УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Полезная модель относится к средствам обучения и может быть использована в учебном процессе для демонстрации режимов работы ракетного двигателя твердого топлива.
Известна установка для демонстрации режимов работы ракетного двигателя твердого топлива, содержащая пиропатрон, переднюю крышку, воспламенитель, центральный упор с рассекателем, переднее днище, передний упор, обечайку, заряд твердого топлива, сопловую решетку, узел стыковки, заднее днище, сменный вкладыш, сопловой раструб, заглушку сопла (Конструкция и проектирование ракетных двигателей твердого топлива / И.Х.Фахрутдинов, А.В.Котельников - М., Машиностроение, 1987. - с.6).
Также известна установка для демонстрации режимов работы ракетного двигателя твердого топлива, содержащая камеру сгорания, размещенную на стапеле, заряд, находящийся внутри камеры сгорания, сопло, размещенное на заднем торце камеры сгорания, воспламенитель, соединенный с передним торцом заряда, систему замера значений давления, подходящую к нижней части камеры сгорания (Конструкция и отработка РДТТ / A.M.Виницкий, В.Т.Волков, И.Г.Волковицкий, С.В.Холодилов; Под редакцией A.M.Винницкого - М., Машиностроение, 1980. - с.142).
Недостатками данных установок является то, что они не позволяют демонстрировать такие важные режимы работы, как выключение двигателя и эрозионное горение.
Цель полезной модели - расширение демонстрационных возможностей за счет увеличения количества режимов работы ракетного двигателя, в частности такого, как выключение двигателя и эрозионное горение.
Указанная цель достигается тем, что установка для демонстрации режимов работы ракетного двигателя твердого топлива, содержащая камеру сгорания,
размещенную на стапеле, заряд, находящийся внутри камеры сгорания, сопло, размещенное на заднем торце камеры сгорания, воспламенитель, соединенный с передним торцом заряда, систему замера значений давления, подходящую к нижней части камеры сгорания, снабжена соплом, выполненным с возможностью шарнирного вращения вокруг оси, укрепленной в нижней части камеры сгорания, перпендикулярно оси симметрии камеры сгорания, и снабжена крюком, жестко укрепленным на поверхности сопла, диаметрально-перпендикулярно оси вращения сопла, входящим в зацепление с рычагом, шарнирно закрепленным на скобе, соединенной с корпусом камеры сгорания, маятником, жестко закрепленным на кронштейне, установленным на стапеле, с возможностью удара по рычагу в нижней части траектории маятника, пультом управления, закрепленным с возможностью обеспечения контакта электромагнитных стопоров, пружинного стопора, подвижных контактов с маятником и ванной, с воспламенителем, с электропневмоклапаном в системе выброса заряда, размещенной на стапеле, состоящей из воздушного баллона, соединенного трубопроводом через редуктор с ресивером, который, в свою очередь, соединен трубопроводом с электропневмоклапаном, соединенным с обратным клапаном, который соединен трубопроводом с форсункой, размещенной герметично на переднем торце двигателя.
Существенные отличия и новизна заключаются в том, что она снабжена соплом, выполненным с возможностью шарнирного вращения вокруг оси, укрепленной в нижней части камеры сгорания, перпендикулярно оси симметрии камеры сгорания, и снабжена крюком, жестко укрепленным на поверхности сопла, диаметрально-перпендикулярно оси вращения сопла, входящим в зацепление с рычагом, шарнирно закрепленным на скобе, соединенной с корпусом камеры сгорания, маятником, жестко закрепленным на кронштейне, установленным на стапеле, с возможностью удара по рычагу в нижней части траектории маятника, пультом управления, закрепленным с возможностью обеспечения контакта электромагнитных стопоров, пружинного стопора, подвижных контактов с маятником и ванной, с воспламенителем,
с электропневмоклапаном в системе выброса заряда, размещенной на стапеле, состоящей из воздушного баллона, соединенного трубопроводом через редуктор с ресивером, который, в свою очередь, соединен трубопроводом с электропневмоклапаном, соединенным с обратным клапаном, который соединен трубопроводом с форсункой, размещенной герметично на переднем торце двигателя.
Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявленном устройстве.
На чертеже фиг.1 изображена установка (общий вид).
Двигатель жестко крепится на стапеле 1. Он состоит из цилиндрической камеры сгорания 2, к которой резьбовым соединением крепится форсунка 3. Сопло 4, связано с камерой шарнирным соединением, в верхней части снабжено крюком 5. В камере сгорания 2 помещается пороховой заряд 6, воспламенение которого происходит за счет сгорания воспламенителя 7. Воспламенение последнего производится с помощью подачи напряжения 24 В на нить накаливания воспламенителя 7, через штуцер, ввернутый в корпус камеры сгорания 2. Кроме того, к корпусу камеры сгорания 2 резьбовым соединением крепятся тензометрический датчик давления 8 и штуцер с предохранительной мембраной 9. Рычаг 10, шарнирно закреплен на скобе, соединенной с корпусом камеры сгорания 2. Маятник 11, жестко закреплен на кронштейне 12, установленном на стапеле 1, с возможностью удара по рычагу в нижней части траектории маятника 11. Пульт управления 13, закреплен с возможностью обеспечения контакта электромагнитных стопоров 14, 15, пружинного стопора 16, подвижных контактов 17 с маятником 11 и ванной 18, с воспламенителем 7, с электропневмоклапаном 19. Система выброса заряда 20, размещена на стапеле 1, состоит из воздушного баллона 21, соединенного трубопроводом через редуктор 22 с ресивером 23, который, в свою очередь, соединен трубопроводом с электропневмоклапаном 19, соединенным
с обратным клапаном 24, который соединен трубопроводом с форсункой 3, размещенной герметично на переднем торце двигателя. Электросигналы с датчика давления 8 и электросекундомера 25 подаются через усилитель 26 на шлейфовый осциллограф 27.
Для демонстрации режимов работы ракетного двигателя твердого топлива сначала снаряжают сам двигатель. Взвешивается заряд 6 с точностью до 0,1 г., его и воспламенитель 7, нить накаливания которого, через штуцер, ввернутый в корпус камеры сгорания, подсоединяется к кнопке «Пуск», помещают в камеру сгорания 2, после этого крюк 5 вводится в зацепление с рычагом 10 и при помощи него, двигатель герметично закрывается соплом 4. К камере сгорания 2 подстыковывают датчик давления 8. Фиксируют маятник 11 электромагнитным стопором 14, в крайнем левом положении. Подвижные контакты 17 должны находится в разомкнутом положении. Крышка ванны 18 фиксируется электромагнитным стопором 15. Проверяют все электрические цепи. Нажатием кнопки «Пуск» отключают электромагнитный стопор 14, маятник 11 начинает двигаться, в положении «1» он включает электросекундомер 25 и воспламенитель заряда 7,при срабатывании которого повышается давление в камере сгорания 2, и горячие газы зажигают заряд 6. В положении «2» открывает камеру сгорания 2, за счет удара маятника 11 по рычагу 10 при повороте, которого в направлении истечения газов освобождается из зацепления крюк 5, удерживающий сопло 4, которое под действием газов поворачивается на шарнире и открывает камеру сгорания 2, чем вызывает прерывания горения заряда 6. Выключает электросекундомер 25; выключает электромагнитный стопор 15, удерживающий крышку ванны 18, включает электропневмоклапан 19 системы выброса заряда 20, сжатый воздух под большим давлением поступает из воздушного баллона 21, соединенного трубопроводом через редуктор 22 с ресивером 23, который, в свою очередь, соединен трубопроводом с электропневмоклапаном 19, соединенным с обратным клапаном 24, который соединен трубопроводом с форсункой 3, выбрасывает заряд в ванну 18 с водой. В положении «3», маятник 11 захватывается
пружинным стопором 16.Во время работы двигателя с датчика давления 8 и электросекундомера 25 подается через усилитель 26 сигнал на шлейфовый осциллограф 27. По осциллограмме определяют значение давления, время горения заряда. Несгоревшая часть образца разрезается на несколько равных по длине частей. Затем производят их обмер и взвешивание. Изменяя промежуток времени от начала воспламенения заряда 6 до открытия камеры сгорания 2, за счет перемещения контакта 17 или изменения периода колебания маятника, путем перемещения его груза по штанге, добиваются различных режимов работы ракетного двигателя.
Установка позволяет исследовать и такой режимы работы ракетного двигателя твердого топлива, как процесс выключения тяги. Вследствие того, что твердые топлива обладают свойством прекращать горение при резком спаде давления в камере сгорания, при вскрытии сопла 4 может произойти выключение двигателя за счет гашения заряда 6. Данный режим работы ракетного двигателя твердого топлива, реализуется в процессе демонстрации режима эрозионного горения. Этот процесс наблюдается визуально и через датчик давления 15, фиксируется на осциллограмме шлейфового осциллографа.
Таким образом, предлагаемая установка позволят наблюдать и исследовать режимы выключения ракетного двигателя твердого топлива, а также режим эрозионного горения и благодаря этому расширяет демонстрационные возможности.