[go: up one dir, main page]

RU2313685C1 - Solid-propellant rocket engine - Google Patents

Solid-propellant rocket engine Download PDF

Info

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
Application number
RU2006112363/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Иванович Соколовский (RU)
Михаил Иванович Соколовский
Алексей Николаевич Кремлев (RU)
Алексей Николаевич Кремлев
Владислав Закирович Каримов (RU)
Владислав Закирович Каримов
Ефим Исаакович Иоффе (RU)
Ефим Исаакович Иоффе
Анатолий Алексеевич Назаров (RU)
Анатолий Алексеевич Назаров
Виктор Иванович Сарабьев (RU)
Виктор Иванович Сарабьев
Original Assignee
Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
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 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" filed Critical Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority to RU2006112363/06A priority Critical patent/RU2313685C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2313685C1 publication Critical patent/RU2313685C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Air Bags (AREA)

Abstract

FIELD: rocketry.
SUBSTANCE: invention can be used in designing solid-propellant rocket engines with high propellant loading ratio, particularly, with blind channel. Proposed solid-propellant rocket engine has charge with central channel connected with body and burning end face, nozzle assembly and igniter. The latter is arranged in zone of mating of burning end face and channel of charge. Ignition consists of housing in form of tubular ring with perforation filled up with pyrotechnical compound. Perforation is made in form of holes arranged over circumference with axis common with axis of engine and pointed inside charge channel, and holes pointed to zone of mating of burning end face and change channel.
EFFECT: improved energy producing characteristics and provision of quick and stable coming to conditions with high propellant loading ratio owing to simultaneous ignition of charge over entire burning surface.
3 cl, 5 dwg

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 igniter 6 is located.

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-compound 9. Perforation in the form of two groups of holes arranged in circles is made on the igniter body. The holes of the first group 10 are directed inside the charge channel along its wall, and the holes of the other group 11 are directed into the interface zone 7 of the channel wall and the burning end face 5 of the solid fuel charge.

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 current transformer 12 of the engine casing. The flow of hot gases from the holes of the second group, injected into this gap, leads to its even greater increase and ignites the end face of the TT charge. The creation of pressure in the cavity of the charge channel during its ignition also contributes to an increase in the gap between the end of the charge and the thermal current transformer of the housing and improves the conditions of ignition of the charge over the entire surface.

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 gas flows 13 is shown in FIG. 3, which also shows the boundary of the stagnant zone 14 and the tip of the armor cuff 15.

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)

1. Ракетный двигатель твердого топлива (РДТТ), содержащий скрепленный с корпусом заряд с центральным каналом и раскрепленным горящим торцем, сопловой блок, расположенный в районе сопряжения горящего торца и канала заряда, воспламенитель, состоящий из заполненного пиросоставом корпуса в виде трубчатого кольца с перфорацией из отверстий, расположенных на окружности, имеющей общую ось с осью двигателя, и направленных внутрь канала заряда, отличающийся тем, что в корпусе воспламенителя дополнительно выполнена перфорация в виде отверстий, направленных в зону сопряжения горящего торца и канала заряда.1. A solid propellant rocket engine (RDTT) comprising a charge bonded to the body with a central channel and a detonated burning end face, a nozzle block located in the interface between the burning end face and the charge channel, an ignitor consisting of a housing filled with a pyrostructure in the form of a tubular ring with perforation made of holes located on a circle having a common axis with the axis of the engine, and directed into the charge channel, characterized in that the perforator in the form of holes is additionally made in the igniter body, directed into the interface between the burning end and the charge channel. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что отверстия, образующие перфорацию, расположены по периметру воспламенителя группами, между которыми перфорация отсутствует.2. The engine according to claim 1, characterized in that the holes forming the perforation are located along the perimeter of the igniter in groups between which there is no perforation. 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что корпус воспламенителя выполнен в виде одной или нескольких частей трубчатого кольца, между концами которых по периметру имеются промежутки.3. The engine according to claim 1, characterized in that the igniter body is made in the form of one or more parts of a tubular ring, between the ends of which there are gaps.
RU2006112363/06A 2006-04-13 2006-04-13 Solid-propellant rocket engine RU2313685C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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