×
20.08.2014
216.012.eb20

Результат интеллектуальной деятельности: РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к ракетным двигателям, а именно к ракетным двигателям с комбинированными зарядами. Ракетный двигатель включает корпус, заряд, состоящий из твердого и пастообразного топлива, а также заглушек, удерживающих пастообразное топливо от вытекания. В заряде твердого топлива выполнены продольные и поперечные глухие каналы, частично покрытые клеящим составом и выходящие на поверхность твердотопливного заряда. Глухие каналы заполнены пастообразным топливом и заглушены со стороны твердотопливного заряда заглушками из быстро сгораемого материала. Изобретение позволяет повысить коэффициент заполнения корпуса топливом и обеспечить сохранение зарядом своей формы под действием эксплуатационных и полетных нагрузок. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к ракетным двигателям (РД), а именно к ракетным двигателям с комбинированными зарядами.

Из уровня техники известен РД (пат. США №3105350), включающий корпус, заряд, состоящий из твердого и пастообразного топлива, и заглушки, удерживающие пастообразное топливо, принятый за прототип.

Недостатком прототипа является слабая устойчивость конструкции из-за нарушения формы заряда под действием эксплуатационных и полетных перегрузок. Нарушение формы происходит вследствие того, что основным, скрепленным с корпусом является пастообразный заряд, обладающий недостаточным модулем упругости для сохранения целостности формы.

Задачей настоящего изобретения является разработка конструкции РД с зарядом пастообразного и твердого топлива, обладающего повышенным коэффициентом заполнения корпуса топливом и сохраняющим свою форму под действием эксплуатационных и полетных нагрузок.

Для решения этой задачи предлагается конструкция РД, включающая корпус, заряд, состоящий из твердого и пастообразного топлива, заглушек, удерживающих пастообразное топливо от вытекания, при этом в заряде твердого топлива выполнены продольные и поперечные глухие каналы, частично покрытые клеящим составом и выходящие на поверхность твердотопливного заряда, заполненные пастообразным топливом и заглушенные со стороны твердотопливного заряда заглушками из быстро сгораемого материала.

В частности, поверхность каналов частично покрыта герметизирующим составом.

В частности, продольный канал, расположенный по оси твердотопливного заряда, заполнен пастообразным топливом со значительно большей, чем у твердого топлива скоростью горения, а продольные каналы - со скоростью горения, близкой к скорости горения твердого топлива.

В частности, поперечные каналы, расположенные в районе заднего днища, заполнены пастообразным топливом с температурой горения, значительно меньшей, чем у твердого топлива.

В частности, поверхность каналов частично покрыта антиадгезионным составом.

В частности, в центральном канале с пастообразным топливом размещены вкладыши, выполненные из быстро сгораемого материала.

В частности, вкладыши выполнены пустотелыми и заполнены материалом со скоростью горения, значительно большей, чем у твердого или пастообразного топлива и заглушены по крайней мере с одного из торцов быстро сгораемыми заглушками.

Предлагаемая конструкция РД отличается от прототипа тем, что в заряде твердого топлива выполнены продольные и поперечные глухие каналы, частично покрытые клеящим составом и выходящие на поверхность твердотопливного заряда, заполненные пастообразным топливом и заглушенные со стороны твердотопливного заряда заглушками из быстро сгораемого материала.

В предлагаемой конструкции РД каркасом для мягкого, податливого пастообразного топлива является жесткий твердотопливный заряд, обеспечивающий сохранение формы под действием эксплуатационных и полетных нагрузок.

Наличие герметично вклеенных в каналы с пастообразным топливом быстро сгораемых заглушек предохраняет последнее от вытекания в процессе эксплуатации и обеспечивает энергичное подключение пастообразного топлива к процессу горения.

Наличие клеящего состава на поверхности каналов обеспечивает одновременное горение твердого и пастообразного топлива без проскока пламени.

Покрытие поверхности каналов герметизирующим слоем предотвращает взаимную миграцию компонентов твердого и пастообразного топлива.

Быстрое выгорание пастообразного топлива по центральному каналу твердотопливного заряда обеспечивает подключение к процессу горения большой поверхности твердого топлива в начале работы двигателя.

Использование конфигурации твердотопливного заряда под заполнение пастообразным топливом повышает коэффициент заполнения топливом без ухудшения его прочностных характеристик. Замена твердого топлива пастообразным, особенно на двигателях третьей ступени ракеты, обеспечивает увеличение баллистической эффективности двигателя.

Заполнение поперечных каналов в районе заднего днища пастообразным топливом с температурой горения, значительно меньшей основного заряда, позволяет защитить сопло от действия высокотемпературных агрессивных газов в процессе работы двигателя.

Покрытие поверхности канала антиадгезионным составом обеспечивает контролируемый проскок пламени и запрограммированное увеличение поверхности горения.

Размещение в продольном канале, расположенном по оси твердотопливного заряда с пастообразным топливом вкладышей из быстро или легко сгораемого материала, например из твердого топлива со значительно большей, чем у основного заряда скоростью горения или пенопласта, обеспечивает запрограммированное и быстрое подключение поверхности горения.

Выполнение вкладышей пустотелыми или с быстро сгораемым наполнителем обеспечивает быстрое подключение поверхности горения без уменьшения коэффициента заполнения топливом канала.

Предложенное техническое решение значительно расширяет возможности регулирования поверхности горения и, конечном счете, позволяет увеличить коэффициент заполнения корпуса топливом.

Работает предлагаемый ракетный двигатель следующим образом.

В процессе предстартовой эксплуатации легко сгораемые (например, пенопластовые) или твердотопливные заглушки удерживают пастообразное топливо в каналах и предохраняют его от вытекания при всех видах нагрузок. При срабатывании воспламенителя твердотопливные заглушки мгновенно воспламеняются, а легкосгораемые - выгорают, обеспечивая подключение к процессу горения пастообразного топлива. Таким образом, наличие заглушек практически не влияет на характер выхода ракетного двигателя на рабочий режим. Это проверено экспериментально на модельных двигателях.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами (Фиг.1, 2).

Фиг.1 - общий вид РД с продольными каналами, заполненными пастообразным топливом с высокой скоростью горения и поперечными каналами в районе сопла - с низкой температурой горения. Фиг.2 - общий вид РД с несколькими продольными каналами, заполненными пастообразным топливом. На фиг.1, 2, цифрами обозначены:

1 - корпус РД;

2 - твердотопливный заряд;

3 - пастообразное топливо;

4 - заглушки;

5 - каналы в твердотопливном заряде, заполненные пастообразным топливом с низкой температурой горения;

6 - твердотопливные или пенопластовые вкладыши.

7 - участок канала, покрытый клеевым составом;

8 - участок канала с антиадгезионным покрытием;

9 - высокоскоростной наполнитель, выходящий на канал заряда вкладышей.

Примеры конкретного исполнения

Пример 1.

Крупногабаритный твердотопливный заряд, фиг.1. Твердое топливо на основе нитроэфиров имеет следующие характеристики (Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь. Под ред. Б.П.Жукова. - Янус-К, 2000):

- плотность- 1,86 г/см3;

- скорость горения - 9 мм/с;

- удельный импульс - 260 с.

Канал заряда имеет размеры: диаметр 400 мм, длина 3000 мм. Канал заполнен высокоскоростным пастообразным топливом с характеристиками (Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь. Под ред. Б.П.Жукова. - Янус-К, 2000):

- плотность - 1.66 г/ см3;

- скорость горения - 100 мм/с;

- удельный импульс - 280 с.

В районе заднего днища расположены 6 поперечных каналов с размерами: диаметр 100 мм, длина 280 мм. Каналы заполнены топливом с температурой горения 2000К. Поверхность в процессе горения заряда постепенно уменьшается, а поверхность горения цилиндрического канала за счет выгорания пастообразного топлива и разгара самого канала увеличивается. Такой характер изменения поверхностей горения обеспечивает почти прямоугольную диаграмму изменения давления в процессе работы двигателя.

Низкотемпературное топливо обеспечивает надежную защиту сопла в процессе работы двигателя.

Твердое и пастообразное топливо имеют одинаковый полимер и пластификатор, поэтому нет необходимости наносить на поверхность канала твердотопливного заряда герметизирующее или клеящее покрытие.

Заполнение канала твердотопливного заряда пастообразным топливом позволило увеличить коэффициент заполнения корпуса в пересчете на твердое топливо на 2%.

Заглушки выполнены из твердого пенопласта. Подключение пастообразного топлива при воспламенении заряда происходит практически мгновенно и наличие заглушек на характер выхода двигателя на режим не влияет.

Пример 2.

Крупногабаритный заряд второй ступени ракеты, изготовленный из такого же, как в первом примере твердого топлива, фиг.2. При этом центральный по оси заряда канал заполнен топливом с высокой скоростью горения: порядка 100 мм/с, а остальные каналы пастообразным топливом - со скоростью горения твердого топлива: 9-11 мм/с. Такая конструкция позволяет обеспечить прямоугольную диаграмму давление-время и повысить коэффициент заполнения корпуса на 2%. Кроме того, замена твердого топлива на пастообразное, более легкое, чем твердое, но обладающее более высоким единичным импульсом на двигателе третьей ступени, повышает эффективность ракеты в целом.

Изготовление зарядов предлагаемой конструкции производят в два этапа: сначала изготавливают твердотопливный заряд. Извлекают формообразующую оснастку. Полученные каналы при необходимости покрывают клеящим или антиадгезивным составом, или вклеивают вкладыши из пенопласта или быстрогорящего топлива для обеспечения проскока пламени. Затем в подготовленные таким образом каналы в вертикальном положении заливают пастообразное топливо. Заполненные каналы заклеивают заглушками. Поперечные каналы на фиг.1 в районе сопла заливают в горизонтальном положении заряда, поворачивают последний под каждый канал, чтобы он располагался вертикально вниз. После заливки очередного канала его герметизируют заглушкой, а потом поворачивают заряд под очередной канал. При существующем уровне развития технологии изготовление заряда предлагаемой конструкции вполне реально и в настоящее время предлагаемая конструкция отрабатывается на модельных двигателях.


РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 51-60 из 70.
13.01.2017
№217.015.6cfe

Способ получения бактериальной целлюлозы

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для получения полисахаридов, а именно бактериальной целлюлозы. Предложен способ получения бактериальной целлюлозы, включающий культивирование симбиотической культуры Medusomyces gisevii на жидкой питательной среде ферментативного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597291
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.83b7

Твердое горючее

Изобретение относится к прикладной химии, а именно к твердым горючим (ТГ) для прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД) активно-реактивных снарядов (АРС). Твердое горючее содержит органическое горючее-связующее, ультрадисперсный порошок высокоэнергетического металла и карборан и/или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601760
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8d22

Способ ликвидации крупногабаритных зарядов твердого ракетного топлива

Изобретение относится к области ликвидации крупногабаритных зарядов твердого ракетного топлива на стенде, а именно к способам сжигания канальных зарядов твердого ракетного топлива непосредственно в корпусах ракетных двигателей. Способ ликвидации крупногабаритных зарядов, скрепленных с корпусом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604612
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.a2a3

Способ изготовления заряда смесевого ракетного твердого топлива

Изобретение относится к изготовлению зарядов смесевого ракетного топлива, а именно к технологии формования зарядов методом свободного литья. Формование заряда осуществляют методом свободного литья топливной массы в корпус, установленный в барокамере. При этом барокамеру или каналообразующую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607223
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a2ed

Способ испытаний скрепленных с корпусом зарядов ракетных двигателей твердого топлива

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к ракетным двигателям твердого топлива, и, в частности, может найти применение при испытаниях скрепленных с корпусом крупногабаритных зарядов в ракетных системах различного назначения, преимущественно эксплуатирующихся на подвижных носителях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607202
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a30e

Способ определения единичного импульса твердого топлива

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способам определения характеристик новых композиций твердого ракетного топлива, в частности для прямоточных воздушно-реактивных двигателей. При определении единичного импульса твердого топлива сжигают бронированный образец исследуемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607199
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a397

Скрепленный заряд ракетного твердого топлива

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в ракетных двигателях твердого топлива с зарядами из смесевых топлив, скрепленных со стенками корпуса. Скрепленный заряд ракетного твердого топлива содержит корпус, топливный заряд и теплозащитное покрытие с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607196
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a467

Способ получения молекулярного комплекса [1,2,5]оксадиазоло[3,4-е][1,2,3,4]-тетразин-4,6-ди-n-оксида с 2,4-динитро-2,4-диазапентаном

Изобретение относится к способу получения молекулярного комплекса [1,2,5]оксадиазоло[3,4-е][1,2,3,4]-тетразин-4,6-ди-N-оксида с 2,4-динитро-2,4-диазапентаном (FTDO-ДНП), включающему получение раствора [1,2,5]оксадиазоло[3,4-е][1,2,3,4]-тетразин-4,6-ди-N-оксида с использованием смеси полярных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607516
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a54b

Биологически активная добавка для изготовления косметических средств

Изобретение относится к косметической промышленности и представляет собой биологически активную добавку для изготовления косметических композиций, содержащую модифицированный декстран и косметически приемлемый наполнитель, отличающуюся тем, что в качестве модифицированного декстрана...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607591
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.be35

Способ изготовления зарядов смесевого ракетного твердого топлива

Изобретение относится к производству ракетной техники, а именно к технологии изготовления крупногабаритных зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ) методом свободного литья. Изготовление заряда смесевого твердого ракетного топлива включает приготовление и слив топливной массы в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616922
Дата охранного документа: 18.04.2017
Показаны записи 51-60 из 85.
13.01.2017
№217.015.6cfe

Способ получения бактериальной целлюлозы

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для получения полисахаридов, а именно бактериальной целлюлозы. Предложен способ получения бактериальной целлюлозы, включающий культивирование симбиотической культуры Medusomyces gisevii на жидкой питательной среде ферментативного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597291
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.83b7

Твердое горючее

Изобретение относится к прикладной химии, а именно к твердым горючим (ТГ) для прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД) активно-реактивных снарядов (АРС). Твердое горючее содержит органическое горючее-связующее, ультрадисперсный порошок высокоэнергетического металла и карборан и/или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601760
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8d22

Способ ликвидации крупногабаритных зарядов твердого ракетного топлива

Изобретение относится к области ликвидации крупногабаритных зарядов твердого ракетного топлива на стенде, а именно к способам сжигания канальных зарядов твердого ракетного топлива непосредственно в корпусах ракетных двигателей. Способ ликвидации крупногабаритных зарядов, скрепленных с корпусом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604612
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.a2a3

Способ изготовления заряда смесевого ракетного твердого топлива

Изобретение относится к изготовлению зарядов смесевого ракетного топлива, а именно к технологии формования зарядов методом свободного литья. Формование заряда осуществляют методом свободного литья топливной массы в корпус, установленный в барокамере. При этом барокамеру или каналообразующую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607223
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a2ed

Способ испытаний скрепленных с корпусом зарядов ракетных двигателей твердого топлива

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к ракетным двигателям твердого топлива, и, в частности, может найти применение при испытаниях скрепленных с корпусом крупногабаритных зарядов в ракетных системах различного назначения, преимущественно эксплуатирующихся на подвижных носителях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607202
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a30e

Способ определения единичного импульса твердого топлива

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способам определения характеристик новых композиций твердого ракетного топлива, в частности для прямоточных воздушно-реактивных двигателей. При определении единичного импульса твердого топлива сжигают бронированный образец исследуемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607199
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a397

Скрепленный заряд ракетного твердого топлива

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в ракетных двигателях твердого топлива с зарядами из смесевых топлив, скрепленных со стенками корпуса. Скрепленный заряд ракетного твердого топлива содержит корпус, топливный заряд и теплозащитное покрытие с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607196
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a467

Способ получения молекулярного комплекса [1,2,5]оксадиазоло[3,4-е][1,2,3,4]-тетразин-4,6-ди-n-оксида с 2,4-динитро-2,4-диазапентаном

Изобретение относится к способу получения молекулярного комплекса [1,2,5]оксадиазоло[3,4-е][1,2,3,4]-тетразин-4,6-ди-N-оксида с 2,4-динитро-2,4-диазапентаном (FTDO-ДНП), включающему получение раствора [1,2,5]оксадиазоло[3,4-е][1,2,3,4]-тетразин-4,6-ди-N-оксида с использованием смеси полярных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607516
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a54b

Биологически активная добавка для изготовления косметических средств

Изобретение относится к косметической промышленности и представляет собой биологически активную добавку для изготовления косметических композиций, содержащую модифицированный декстран и косметически приемлемый наполнитель, отличающуюся тем, что в качестве модифицированного декстрана...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607591
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.be35

Способ изготовления зарядов смесевого ракетного твердого топлива

Изобретение относится к производству ракетной техники, а именно к технологии изготовления крупногабаритных зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ) методом свободного литья. Изготовление заряда смесевого твердого ракетного топлива включает приготовление и слив топливной массы в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616922
Дата охранного документа: 18.04.2017
+ добавить свой РИД