Воспламенительное устройство зарядов ракетных двигателей твердого топлива

Полезная модель относится к воспламенительным устройствам для ракетных двигателей с зарядом твердого топлива. Воспламенительное устройство зарядов ракетных двигателей твердого топлива содержит подвижный элемент, выполненный в виде полого цилиндрического стакана с радиальными соплами и размещенной внутри него навеской воспламенительного состава. При этом на передней торцевой части стакана выполнены торцевые сопла, а радиальные сопла выполнены на боковой поверхности стакана под углом по отношению к осевой линии стакана. Преимущество предложенной конструкции заключается в увеличении эффективности функционирования подвижной части воспламенительного устройства за счет обеспечения требуемой скорости движения подвижного элемента, обеспечивающей равномерное воспламенение поверхности заряда твердого топлива.

Полезная модель относится к области ракетной техники, а именно к воспламенительным устройствам зарядов ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ).

Одной из сложных проблем в ходе создания РДТТ является проектирование воспламенительных устройств, включающие выбор конструкции устройства и воспламенительного состава, которые обеспечат оптимальные рабочие характеристики двигателей в период выхода на режим.

В настоящее время в ракетной технике широкое применение нашли РДТТ большого удлинения, содержащие заряды смесевого ракетного твердого топлива (ТТ). Для таких зарядов важно обеспечить одновременность воспламенения ТТ по всей поверхности горения.

Обеспечить одновременность воспламенения ТТ по всей горящей поверхности возможно при условии равномерного распределения горящих частиц воспламенительного состава по поверхности заряда ТТ. Этого можно добиться за счет рациональной конструкции воспламенительных устройств.

Известен ракетный двигатель твердого топлива [Патент РФ 2389895, MKИ F02K, опубликовано 20.05.2010 Бюл. 14]. Он содержит воспламенитель с пиротехническим составом, размещенным в перфорированном корпусе. Пиросостав выполнен в виде пироусилителя и пирошашек, разделенных шайбой, имеющей центральную перемычку в виде призмы, две грани которой направлены в сторону пироусилителя и сопряжены под острым углом по ребру.

Недостатком воспламенительного устройства с пиросоставом является неодновременность воспламенения топливного заряда.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой полезной модели является воспламенительное устройство зарядов ракетных двигателей твердого топлива [Патент РФ 2445502, «Воспламенительное устройство зарядов ракетных двигателей твердого топлива», опубликовано 20.03.2012 Бюл. 8], состоящее из цилиндрического корпуса с радиальными отверстиями, размещенную внутри него основную навеску воспламенительного состава, первичный воспламенительный состав, крышку с электровоспламенителем, навернутую на торец корпуса, и уплотнительные мембраны. На торце корпуса, противоположном крышке, соосно выполнена цилиндрическая направляющая, на которой базируется дополнительно введенная подвижная часть воспламенительного устройства. Подвижная часть выполнена в виде полого цилиндрического стакана с радиальными отверстиями и размещенной внутри него дополнительной навеской воспламенительного состава, перекрытого уплотнительной крышкой с отверстием.

Недостатком данного воспламенителя является недостаточная эффективность подвижной части воспламенительного устройства, т.к. не обеспечивается оптимальная скорость ее движения для равномерного воспламенения поверхности ТТ.

Технической задачей, решаемой в настоящей полезной модели, является повышение эффективности функционирования воспламенительных устройств зарядов ракетных двигателей твердого топлива с подвижным элементом за счет обеспечения требуемой скорости движения подвижного элемента, обеспечивающей равномерное воспламенение поверхности ТТ.

В полезной модели поставленная техническая задача решена тем, что воспламенительное устройство зарядов ракетных двигателей твердого топлива содержит подвижный элемент, выполненный в виде полого цилиндрического стакана с радиальными соплами и размещенной внутри него навеской воспламенительного состава. При этом на передней торцевой части стакана выполнены торцевые сопла, а радиальные сопла выполнены на боковой поверхности стакана под углом по отношению к осевой линии стакана.

Сущность полезной модели поясняется фигурами, где на фиг. показана конструкция подвижного элемента.

Воспламенительное устройство зарядов ракетных двигателей твердого топлива, содержащее подвижный элемент, выполненный в виде полого цилиндрического стакана 1, содержит радиальные сопла 2, выполненные под углом =30150° по отношению к осевой линии стакана и торцевые сопла 3, расположенные на передней торцевой части стакана. Радиальные и торцевые сопла содержат фаски 4 с внутренней и наружной стороны. Внутри стакана размещена навеска воспламенительного состава 5.

Работа воспламенительного устройства зарядов ракетных двигателей твердого топлива с учетом вышеприведенного описания заключается в следующем. Внутри подвижного элемента размещена навеска воспламенительного состава 5. При ее воспламенении за счет притока газа, создается избыточное давление внутри полого цилиндрического стакана 1, которое стравливается через радиальные 2 и торцевые 3 сопла. Вместе с горячим газом через радиальные 2 и торцевые сопла 3 увлекаются горящие частицы от навески воспламенительного состава 5. Газовый поток с частицами, проходя через радиальные 2 и торцевые 3 сопла за счет выполненных на них фасок 4 не подвергается дроблению горящих частиц о стенки, при этом создают дополнительную реактивную силу. За счет силы, возникающей от перепада давлений между торцами, перемещается подвижный элемент. Истечение газа из передних торцевых сопел создает тормозящую силу. Истечение газа из радиальных 2 сопел при углах наклона <90° создает тормозящую силу, при >90° создается движущая сила, которая служит для обеспечения оптимальной скорости полета подвижного элемента. Кроме того, наклонные радиальные сопла позволяют направлять горящие частицы в поверхность ТТ под углом, что обеспечивает более равномерный нагрев поверхностного слоя ТТ, тем самым, уменьшая неодновременность воспламенения.

Преимущество предложенной конструкции подвижного элемента заключается в увеличении эффективности функционирования подвижной части воспламенительного устройства за счет обеспечения требуемой скорости движения ПЭ, обеспечивающей равномерное воспламенение поверхности ТТ.

Воспламенительное устройство зарядов ракетных двигателей твердого топлива, содержащее подвижный элемент, выполненный в виде полого цилиндрического стакана с радиальными соплами и размещенной внутри него навеской воспламенительного состава, отличающееся тем, что на передней торцевой части стакана выполнены торцевые сопла, а радиальные сопла выполнены на боковой поверхности стакана под углом по отношению к осевой линии стакана.