Двигатель реактивного боеприпаса

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2378524:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Базальт" (RU)

Изобретение относится к области военной техники, а именно к реактивным двигателям с малым временем работы для боеприпасов, предназначенных для стрельбы из морских гранатометных систем. Двигатель реактивного боеприпаса содержит камеру сгорания с размещенным в ней трубчатым зарядом твердого топлива, опертым на диафрагму, снабженную отверстиями, и сопло. Центры отверстий диафрагмы закоординированы по закону равностороннего треугольника, сторона которого составляет не менее 1,07 диаметра отверстия. Отношение среднего диаметра пороховой трубки к диаметру отверстия диафрагмы находится в пределах 1,6-1,9. Изобретение позволяет обеспечить равнопрочность диафрагмы реактивного двигателя, а также уменьшить выброс несгоревших остатков пороховых трубок при обеспечении отношений площадей проходного сечения диафрагмы и критического сечения сопла не менее 1,3. 2 ил.

Изобретение относится к области военной техники, а именно к реактивным двигателям с малым временем работы (не более 0,02 с) для боеприпасов, предназначенных для стрельбы из гранатометных систем, размещенных на любых, находящихся на плаву, боевых кораблях.

Трудности проектирования и отработки двигателей с малым временем работы (не более 0,02 с), снаряженных быстрогорящими рецептурами трубчатых порохов, усугубляются недостаточным исследованием физической картины интенсивных теплонапряженных процессов, происходящих в этих типах двигателей. Поэтому одним из важных факторов является создание оптимальной равнопрочной диафрагмы, обеспечивающей отношение площади ее отверстий к площади критического сечения сопла не менее 1,3 и исключающей выброс несгоревших остатков пороховых трубок за срез сопла.

Известен реактивный двигатель (патент Франции №1200002 - прототип), в котором приведены различные конструкции диафрагм, обеспечивающих центровку трубчатого порохового заряда в камере двигателя и имеющих увеличенные отверстия для поступления продуктов сгорания во входную часть сопла.

К недостаткам данной конструкции реактивного двигателя следует отнести:

- отсутствие равнопрочности диафрагмы, что может привести к непрогнозируемым локальным разрушениям перемычек между отверстиями;

- отсутствие стабильности внутрибаллистических характеристик двигателя из-за возможного выброса несгоревших остатков пороховых трубок за срез сопла.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение внутрибаллистических характеристик двигателя реактивного боеприпаса.

Технический результат состоит в обеспечении равнопрочности диафрагмы двигателя и уменьшении выброса несгоревших остатков пороховых трубок при обеспечении отношения площадей проходного сечения диафрагмы и критического сечения сопла не менее 1,3.

Технический результат достигается тем, что двигатель реактивного боеприпаса содержит камеру сгорания с размещенным в ней трубчатым зарядом твердого топлива, опертым на диафрагму, снабженную отверстиями, сопло, при этом центры отверстий диафрагмы закоординированы по закону равностороннего треугольника, сторона которого составляет не менее 1,07 диаметра отверстия, а отношение среднего диаметра пороховой трубки к диаметру отверстия диафрагмы находится в пределах 1,6-1,9.

Значительной статистикой испытаний двигателей, снаряженных быстрогорящим многотрубчатым пороховым зарядом, подтверждено, что разброс давлений пороховых газов в камере двигателя резко возрастает при уменьшении (менее 1,3) отношения площадей проходного сечения диафрагмы и критического сечения сопла, при этом возможно разупрочнение материала в перемычках диафрагмы и выброс несгоревших остатков пороховых трубок.

Выполнение диафрагмы, в которой отверстия закоординированы по закону равностороннего треугольника с отношением стороны к диаметру отверстия не менее 1,07, позволяет обеспечить равнопрочность диафрагмы при сохранении отношения площадей проходного сечения диафрагмы и критического сечения сопла не менее 1,3, а следовательно, исключить локальные разрушения перемычек между отверстиями, выброс фрагментов диафрагмы и несгоревших остатков пороховых трубок, что, в конечном итоге, существенно улучшает внутрибаллистические характеристики двигателя (уменьшаются разбросы по давлению в камере двигателя и по начальной скорости боеприпаса).

Как известно, трубчатые быстрогорящие пороховые заряды подвержены эрозионному горению (скорость горения пороховых трубок в сопловой части камеры выше скорости горения пороховых трубок в донной части камеры), которое может привести к излому пороховой трубки в процессе горения и выносу из камеры через отверстие в диафрагме предсопловой части пороховой трубки, что существенно ухудшает внутрибаллистические характеристики двигателя.

Применение для снаряжения двигателя реактивного боеприпаса трубчатого быстрогорящего порохового заряда с отношением среднего диаметра пороховой трубки к диаметру отверстия диафрагмы в пределах 1,6-1,9 позволяет повысить коэффициент заполнения и полноту сгорания порохового заряда в камере двигателя.

При уменьшении данного соотношения вследствие разницы скорости горения пороховых трубок в предсопловой и донной частях камеры сгорания увеличивается выброс из камеры несгоревших остатков пороховых трубок (что резко увеличивает разброс давления в камере двигателя).

При увеличении данного соотношения ухудшается коэффициент использования полезного объема камеры, а в конечном итоге, существенно ухудшается внутрибаллистические характеристики двигателя (снижается суммарный импульс тяги двигателя).

На фиг.1 показан общий вид двигателя реактивного боеприпаса.

На фиг.2 показан в увеличенном масштабе фрагмент диафрагмы.

Двигатель реактивного боеприпаса состоит из камеры 1, трубчатого порохового заряда 2, диафрагмы 3, воспламенителя 4, сопла 5, на поверхности которого закреплен стабилизатор 6, электровоспламенителя 7.

Отверстия диафрагмы закоординированы по закону равностороннего треугольника 8.

Работа двигателя реактивного боеприпаса происходит следующим образом.

При подаче электрического импульса на электровоспламенитель 7 срабатывает его воспламенительный состав, который поджигает воспламенитель 4. Луч пламени от воспламенителя 4 передается на трубчатый пороховой заряд 2 и воспламеняет его. При достижении определенного давления газов в камере 1 двигателя газообразные продукты разложения топлива истекают из камеры через отверстия в диафрагме 3 и критическое сечение сопла 5. Под действием тяги двигателя боеприпас начинает движение в канале ствола гранатометной системы.

Реализация предлагаемых технических решений в конструкции двигателя реактивного боеприпаса, подтвержденная результатами наземных и морских испытаний, позволяет улучшить внутрибаллистические характеристики двигателя за счет обеспечения равнопрочности диафрагмы и полноты сгорания порохового заряда в камере двигателя.

Двигатель реактивного боеприпаса, содержащий камеру сгорания с размещенным в ней трубчатым зарядом твердого топлива, опертым на диафрагму, снабженную отверстиями, сопло, отличающийся тем, что в нем центры отверстий диафрагмы закоординированы по закону равностороннего треугольника, сторона которого составляет не менее 1,07 диаметра отверстия, а отношение среднего диаметра пороховой трубки к диаметру отверстия диафрагмы находится в пределах 1,6-1,9.

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании, отработке и изготовлении газогенераторов твердого топлива к катапультным устройствам ракет и другим динамично работающим устройствам с использованием твердотопливных зарядов.

Пороховой заряд щеточной конструкции // 2358141

Пороховой заряд твердого ракетного топлива // 2357095

Изобретение относится к области ракетной техники и касается порохового заряда твердого ракетного топлива «щеточного» типа, скрепленного с дном камеры стартового двигателя ракетного комплекса с оптическим наведением на разгонно-маршевом участке.

Заряд твердого ракетного топлива // 2336431

Изобретение относится к области ракетной техники и предназначено для использования в ракетных двигателях (РД) с вкладным зарядом твердого ракетного топлива (ТРТ). .

Двигательная установка безоткатного орудия // 2333379

Изобретение относится к ракетной технике, в частности к двигательным установкам бозоткатного орудия. .

Ракетный двигатель твердого топлива // 2308608

Изобретение относится к ракетной технике, в частности к ракетным двигателям твердого топлива с вкладным пороховым зарядом. .

Ракетный двигатель твердого топлива // 2305790

Пороховой заряд твердого ракетного топлива и способ его изготовления // 2305202

Заряд твердого топлива для ракетного двигателя // 2303153

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при отработке и изготовлении ракетных двигателей твердого топлива с вкладными канальными зарядами.

Ракетный двигатель импульсного блока коррекции // 2289034

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности ракетным двигателям импульсного типа с малым временем работы и значительными нагрузками, воздействующими на заряд.

Ракетный двигатель твердого топлива // 2383764

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании, отработке и изготовлении ракетных двигателей твердого топлива, газогенераторов и вкладных зарядов твердого ракетного топлива

Конструкция подкрепления твердотопливного заряда в ракетном двигателе твердого топлива // 2399782

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ракетно-космической промышленности для защиты твердотопливного заряда

Заряд твердого топлива для ракетного двигателя // 2416733

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании, отработке и изготовлении ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ), преимущественно с канальными вкладными зарядами твердого ракетного топлива (ТРТ)

Заряд твердого ракетного топлива // 2449156

Изобретение относится к области ракетной техники, конкретно к зарядам твердого ракетного топлива вкладного типа, состоящим из пучка топливных трубок или элементов другого профиля, скрепленных с дном камеры двигателя с помощью крепящего состава с образованием полимерного диска или шайбы

Вкладной твердотопливный заряд торцевого горения ракетного двигателя // 2453721

Изобретение относится к вкладному заряду торцевого горения ракетного двигателя и может быть использовано при проектировании, отработке и изготовлении зарядов из твердого топлива к ракетным двигателям

Снаряженный корпус ракетного двигателя твердого топлива // 2498101

Изобретение относится к машиностроению, а именно к снаряженным корпусам ракетных двигателей твердого топлива, и может быть использовано при их проектировании и отработке. Снаряженный корпус ракетного двигателя твердого топлива содержит заряд, раскрепленный от днища корпуса манжетой, и экран. Экран расположен в полости между днищем корпуса и манжетой и скреплен с последней эластичным кольцом, выполненным в виде двух сопряженных по большему диаметру кольцевых оболочек. Оболочки эластичного кольца в зоне сопряжения скреплены между собой на кольцевом участке через кольцевую прокладку, отличающуюся по цвету от оболочек. Изобретение позволяет обеспечить расчетный режим работы ракетного двигателя на начальном участке, уменьшить разброс по времени выхода двигателя на режим, а также повысить надежность его работы. 5 ил.

Ракетный двигатель твердого топлива // 2524789

Изобретение относится к ракетным двигателям на твердом топливе и предназначено для применения при проектировании, отработке и изготовлении крупногабаритных ракетных двигателей на твердом топливе. Ракетный двигатель включает корпус с передним и задним днищами, а также скрепленный с корпусом по цилиндрической части канальный заряд с раскреплением манжетами на торцах. Фланец горловины переднего днища скреплен с кольцевым выступом перфорированного стакана, выполненного в виде полого цилиндра из сгораемого материала и размещаемого соосно в канале заряда с обеспечением раскрепления от него без зазора. Стакан выполнен длиной не менее осевого расстояния от фланца горловины переднего днища до половины проекции раскрепленной части переднего торца на ось канала заряда. Толщина стенки стакана выполнена уменьшающейся в сторону заднего днища. Перфорация стакана представляет собой щелевые прорези, размещенные вдоль его образующей на поверхности, обращенной к заряду, и круговые отверстия, выполненные на уровне заманжетного зазора, выходящего на канал заряда. Изобретение позволяет уменьшить уровень отрывных контактных напряжений в топливе в районе краевых зон скрепления заряда с корпусом. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Твердотопливный импульсный двигатель // 2604772

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при создании твердотопливных импульсных двигателей, к которым предъявляются повышенные требования разноимпульсности при работе в паре или в целой связке. Твердотопливный импульсный двигатель содержит камеру сгорания с зарядом из цилиндрических канальных шашек всестороннего горения, расположенных между опорными решетками, сопло, воспламенитель, закрепленный на передней опорной решетке со стороны донной части камеры сгорания, и пиропатрон, установленный в донной части камеры сгорания. Между соплом и опорной решеткой, расположенной со стороны сопла, установлена перфорированная тонкостенная термостойкая перегородка эллиптической формы, обращенная выпуклой поверхностью к соплу и имеющая перфорацию в виде сквозных отверстий. Оси сквозных отверстий перегородки составляют острый угол с осью сопла с вершиной в сторону критического сечения сопла. Суммарная площадь отверстий перегородки превышает площадь критического сечения сопла. Изобретение позволяет снизить разброс импульса тяги твердотопливного импульсного двигателя за счет увеличения времени пребывания частиц топлива в его сопловом тракте. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Ракетный двигатель твёрдого топлива управляемого снаряда // 2613351

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработках ракетных двигателей твердого топлива, преимущественно для управляемых снарядов, выстреливаемых из ствола артиллерийского орудия. Ракетный двигатель твердого топлива содержит корпус с осевой трубкой, воспламенитель с форсажной камерой, снабженной расходными отверстиями, а также частично забронированный по наружной поверхности вкладной заряд твердого топлива с центральным каналом. Заряд твердого топлива опирается на форсажную камеру и установлен в корпусе двигателя на уплотнительном кольце с радиальными зазорами относительно корпуса и осевой трубки. Радиальный зазор между корпусом и наружной забронированной поверхностью заряда твердого топлива выполнен меньше радиального зазора между центральным каналом заряда твердого топлива и осевой трубкой. На форсажной камере со стороны опорного торца заряда твердого топлива выполнены радиальные пазы, проходящие через расходные отверстия и сообщающие полость, образованную центральным каналом заряда твердого топлива и осевой трубкой, с полостью, образованной наружной поверхностью заряда твердого топлива и корпусом. Изобретение позволяет повысить надежность воспламенения твердотопливного заряда и запуска ракетного двигателя при повышении его эффективности. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.