения забросов давления от воспламенителя при высоких температурах, приводит к снижению надежности воспламенения заряда при низких (отрицательных) температурах. A decrease in the weight of the igniter composition to exclude pressure spikes from the igniter at high temperatures leads to a decrease in the reliability of ignition of the charge at low (negative) temperatures.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности работы ракетного двигателя за счет уменьшения начального пика давления от воспламенителя и увеличения времени его воздействия на заряд, что позволяет обеспечить стабильное и надежное воспламенение заряда, повысить техническую эффективность ракетного двигателя (газогенератора) и улучшить весогабаритные характеристики ракеты (снаряда, газогенератора) в целом. The technical result of the invention is to increase the reliability of the rocket engine by reducing the initial peak pressure from the igniter and increase the time it affects the charge, which allows for stable and reliable ignition of the charge, increase the technical efficiency of the rocket engine (gas generator) and improve the overall dimensions of the rocket (projectile) gas generator) in general.

Указанный технический результат достигается следующим образом. The specified technical result is achieved as follows.

Воспламенитель твердотопливного заряда ракетного двигателя содержит корпус с размещенной в нем навеской воспламенительного состава в полимерной оболочке, разделенной поперечными перемычками на секции. Корпус воспламенителя выполнен в виде тороидального кольца из материала с высокой теплопроводностью. Воспламенительный состав в полимерной оболочке дополнительно помещен внутрь оболочки из хлопчатобумажной ткани. Корпус воспламенителя выполнен стальным. В качестве хлопчатобумажной ткани использована перкалевая ткань. В качестве полимерной пленки использована полиэтилентерефталатная пленка, ламинированная полиэтиленом. The ignitor of the solid propellant charge of a rocket engine contains a housing with a hint of igniter composition in it in a polymer shell, divided by cross jumpers into sections. The igniter body is made in the form of a toroidal ring from a material with high thermal conductivity. The igniter composition in the polymer shell is additionally placed inside the shell of cotton fabric. The igniter body is made of steel. As the cotton fabric used percale fabric. A polyethylene terephthalate film laminated with polyethylene was used as a polymer film.

Технический результат патентуемого изобретения может быть достигнут и при выполнении корпуса в виде незамкнутого кольца, в т.ч. дугообразной формы, и в виде протяженной трубки, размещенной, например, в канале заряда. При этом профиль поперечного сечения корпуса может быть выполнен произвольной формы (прямоугольной, круговой, эллиптической, трапециевидной и т.д. ), с учетом оптимальной компоновки в конкретном ракетном энергоисточнике (ракетном двигателе, газогенераторе и др.). The technical result of the patented invention can be achieved by executing the housing in the form of an open ring, including arc-shaped, and in the form of an extended tube placed, for example, in the charge channel. In this case, the cross-sectional profile of the hull can be made of arbitrary shape (rectangular, circular, elliptical, trapezoidal, etc.), taking into account the optimal layout in a specific rocket energy source (rocket engine, gas generator, etc.).

Сущность изобретения поясняется следующими графическими материалами. The invention is illustrated by the following graphic materials.

Фиг.1 - общий вид конструкции воспламенителя:
1 - корпус;
2 - воспламенительная навеска;
3 - полимерная оболочка;
4 - тканевая (перкалевая) оболочка.
Figure 1 - General view of the design of the igniter:
1 - case;
2 - igniter hitch;
3 - polymer shell;
4 - tissue (percale) shell.

Фиг. 2 - диаграмма "давление-время" при использовании перкалевой оболочки. FIG. 2 is a pressure-time diagram using a percale shell.

Фиг. 3 - диаграмма "давление-время" при использовании оболочки из полимерной пленки. FIG. 3 is a pressure-time diagram using a shell of a polymer film.

Фиг.4 - диаграмма "давление-время" при использовании комбинированной оболочки при положительной температуре. 4 is a pressure-time diagram when using a combination shell at a positive temperature.

Фиг.5 - диаграмма "давление-время" при использовании комбинированной оболочки при отрицательной температуре. 5 is a pressure-time diagram when using a combination shell at negative temperature.

На фиг. 2-5 обозначено: р - давление, t - время, Т - начальная температура заряда при испытаниях, рmах - максимальное давление.In FIG. 2-5 are indicated: p - pressure, t - time, T - initial charge temperature during testing, p max - maximum pressure.

Воспламенитель содержит корпус (1) в виде тороидального кольца, образованного дном и крышкой, выполненных из термостойкого материала с высокой теплопроводностью, например из стали, навеску (2) воспламенительного состава, заключенную в оболочку (3) из полимерной пленки и оболочку (4) из тканевого материала, разделенную поперечными перемычками (5) на секции. В такой конструкции воспламенителя газы, образовавшиеся от сгорания навески в одной из секций (зажжение которой производится от пиропатрона), проходят между внутренней поверхностью корпуса воспламенителя и наружной поверхностью оболочек последующих секций, в которых расположена остальная часть воспламенительного состава. The igniter contains a housing (1) in the form of a toroidal ring formed by the bottom and cover, made of a heat-resistant material with high thermal conductivity, for example, steel, a hitch (2) of igniter composition, enclosed in a shell (3) of a polymer film and a shell (4) of fabric material, divided by transverse jumpers (5) into sections. In this design of the igniter, the gases generated from the combustion of the sample in one of the sections (ignition of which is made from the igniter) pass between the inner surface of the igniter body and the outer surface of the shells of the subsequent sections, in which the rest of the igniter composition is located.

Так как корпус воспламенителя выполнен из термостойкого материала с высокой теплопроводностью, газы, достигая каждой последующей секции, остывают более интенсивно, отдавая часть тепловой энергии в корпус. Since the igniter body is made of a heat-resistant material with high thermal conductivity, the gases, reaching each subsequent section, cool more intensively, giving part of the thermal energy to the body.

Размещение воспламенительной навески по секциям в комбинированной оболочке из слоя тканевого материала и слоя полимерной пленки затрудняет воспламенение ее с наружной поверхности газами, поступающими от предыдущих секций. Тканевый слой предохраняет оболочку из полимерной пленки от преждевременного вскрытия смесью газов и твердых частиц, и, благодаря наличию в комбинированной оболочке слоя из полимерной пленки и более интенсивному охлаждению газов, поступающих к каждой последующей секции, воспламенение состава в секциях происходит последовательно, со сдвигом по времени, что собственно и снижает заброс давления по сравнению с конструкциями воспламенителей, в которых навеска сгорает быстро по всему объему. The placement of the ignition sample in sections in a combined shell of a layer of fabric material and a layer of a polymer film makes it difficult to ignite it from the outer surface with gases from the previous sections. The fabric layer protects the shell from the polymer film from premature opening with a mixture of gases and solid particles, and, due to the presence in the combined shell of the layer from the polymer film and more intensive cooling of the gases entering each subsequent section, the composition ignites in sections sequentially, with a time shift , which actually reduces pressure build-up in comparison with igniter designs, in which the sample burns quickly throughout the volume.

В то же время, благодаря последовательному срабатыванию секций воспламенителя со сдвигом во времени, воспламеняющие газы в этом случае воздействуют на заряд более длительное время, что способствует надежности воспламенения. At the same time, due to the sequential actuation of the igniter sections with a time shift, igniting gases in this case act on the charge for a longer time, which contributes to the reliability of ignition.

Пример конкретного исполнения патентуемой конструкции воспламенителя:
- тороидальный кольцевой стальной корпус с габаритным диаметром - 160 мм:
- воспламенительная навеска - 150 г дымного ружейного пороха;
- материал полимерной оболочки - полиэтилентерефталатная пленка, ламинированная полиэтиленом толщиной 60 мкм;
- материал тканевой оболочки - перкаль;
- количество секций - 5.
An example of a specific embodiment of a patented igniter design:
- toroidal annular steel casing with overall diameter of 160 mm:
- igniter hitch - 150 g of smoky gunpowder;
- the material of the polymer shell is a polyethylene terephthalate film laminated with polyethylene 60 μm thick;
- fabric sheath material - percale;
- number of sections - 5.

В процессе огневых стендовых испытаний в составе двигателя подтверждена работоспособность воспламенителя при зажжении заряда твердого ракетного топлива из баллиститного топлива массой 7,5 кг. During the fire bench tests as part of the engine, the operation of the igniter was confirmed when igniting a charge of solid rocket fuel from ballistic fuel weighing 7.5 kg.

Эффективность изобретения оценивалась сравнительными огневыми испытаниями в составе стендового двигателя:
- диаграмма "давление-время" при испытаниях РД с воспламенителем в однослойной оболочке из перкалевой ткани (фиг.2);
- диаграмма "давление-время" с воспламенителем из полимерной пленки (фиг.3);
- диаграмма "давление-время" с воспламенителем, в котором навеска воспламенительного состава заключена в полимерную пленку, размещенную внутри картуза из хлопчатобумажной ткани (перкаля), разделенного на секции (фиг.4).
The effectiveness of the invention was evaluated by comparative fire tests as part of a bench engine:
- chart "pressure-time" when testing the taxiway with an igniter in a single-layer shell of percale tissue (figure 2);
- diagram "pressure-time" with an igniter from a polymer film (figure 3);
- pressure-time diagram with an igniter, in which a sample of the igniter composition is enclosed in a polymer film placed inside a cap made of cotton fabric (percale), divided into sections (Fig. 4).

Как видно из приведенных на фиг.2÷4 диаграмм, заброс пика давления существенно уменьшается при применении воспламенителя патентуемой конструкции (диаграмма фиг.4). As can be seen from the diagrams shown in FIGS. 2-4, the pressure peak overflow is significantly reduced when using the igniter of the patented design (diagram of FIG. 4).

На фиг. 5 приведена диаграмма "давление-время" при испытаниях двигателя заявляемой конструкции воспламенителя при отрицательной температуре, которая свидетельствует о надежном воспламенении заряда. In FIG. 5 shows a pressure-time diagram for testing an engine of the inventive design of an igniter at a negative temperature, which indicates reliable ignition of the charge.

Claims (2)

1. Воспламенитель твердотопливного заряда ракетного двигателя, содержащий корпус с размещенной в нем навеской воспламенительного состава в полимерной оболочке, разделенной поперечными перемычками на секции, отличающийся тем, что в нем корпус воспламенителя выполнен из материала с высокой теплопроводностью, а воспламенительный состав в полимерной оболочке помещен внутрь оболочки из хлопчатобумажной ткани, при этом корпус выполнен стальным, в качестве хлопчатобумажной ткани использована перкалевая ткань, а в качестве полимерной пленки - полиэтилентерефталатная пленка, ламинированная полиэтиленом. 1. The igniter of the solid propellant charge of a rocket engine, comprising a housing with a hinge of igniter composition in a polymer shell, divided by transverse jumpers into sections, characterized in that the igniter housing is made of a material with high thermal conductivity, and the igniter composition in the polymer shell is placed inside the shell is made of cotton fabric, while the case is made of steel, percale fabric is used as cotton fabric, and as a polymer film and - polyethylene terephthalate film laminated with polyethylene. 2. Воспламенитель по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде тороидального кольца. 2. The ignitor according to claim 1, characterized in that the casing is made in the form of a toroidal ring.
RU2002111933A 2002-05-06 2002-05-06 Rocket engine solid-propellant charge igniter RU2213246C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002111933A RU2213246C1 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Rocket engine solid-propellant charge igniter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002111933A RU2213246C1 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Rocket engine solid-propellant charge igniter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2213246C1 true RU2213246C1 (en) 2003-09-27

Family

ID=29777719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002111933A RU2213246C1 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Rocket engine solid-propellant charge igniter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2213246C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2309282C2 (en) * 2005-10-24 2007-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Charge igniter for solid-propellant rocket engine
RU2351788C1 (en) * 2008-01-21 2009-04-10 Открытое акционерное общество "Акционерная Компания "Туламашзавод" Guided missile solid-propellant rocket engine, solid propellant igniter and rocket engine nozzle assembly

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3151447A (en) * 1960-08-12 1964-10-06 Aerojet General Co Igniter device
US3228191A (en) * 1964-05-25 1966-01-11 Thiokol Chemical Corp Temperature controlled igniter
US3324656A (en) * 1964-05-04 1967-06-13 Thiokol Chemical Corp Temperature controlled igniter
US3729935A (en) * 1971-05-28 1973-05-01 J Fletcher Solid propellant rocket motor
US3731629A (en) * 1971-01-27 1973-05-08 Us Army Temperature discriminating dual igniter rocket ignition system
RU2170842C1 (en) * 1999-11-01 2001-07-20 Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Solid-propellant charge igniter
RU2178093C2 (en) * 2000-03-03 2002-01-10 Институт прикладной механики УрО РАН Pyrotechnic train-type ignition system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3151447A (en) * 1960-08-12 1964-10-06 Aerojet General Co Igniter device
US3324656A (en) * 1964-05-04 1967-06-13 Thiokol Chemical Corp Temperature controlled igniter
US3228191A (en) * 1964-05-25 1966-01-11 Thiokol Chemical Corp Temperature controlled igniter
US3731629A (en) * 1971-01-27 1973-05-08 Us Army Temperature discriminating dual igniter rocket ignition system
US3729935A (en) * 1971-05-28 1973-05-01 J Fletcher Solid propellant rocket motor
RU2170842C1 (en) * 1999-11-01 2001-07-20 Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Solid-propellant charge igniter
RU2178093C2 (en) * 2000-03-03 2002-01-10 Институт прикладной механики УрО РАН Pyrotechnic train-type ignition system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2309282C2 (en) * 2005-10-24 2007-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Charge igniter for solid-propellant rocket engine
RU2351788C1 (en) * 2008-01-21 2009-04-10 Открытое акционерное общество "Акционерная Компания "Туламашзавод" Guided missile solid-propellant rocket engine, solid propellant igniter and rocket engine nozzle assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070295236A1 (en) Infra-red emitting decoy flare
US2703960A (en) Rocket
JP4632610B2 (en) detonator
US3439613A (en) Self-propelled hollow charge having concave liner with propellant contained therein
RU94004166A (en) ROCKET ENGINE OF SOLID FUEL OF CONTROLLED SHELL AND FLAMMER OF SOLID-FUEL CHARGE
RU2213246C1 (en) Rocket engine solid-propellant charge igniter
RU2024776C1 (en) Rocket engine for projectile
RU2213245C1 (en) Gas generator solid-propellant charge
RU2186235C1 (en) Solid propellant charge
RU2422663C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2378525C1 (en) Solid propellant rocket engine
US3726219A (en) Integral propellant case ramjet projectile
RU2251628C1 (en) Solid-propellant impulse rocket engine
RU2500913C1 (en) Device to ignite charge of solid-propellant rocket engine
RU2289036C2 (en) Rocket catapult solid-reactant gas generator
RU2247254C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2260143C2 (en) Solid-propellant gas generator
RU2527903C1 (en) Ignition of solid-propellant charge and solid-propellant rocket engine to this end
RU2351788C1 (en) Guided missile solid-propellant rocket engine, solid propellant igniter and rocket engine nozzle assembly
RU2062344C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2492409C1 (en) Cartridge of sound and light action for tubeless weapon
RU2715453C1 (en) Multi-mode solid-propellant rocket engine
RU2246633C2 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2358226C1 (en) Cartridge
RU2084814C1 (en) Ignition chamber

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080507