Зажигательное устройство ракетного кислородно-водородного двигателя

Зажигательное устройство ракетного кислородно-водородного двигателя

Реферат

 

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к конструкциям зажигательных устройств двигателей, работающих на несамовоспламеняющихся компонентах топлива. Изобретение направлено на уменьшение непроизводительных затрат энергии зажигательного устройства, обусловленных шлакообразованием и малой газопроизводительностью при горении пиротехнического заряда устройства. Для этого в состав устройства, содержащего корпус 4 с размещенным в нем пиротехническим зарядом 3, инициатор воспламенения 1 и огнепровод 5 с горловиной 6, перед входом в которую установлено промежуточное сопло 8 с проходным сечением 9 меньшим, чем сечение горловины, введена герметизирующая мембрана 7, размещенная между соплом 8 и горловиной 6 огнепровода 5, а промежуточное сопло 8 выполнено из сублимирующего фтора- или хлорсодержащего материала. 1 ил.

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к конструкции пиротехнических зажигательных устройств систем запуска ракетных двигателей.

Известно зажигательное устройство кислородно-водородного двигателя, которое включает корпус с размещенным в нем пиротехническим зарядом, инициатор воспламенения и огнепровод с горловиной и герметизирующей мембраной.

Известно также зажигательное устройство ракетного двигателя, содержащее корпус, в полости которого размещен пиротехнический заряд, инициатор воспламенения и огнепровод с горловиной, перед входом в которую установлено промежуточное сопло с проходным сечением меньшим, чем сечение горловины.

Известные конструктивные решения характеризуются значительным шлакообразования и малой газопроизводительностью при горении пиротехнического заряда. Эти особенности особенно негативно проявляются при выходе устройства на режим в условиях космического вакуума и обуславливают непроизводительное избыточное резервирование мощности устройства.

Изобретение направлено на снижение непроизводительного запаса мощности зажигательного устройства.

Для этого зажигательное устройство ракетного кислородно-водородного двигателя, содержащее корпус с размещенным в нем пиротехническим зарядом, инициатор воспламенения и огнепровод с горловиной, перед входом в которую установлено промежуточное сопло с проходным сечением меньшим, чем сечение горловины, снабжено герметизирующей мембраной, размещенной между промежуточным соплом и горловиной огнепровода, а промежуточное сопло выполнено из сублимирующего фтор- или хлорсодержащего материала.

На чертеже представлена конструктивная схема зажигательного устройства, где 1 - инициатор воспламенения, 2 - его дополнительный заряд, 3 - пиротехнический заряд зажигательного устройства, 4 - корпус-камера сгорания заряда, 5 - огнепровод, 6 - горловина огнепровода, 7 - герметизирующая мембрана, 8 - промежуточное сопло, 9 - его проходное сечение.

В корпусе 4 зажигательного устройства размещен пиротехнический заряд 3. Полость корпуса загерметизирована мембраной 7. Промежуточное сопло 8 выполнено из фторпласта. Воспламенение заряда осуществляется с помощью инициатора 1 и его дополнительного заряда 2. Продукты сгорания заряда вначале создают некоторое давление, достаточное для продолжения процесса воспламенения, после чего только разрывают герметизирующую мембрану 7 и через проходное сечение 9 сопла 8 начинают заполнять полость огнепровода 5. Проходное сечение 9 сопла 8 обеспечивает сверхкритическое истечение газообразных продуктов в начальный период работы устройства, чем исключается влияние вакуума на процесс воспламенения и горения пиротехнического заряда 3.

По мере прогревания промежуточного сопла 8 начинается термического разложение его материала. Летучие продукты сублимации заполняют полость огнепровода 5 и, являясь химически активными веществами, реагируют с конденсированной фазой продуктов сгорания пиротехнического заряда 3 в полости огнепровода 5, в результате чего уменьшается концентрация конденсированной фазы и увеличивается содержание газообразных веществ в полости огнепровода 5. Этот процесс нарастает с увеличением выхода летучих веществ при сублимации промежуточного сопла 8 и способствует устойчивому воспламенению и горению пиротехнического заряда 3, создавая необходимое для этого противодавление, и более быстрому прогреванию стенки огнепровода 5 и выносу продуктов сгорания заряда 3 из огнепровода.

По мере сублимации материала проходное сечение 9 сопла 8 увеличивается по крайней мере до проходного сечения горловины 6 огнепровода 5, при этом полости корпуса 4 и огнепровода 5 газодинамически сообщаются без дополнительного перепада давления, к этому моменту времени процесс горения пиротехнического заряда 3 и тепломассообмена между продуктами сгорания заряда 3 и стенками устройства стабилизируется, зажигательное устройство выходит на стационарный режим работы. Продукты сгорания заряда 3 по огнепроводу 5 поступают в камеру сгорания двигателя и воспламеняют топливную смесь.

Таким образом, в начальный период работы предложенного зажигательного устройства полость огнепровода насыщается химически активными веществами, эффективно взаимодействующими с продуктами сгорания пиротехнического заряда, уменьшая концентрацию конденсированной фазы; объем зажигательного устройства дополнительно надувается газообразными продуктами сублимации и вторичных реакций, а камера сгорания пиротехнического заряда временно газодинамически отделена от полости огнепровода после вскрытия герметизирующей мембраны. Эти процессы стабилизируют выход зажигательного устройства на режим и позволяют обеспечить надежное воспламенение топливной смеси при меньшей мощности зажигательного устройства.

Формула изобретения

ЗАЖИГАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО РАКЕТНОГО КИСЛОРОДНО-ВОДОРОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащее корпус с размещенным в нем пиротехническим зарядом, инициатор воспламенения и огнепровод с горловиной, перед входом в которую установлено промежуточное сопло с проходным сечением меньшим, чем сечение горловины, отличающееся тем, что оно снабжено герметизирующей мембраной, размещенной между промежуточным соплом и горловиной огнепровода, а промежуточное сопло выполнено из сублимирующего фтор- или хлорсодержащего материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1