RU2313685C1 - Solid-propellant rocket engine - Google Patents
Solid-propellant rocket engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313685C1 RU2313685C1 RU2006112363/06A RU2006112363A RU2313685C1 RU 2313685 C1 RU2313685 C1 RU 2313685C1 RU 2006112363/06 A RU2006112363/06 A RU 2006112363/06A RU 2006112363 A RU2006112363 A RU 2006112363A RU 2313685 C1 RU2313685 C1 RU 2313685C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- channel
- perforation
- holes
- igniter
- Prior art date
Links
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 abstract 2
- 239000003380 propellant Substances 0.000 abstract 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Air Bags (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании твердотопливных ракетных двигателей (РДТТ), в особенности, имеющих большой коэффициент объемного заполнения, в частности, с глухим каналом.The invention relates to rocket technology and can be used to create solid propellant rocket engines (solid propellant rocket engines), in particular, having a large volumetric filling factor, in particular with a blind channel.
Известны конструкции РДТТ, содержащие заряд с глухим каналом или заряд с узким сквозным каналом и раскрепленными полностью или частично горящими торцами. Эти РДТТ характеризуются тем, что значительную часть первоначальной поверхности горения заряда (>50%) составляют торцы, которые в начальный момент работы двигателя поджаты к теплозащитному покрытию корпуса РДТТ или имеют с ним незначительный зазор. Из-за этого при использовании воспламенителей традиционной конструкции эти двигатели имеют очень затянутый и нестабильный по времени выход на режим (воспламенение заряда и набор рабочего давления в камере), что влечет за собой значительные потери энергетических характеристик (баллистической эффективности) двигателя и потребность в повышенных управляющих усилиях на начальном участке работы (который характеризуется максимальным уровнем возмущающих воздействий), что приводит к увеличению пассивной массы двигателя и, опять же, снижению баллистической эффективности.Known constructions of solid propellant solid propellant rocket engines containing a charge with a blind channel or a charge with a narrow through channel and fully or partially detached burning ends. These solid propellant motors are characterized by the fact that a significant part of the initial surface of the combustion of the charge (> 50%) is made up of the ends, which at the initial moment of the engine’s operation are pressed against the heat-shielding coating of the solid propellant motor or have a slight gap with it. Because of this, when using ignitors of a traditional design, these engines have a very long and time-unstable exit to the regime (ignition of the charge and a set of working pressure in the chamber), which entails significant loss of energy characteristics (ballistic efficiency) of the engine and the need for increased control efforts at the initial stage of work (which is characterized by a maximum level of disturbing influences), which leads to an increase in the passive mass of the engine and, again, to a decrease ballistic efficiency.
Известен РДТТ, содержащий корпус с центральным утопленным соплом, заряд с центральным каналом, установленный на утопленной части сопла воспламенитель, состоящий из заполненного пиросоставом корпуса в виде трубчатого кольца с перфорацией в виде отверстий, расположенных по окружности, и направленных внутрь (вдоль стенки) канала заряда (В.В.Калинин и др. "Нестационарные процессы и методы проектирования узлов РДТТ", М., Машиностроение, 1986, стр.17, 18, рис.1.7). Если основная часть первоначальной поверхности горения заряда создается за счет горящих торцев (заряды с малым диаметром или малым удлинением канала), то двигателю будут присущи указанные выше недостатки: затянутый, нестабильный выход на режим с соответствующим снижением баллистической эффективности и увеличением пассивной массы.Known solid propellant solid propellant rocket engine containing a housing with a central recessed nozzle, a charge with a central channel, an igniter installed on the recessed part of the nozzle, consisting of a housing filled with a pyro-composition in the form of a tubular ring with perforations in the form of holes located around the circumference and directed inward (along the wall) of the charge channel (V.V. Kalinin et al. "Non-stationary processes and methods for designing solid propellant assemblies", M., Mechanical Engineering, 1986, p. 17, 18, Fig. 1.7). If the main part of the initial surface of the combustion of the charge is created by burning ends (charges with a small diameter or a small elongation of the channel), then the engine will have the above-mentioned disadvantages: a prolonged, unstable exit to the regime with a corresponding decrease in ballistic efficiency and an increase in passive mass.
Технической задачей настоящего изобретения является улучшение энергетических характеристик двигателя за счет обеспечения более быстрого и стабильного воспламенения заряда по всей поверхности горения.The technical task of the present invention is to improve the energy characteristics of the engine by providing faster and more stable ignition of the charge over the entire combustion surface.
Технический результат достигается тем, что в известном РДТТ, содержащем корпус с центральным утопленным соплом, заряд с центральным каналом, установленный на утопленной части сопла воспламенитель, состоящий из заполненного пиросоставом корпуса в виде трубчатого кольца с перфорацией в виде отверстий, расположенных по окружности и направленных внутрь (вдоль стенки) канала заряда, в воспламенителе дополнительно выполнена перфорация в виде отверстий, направленных в зону сопряжения горящего торца и канала заряда.The technical result is achieved by the fact that in the known solid propellant rocket engine containing a housing with a central recessed nozzle, a charge with a central channel mounted on the recessed part of the nozzle is an igniter consisting of a housing filled with a pyro-composition in the form of a tubular ring with perforations in the form of holes located around the circumference and directed inward (along the wall) of the charge channel, in the igniter, perforation is additionally performed in the form of holes directed to the interface between the burning end and the charge channel.
Кроме того, отверстия, образующие перфорацию, могут быть расположены по периметру воспламенителя группами, между которыми перфорация отсутствует, а корпус воспламенителя может быть выполнен в виде одной или нескольких частей трубчатого кольца, между концами которых по периметру имеются промежутки.In addition, the holes forming the perforation can be located along the perimeter of the igniter in groups between which there is no perforation, and the igniter body can be made in the form of one or more parts of a tubular ring, between the ends of which there are gaps.
Фиг.1 показывает ракетный двигатель твердого топлива, выполненный в соответствии с настоящим изобретением.Figure 1 shows a solid fuel rocket engine made in accordance with the present invention.
Фиг.2 - местный вид I на фиг.1 (увеличено).Figure 2 is a partial view of I in figure 1 (enlarged).
Фиг.3 - движение газовых потоков в зазоре вдоль торца заряда.Figure 3 - the movement of gas flows in the gap along the end of the charge.
Фиг.4 - движение газовых потоков в зазоре при расположении отверстий на воспламенителе группами.Figure 4 - the movement of gas flows in the gap with the location of the holes on the igniter in groups.
Фиг.5 - движение газовых потоков в зазоре при выполнении воспламенителя из нескольких частей.Figure 5 - the movement of gas flows in the gap when performing an igniter of several parts.
На фиг.1 показан РДТТ, состоящий из корпуса 1, центрального сопла 2, заряда твердого топлива 3 с глухим каналом 4 и раскрепленным, частично бронированным горящим торцем 5. В районе зоны сопряжения 7 стенки канала и горящего торца заряда расположен воспламенитель 6.Figure 1 shows the solid propellant rocket engine consisting of a housing 1, a central nozzle 2, a solid fuel charge 3 with a blind channel 4 and a detached, partially armored burning end 5. In the vicinity of the interface zone 7 of the channel wall and the burning end of the charge, an
Воспламенитель 6 состоит из корпуса 8 (фиг.2), представляющего из себя трубчатое кольцо (кольцевую трубу) и снаряженного пиросоставом 9. На корпусе воспламенителя выполнена перфорация в виде двух групп отверстий, расположенных по окружностям. Отверстия первой группы 10 направлены внутрь канала заряда вдоль его стенки, а отверстия другой группы 11 направлены в зону сопряжения 7 стенки канала и горящего торца 5 заряда твердого топлива.Igniter 6 consists of a housing 8 (FIG. 2), which is a tubular ring (annular tube) and equipped with a pyro-
При задействовании воспламенителя поток горячих газов из отверстий первой группы поджигает поверхность канала заряда. Поскольку на всех зарядах в зоне сопряжения стенки канала и торца заряда выполняется коническая фаска для захода газов в застойную область, то при истечении газов из отверстий второй группы в этой зоне создается область повышенного давления за счет торможения и разворота потока газов. Появляется так называемый "расклинивающий" эффект, вследствие чего образуется (увеличивается) зазор между торцем заряда и ТЗП 12 корпуса двигателя. Поток горячих газов из отверстий второй группы, вдуваемый в этот зазор, приводит к еще большему его увеличению и воспламеняет торец заряда ТТ. Создание давления в полости канала заряда при его воспламенении также способствует увеличению зазора между торцем заряда и ТЗП корпуса и улучшает условия воспламенения заряда по всей поверхности.When the igniter is activated, the flow of hot gases from the holes of the first group sets fire to the surface of the charge channel. Since on all charges in the interface between the channel wall and the end of the charge, a conical chamfer is made for gas to enter the stagnant region, when gases flow out of the holes of the second group, an increased pressure region is created in this zone due to braking and reversal of the gas flow. There is a so-called "proppant" effect, as a result of which a gap is formed (increases) between the end of the charge and the thermal
Таким образом, обеспечивается практически одновременное воспламенение заряда по всей горящей поверхности, что позволяет значительно сократить время выхода на режим и повысить энергетические характеристики двигателя.Thus, almost simultaneous ignition of the charge is ensured over the entire burning surface, which can significantly reduce the time to exit to the mode and increase the energy characteristics of the engine.
Однако при увеличении радиальной длины (длины вдоль образующей) горящего торца заряда может оказаться, что предложенная конструкция будет недостаточно эффективной. Дело в том, что при вдуве газов в зазор вдоль торца заряда по всему периметру, вследствие торможения потока газов, в вершине этого зазора образуется застойная зона, в которую практически не поступает горячий газ из воспламенителя и в ней отсутствует приток тепла к поверхности заряда. Эта зона может перекрывать часть горящего торца заряда, что ухудшает условия воспламенения. Схематически движение газовых потоков 13 показано на фиг.3, где показана также граница застойной зоны 14 и законцовки бронирующей манжеты 15.However, with an increase in the radial length (length along the generatrix) of the burning end of the charge, it may turn out that the proposed design will not be sufficiently effective. The fact is that when gases are injected into the gap along the end of the charge along the entire perimeter, due to the deceleration of the gas flow, a stagnant zone is formed at the top of this gap, into which practically no hot gas comes from the igniter and there is no heat influx to the surface of the charge. This zone can block part of the burning end of the charge, which worsens the ignition conditions. Schematically, the movement of
Чтобы преодолеть это, необходимо организовать так называемую "проточную" систему омывания торца заряда горячими газами из воспламенителя.To overcome this, it is necessary to organize the so-called "flow" system of washing the end of the charge with hot gases from the igniter.
Достигается это двумя способами.This is achieved in two ways.
Первый способ - производить вдув горячего газа в зазор между торцем заряда и ТЗП корпуса на по всему периметру, а на отдельных участках, для чего отверстия перфорации корпуса воспламенителя, предназначенные для вдува газа в зазор, располагать не равномерно по периметру, а на отдельных участках, между которыми перфорацию не делать, как показано на фиг.4, где 16 - участки корпуса воспламенителя, свободные от перфорации.The first method is to blow hot gas into the gap between the end face of the charge and the charge protection plate of the housing on the entire perimeter, and in separate sections, for which the holes of the perforation of the igniter body, designed to blow gas into the gap, should not be placed uniformly around the perimeter, but in separate sections, between which the perforation is not to be done, as shown in figure 4, where 16 are parts of the igniter body, free from perforation.
Второй способ организации "проточного" смывания торца заряда - это разделение корпуса воспламенителя по периметру на несколько частей, между которыми будет иметься свободное пространство для прохода газа из зазора между торцем заряда и ТЗП, как показано на фиг.5, где 17 - части корпуса воспламенителя.The second way of organizing a "flowing" flushing of the end of the charge is to divide the igniter body along the perimeter into several parts, between which there will be free space for gas to pass from the gap between the end of the charge and the charge transformer, as shown in Fig. 5, where 17 are parts of the ignitor body .
Корпус воспламенителя может быть выполнен также не из нескольких частей трубчатого кольца, а из одной его части - так называемого "разорванного кольца" - между концами которого будет иметься свободное пространство для прохода газов.The igniter body may also be made not of several parts of the tubular ring, but of one of its parts - the so-called "broken ring" - between the ends of which there will be free space for the passage of gases.
На фиг.4, 5 показана также картина омывания торца заряда газовыми потоками 13, откуда видно, что за счет вытеснения охлажденных застойных газов застойная зона в зазоре между торцем заряда и ТЗП практически отсутствует.Figures 4 and 5 also show a pattern of washing the end of the charge with gas flows 13, from which it can be seen that due to the displacement of the cooled stagnant gases, the stagnant zone in the gap between the end of the charge and the TZP is practically absent.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет обеспечить быстрый и стабильный выход на режим РДТТ, имеющего высокий коэффициент объемного заполнения, при его запуске, и тем самым улучшить его энергетические характеристики.Thus, the present invention allows for a quick and stable exit to the solid propellant rocket motor mode having a high volumetric filling factor when it is started, and thereby improve its energy characteristics.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006112363/06A RU2313685C1 (en) | 2006-04-13 | 2006-04-13 | Solid-propellant rocket engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006112363/06A RU2313685C1 (en) | 2006-04-13 | 2006-04-13 | Solid-propellant rocket engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2313685C1 true RU2313685C1 (en) | 2007-12-27 |
Family
ID=39018990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006112363/06A RU2313685C1 (en) | 2006-04-13 | 2006-04-13 | Solid-propellant rocket engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2313685C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2378525C1 (en) * | 2008-06-09 | 2010-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Solid propellant rocket engine |
| RU2389895C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Solid-propellant rocket engine |
| RU2491441C1 (en) * | 2012-04-06 | 2013-08-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Solid-propellant rocket engine |
| RU2498101C2 (en) * | 2011-12-05 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Loaded case of solid propellant rocket engine |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3729935A (en) * | 1971-05-28 | 1973-05-01 | J Fletcher | Solid propellant rocket motor |
| US4744215A (en) * | 1982-08-26 | 1988-05-17 | Satellite Business Systems | Rocket motors having deeply submerged nozzles |
| RU2127821C1 (en) * | 1997-04-30 | 1999-03-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Jet engine ignition device |
| JP2005171970A (en) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Nof Corp | Two-stage thrust rocket motor |
-
2006
- 2006-04-13 RU RU2006112363/06A patent/RU2313685C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3729935A (en) * | 1971-05-28 | 1973-05-01 | J Fletcher | Solid propellant rocket motor |
| US4744215A (en) * | 1982-08-26 | 1988-05-17 | Satellite Business Systems | Rocket motors having deeply submerged nozzles |
| RU2127821C1 (en) * | 1997-04-30 | 1999-03-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Jet engine ignition device |
| JP2005171970A (en) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Nof Corp | Two-stage thrust rocket motor |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2378525C1 (en) * | 2008-06-09 | 2010-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Solid propellant rocket engine |
| RU2389895C1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Solid-propellant rocket engine |
| RU2498101C2 (en) * | 2011-12-05 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Loaded case of solid propellant rocket engine |
| RU2491441C1 (en) * | 2012-04-06 | 2013-08-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Solid-propellant rocket engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6170562B2 (en) | Two circuit injector for turbine engine combustion chamber | |
| US20180180289A1 (en) | Turbine engine assembly including a rotating detonation combustor | |
| RU2340784C2 (en) | Detonation damper for pulsed detonation engines (versions) | |
| JP2014066245A (en) | Pre-combustion chamber system of internal combustion engine | |
| CN104919249A (en) | Pressure-gain combustion apparatus and method | |
| JPS59101533A (en) | Ignition apparatus | |
| US3650106A (en) | Combustion chamber for gas turbine | |
| JP2014238253A (en) | Fuel injector having ignitor for igniting combustor of gas turbine | |
| RU2313685C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
| RU2669883C1 (en) | Gas turbine combustion chamber | |
| RU2383764C1 (en) | Solid propellant rocket engine | |
| RU2024776C1 (en) | Rocket engine for projectile | |
| RU2100635C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
| RU2138670C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
| RU2225524C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
| RU2348827C1 (en) | Solid-propellant charge | |
| RU2183762C1 (en) | Two-mode nozzle unit for rocket engine | |
| RU2251628C1 (en) | Solid-propellant impulse rocket engine | |
| RU2687500C1 (en) | Dual-mode solid-propellant rocket engine | |
| RU2326260C2 (en) | Charge molded within solid-fuel rocket engine case | |
| RU2422663C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
| RU2111592C1 (en) | Spark plug for gas-turbine engine combustion chamber | |
| RU2258151C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
| RU2269024C1 (en) | Method of and device for ignition of solid-propellant charge in solid-propellant rocket engine | |
| RU2783054C1 (en) | Dual-mode solid propellant rocket engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200414 |