RU2263811C2 - Solid-propellant rocket engine - Google Patents
Solid-propellant rocket engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2263811C2 RU2263811C2 RU2003133362/06A RU2003133362A RU2263811C2 RU 2263811 C2 RU2263811 C2 RU 2263811C2 RU 2003133362/06 A RU2003133362/06 A RU 2003133362/06A RU 2003133362 A RU2003133362 A RU 2003133362A RU 2263811 C2 RU2263811 C2 RU 2263811C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- support
- engine
- combustion chamber
- cylindrical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к ракетным двигателям твердого топлива, и может найти применение в стартовых двигателях неуправляемых снарядов и управляемых ракет.The invention relates to the field of rocket technology, namely to rocket engines of solid fuel, and can find application in the starting engines of unguided shells and guided missiles.
Известен ракетный двигатель твердого топлива, принятый авторами за прототип [1], состоящий из камеры сгорания с сопловым блоком порохового заряда воспламенителя и электровоспламенителя, расположенного на продольной оси двигателя. Вкладной многошашечный заряд, применяемый в известном двигателе и состоящий из нескольких цилиндрических канальных шашек, собранных в один пакет, позволяет увеличить кучность попадания неуправляемых снарядов. Повышение кучности связано с увеличением скорости схода снаряда с направляющих пусковой установки, так как многошашечный заряд обеспечивает большой секундный расход и тягу двигателя при заданном уровне предельного давления в камере сгорания при малом времени работы. Кроме того, при использовании вкладного многошашечного заряда возможно реализовать величину коэффициента объемного заполнения камеры до 0,70 (заряд занимает до 70% свободного объема камеры сгорания двигателя) при относительно малом времени работы.Known rocket engine of solid fuel, adopted by the authors for the prototype [1], consisting of a combustion chamber with a nozzle unit of the powder charge of the igniter and electric igniter, located on the longitudinal axis of the engine. Insert multi-cup charge used in the well-known engine and consisting of several cylindrical channel checkers, assembled in one package, allows to increase the accuracy of hit of unguided shells. The increase in accuracy is associated with an increase in the rate of descent of the projectile from the guides of the launcher, since a multi-cup charge provides a large second flow rate and engine thrust at a given level of maximum pressure in the combustion chamber with a short operating time. In addition, when using a plug-in multi-cup charge, it is possible to realize a volumetric coefficient of the chamber filling up to 0.70 (the charge takes up to 70% of the free volume of the engine’s combustion chamber) with a relatively short operating time.
Однако при использовании заряда с относительно большим удлинением (отношение диаметра канала шашки к его длине, превышающем 1:15-20) из ряда баллиститных составов с малым содержанием в продуктах сгорания конденсированных частиц в камере сгорания работающего двигателя, могут возникать нерасчетные колебания давления с большой амплитудой, при этом давление может превысить предельно допустимую величину. Указанное явление вызвано вибрационным горением топлива вследствие тангенциальных колебаний столба газа в полости каналов заряда и камеры сгорания. Последствиями вибрационного горения могут являться: растрескивание заряда и его последующее разрушение, местные прогары корпуса двигателя после вибрационного растрескивания теплозащитных покрытий, вредное воздействие колебательных нагрузок на бортовую аппаратуру управляемого снаряда, усталостное разрушение элементов конструкции двигателя, снижение импульса тяги.However, when using a charge with a relatively large elongation (the ratio of the diameter of the checker channel to its length exceeding 1: 15-20) from a number of ballistic compositions with a low content of condensed particles in the combustion products of the combustion chamber of a working engine, non-calculated pressure fluctuations with a large amplitude can occur , while the pressure may exceed the maximum permissible value. This phenomenon is caused by vibrational combustion of the fuel due to the tangential vibrations of the gas column in the cavity of the charge channels and the combustion chamber. The consequences of vibrational combustion can be: cracking of the charge and its subsequent destruction, local burnouts of the engine housing after vibrational cracking of heat-shielding coatings, the harmful effects of vibrational loads on the onboard equipment of a guided projectile, fatigue failure of engine structural elements, and reduction of traction impulse.
Кроме того, после длительного пребывания при повышенной температуре в процессе хранения и эксплуатации оси шашек заряда могут искривляться. Это ведет к местному увеличению скорости потока в изогнутом канале по большому радиусу и может способствовать более быстрому сгоранию шашки в месте изгиба и разрушению заряда в конце работы двигателя, что может привести, в свою очередь, к нерасчетному повышению давления и снижению полного импульса тяги.In addition, after a long stay at an elevated temperature during storage and operation, the axis of the charge checkers may bend. This leads to a local increase in the flow velocity in the bent channel over a large radius and can contribute to faster combustion of the checkers at the bend and to the destruction of the charge at the end of the engine operation, which can lead, in turn, to an unaccounted increase in pressure and a decrease in the total thrust impulse.
К недостатку прототипа следует отнести также сложность фиксации шашек заряда от вращения относительно продольной оси двигателя при транспортировании. Это приводит к тому, что заряд трется об опорные поверхности решеток, что ведет к образованию пороховой стружки в камере и недопустимому повышению давления при срабатывании двигателя.The disadvantage of the prototype should also include the difficulty of fixing the checkers of the charge from rotation relative to the longitudinal axis of the engine during transportation. This leads to the fact that the charge rubs against the supporting surfaces of the gratings, which leads to the formation of powder chips in the chamber and an unacceptable increase in pressure when the engine is triggered.
Задачей предлагаемого изобретения является недопущение нерасчетного увеличения давления в начале и конце работы двигателя, а также исключение вибрационного горения заряда, что позволит сократить разбросы выходных характеристик в широком температурном диапазоне эксплуатации и повысить тем самым надежность двигателя.The objective of the invention is to prevent an uncalculated increase in pressure at the beginning and end of engine operation, as well as the exclusion of vibrational combustion of the charge, which will reduce the dispersion of output characteristics in a wide temperature range of operation and thereby increase engine reliability.
Поставленная задача достигается тем, что в ракетном двигателе твердого топлива, содержащем камеру сгорания с сопловым блоком, пороховой заряд, воспламенитель и электровоспламенитель, на переднем днище камеры сгорания закреплена цилиндрическая стойка, на конце которой соосно камере установлена опора с центральным сквозным резьбовым отверстием, выполненная в виде многолучевой звезды, впадины которой сопрягаются с цилиндрическими поверхностями шашек заряда, при этом на другом конце опоры выполнено коническое углубление, из которого проведены цилиндрические газоотводящие каналы, выходящие во впадины многолучевой звезды. На внутренней поверхности соплового блока образована сферическая полость с симметрично расположенными выступами, внутренняя поверхность которых сопрягается с наружной поверхностью одной из шашек порохового заряда, при этом площадь одного проходного сечения между выступами при установленном пороховом заряде больше площади канала шашки заряда. Опора в виде многолучевой звезды выполнена преимущественно из неметаллического материала.This object is achieved by the fact that in a rocket engine of solid fuel containing a combustion chamber with a nozzle block, a powder charge, an igniter and an electric igniter, a cylindrical strut is fixed on the front bottom of the combustion chamber, at the end of which a support with a central through threaded hole is installed, made in in the form of a multipath star, the troughs of which mate with the cylindrical surfaces of the charge checkers, while at the other end of the support there is a conical recess, from which vedeny cylindrical hot gas flues that go into depression multibeam stars. A spherical cavity with symmetrically located protrusions is formed on the inner surface of the nozzle block, the inner surface of which is mated with the outer surface of one of the checkers of the powder charge, while the area of one passage section between the protrusions when the powder charge is established is larger than the area of the channel of the charge checker. The support in the form of a multipath star is made mainly of non-metallic material.
Выполнение ракетного двигателя твердого топлива в соответствии с предлагаемым изобретением позволит:The implementation of the rocket engine of solid fuel in accordance with the invention will allow:
- исключить возможность вращения шашек топливного заряда относительно продольной оси благодаря введению в конструкцию двигателя опоры в виде многолучевой звезды, что уменьшит вероятность образования пороховой стружки в камере и позволит исключить недопустимое повышение давления при срабатывании двигателя;- to exclude the possibility of rotation of the fuel charge checkers relative to the longitudinal axis due to the introduction of a support in the form of a multi-beam star into the engine structure, which will reduce the likelihood of the formation of powder chips in the chamber and will exclude an unacceptable pressure increase when the engine is triggered;
- значительно уменьшить искривление оси шашек при длительном пребывании в условиях повышенной температуры в процессе хранения и эксплуатации благодаря введению в конструкцию двигателя опоры в виде многолучевой звезды, закрепленной с помощью стойки в камере сгорания двигателя. Благодаря этому будет исключена возможность местного увеличения скорости потока в изогнутом канале по большому радиусу и разрушения заряда в конце работы двигателя, что позволит, в свою очередь, исключить нерасчетное повышение давления в конце работы двигателя и снижение полного импульса тяги;- significantly reduce the curvature of the axis of the checkers during prolonged exposure to elevated temperatures during storage and operation due to the introduction of a support in the form of a multi-beam star fixed to the engine’s combustion chamber using a strut. This will exclude the possibility of a local increase in the flow velocity in a bent channel over a large radius and destruction of the charge at the end of the engine operation, which will, in turn, eliminate an unaccounted pressure increase at the end of the engine operation and a decrease in the total thrust impulse;
- исключить возможность возникновения вибрационного горения за счет размещения в камере двигателя и проходных сечениях заряда элементов конструкции из несгораемого материала (стойка, опора, выступы, выполненные в сферической полости), что позволит нарушить условия для возникновения упорядоченных акустических колебаний. Кроме того, коническое углубление, выполненное в опоре, из которого проведены цилиндрические газоотводящие каналы, выходящие во впадины многолучевой звезды и выполненная на внутренней поверхности соплового блока сферическая полость с симметрично расположенными выступами, внутренняя поверхность которых сопрягается с наружной поверхностью одной из шашек порохового заряда, образуя проходные сечения между выступами при установленном пороховом заряде с площадью, большей площади канала шашки заряда, обеспечивают турбулизацию потока в центральной и донной части камеры сгорания двигателя, что также способствует гашению акустических колебаний и вибрационного горения.- to exclude the possibility of vibrational combustion due to the placement of structural elements made of non-combustible material in the engine chamber and passage sections of the charge (strut, support, protrusions made in a spherical cavity), which will violate the conditions for the occurrence of ordered acoustic vibrations. In addition, a conical recess made in the support, from which cylindrical gas exhaust channels are made, extending into the hollows of the multi-beam star and made on the inner surface of the nozzle block is a spherical cavity with symmetrically located protrusions, the inner surface of which is mated with the outer surface of one of the powder charge pieces, forming the cross-sections between the protrusions when the powder charge is installed with an area larger than the area of the channel of the charge checkers, provide flow turbulence in ntralnoy and bottom of the engine combustion chamber, which also contributes to the damping of vibrations and acoustic vibration combustion.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг.1 представлена схема двигателя со стойкой, опорой и выступами, выполненными в сферической полости, на фиг.2 - поперечное сечение двигателя в районе радиальных отверстий опоры.The invention is illustrated by graphic materials, where Fig. 1 shows a diagram of an engine with a strut, support and protrusions made in a spherical cavity, Fig. 2 is a cross section of the engine in the region of the radial holes of the support.
Предлагаемый двигатель содержит камеру сгорания 1 с сопловым блоком 2, пороховой заряд 3, закрепленный в камере с помощью опорной решетки 11, воспламенитель 4, электровоспламенитель 5. На переднем днище камеры сгорания 1 закреплена цилиндрическая стойка 6, на конце которой соосно камере установлена опора 7 с центральным сквозным резьбовым отверстием из неметаллического материала в виде многолучевой звезды, впадины которой сопрягаются с цилиндрическими поверхностями шашек заряда 3. На незакрепленном конце опоры 7 выполнено коническое углубление, из которого проведены цилиндрические газоотводящие каналы 8, выходящие во впадины многолучевой звезды. На внутренней поверхности соплового блока 2 образована сферическая полость с симметрично расположенными выступами 9, внутренняя поверхность которых сопрягается с наружной поверхностью одной из шашек 10 порохового заряда 3, при этом площадь одного проходного сечения между выступами при установленном пороховом заряде больше площади канала шашки заряда.The proposed engine comprises a combustion chamber 1 with a nozzle block 2, a powder charge 3 fixed in the chamber using a support grill 11, an igniter 4, an electric igniter 5. A cylindrical stand 6 is fixed on the front bottom of the combustion chamber 1, at the end of which a support 7 s is mounted coaxially with the chamber a central through threaded hole of non-metallic material in the form of a multi-beam star, the troughs of which mate with the cylindrical surfaces of the charge checkers 3. A conical recess is made at the loose end of the support 7 of, from which made cylindrical hot gas flues 8, go into depression multibeam stars. A spherical cavity with symmetrically located protrusions 9 is formed on the inner surface of the nozzle block 2, the inner surface of which mates with the outer surface of one of the checkers 10 of the powder charge 3, while the area of one passage section between the protrusions when the powder charge is installed is larger than the area of the channel of the charge checkers.
Функционирование предложенного двигателя осуществляется следующим образом. После подачи команды на запуск происходит срабатывание электровоспламенителя 5. Форс пламени от электровоспламенителя зажигает воспламенитель 4. Образовавшиеся продукты сгорания, распространяясь по объему камеры сгорания, воспламеняют заряд 3. Цилиндрическая стойка 6 с закрепленной на ней опорой 7, в которой выполнены цилиндрические газоотводящие каналы 8, выходящие во впадины многолучевой звезды и сферическая полость соплового блока 2 с симметрично расположенными выступами 9, внутренняя поверхность которых сопрягается с наружной поверхностью одной из шашек 10 порохового заряда 3, обеспечивают в процессе работы двигателя гашение акустических колебаний продуктов сгорания заряда 3. Продукты сгорания порохового заряда 3, истекая через сопловой блок 2 двигателя, создают тягу, обеспечивая тем самым разгон снаряда до заданной скорости.The functioning of the proposed engine is as follows. After giving the start command, the electric igniter is triggered 5. The flame force from the electric igniter ignites the igniter 4. The resulting combustion products, spreading over the volume of the combustion chamber, ignite the charge 3. A cylindrical rack 6 with a support 7 fixed to it, in which cylindrical gas exhaust channels 8 are made, protruding into the hollows of the multipath star and the spherical cavity of the nozzle block 2 with symmetrically located protrusions 9, the inner surface of which is mated with the outer surface ited one of the blocks 10 of gunpowder charge 3 provide during operation of the engine damping acoustic oscillations charge combustion 3. The products of combustion of gunpowder charge 3, bleeding through the nozzle block 2 of the engine, create thrust, thereby providing acceleration of the projectile to the target speed.
Предложенное выполнение ракетного двигателя твердого топлива позволит исключить нерасчетное увеличение давления в начале и конце работы двигателя, а также исключить вибрационного горения заряда, что позволит сократить разбросы выходных характеристик двигателя в широком температурном диапазоне эксплуатации и повысить тем самым надежность двигателя и всего снаряда в целом.The proposed implementation of a solid fuel rocket engine will eliminate the uncalculated increase in pressure at the beginning and end of engine operation, as well as exclude vibrational combustion of the charge, which will reduce the dispersion of the output characteristics of the engine in a wide temperature range of operation and thereby increase the reliability of the engine and the entire projectile.
Источник информацииSourse of information
1. Основы устройства и конструирования летательных аппаратов. В.Н.Новиков, Б.М.Авхимович, В.Е.Вейтин - М.: Машиностроение, 1991, стр.119, 127.1. Fundamentals of the design and construction of aircraft. V.N. Novikov, B.M. Avkhimovich, V.E. Veitin - M.: Mechanical Engineering, 1991, pp. 119, 127.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003133362/06A RU2263811C2 (en) | 2003-11-17 | 2003-11-17 | Solid-propellant rocket engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003133362/06A RU2263811C2 (en) | 2003-11-17 | 2003-11-17 | Solid-propellant rocket engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003133362A RU2003133362A (en) | 2005-04-20 |
RU2263811C2 true RU2263811C2 (en) | 2005-11-10 |
Family
ID=35634665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003133362/06A RU2263811C2 (en) | 2003-11-17 | 2003-11-17 | Solid-propellant rocket engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2263811C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758016C1 (en) * | 2020-12-07 | 2021-10-25 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева | Rocket part |
-
2003
- 2003-11-17 RU RU2003133362/06A patent/RU2263811C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758016C1 (en) * | 2020-12-07 | 2021-10-25 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева | Rocket part |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003133362A (en) | 2005-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2600062A2 (en) | Variable initiation location system for pulse detonation combustor | |
RU2263811C2 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
RU2631958C1 (en) | Reactive engine, method for shooting with rocket ammunition and rocket ammunition | |
RU2357197C1 (en) | Fuel/air explosive payload of jet missile | |
RU2604772C1 (en) | Pulsed solid-fuel engine | |
Pelosi-Pinhas et al. | Solid-fuel ramjet regulation by means of an air-division valve | |
RU2647256C1 (en) | Method of increasing the distance of the rocket-propelled grenade | |
US4170875A (en) | Caseless rocket design | |
RU2150599C1 (en) | Solid-propellant charge | |
RU2230288C1 (en) | Separating jet projectile | |
US5189251A (en) | Sabot for high dispersion shot shell | |
RU2229617C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
RU2174669C1 (en) | Rotating rocket | |
RU2465542C1 (en) | Head part of volley fire rocket system | |
RU2783054C1 (en) | Dual-mode solid propellant rocket engine | |
RU2317433C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
RU2235281C2 (en) | Rocket missile | |
RU2276768C2 (en) | Artillery fixed round | |
Kentgens et al. | Short‐Action Solid Rocket Motors with Double‐Base Propellants | |
RU2102623C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
RU2522178C1 (en) | Jet projectile warhead | |
RU2145674C1 (en) | Solid propellant charge | |
RU2125174C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
RU2152529C1 (en) | Solid-propellant rocket engine | |
RU2298110C2 (en) | Solid-propellant rocket engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071118 |