Импульсный двигатель балластного типа

Импульсный двигатель балластного типа

Реферат

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании управляемых ракет различного назначения, например, ракет-носителей космических аппаратов, стратегических, оперативно-тактических, метеорологических, ракет для реактивных систем залпового огня и других, у которых в состав исполнительных органов системы управления входят устройства для создания импульса силы.

Импульсный двигатель коррекции балластного типа (B.C.Владимиров, Л.А.Королев, И.О.Толкачева. Проектирование импульсных двигателей коррекции, в журнале “Оборонная техника”, №5 за 2003 год, стр.38) является наиболее близким но технической сущности и выполняемой задаче к предлагаемому изобретению.

Прототип содержит направляющую часть с зарядной каморой, балласт с элементами фиксации и метательный пороховой заряд, размещенный в зарядной камере.

Недостатком прототипа является неконтролируемое горение порохового заряда, происходящее так же, как и у ствольных систем, непосредственно в направляющей. У ствольных систем имеет место значительная изменчивость внутреннего давления в процессе выстрела (М.Е.Серебряков. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. М.: Оборонгиз, 1962, стр.330-331). Типичная диаграмма внутреннего давления отличается ярко выраженным максимумом с последующим спадом в несколько раз к моменту схода метаемого тела. Одной из основных характеристик пороха является минимальное давление, при котором его горение еще происходит устойчиво (А.А.Шишков, С.Д.Панин, Б.В.Румянцев. Рабочие процессы в ракетных двигателях твердого топлива. - М.: Машиностроение, 1989, стр.16). Нарушение этого ограничения в процессе спада давления может привести к неполному сгоранию пороха в канале ствола и соответственно к нестабильности выходных характеристик двигателя (B.C.Владимиров, А.А.Королев, И.О.Толкачева. Проектирование импульсных двигателей коррекции, в журнале “Оборонная техника”, №5 за 2003 год; стр.40-41), что приводит к снижению параметрической надежности. Если к импульсному двигателю предъявляются жесткие требования по разбросам, то с целью их безусловного выполнения разработчик вынужден поднимать уровень максимального давления в направляющей, чтобы в процессе сгорания пороха давление в направляющей не опустилось бы ниже предельной границы. Повышенные нагрузки на направляющую требуют усиления конструкции и приводят к увеличению пассивной массы двигателя.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение надежности импульсного двигателя балластного типа и улучшение его массовых характеристик за счет организации стабильного горения метательного порохового заряда.

Технический результат достигается тем, что в импульсном двигателе балластного типа, содержащем направляющую часть, балласт, метательный пороховой заряд и элементы фиксации балласта, в балласте выполнена внутренняя полость, в которой размещен метательный пороховой заряд, при этом полость балласта газосвязана со свободным объемом направляющей через расходное отверстие.

На чертеже представлен импульсный двигатель балластного типа, где показаны:

1 - направляющая, 2 - балласт, 3 - метательный пороховой заряд, 4 - пироинициатор, 5 - элементы фиксации, 6 - свободный объем направляющей, 7 - внутренняя полость балласта, 8 - расходное отверстие.

Изобретение работает следующим образом. На пироинициатор 4 подается команда от системы управления. Продукты сгорания пироинициатора 4 поступают в свободный объем направляющей 6, через расходное отверстие 8 проникают во внутреннюю полость балласта 7 и воспламеняют метательный пороховой заряд 3. За короткое время происходит нарастание давления во внутренней полости балласта 7 (выход на режим). В течение всего времени горения метательного заряда 3 свободный объем полости 7, в которой он размещен, изменяется только за счет выгорания пороха. В таких условиях после выхода на режим наступает основной период работы, в течение которого давление в полости 7 практически не меняется (А.А.Шишков, С.Д. Панин, Б.B.Румянцев. Рабочие процессы в ракетных двигателях твердого топлива. - М.: Машиностроение, 1989, стр.54-55) и заряд 3 горит в стабильных условиях. При этом скорость горения пороха не зависит от давления в направляющей 1, что снимает ограничение на снижение нагрузок, определяемое минимальным давлением устойчивого горения, и создает все условия для уменьшения пассивного веса. Продукты сгорания порохового заряда 3 истекают через расходное отверстие 8 в свободный объем направляющей 6, давление в нем растет до уровня, при котором срабатывают элементы фиксации 5, и балласт 2 начинает свое движение по направляющей 1. По мере движения балласта 2 происходит непрерывная подпитка свободного объема направляющей 6 через расходное отверстие 8, что позволяет поддерживать давление в направляющей 1 и обеспечивает необходимую скорость вылета балласта 2, а соответственно и импульс силы.

Время горения заряда регулируется размером расходного отверстия, которое подбирается таким образом, чтобы обеспечить полное сгорание пороха за время движения балласта по направляющей и соответственно высокую стабильность выходных параметров двигателя.

Таким образом, использование данного изобретения позволяет повысить надежность импульсного двигателя балластного типа и улучшить его массовые характеристики за счет организации стабильного горения метательного порохового заряда.

Импульсный двигатель балластного типа, содержащий направляющую, балласт, метательный пороховой заряд и элементы фиксации балласта, отличающийся тем, что в балласте выполнена внутренняя полость, в которой размещен метательный пороховой заряд, при этом полость балласта газосвязана со свободным объемом направляющей через расходное отверстие.