RU2322604C2 - Solid-propellant rocket engine - Google Patents
Solid-propellant rocket engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2322604C2 RU2322604C2 RU2005129407/06A RU2005129407A RU2322604C2 RU 2322604 C2 RU2322604 C2 RU 2322604C2 RU 2005129407/06 A RU2005129407/06 A RU 2005129407/06A RU 2005129407 A RU2005129407 A RU 2005129407A RU 2322604 C2 RU2322604 C2 RU 2322604C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- engine
- face
- nonrestricted
- contact
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Description
Известна система автоматического инициирования ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ) артиллерийского реактивного снаряда (АРС) от продуктов сгорания метательного заряда (МЗ) через столбики пирозамедлителей (патент США №3404532, 1968 г., НКИ 60-256, МКИ F02K 9/00)[1]. Ракетный двигатель снаряда включает вкладной заряд, бронированный по наружной поверхности и имеющий открытый (небронированный) торец. В сопловом раструбе двигателя, закрытом заглушкой, размещен воспламенитель, инициируемый через пирозамедлители.A known system for the automatic initiation of a solid fuel rocket engine (solid propellant rocket engine) of an artillery rocket projectile (ARS) from propellant combustion products (MH) through pyro-moderator columns (US patent No. 3404532, 1968, NKI 60-256, MKI F02K 9/00) [ one]. The rocket engine of the projectile includes a plug charge, armored on the outer surface and having an open (unarmored) end face. In the nozzle socket of the engine, closed by a plug, an igniter is placed, initiated through pyro-retarders.
При срабатывании в стволе орудия метательного заряда его продукты сгорания инициируют пирозамедлители, которые через определенное время замедления (после выхода снаряда из ствола) поджигают воспламенитель и воспламеняется заряд твердого топлива.When a propellant charge is triggered in the gun’s barrel, its combustion products initiate pyro-retardants, which after a certain delay time (after the projectile leaves the barrel) ignite the igniter and ignite the charge of solid fuel.
Известен также ракетный двигатель артиллерийского снаряда (патент №2021544, РФ, заявка №5035990 от 7.04.1992 г, МКЛ5 F02K 9/08)[2], включающий корпус, вкладной бронированный по наружной поверхности заряд, имеющий небронированный торец, сопло с установленной в нем заглушкой, выполненной в виде корпуса для воспламенителя и пирозамедлителя и снабженной фиксирующим элементом, выполненным в виде трубки, один конец которой скреплен с соплом в его критическом сечении, а другой конец снабжен выступами, охватывающими корпус воспламенителя.Also known is a rocket engine of an artillery shell (patent No. 2021544, Russian Federation, application No. 5035990 of 04/07/1992, MKL 5 F02K 9/08) [2], including a housing, an external charge armored on the outer surface, having an unarmored end face, a nozzle with an installed therein, a plug made in the form of a housing for the igniter and pyro-retarder and provided with a fixing element made in the form of a tube, one end of which is fastened to the nozzle in its critical section, and the other end is provided with protrusions covering the igniter body.
Достоинствами двух известных ракетных двигателей являются: высокий коэффициент заполнения топливом, обусловленный размещением воспламенителей в полости сопла и возможность автоматического запуска двигателя после выхода из ствола путем задействования пирозамедлителей продуктами сгорания метательного заряда в стволе орудия.The advantages of two well-known rocket engines are: a high fuel fill rate due to the placement of igniters in the nozzle cavity and the ability to automatically start the engine after exiting the barrel by using pyro-moderators by the propellant combustion products in the gun barrel.
Однако обоим известным двигателям присущи и недостатки. Поясним это следующим.However, both known engines have inherent disadvantages. Let us explain this as follows.
Известно, что вкладной топливный заряд устанавливается в камере сгорания двигателя с осевым и радиальным зазорами и имеет возможность перемещения в пределах этих зазоров под действием перепада давления в камере сгорания двигателя и инерционных сил. Так в момент срабатывания воспламенителя продукты его сгорания воздействуют на небронированный торец заряда и воспламеняют его. Заряд под действием перепада давления в пределах осевого зазора перемещается в направлении от воспламенителя (противоположном соплу). В момент вскрытия сопловой заглушки и падения давления в предсопловом объеме перепад давления в камере двигателя имеет противоположное направление по сравнению со срабатыванием воспламенителя. Кроме того, под действием тяги на заряд действует инерционная сила. Под действием перепада давления по длине камеры сгорания и инерционной силы заряд перемещается в направлении сопла и после выбирания осевого зазора воспламенившимся небронированным торцем контактирует с опорными поверхностями корпуса двигателя. При этом часть горящей поверхности небронированного торца может загаснуть, т.к. толщина зоны горения топлива составляет ≈ 100 микрон и менее [Исследование ракетных двигателей на твердом топливе. Под редакцией М. Самерфилда, перевод с английского М.: ИЛ, 1963 г, с.113] и при контакте горящей поверхности заряда с опорной поверхностью корпуса двигателя происходит сдавливание размягченной, тонкой зоны горения и загасание поверхности в этих местах. Оставшаяся часть поверхности (не контактировавшая с опорной поверхностью) при вскрывшемся сопле может не обеспечить в камере сгорания уровень давления, достаточный для устойчивого горения топлива. В этих условиях заряд будет гореть неустойчиво, что приведет к затяжному выходу на режим (аномальное горение), либо к полному загасанию заряда, особенно при крайних отрицательных значениях температуры диапазона эксплуатации.It is known that a plug-in fuel charge is installed in the engine combustion chamber with axial and radial clearances and has the ability to move within these clearances under the influence of the pressure drop in the combustion chamber of the engine and inertial forces. So at the moment of ignition operation, its combustion products act on the unarmored end face of the charge and ignite it. The charge under the influence of a pressure differential within the axial clearance moves in the direction from the igniter (opposite the nozzle). At the moment of opening the nozzle plug and the pressure drop in the pre-nozzle volume, the pressure drop in the engine chamber has the opposite direction compared to the operation of the igniter. In addition, under the action of traction, an inertial force acts on the charge. Under the action of a pressure drop along the length of the combustion chamber and inertial force, the charge moves in the direction of the nozzle and, after the axial clearance is selected, the ignited unarmored end contacts the supporting surfaces of the engine housing. In this case, part of the burning surface of the unarmored end can go out, because the thickness of the fuel combustion zone is ≈ 100 microns or less [Research of solid propellant rocket engines. Edited by M. Samerfield, translated from English M .: IL, 1963, p.113] and when the burning surface of the charge comes in contact with the supporting surface of the engine housing, the softened, thin combustion zone is compressed and the surface is extinguished in these places. The remaining part of the surface (not in contact with the supporting surface) when the nozzle is opened may not provide a pressure level in the combustion chamber sufficient for stable combustion of the fuel. Under these conditions, the charge will burn unstable, which will lead to a prolonged exit to the mode (abnormal burning), or to complete extinction of the charge, especially at extreme negative values of the temperature of the operating range.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности запуска РДТТ. Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является исключение падения давления в камере сгорания двигателя ниже уровня устойчивости горения топливного заряда.The problem to which the invention is directed, is to increase the reliability of the launch of solid propellant rocket motors. The technical result achieved in solving the problem is to eliminate the pressure drop in the combustion chamber of the engine below the stability level of the combustion of the fuel charge.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в ракетном двигателе твердого топлива, включающем корпус, вкладной бронированный по наружной поверхности заряд, имеющий небронированный торец, контактирующий в крайнем продольном положении с опорной поверхностью корпуса, на небронированном торце заряда выполнено углубление, площадь которого увеличивает площадь небронированного торца заряда на величину, равную либо незначительно отличающуюся от площади поверхности небронированного торца, чтобы обеспечить уровень давления в камере сгорания двигателя не более максимально допустимого, при этом площадь поверхности небронированного торца, контактирующая с опорной поверхностью корпуса, выбрана из условия обеспечения контактных напряжений в заряде менее предельно допустимых.The solution to this problem is achieved by the fact that in a rocket engine of solid fuel, including a casing, an external charge armored on the outer surface, having an unarmored end face in contact with the supporting surface of the housing in an extreme longitudinal position, a recess is made on the unarmored end of the charge, the area of which increases the area of the unarmored end charge by an amount equal to or slightly different from the surface area of the unarmored end to provide a pressure level in the chamber engine noise is not more than the maximum allowable, while the surface area of the unarmored end contacting with the supporting surface of the housing is selected from the condition of providing contact stresses in the charge less than the maximum allowable.
В частных случаях углубление может быть выполнено в виде поверхности вращения или кольцевой канавки.In particular cases, the recess can be made in the form of a surface of revolution or an annular groove.
Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами. На Фиг.1 изображена схема РДТТ, выполненного согласно пп.1 и 2 формулы предлагаемого изобретения. На Фиг.2 - схема РДТТ, выполненного согласно п.3 формулы.The invention is illustrated in graphic materials. Figure 1 shows a diagram of a solid propellant rocket motor made in accordance with claims 1 and 2 of the claims of the present invention. Figure 2 - diagram of a solid propellant rocket motor made in accordance with claim 3 of the formula.
РДТТ включает корпус 1, вкладной заряд 2, имеющий по наружной поверхности бронепокрытие 3 и небронированный торец 4, контактирующий в крайнем продольном положении с опорной поверхностью 5 корпуса 1. На небронированном торце 4 выполнено углубление 6 в виде поверхности вращения, например, цилиндрической поверхности. Поверхность вращения углубления 6 может быть выполнена конической, цилиндрическо-конической, сферической и т.д. Поверхность 7 небронированного торца 4, контактирующая в крайнем продольном положении с опорной поверхностью 5 корпуса 1, выполнена из условия обеспечения прочности заряда 2 при воздействии на него эксплуатационных и стартовых продольных перегрузок, т.е. площадь поверхности 7 должна быть такой, чтобы контактные напряжения в заряде 2 не превышали предельно допустимых для данного топлива значений. Площадь поверхности углубления 6, в рассматриваемых вариантах исполнения, выполнена в виде поверхности круга 8 или кольца 17 (Фиг.2) и боковой цилиндрической поверхности 9 или цилиндрических поверхностей 18 (Фиг.2). При этом площадь боковой цилиндрической поверхности 9 (18), увеличивающая площадь плоского (без углубления) небронированного торца заряда 2, должна быть равна или незначительно отличаться от площади поверхности 7, чтобы обеспечить уровень давления в камере сгорания двигателя не более максимально допустимого из условия прочности корпуса 1.The solid propellant solid-propellant rocket engine includes a housing 1, an additional charge 2, having an armored coating 3 on the outer surface and an unarmored end 4 in contact in the extreme longitudinal position with the supporting surface 5 of the housing 1. A
Воспламенитель обозначен позицией 10 и может быть выполнен, например, в виде перкалевого мешочка с навеской дымного ружейного пороха. Сопловая заглушка обозначена позицией 11, а электровоспламенитель, размещенный на заглушке, обозначен позицией 12. Номерами 13 и 14 обозначены амортизационные прокладки. Позицией 15 обозначено теплозащитное покрытие корпуса, а позицией 16 - элементы крепления сопловой заглушки. Осевой продольный зазор между зарядом 2 и корпусом 1 (камерой сгорания) двигателя обозначен «δ».The igniter is indicated at 10 and can be made, for example, in the form of a percale bag with a hinge of smoky gun powder. The nozzle cap is indicated by 11, and the electric igniter located on the cap is indicated by 12. Numbers 13 and 14 indicate cushioning pads. Position 15 denotes the heat-shielding coating of the housing, and position 16 denotes the fastening elements of the nozzle plug. The axial longitudinal clearance between the charge 2 and the housing 1 (combustion chamber) of the engine is indicated by "δ".
Работа РДТТ осуществляется следующим образом. При подаче электрического напряжения на электровоспламенитель 12 он срабатывает и инициирует воспламенитель 10, продукты сгорания которого воздействуют на открытые (небронированные) участки поверхности топливного заряда 2 и воспламеняют их. Под действием давления от срабатывания воспламенителя 10 заряд 2 резко перемещается в продольном направлении, выбирает осевой зазор «δ» и, ударившись о прокладку 13 переднего днища, может отскочить в направлении опорной поверхности 5 корпуса 1. При достижении в камере сгорания двигателя давления вскрытия сопловой заглушки последняя вскрывается и происходит сброс давления из предсоплового объема камеры сгорания. Под действием инерционных сил, обусловленных появлением силы тяги, и перепада давления в камере сгорания двигателя при вскрытии сопловой заглушки заряд 2 также прижимается к опорной поверхности 5. В местах контакта заряда 2 с опорной поверхностью 5 может произойти загасание. При этом газоприход от загасших участков поверхности заряда будет компенсироваться газоприходом с горящей поверхности углубления 6, которого достаточно, чтобы обеспечить уровень давления в камере сгорания двигателя не ниже давления устойчивого горения и двигатель надежно выходит на режим.The operation of the solid propellant rocket motor is as follows. When applying electric voltage to the electric igniter 12, it fires and initiates the igniter 10, the combustion products of which act on open (unarmored) sections of the surface of the fuel charge 2 and ignite them. Under the action of the pressure from the operation of the igniter 10, the charge 2 sharply moves in the longitudinal direction, selects the axial clearance "δ" and, having hit the gasket 13 of the front bottom, can bounce in the direction of the supporting surface 5 of the housing 1. When the nozzle plug opening pressure is reached in the combustion chamber of the engine the latter is opened and pressure is released from the pre-nozzle volume of the combustion chamber. Under the influence of inertial forces due to the appearance of traction force and the pressure drop in the combustion chamber of the engine, when the nozzle plug is opened, the charge 2 is also pressed against the supporting surface 5. At the places where the charge 2 contacts the supporting surface 5, extinction can occur. In this case, the gas inlet from the extinguished sections of the charge surface will be compensated by the gas inlet from the burning surface of the
Таким образом, предлагаемое изобретение позволило повысить надежность запуска РДТТ за счет исключения падения давления в камере двигателя ниже уровня устойчивого горения топливного заряда.Thus, the present invention has improved the reliability of starting solid propellant rocket motors by eliminating the pressure drop in the engine chamber below the level of stable combustion of the fuel charge.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005129407/06A RU2322604C2 (en) | 2005-09-20 | 2005-09-20 | Solid-propellant rocket engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005129407/06A RU2322604C2 (en) | 2005-09-20 | 2005-09-20 | Solid-propellant rocket engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005129407A RU2005129407A (en) | 2007-03-27 |
| RU2322604C2 true RU2322604C2 (en) | 2008-04-20 |
Family
ID=37998932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005129407/06A RU2322604C2 (en) | 2005-09-20 | 2005-09-20 | Solid-propellant rocket engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2322604C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2721923C1 (en) * | 2019-06-14 | 2020-05-25 | Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" | Launch rocket engine controlled method and device for implementation thereof |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2355907C1 (en) * | 2007-11-27 | 2009-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Rocket solid propellant fuel charge for gas generator |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2400242A (en) * | 1943-07-15 | 1946-05-14 | Aerojet Engineering Corp | Motor |
| US3404532A (en) * | 1967-04-28 | 1968-10-08 | Army Usa | Self-sealing through-nozzle transfer system |
| US4120153A (en) * | 1961-10-02 | 1978-10-17 | Olin Corporation | Solid propellant gas generating device |
| RU2021544C1 (en) * | 1992-04-07 | 1994-10-15 | Конструкторское бюро приборостроения | Rocket engine for artillery projectile |
| RU2105180C1 (en) * | 1995-10-11 | 1998-02-20 | Конструкторское бюро приборостроения | Solid-propellant rocket engine |
| RU2211353C1 (en) * | 2002-05-20 | 2003-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Solid-propellant charge for gas generators |
-
2005
- 2005-09-20 RU RU2005129407/06A patent/RU2322604C2/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2400242A (en) * | 1943-07-15 | 1946-05-14 | Aerojet Engineering Corp | Motor |
| US4120153A (en) * | 1961-10-02 | 1978-10-17 | Olin Corporation | Solid propellant gas generating device |
| US3404532A (en) * | 1967-04-28 | 1968-10-08 | Army Usa | Self-sealing through-nozzle transfer system |
| RU2021544C1 (en) * | 1992-04-07 | 1994-10-15 | Конструкторское бюро приборостроения | Rocket engine for artillery projectile |
| RU2105180C1 (en) * | 1995-10-11 | 1998-02-20 | Конструкторское бюро приборостроения | Solid-propellant rocket engine |
| RU2211353C1 (en) * | 2002-05-20 | 2003-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Solid-propellant charge for gas generators |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2721923C1 (en) * | 2019-06-14 | 2020-05-25 | Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" | Launch rocket engine controlled method and device for implementation thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005129407A (en) | 2007-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7430963B2 (en) | Energetic material initiation device utilizing exploding foil initiated ignition system with secondary explosive material | |
| KR100659219B1 (en) | Detonator | |
| RU2024776C1 (en) | Rocket engine for projectile | |
| RU2322604C2 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
| RU2076937C1 (en) | Solid-propellant rocker engine | |
| RU2412369C1 (en) | Solid propellant rocket engine (versions) | |
| RU2186235C1 (en) | Solid propellant charge | |
| RU2435979C1 (en) | Double-pulse solid-propellant rocket engine | |
| RU2110040C1 (en) | Gun for active action on clouds | |
| RU2062343C1 (en) | Solid-proppelant rocket engine | |
| EP0461095A1 (en) | Improvements to primers | |
| RU2675983C1 (en) | Cumulative-high-explosive charge engine | |
| RU2326260C2 (en) | Charge molded within solid-fuel rocket engine case | |
| RU2089837C1 (en) | Ballistic cap of artillery guided missile | |
| RU2106510C1 (en) | Powder pressure accumulator | |
| RU2351788C1 (en) | Guided missile solid-propellant rocket engine, solid propellant igniter and rocket engine nozzle assembly | |
| RU2111372C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
| RU2267024C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
| RU2243497C1 (en) | Electropriming bush | |
| RU2055300C1 (en) | Loader of artillery shot | |
| RU2111447C1 (en) | Self-destroying device of solid-propellant rocket | |
| RU2122135C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
| RU2246633C2 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
| RU2084814C1 (en) | Ignition chamber | |
| RU2021544C1 (en) | Rocket engine for artillery projectile |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20161130 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180913 Effective date: 20180913 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180914 Effective date: 20180914 |