Воспламенительное устройство для ракетного двигателя
Воспламенительное устройство твердотопливного заряда ракетного двигателя содержит пиропатрон и воспламенитель, корпус которого выполнен эквидистантным поверхности посадочного места в двигателе. Корпус воспламенителя выполнен из полимерной пленки в виде объемного блока с углублением в корпусе. В этом углублении размещен рассекатель пиропатрона, снабженный центральным глухим каналом и боковыми радиальными каналами. Поперечные размеры углубления выполнены равными либо несколько меньшими поперечных размеров рассекателя. Радиальные каналы рассекателя выполнены попарно противоположными. Предложенное изобретение позволяет создать компактную конструкцию воспламенительного устройства, удобного с точки зрения размещения и крепления в ракетном двигателе, с повышенной надежностью в срабатывании. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании, отработке и изготовлении ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ) и воспламенительных устройств к ним.
В РДТТ широко применяются конструкции воспламенителей различного конструктивного оформления. Наиболее широко в последнее время используются пленочные пакетные конструкции воспламенителей. Однако одним из недостатков пленочных конструкций воспламенителей являются затруднения при креплении (фиксации) их в камере двигателя. По сути, для них приходится выделять специальный ограниченный объем, играющий роль жесткого корпуса, ограничивающего их перемещение в камере при срабатывании пиропатрона и ориентирующего их относительно пиропатрона требуемым образом. В определенной степени этот недостаток устраняется в объемных пленочных конструкциях воспламенителей, изготавливаемых методом вакуум-деформирования. Однако они также требуют элементов крепления, что усложняет конструкцию двигателя в целом. Другим недостатком рассмотренных конструкций является наличие некоторого расстояния между воспламенителем и пиропатроном, что создает определенный риск несрабатывания или срабатывания с задержкой воспламенителя. На этапах отработки, как правило, этот момент подтверждается многочисленными испытаниями при предельных условиях и параметрах воспламенительного узла (варьируются толщина стенки воспламенителя, величина навески, расстояние до пиропатрона, взаимное расположение (верх-низ) пиропатрона и воспламенителя и проч.). В качестве прототипа заявляемой конструкции выбрано воспламенительное устройство, описанное в источнике: И.Х.Фахрутдинов, А.В.Колесников. Конструкция и проектирование ракетных двигателей твердого топлива. М.: Машиностроение, 1987, с. 208-211, рис. 9.4. Недостатками прототипа являются: сложность и громоздкость конструкции, пониженная надежность срабатывания воспламенителя от пиропатрона, наличие возмущающего импульса при срабатывании пиропатрона. Технической задачей предлагаемого изобретения является создание компактной конструкции воспламенительного устройства, удобного с точки зрения размещения и крепления в ракетном двигателе, с повышенной надежностью в срабатывании. Указанная задача в предлагаемой конструкции узла воспламенения достигается за счет выполнения воспламенителя объемным, из полимерной пленки, с углублением в корпусе воспламенителя, а пиропатрон при этом снабжен, выступающим внутрь углубления воспламенителя и контактирующим с ним по боковой поверхности углубления, рассекателем форса пламени с глухим центральным каналом и с боковыми радиальными каналами. Сущность изобретения также заключается в утапливании пиропатрона с рассекателем в корпус воспламенителя, что, совместно с выполнением контактирующих между собой поверхностей двигателя (крышки двигателя), воспламенителя и рассекателя форса пламени пиропатрона эквидистантными друг относительно друга, позволяет достичь максимального компоновочного эффекта - компактности и одновременно повысить надежность срабатывания воспламенителя, так как форм пламени из отверстий боковых радиальных каналов буквально "упирается" в стенку углубления в корпусе воспламенителя. Выполнение поперечных размеров углубления равными или несколько меньшими (конструкция объемного пленочного воспламенителя обладает определенной податливостью) поперечных размеров рассекателя форса позволяет обеспечить фиксацию (закрепление) воспламенителя, исключить его перемещения в двигателе и возможные, в связи с этим, механические повреждения. Для некоторых РДТТ, в частности для разгонных и маршевых РДТТ малогабаритных ракет, весьма существенным является влияние импульса силы срабатывающего пиропатрона на аэродинамическую устойчивость ракеты на начальном участке траектории. Для нейтрализации этого эффекта предлагается боковые радиальные каналы в рассекателе выполнять попарно противоположными с одинаковым размером отверстий. Помимо достигаемых технических результатов, заявляемая конструкция обладает существенно более высокой технологичностью в изготовлении, простотой конструкции (отсутствие мембран, резьбовых элементов, уплотнений и т.п.), удобством и безопасностью в снаряжении сборке в состав ракетного двигателя. Таким образом, отличительными признаками заявляемой конструкции являются следующие. 1. Выполнение в корпусе воспламенителя углубления, установка на пиропатрон рассекателя, размещенного внутри углубления воспламенителя. 2. Выполнение поверхностей корпуса воспламенителя эквидистантно посадочной поверхности двигателя, а углубления в корпусе воспламенителя - эквидистантным рассекателю с поперечными размерами, равными или несколько меньшими поперечных размеров рассекателя. 3. Выполнение центрального глухого канала и боковых радиальных каналов в рассекателе. При этом боковые отверстия выполнены попарно противоположными (с равными диаметрами). Достигаемый технический результат изобретения заключается: 1) в компактности заявляемой конструкции; 2) в простом и надежном способе фиксации (закрепления) воспламенителя в двигателе; 3) в повышении надежности срабатывания воспламенителя; 4) в исключении влияния импульса срабатывания пиропатрона на полет ракеты. 5) в повышении технологичности изготовления, упрощении конструкции. Сущность изобретения поясняется следующими графическими материалами. Фиг.1. Конструкция заявляемого воспламенительного устройства (размещение в тороидальной крышке двигателя с кольцевой камерой сгорания). Фиг.2. Размещение воспламенителя в крышке двигателя (сечение А-А на фиг. 1). На фигурах обозначены: 1 - корпус двигателя; 2 - заряд твердого топлива; 3 - крышка двигателя; 4 - воспламенитель; 5 - рассекатель форса пламени пиропатрона;6 - пиропатрон;
7 - каналы рассекателя;
В - поверхность корпуса воспламенителя, сопрягаемая с крышкой двигателя;
К - поверхность крышки двигателя, сопрягаемая с поверхностью корпуса воспламенителя;
У - поверхность углубления в корпусе воспламенителя, сопрягаемая с рассекателем;
Р - поверхность рассекателя, сопрягаемая с поверхностью углубления в воспламенителе;
d - диаметр отверстий каналов рассекателя;
Д1, Д2 - поперечный размер рассекателя и углубления соответственно. Патентуемая конструкция реализуется в следующем конструктивном оформлении. Воспламенитель (4) - корпус выполнен вакуумдеформированием из полиэтиленовой пленки толщиной 0,5...0,8 мм; форма корпуса (4) полутороидальная, эквидистантная форме передней крышки двигателя (3); в корпусе (1) выполнено углубление сложной формы, эквидистантное конструктивному оформлению рассекателя (5) и элементам его крепления в крышке двигателя (3). Рассекатель (5) - цилиндрическая металлическая втулка с глухим дном и двумя взаимно противоположными боковыми отверстиями (7). Пиропатрон (6) - штатный малоразмерный инициатор.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2