Результат интеллектуальной деятельности: Корпус воспламенителя заряда твердого топлива из композиционных материалов

Изобретение относится к области твердотопливной ракетной техники и может быть использовано в конструкциях узлов воспламенения зарядов в качестве корпуса воспламенителя из композиционных материалов, расположенного в камере сгорания двигателя, а также применено при изготовлении других конструктивно сложных малогабаритных изделий из волокнистых композиционных материалов, представляющих собой сочетание разнотипных конструктивных элементов.

Известны конструкции сгораемых корпусов воспламенителей как тонкой полимерной оболочки-упаковки воспламенительного состава (патенты на изобретения RU №2185522 C1 МПК⁷ F02K 9/95 и №2443896 С2 МПК F02K 9/95 (2006.01)).

Данные оболочки с воспламенительным составом помещаются непосредственно в объеме камеры сгорания двигателя на решетке над его зарядом.

Известно также устройство по патенту на изобретение RU №2127821 C1 МПК⁶ F02K 9/95, представляющее собой один из вариантов конструкции неразрушаемого корпуса воспламенителя из металла и, соответственно, выполняемое известными способами переработки металлов.

Оно представляет собой корпус с цилиндрической камерой, форс огня из которой по соответствующим каналам поступает в камеру сгорания двигателя, воспламеняя его топливо.

Данное устройство обладает всеми недостатками конструкций, выполняемых из металла и применяемых в рассматриваемой области техники: сложность конструкции, значительная масса, сложность и трудоемкость способа ее изготовления - обработка прочных и жаростойких металлов резанием с обеспечением высокой точности.

Наиболее близким по конструкции и способу изготовления является корпус воспламенителя из композиционных материалов по патенту на изобретение RU №2539939 С1 МПК F02K 9/34 (2006.01).

Он содержит цилиндрическую оболочку с наружным теплозащитным покрытием и с плоским донышком, интегрально связанных с оболочкой, с одной стороны и открытым торцом с внутренней резьбой, закрытым съемным колпачком, изготовленным прессованием из пресс-материалов, с другой, образующими объем для размещения средств воспламенения.

Воспламенители с использованием корпусов по данному изобретению показали хорошие результаты при автономных испытаниях и в составе двигателя.

Однако в корпусах воспламенителей заряда твердого топлива, работающих при высоких давлениях, с увеличением диаметров применение прессованных из пресс-материалов колпачков, входящих в их конструкцию, становится проблематичным, прежде всего в зоне резьбы, в то время как хорошо армированная оболочка сомнений не вызывает. Задачей данного предлагаемого изобретения является создание корпуса воспламенителя из композиционных материалов с резьбовым соединением и конструкцией колпачка, обеспечивающими надежность их применения при повышенных внутренних нагрузках (давление, диаметр).

Существенным признаком конструкции в части повышения прочности резьбового соединения со стороны колпачка является выполнение резьбовой части колпачка в виде втулки, соединенной с колпачком посредством клея и имеющей послойное армирование тканью перпендикулярно оси резьбы, и выполнение самого колпачка полностью армированным из ткани с отбортовкой и с резьбой на ней, являющейся продолжением резьбы втулки.

Предлагаемая конструкция корпуса воспламенителя поясняется рисунками. На фиг. 1 представлен корпус воспламенителя (общий вид); на фиг. 2 - элемент А на фиг. 1.

Корпус воспламенителя (Фиг. 1) содержит цилиндрическую оболочку 1 с теплозащитным покрытием 2 и с плоским донышком 3 с одной стороны и свободным торцом с внутренней резьбой, закрытым съемным колпачком 4 куполообразной с сопловыми отверстиями 5 при вершине и опорно-защитной решеткой 6 во внутренней полости, с другой, образующие в совокупности внутренний объем для размещения воспламенительного состава с элементами его воспламенения.

Колпачок 4 корпуса воспламенителя выполнен с отбортовкой 7 и снабжен крепящей его в оболочке 1 резьбовой втулкой 8, установленной на клей и имеющей послойное армирование тканью (Фиг. 2) перпендикулярно виткам резьбы с распространением ее на отбортовку 7 колпачка 4.

По принципу работы колпачок воспринимает создающееся внутреннее давление во внутреннем объеме корпуса воспламенителя, в том числе действующее и на резьбовую часть.

Работа проводилась в развитие технического решения по прототипу, хорошо зарекомендовавшему себя, в целях применения его в тех же условиях давления и эрозионного уноса, но при измененных геометрических размерах.

Экспериментальными работами, проведенными по оценке данного технического решения, полностью подтверждена правильность выбранного направления.