Корпус воспламенителя заряда твердого топлива из композиционных материалов

Авторы патента:

Кульков Александр Алексеевич (RU)

Мерзляков Вячеслав Викторович (RU)

Норкин Николай Степанович (RU)

Пашутов Аркадий Витальевич (RU)

Базарко Анатолий Николаевич (RU)

Концаев Эльвек Валериевич (RU)

F02K9/95 - отличающиеся способами и устройствами для пуска и зажигания (предохранительные устройства F02K 9/38)

F02K9/34 - корпусы; камеры сгорания; обшивка для них

Владельцы патента RU 2611115:

Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в конструкциях узлов воспламенения заряда твердого топлива. Корпус воспламенителя заряда твердого топлива из композиционных материалов, содержит цилиндрическую оболочку с наружным теплозащитным покрытием. Цилиндрическая оболочка имеет плоское донышко с одной стороны и свободный торец с внутренней резьбой с другой. Свободный торец закрыт съемным колпачком куполообразной формы с сопловыми отверстиями при вершине и опорно-защитной решеткой во внутренней полости. Резьбовая часть колпачка выполнена в виде втулки, соединенной с колпачком посредством клея и имеющей послойное армирование тканью перпендикулярно оси резьбы. Колпачок выполнен полностью армированным из ткани с отбортовкой и с резьбой на ней, являющейся продолжением резьбы втулки. Изобретение позволяет повысить надежность воспламенителя заряда твердого топлива. 2 ил.

Изобретение относится к области твердотопливной ракетной техники и может быть использовано в конструкциях узлов воспламенения зарядов в качестве корпуса воспламенителя из композиционных материалов, расположенного в камере сгорания двигателя, а также применено при изготовлении других конструктивно сложных малогабаритных изделий из волокнистых композиционных материалов, представляющих собой сочетание разнотипных конструктивных элементов.

Известны конструкции сгораемых корпусов воспламенителей как тонкой полимерной оболочки-упаковки воспламенительного состава (патенты на изобретения RU №2185522 C1 МПК⁷ F02K 9/95 и №2443896 С2 МПК F02K 9/95 (2006.01)).

Данные оболочки с воспламенительным составом помещаются непосредственно в объеме камеры сгорания двигателя на решетке над его зарядом.

Известно также устройство по патенту на изобретение RU №2127821 C1 МПК⁶ F02K 9/95, представляющее собой один из вариантов конструкции неразрушаемого корпуса воспламенителя из металла и, соответственно, выполняемое известными способами переработки металлов.

Оно представляет собой корпус с цилиндрической камерой, форс огня из которой по соответствующим каналам поступает в камеру сгорания двигателя, воспламеняя его топливо.

Данное устройство обладает всеми недостатками конструкций, выполняемых из металла и применяемых в рассматриваемой области техники: сложность конструкции, значительная масса, сложность и трудоемкость способа ее изготовления - обработка прочных и жаростойких металлов резанием с обеспечением высокой точности.

Наиболее близким по конструкции и способу изготовления является корпус воспламенителя из композиционных материалов по патенту на изобретение RU №2539939 С1 МПК F02K 9/34 (2006.01).

Он содержит цилиндрическую оболочку с наружным теплозащитным покрытием и с плоским донышком, интегрально связанных с оболочкой, с одной стороны и открытым торцом с внутренней резьбой, закрытым съемным колпачком, изготовленным прессованием из пресс-материалов, с другой, образующими объем для размещения средств воспламенения.

Воспламенители с использованием корпусов по данному изобретению показали хорошие результаты при автономных испытаниях и в составе двигателя.

Однако в корпусах воспламенителей заряда твердого топлива, работающих при высоких давлениях, с увеличением диаметров применение прессованных из пресс-материалов колпачков, входящих в их конструкцию, становится проблематичным, прежде всего в зоне резьбы, в то время как хорошо армированная оболочка сомнений не вызывает. Задачей данного предлагаемого изобретения является создание корпуса воспламенителя из композиционных материалов с резьбовым соединением и конструкцией колпачка, обеспечивающими надежность их применения при повышенных внутренних нагрузках (давление, диаметр).

Существенным признаком конструкции в части повышения прочности резьбового соединения со стороны колпачка является выполнение резьбовой части колпачка в виде втулки, соединенной с колпачком посредством клея и имеющей послойное армирование тканью перпендикулярно оси резьбы, и выполнение самого колпачка полностью армированным из ткани с отбортовкой и с резьбой на ней, являющейся продолжением резьбы втулки.

Предлагаемая конструкция корпуса воспламенителя поясняется рисунками. На фиг. 1 представлен корпус воспламенителя (общий вид); на фиг. 2 - элемент А на фиг. 1.

Корпус воспламенителя (Фиг. 1) содержит цилиндрическую оболочку 1 с теплозащитным покрытием 2 и с плоским донышком 3 с одной стороны и свободным торцом с внутренней резьбой, закрытым съемным колпачком 4 куполообразной с сопловыми отверстиями 5 при вершине и опорно-защитной решеткой 6 во внутренней полости, с другой, образующие в совокупности внутренний объем для размещения воспламенительного состава с элементами его воспламенения.

Колпачок 4 корпуса воспламенителя выполнен с отбортовкой 7 и снабжен крепящей его в оболочке 1 резьбовой втулкой 8, установленной на клей и имеющей послойное армирование тканью (Фиг. 2) перпендикулярно виткам резьбы с распространением ее на отбортовку 7 колпачка 4.

По принципу работы колпачок воспринимает создающееся внутреннее давление во внутреннем объеме корпуса воспламенителя, в том числе действующее и на резьбовую часть.

Работа проводилась в развитие технического решения по прототипу, хорошо зарекомендовавшему себя, в целях применения его в тех же условиях давления и эрозионного уноса, но при измененных геометрических размерах.

Экспериментальными работами, проведенными по оценке данного технического решения, полностью подтверждена правильность выбранного направления.

Корпус воспламенителя заряда твердого топлива из композиционных материалов, содержащий цилиндрическую оболочку с наружным теплозащитным покрытием и плоским донышком с одной стороны и свободным торцом с внутренней резьбой, закрытым съемным колпачком куполообразной формы с сопловыми отверстиями при вершине и опорно-защитной решеткой во внутренней полости, с другой, образующими в совокупности внутренний объем для размещения воспламенительного состава с элементами его воспламенения, отличающийся тем, что в нем резьбовая часть колпачка выполнена в виде втулки, соединенной с колпачком посредством клея и имеющей послойное армирование тканью перпендикулярно оси резьбы, а сам колпачок выполнен полностью армированным из ткани с отбортовкой и с резьбой на ней, являющейся продолжением резьбы втулки.

Изобретение относится к области энергетических установок, а именно к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД) на несамовоспламеняющихся компонентах топлива, например для ЖРД с многократным включением в полете.

Жидкостный ракетный двигатель // 2579295

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД) и может быть использовано при их проектировании. ЖРД, работающий на криогенных компонентах топлива, содержащий камеру с охлаждающим трактом, состоящим из двух участков охлаждения окислителем и горючим, турбонасосные агрегаты, на турбины которых из участков охлаждения подаются газифицированные и подогретые компоненты топлива, агрегаты автоматики, запальные устройства для поджига компонентов топлива в «горячих агрегатах», при этом выход из каждого участка охлаждающего тракта сообщен с запальными устройствами.

Камера сгорания жрд с электроплазменным зажиганием // 2561796

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. Камера сгорания жидкостного ракетного двигателя, работающая на компонентах топлива жидкий кислород и жидкий водород или жидкий кислород и сжиженный природный газ, содержащая запальное устройство, корпус камеры с магистралями подвода горючего на охлаждение, смесительную головку с магистралями подвода горючего, газовод с магистралью подвода окислительного генераторного газа, соединенный с запальным устройством с помощью фланца, расположенного на наружной поверхности с выполненными в нем каналами тракта охлаждения, который одним концом закреплен с фланцем, а другим устанавливается в центральную втулку корпуса смесительной головки, при этом фланец для установки запального устройства расположен на боковой поверхности газовода смесительной головки и имеет кольцевой коллектор, каналы тракта охлаждения которого соединены с каналами охлаждения втулки изогнутой формы с помощью кольцевой накладки, а каналы тракта охлаждения запального устройства соединены с коллектором фланца с помощью трубки.

Газодинамический воспламенитель основной топливной смеси в проточном тракте // 2555601

Изобретение относится к акустической теплотехнике. Газодинамический воспламенитель содержит форкамеру с выходным отверстием, ускоритель с соплом, акустический резонатор и магистрали с регулирующими клапанами подвода окислителя и горючего к ускорителю.

Камера жидкостного ракетного двигателя или газогенератора // 2555021

Изобретение относится к области ракетостроения и, в частности, к камере жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) или газогенератора с лазерным зажиганием компонентов топлива.

Камера сгорания жрд с электроплазменным зажиганием // 2553583

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. Камера сгорания жидкостного ракетного двигателя, работающая на компонентах топлива жидкий кислород и жидкий водород или жидкий кислород и сжиженный природный газ, содержащая корпус камеры с магистралью подвода горючего на охлаждение, смесительную головку с магистралью подвода горючего, газовод с магистралью подвода окислительного генераторного газа, газораспределительную решетку, запальное устройство, закрепленное на наружной поверхности газовода, в соответствии с изобретением в центре газовода, газораспределительной решетки и центральной втулки корпуса имеется гильза, которая одним концом жестко закреплена с корпусом газовода, а другим по наружной поверхности устанавливается по конусу в центральную втулку корпуса смесительной головки и на конце внутренней поверхности гильзы имеются центрирующие ребра, по которым свободным концом устанавливается запальное устройство.

Жидкостный ракетный двигатель // 2545613

Изобретение относится к ракетно-космической технике. В жидкостном ракетном двигателе, содержащем систему управления с бортовым компьютером, камеру, турбонасосный агрегат и газогенератор, соединенный газоводом с камерой, и запальные устройства на камере сгорания и газогенераторе, на камере сгорания и газогенераторе установлены свечи электрического зажигания, на валу турбонасосного агрегата установлен электрогенератор, а внутри газовода активатор газогенераторной смеси, а к пусковой турбине присоединен бортовой баллон сжатого воздуха.

Сопло ракетного двигателя на твердом топливе // 2540190

Изобретение относится к ракетной технике и предназначено для использования в ракетных двигателях твердого топлива реактивных снарядов систем залпового огня. Сопло ракетного двигателя содержит корпус, дозвуковую и сверхзвуковую части сопла, а также герметизирующее-пусковое устройство с форсажной трубкой и опорой.

Способ изготовления корпуса воспламенителя заряда ракетного двигателя из композиционных материалов и его конструкция // 2539939

При изготовлении корпуса воспламенителя заряда ракетного двигателя из композиционных материалов выполняют цилиндрическую оболочку. Изготовление всех разнотипных элементов оболочки ведут из разложенного на подогреваемую поверхность расчетного для каждого последовательно выполняемого технологического передела количества препрега легко деформируемой ткани, причем армирующие волокна располагают под углом.

Устройство для лазерного воспламенения топлива в камере сгорания жидкостного ракетного двигателя // 2533262

Изобретение относится к устройствам воспламенения жидкостных ракетных двигателей. В устройстве для лазерного зажигания камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя, содержащем источник электроэнергии и блок лазерного излучения с волноводами, по меньшей мере, одну лазерную свечу зажигания с фокусирующим объективом, установленную на форсуночной плите камеры сгорания, имеющей внутреннюю и внешнюю стенки, что согласно изобретению каждая лазерная свеча зажигания установлена на периферии форсуночной плиты под углом к оси камеры сгорания и выполнена в виде пустотелого стакана, установленного снаружи камеры сгорания, соединенного металлической втулкой с внутренней полостью камеры сгорания, внутри стакана установлен по меньшей мере один микрочип-лазер, соединенный вакуумной трубкой с линзой на торце, загерметизированной относительно металлической втулки.

Скрепленный заряд ракетного твердого топлива // 2607196

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в ракетных двигателях твердого топлива с зарядами из смесевых топлив, скрепленных со стенками корпуса.

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.

Ракетный двигатель твёрдого топлива // 2600187

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании ракетного двигателя твердого топлива летательного аппарата, имеющего габаритные ограничения в исходном состоянии, с полезным грузом, длина которого сопоставима с длиной корпуса ракетного двигателя.

Способ формирования внутреннего теплозащитного покрытия корпуса ракетного двигателя // 2581516

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к изготовлению теплозащитных покрытий камер сгорания ракетных двигателей. При формировании внутреннего теплозащитного покрытия корпуса ракетного двигателя в процессе выкладки слоев невулканизованной резины между слоями размещают оптическое волокно для измерения температуры в процессе вулканизации.

Способ изготовления корпуса ракетного двигателя // 2566206

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при изготовлении корпусов ракетных двигателей с относительно малым временем работы, например, для двигателей ракетно-артиллерийских боеприпасов.

Камера сгорания силовой установки крылатой ракеты // 2554690

Камера сгорания силовой установки крылатой ракеты выполнена в виде многослойного изделия и содержит обечайку, несущую механическую нагрузку внутреннего давления, и слой теплозащитного керамического композиционного материала, контактирующего с образующимися при сжигании топлива газами.

Способ изготовления внутреннего теплозащитного покрытия с тканевым защитно-крепящим слоем корпуса ракетного двигателя твердого топлива // 2554683

При изготовлении внутреннего теплозащитного покрытия с тканевым защитно-крепящим слоем корпуса ракетного двигателя твердого топлива изготавливают, формуют и вулканизируют внутреннее теплозащитное покрытие с тканевым защитно-крепящим слоем.

Скрепленный заряд ракетного твердого топлива // 2542632

Скрепленный заряд ракетного твердого топлива // 2542163

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в ракетных двигателях твердого топлива с зарядами из смесевых топлив, скрепленных с корпусом по цилиндрической части и раскрепленных манжетами по эллиптическим торцевым поверхностям.

Способ изготовления корпуса ракетного двигателя твердого топлива // 2614422

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способу изготовления корпуса ракетного двигателя твердого топлива из композиционного материала, получаемого методом непрерывной намотки армирующей ленты. Способ изготовления корпуса ракетного двигателя твердого топлива из композиционного материала, заключающийся в установке на оправку внутреннего теплозащитного покрытия, намотке поверх его силовой оболочки из полимерного композиционного материала с последующей полимеризацией, при этом между оправкой и внутренним теплозащитным покрытием устанавливают изолированную антиадгезионной пленкой манжету из эластичного материала, например силикона с толщиной стенки, соизмеримой с толщиной внутреннего теплозащитного покрытия. Манжета может быть выполнена в виде герметичного мешка, который в процессе полимеризации силовой оболочки корпуса нагружают гидравлическим давлением, превышающим контактное давление на оправку, создаваемое усилием намотки материала силовой оболочки. Изобретение обеспечивает повышение прочностных и адгезионных характеристик конструкции днищ корпуса. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.