ракетная двигательная установка на твердом топливе

Формула изобретения

Ракетная двигательная установка на твердом топливе, содержащая двигатели предыдущей и последующей ступеней с общим днищем, разделяющим их камеры сгорания, узел разделения ступеней, отличающаяся тем, что раструб сопла двигателя последующей ступени выполнен в виде поворотных лепестков, а между общим днищем и торцом заряда предыдущей ступени образована кольцевая полость, в которой размещены развернутые к днищу лепестки раструба сопла и привод их раскрытия, при этом в зоне выхода кольцевой полости на цилиндрическую часть корпуса предыдущей ступени выполнены узлы стыковки и разделения ступеней.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании ракетных двигателей на твердом топливе.

Решение задач по уменьшению габаритов, массовому совершенству, баллистической эффективности двигателей привело к необходимости разработки совмещенных (интегральных) схем двигательных установок, т.е. блока двигателей с общим днищем.

Из патентных источников известны двигательные установки, выполненные по интегральной схеме (см. патенты США 3362165, 3385063, 4104878 и др.).

Наиболее близкой по конструктивным признакам и решаемой задаче является двигательная установка, приведенная в книге «Конструкции ракетных двигателей на твердом топливе», под. ред. чл.-корр. РАН Л.Н.Лаврова, г.М.: Машиностроение, 1993 г., стр.60. Установка содержит двигатели предыдущей и последующей ступеней, камеры сгорания которых разделены общим днищем, сопло двигателя последующей ступени со стационарным раструбом, узел разделения ступеней.

Недостатки двигательной установки-прототипа связаны с ее конструктивной схемой, в которой не предусмотрено раздельное изготовление двигателей и их стыковка, а сопло двигателя последующей ступени полностью расположено в камере двигателя предыдущей ступени.

При такой схеме возникают большие сложности заполнения двигателей топливом, особенно полости между соплом двигателя последующей ступени и корпусом двигателя предыдущей ступени, раскрепления заряда от сопла и общего днища, контроля этих технологических операций. Кроме того, в этом случае исключается возможность автономной отработки двигателей на стенде.

Приведенные недостатки, естественно, ведут к снижению надежности конструкции. Кроме того, снаряженная топливом двигательная установка является весьма громоздкой (особенно для баллистических ракет), что создает значительные трудности при ее транспортировке.

Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат достигается тем, что в двигательной установке на твердом топливе, содержащей двигатели предыдущей и последующей ступеней с общим днищем, разделяющим их камеры сгорания, и закрепленным на днище соплом, узел разделения ступеней, раструб сопла двигателя последующей ступени выполнен в виде поворотных лепестков, а между общим днищем и торцом заряда двигателя предыдущей ступени образована кольцевая полость, в которой размещены развернутые к днищу лепестки раструба сопла и привод их раскрытия, при этом в зоне выхода кольцевой полости на цилиндрическую часть корпуса предыдущей ступени выполнены узлы стыковки и разделения ступеней.

Несложно показать существенность совокупности отличительных признаков предложенного технического решения.

Выполнение раструба сопла последующей ступени в виде поворотных лепестков позволяет формировать заряд предыдущей ступени в виде моноблока и таким образом обеспечивать максимальное заполнение двигателя предыдущей ступени топливом. Существенно упрощается технологическая схема формирования заряда, в которой исключается необходимость выполнения заряда из нескольких частей, что имеет место в известных аналогах.

Раздельное изготовление двигателей позволяет проводить их автономную отработку на стенде.

Размещение привода поворота лепестков сопла в застойной зоне между лепестками сопла и общим днищем также способствует повышению плотности компоновки установки, уменьшению ее габаритов.

На чертеже представлена конструкция двигательной установки, которая содержит двигатель 1 предыдущей ступени и двигатель 2 последующей ступени, разделенные общим днищем 3. Сопло двигателя последующей ступени имеет вдвинутую в камеру сгорания часть 4 и раструб, выполненный в виде поворотных лепестков 5, связанных с приводом 6 и опирающихся на общее днище 3. Камеры двигателей предыдущей и последующей ступеней заполнены зарядами 7 и 8 соответственно. Заряд 7 выполнен моноблочным и установлен с образованием между его торцом и общим днищем кольцевой полости А. На стенке корпуса двигателя предыдущей ступени в области расположения кольцевой полости А размещены узлы стыковки 9 и разделения 10 совмещенных двигателей. Привод 6 для установки лепестков 5 в рабочее положение размещен в полости между развернутыми и прилегающими к днищу лепестками раструба сопла и общим днищем (в застойной зоне). В этой же полости могут быть размещены кабели, бортовой источник питания и другие элементы электроавтоматики.

Особенности работы двигательной установки заключаются в следующем:

после сгорания заряда 7 подается команда на разделение ступеней и запуск двигателя последующей ступени, после чего лепестки 5 с помощью привода 6 приводятся в рабочее положение.

Таким образом, использование изобретения позволит повысить надежность конструкции, технологичность изготовления, упростить оснастку заполнения и отработку, транспортировку и сборку двигательной установки.