[go: up one dir, main page]

RU2150599C1 - Solid-propellant charge - Google Patents

Solid-propellant charge Download PDF

Info

Publication number
RU2150599C1
RU2150599C1 RU99121572A RU99121572A RU2150599C1 RU 2150599 C1 RU2150599 C1 RU 2150599C1 RU 99121572 A RU99121572 A RU 99121572A RU 99121572 A RU99121572 A RU 99121572A RU 2150599 C1 RU2150599 C1 RU 2150599C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
star
section
charge
burning
shaped channel
Prior art date
Application number
RU99121572A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.А. Макаровец
Г.А. Денежкин
В.В. Семилет
В.И. Подчуфаров
Л.И. Обозов
А.А. Каширкин
Д.М. Петуркин
В.Г. Филатов
А.Ф. Куксенко
Г.Э. Кузьмицкий
Н.Н. Федченко
Н.М. Вронский
Л.Б. Макаров
С.И. Гринберг
А.П. Талалаев
В.И. Колесников
Г.Н. Амарантов
П.К. Колач
В.И. Некрасов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Пермский завод им. С.М. Кирова
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 Федеральное государственное унитарное предприятие Пермский завод им. С.М. Кирова filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Пермский завод им. С.М. Кирова
Priority to RU99121572A priority Critical patent/RU2150599C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2150599C1 publication Critical patent/RU2150599C1/en

Links

Landscapes

  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: space engineering. SUBSTANCE: solid-propellant charge has body, protective securing layer, star-shaped passage in bottom section of charge, adapter and cylindrical sections. Cylindrical section of passage has diameter equal to outer diameter of beams of star-shaped passage at end of transient section. Minimum area of flow section of star-shaped passage range from 0.004 to 0.005 of area of burning section of star-shaped passage as far as indicated section. Initial thickness of burning dome of charge in area of star-shaped passage at bottom end face ranges from 0.85 to 0,95e2, where e2 - is initial thickness of burning dome of charge in area of star-shaped passage at the beginning of transient section. EFFECT: increased coefficient of volumetric load at reduced spread in power characteristics. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области военной техники, а именно к зарядам ракетного твердого топлива двигателей ракет реактивных систем залпового огня (РСЗО). The invention relates to the field of military equipment, namely to the charges of solid rocket propellant rocket engines of multiple launch rocket systems (multiple rocket launchers).

Основной тенденцией совершенствования двигателей ракет РСЗО является увеличение энергетических характеристик, что обеспечивается, главным образом, за счет применения зарядов с высоким коэффициентом заполнения камеры сгорания. The main trend in improving the engines of rockets MLRS is an increase in energy performance, which is mainly due to the use of charges with a high fill factor of the combustion chamber.

Известен заряд для двигателей ракет по патенту 2125175 F 02 K 9/28, содержащий скрепленный с корпусом двигателя головной полузаряд со звездообразным каналом и хвостовой полузаряд с цилиндрическим каналом, принятый за аналог. Задачей данного технического решения являлось достижение достаточно высокого коэффициента поперечного заполнения камеры. Однако наличие межзарядного объема между головным и хвостовым полузарядами, характерное для данной конструкции заряда, не обеспечивает требуемого объемного заполнения. Known charge for rocket engines according to patent 2125175 F 02 K 9/28, containing attached to the engine casing head half charge with a star-shaped channel and a tail half charge with a cylindrical channel, adopted as an analogue. The objective of this technical solution was to achieve a sufficiently high coefficient of transverse filling of the chamber. However, the presence of an intercharged volume between the head and tail semi-charges, characteristic of this charge design, does not provide the required volumetric filling.

Общими признаками с предлагаемыми авторами зарядом является наличие в составе заряда-аналога звездообразного цилиндрического канала. Common signs with the charge proposed by the authors is the presence in the charge analogue of a star-shaped cylindrical channel.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату к заявляемому изобретению является заряд с высоким коэффициентом объемного заполнения (см RU 2135806 C1, Мпк. F 02 K 9/18, 27.08.1999 г.), принятый авторами за прототип. Он содержит скрепленный с корпусом заряд со звездообразным каналом в донной части заряда с постоянной толщиной горящего свода по длине канала, переходный и цилиндрический участок. The closest in technical essence and the achieved technical result to the claimed invention is a charge with a high coefficient of volumetric filling (see RU 2135806 C1, MPK. F 02 K 9/18, 08/27/1999), adopted by the authors for the prototype. It contains a charge bonded to the housing with a star-shaped channel in the bottom of the charge with a constant thickness of the burning arch along the length of the channel, a transitional and cylindrical section.

Заряд, принятый за прототип, функционирует следующим образом. После зажжения заряда происходит его горение по переднему торцу, звездообразному каналу, переходному участку канала, цилиндрическому участку канала и сопловому торцу. Однако заряду подобной конструкции присущ ряд недостатков, основным из которых являются существенный разброс энергетических характеристик и возникновение высокочастотных неустойчивых акустических колебаний в канале заряда при повышении плотности заряжания. The charge adopted for the prototype operates as follows. After ignition of the charge, it burns along the front end, the star-shaped channel, the transition section of the channel, the cylindrical section of the channel and the nozzle end. However, a charge of a similar design has a number of drawbacks, the main of which are a significant spread of energy characteristics and the appearance of high-frequency unstable acoustic vibrations in the charge channel with increasing charge density.

Задачей известного технического решения (прототипа) явилось повышение объемного заполнения без учета возможности его модернизации в направлении повышения объемного заполнения и снижения разброса энергетических характеристик за счет сокращения массы остатков заряда, догорающих при пониженном давлении. The objective of the known technical solution (prototype) was to increase the volumetric filling without taking into account the possibility of its modernization in the direction of increasing the volumetric filling and reducing the dispersion of energy characteristics by reducing the mass of charge residues that burn out at reduced pressure.

В отличие от прототипа в предлагаемом заряде цилиндрический участок канала выполнен с диаметром, равным наружному диаметру лучей звездообразного канала у конца переходного участка, минимальная площадь проходного сечения звездообразного канала в области переходного участка составляет 0,004... 0,005 площади горящего участка звездообразного канала до указанного сечения, начальная толщина горящего свода заряда в области звездообразного канала у донного торца e1 составляет 0,85...0,95e2, где e2 -начальная толщина горящего свода заряда в области звездообразного канала у начала переходного участка.Unlike the prototype, in the proposed charge, the cylindrical section of the channel is made with a diameter equal to the outer diameter of the rays of the star-shaped channel at the end of the transition section, the minimum passage area of the star-shaped channel in the region of the transition section is 0.004 ... 0.005 of the burning section of the star-shaped channel to the specified section, initial burning arch thickness of the charge in the radial passage at the bottom end face 1 e of 0,85 ... 0,95e 2, wherein the thickness e 2 be the initial burning of the charge in the arch area zve doobraznogo channel at the beginning of the transition section.

Это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом. This allows us to conclude that there is a causal relationship between the totality of the essential features of the claimed technical solution and the achieved technical result.

Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, во всех случаях достаточны. These signs, distinctive from the prototype and to which the requested amount of legal protection applies, are sufficient in all cases.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение объемного заполнения, повышение надежности функционирования и снижение разбросов энергетических характеристик заряда. The task of the invention is to increase the volumetric filling, increase the reliability of operation and reduce the dispersion of the energy characteristics of the charge.

Указанный технический результат достигается тем, что в заряде цилиндрический участок канала выполнен с диаметром, равным наружному диаметру лучей звездообразного канала у конца переходного участка, минимальная площадь проходного сечения звездообразного канала в области переходного участка составляет 0,004. ..0,005 площади горящего участка звездообразного канала до указанного сечения, начальная толщина горящего свода заряда в области звездообразного канала у донного торца e1 составляет 0,85...0,95e2, где e2 -начальная толщина горящего свода заряда в области звездообразного канала у начала переходного участка.The specified technical result is achieved by the fact that in the charge the cylindrical section of the channel is made with a diameter equal to the outer diameter of the rays of the star-shaped channel at the end of the transition section, the minimum passage area of the star-shaped channel in the region of the transition section is 0.004. ..0.005 the area of the burning section of the star-shaped channel to the specified cross-section, the initial thickness of the burning code of charge in the region of the star-shaped channel at the bottom end face e 1 is 0.85 ... 0.95e 2 , where e 2 is the initial thickness of the burning code of charge in the region of the star-shaped channel at the beginning of the transition section.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между узлами заряда позволяют, в частности, за счет выполнения:
- цилиндрического участка канала с диаметром d, равным наружному диаметру лучей D звездообразного канала у конца переходного участка, обеспечить оптимальные условия входа "жгутов" конденсированной фазы продуктов сгорания, образующихся при движении продуктов сгорания в "лучах" звездообразного канала и являющихся эффективным средством для демпфирования акустических колебаний в цилиндрический участок заряда. При уменьшении диаметра d цилиндрического участка канала менее наружного диаметра лучей D звездообразного канала у конца переходного участка происходит соударение "жгутов" с элементами поверхности цилиндрического участка канала, что снижает кинетическую энергию "жгутов" и эффект демпфирования колебаний, следствием чего является нерасчетное повышение давления в двигателе. При увеличении диаметра d более диаметра D при движении продуктов сгорания в области входного участка цилиндрического канала образуются рециркуляционные зоны с обратными токами газа с высоким уровнем турбулентных пульсаций, что вызывает локальное увеличение скорости горения и нерасчетный характер выгорания цилиндрической части канала;
- минимальной площади проходного сечения звездообразного канала в области переходного участка, составляющей 0,004. . .0,005 площади горящего участка звездообразного канала, до указанного сечения обеспечить необходимый уровень скорости продуктов сгорания, а следовательно, и "жгутов" конденсированной фазы на входе в цилиндрический участок канала заряда. С уменьшением минимальной площади проходного сечения звездообразного канала в области переходного участка менее 0,004 площади горящего участка звездообразного канала до указанного сечения возрастает скорость движения продуктов сгорания по звездообразному каналу, переходному и цилиндрическому участкам, следствием чего является повышение скорости горения заряда и недопустимый рост давления. При увеличении указанной площади свыше 0,005 площади горящего участка звездообразного канала до указанного сечения снижается скорость движения продуктов сгорания, а следовательно, "жгутов" конденсированной фазы, что приводит к их интенсивному размыванию и снижению эффекта демпфирования.
A new set of structural elements, as well as the presence of connections between charge nodes, allow, in particular, due to the following:
- a cylindrical section of the channel with a diameter d equal to the outer diameter of the rays D of the star-shaped channel at the end of the transition section, to ensure optimal entry conditions for the "bundles" of the condensed phase of the combustion products formed during the movement of combustion products in the "rays" of the star-shaped channel and are an effective means for damping acoustic oscillations in the cylindrical portion of the charge. With a decrease in the diameter d of the cylindrical section of the channel to less than the outer diameter of the rays D of the star-shaped channel at the end of the transition section, collisions of the "bundles" with surface elements of the cylindrical section of the channel occur, which reduces the kinetic energy of the "bundles" and the effect of vibration damping, resulting in an unaccounted increase in pressure in the engine . With an increase in the diameter d over the diameter D during the movement of the combustion products in the region of the inlet section of the cylindrical channel, recirculation zones with reverse gas flows with a high level of turbulent pulsations are formed, which causes a local increase in the burning rate and the non-calculated character of the burnout of the cylindrical part of the channel;
- the minimum area of the passage section of the star-shaped channel in the region of the transition section of 0.004. . .0.005 of the area of the burning section of the star-shaped channel, to the specified cross-section, to ensure the necessary level of velocity of the combustion products, and therefore the "bundles" of the condensed phase at the entrance to the cylindrical section of the charge channel. With a decrease in the minimum passage area of the star-shaped channel in the region of the transition section of less than 0.004 of the burning section of the star-shaped channel, the velocity of the combustion products along the star-shaped channel, transition and cylindrical sections increases, resulting in an increase in the charge burning rate and an unacceptable increase in pressure. With an increase in the indicated area over 0.005 of the area of the burning section of the star-shaped channel to the indicated section, the velocity of the combustion products, and, consequently, the "bundles" of the condensed phase, decreases, which leads to their intensive erosion and reduction of the damping effect.

- начальной толщины горящего свода заряда в области звездообразного канала у донного торца e1 составляющей 0,85...0,95 e2, где e2 - начальная толщина горящего свода заряда в области звездообразного канала у начала переходного участка, обеспечить равномерное выгорание свода заряда и снизить разброс энергетических характеристик заряда. За счет эффекта эрозионного горения скорость горения свода заряда возрастает по его длине, поэтому при увеличении начальной толщины горящего свода свыше 0,95e2 выгорание заряда у конца переходного участка происходит значительно интенсивнее, чем у донного торца, что приводит к образованию существенного объема остатков у донного торца заряда, догорающих при пониженном давлении, а следовательно, к недопустимому разбросу выходных характеристик. При уменьшении начальной толщины горящего свода менее 0,85e2 выгорание свода заряда у донного торца заканчивается быстрее, чем у начала переходного участка, защитно-крепящий слой на этом участке длительное время находится в контакте с высокотемпературными продуктами сгорания, что может привести к локальному перегреву корпуса и его разрушению.- the initial thickness of the burning arch of the charge in the region of the star-shaped channel at the bottom end e 1 of the component 0.85 ... 0.95 e 2 , where e 2 is the initial thickness of the burning arch of charge in the region of the star-shaped channel at the beginning of the transition section, to ensure uniform burning of the arch charge and reduce the dispersion of the energy characteristics of the charge. Due to the effect of erosive combustion, the burning rate of the roof of the charge increases along its length, therefore, with an increase in the initial thickness of the burning roof over 0.95e 2, the charge burns out at the end of the transition section much more intensively than at the bottom end, which leads to the formation of a significant amount of residue at the bottom the end of the charge, which burns out under reduced pressure, and consequently, to an unacceptable scatter in the output characteristics. When the initial thickness of the burning roof is reduced to less than 0.85e 2, the charge dome burns out at the bottom end faster than at the beginning of the transition section, the protective-fixing layer in this section is in contact with high-temperature combustion products for a long time, which can lead to local overheating of the housing and its destruction.

Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид предложенного заряда с частичным поперечным разрезом. The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of the proposed charge with a partial cross section.

Предлагаемый заряд содержит корпус 1, защитно-крепящий слой 2, звездообразный канал 3, переходный участок 4, цилиндрический участок 5. The proposed charge contains a housing 1, a protective-fixing layer 2, a star-shaped channel 3, a transition section 4, a cylindrical section 5.

Предложенное выполнение заряда позволило на 5...8% увеличить коэффициент объемного заполнения при уменьшении разброса энергетических характеристик на 15...20%. The proposed charge fulfillment made it possible to increase the volumetric filling coefficient by 5 ... 8% while reducing the dispersion of energy characteristics by 15 ... 20%.

Функционирование предложенного заряда происходит следующим образом. После зажжения заряда продукты сгорания движутся по звездообразному каналу 3, переходному участку 4 и цилиндрическому участку 5 и истекают через срез цилиндрического участка 5. The functioning of the proposed charge is as follows. After ignition of the charge, the combustion products move along the star-shaped channel 3, the transition section 4 and the cylindrical section 5 and expire through the cut of the cylindrical section 5.

Полученный положительный эффект подтвержден в ходе стендовых испытаний зарядов, выполненных в соответствии с предлагаемым изобретением, а также при летных испытаниях ракет РСЗО с предлагаемым зарядом. The obtained positive effect was confirmed during bench tests of charges made in accordance with the invention, as well as during flight tests of MLRS missiles with the proposed charge.

Claims (1)

Заряд ракетного твердого топлива, содержащий корпус, защитно-крепящий слой, звездообразный канал в донной части заряда, переходной и цилиндрический участки, отличающийся тем, что цилиндрический участок канал выполнен с диаметром, равным наружному диаметру лучей звездообразного канала у конца переходного участка, минимальная площадь проходного сечения звездообразного канала в области переходного участка составляет 0,004 - 0,005 площади горящего участка звездообразного канала до указанного сечения, начальная толщина горящего свода заряда в области звездообразного канала у донного торца составляет 0,85 - 0,95 е2, где е2 - начальная толщина горящего свода заряда в области звездообразного канала у начала переходного участка.A rocket solid fuel charge containing a housing, a protective-fixing layer, a star-shaped channel in the bottom of the charge, transitional and cylindrical sections, characterized in that the cylindrical section of the channel is made with a diameter equal to the outer diameter of the rays of the star-shaped channel at the end of the transitional section, the minimum passage area the cross-section of the star-shaped channel in the region of the transition section is 0.004 - 0.005 of the area of the burning section of the star-shaped channel to the specified section, the initial thickness of the burning arch of charge star-shaped channel area at the bottom end is 0.85 - 0.95 e 2 where e 2 - Initial charge burning arch thickness in the radial passage at the beginning of the transition portion.
RU99121572A 1999-10-14 1999-10-14 Solid-propellant charge RU2150599C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99121572A RU2150599C1 (en) 1999-10-14 1999-10-14 Solid-propellant charge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99121572A RU2150599C1 (en) 1999-10-14 1999-10-14 Solid-propellant charge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2150599C1 true RU2150599C1 (en) 2000-06-10

Family

ID=20225808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99121572A RU2150599C1 (en) 1999-10-14 1999-10-14 Solid-propellant charge

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2150599C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4574700A (en) Solid rocket motor with nozzle containing aromatic amide fibers
RU2340784C2 (en) Detonation damper for pulsed detonation engines (versions)
RU2326260C2 (en) Charge molded within solid-fuel rocket engine case
RU2312999C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2150599C1 (en) Solid-propellant charge
RU2461728C2 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2383764C1 (en) Solid propellant rocket engine
RU2145674C1 (en) Solid propellant charge
RU2133864C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2265746C2 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2125173C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2725118C1 (en) Channel charge of mixed solid-propellant rocket fuel connected with housing
RU2102623C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2211351C1 (en) Composite solid-propellant rocket engine
RU2125174C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2163686C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2317433C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2783054C1 (en) Dual-mode solid propellant rocket engine
RU2247252C2 (en) Charge of solid propellant for rockets
RU2263811C2 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2351788C1 (en) Guided missile solid-propellant rocket engine, solid propellant igniter and rocket engine nozzle assembly
RU2313685C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2145673C1 (en) Solid propellant charge
RU2152529C1 (en) Solid-propellant rocket engine
RU2147342C1 (en) Solid-propellant rocket engine