МОДЕЛЬНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к индустрии игрушек, а именно к модельным ракетным двигателям (МРД) для ракетно-космического моделирования в технических видах спорта и творчества.
Общеизвестен МРД [1, 2, 3], содержащий трубчатый корпус, в котором последовательно смонтированы сопло, топливный, замедлительный и вышибной заряды из твердых ракетных топлив или пиротехнических составов, и воспламенитель.
Определенным недостатком известного МРД является однозначная реализация времени работы замедлительного заряда, обусловленная его геометрией и скоростью горения.
При согласованности летных и баллистических характеристик спортивной модели ракеты и двигателя, известная конструкция МРД обеспечивает наилучшие и стабильные спортивные результаты - высоту, общее время полета до приземления полезной нагрузки и др. С другой стороны, сам процесс согласования летных характеристик модели и двигателя, а также использование двигателей одного (по суммарному импульсу) класса для запуска различных моделей ракет ведет к необходимости существенного, двух - трехкратного увеличения номенклатуры выпускаемых МРД по временам горения замедлителя [1].
Известен МРД с замедлителем, обеспечивающим возможность реализации двух времен задержки подачи луча огня на срабатывание вышибного заряда. Так, замедлитель двигателя первой ступени марки PS A (1) 5-1 производства польской фирмы Петера Сарновского, позволяет запускать МРД последующей ступени как непосредственно после выгорания топливного заряда, так и после выгорания трассера-замедлителя с задержкой. Для этого в МРД через перфорированное переднее днище и слой замедлительного состава до граница с топливным зарядом высверлено дополнительное гнездо диаметром 3,5 мм и вклеена пластмассовая трубочка с внутренним диаметром 2 мм, выступающая над поверхностью днища на 12-13 мм. Для запуска двигателя 2-й ступени без задержки используется огневая связь в виде канала трубочки, передающая луч огня при достижении сводом горения топливного заряда среза трубочки, а для разделения ступеней с задержкой - луч огня, передаваемый через перфорацию переднего днища после выгорания заряда замедлителя.
К недостаткам известной конструкции относятся ее высокая трудоемкость, наличие опасных операций повышенной точности по выполнению гнезда в пиротехническом составе и вклеиванию трубочки, ограничение по диаметру двигателя из-за сложности размещения
отверстий на поверхности днищ МРД (диаметр польского двигателя составляет 15 мм, тогда как наиболее массовый в России МРД такого же класса имеет диаметр 10 мм).
Из приведенных аналогов в качестве прототипа выбран двигатель PS A (1) 5-1 польского производства, содержащий корпус с соплом, топливный заряд, замедлитель с устройством предстартового регулирования времени задержки и вышибной заряд, как являющийся наиболее близким по сущности к полезной модели.
Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей и потребительских свойств МРД, снижение номенклатуры и повышения серийности за счет унификации устройства предстартового регулирования времени горения замедлителя.
Поставленная цель в МРД, содержащем корпус, смонтированные в нем сопло, топливный заряд, замедлитель с устройством предстартового регулирования времени замедления и вышибной заряд достигается тем, что по периметру замедлителя и вышибного заряда выполнены сопряженные винтовые поверхности, при этом вышибной заряд смонтирован с возможностью его вращения.
Такое выполнение обеспечивает переменное расстояние выгорания замедлителя до контакта горящей поверхности с вышибным зарядом, регулируемое вращением последнего.
Изложенное выше решение может быть реализовано по нескольким конструктивным схемам и вариантам исполнения, развивающим основную идею.
Предложено размещать винтовую поверхность замедлителя в кольцевом гнезде, а вышибной заряд выполнять в форме кольца.
Такое исполнение обеспечивает компактность узла предстартового регулирования времени задержки срабатывания вышибного заряда и его технологичность за счет простых форм сопрягаемых деталей, выполняемых, например, на таблетировочной линии.
Предложено выполнять винтовую поверхность многозаходной, например, с двумя или тремя заходами, что существенно уменьшит, по сравнению с однозаходной поверхностью, возможность перекоса сопрягаемых деталей и обусловленного этим разброса времени задержки и надежности срабатывания вышибного заряда.
Предложено вышибной заряд снабжать элементами для его поворота, фиксации в повернутом положении и шкалой на обозреваемой поверхности, градуированной по временам замедления срабатывания.
Т.о., предложенное решение принципиально обеспечивает возможность создания МРД с предстартовым регулированием режима работы по времени горения замедлителя, что позволяет унифицировать двигатель в целом, сократить в 2-3 раза номенклатуру производимых МРД и, соответственно, увеличить их серийность. Повышается привлекательность унифицированного МРД и для потребителей, поскольку отпадает необходимость приобретения нескольких типов двигателей для отработки летных
характеристик и подбора рационального времени задержки для срабатывания системы спасения модели в верхней точке траектории полета.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где схематично показаны:
на фиг.1 - общий вид МРД
на фиг.2 - вид А на фиг.1.;
на фиг.3 - развертка замедлителя и вышибного заряда по периметру.
МРД, показанный на фиг.1, содержит корпус 1, сопло 2, топливный заряд 3, замедлитель 4 и вышибного заряд 5. По периметру замедлителя 4 выполнена кольцевая канавка с двухзаходной винтовой поверхностью 6, сопряженная с аналогичной поверхностью вышибного заряда 5, смонтированного с возможностью вращения в корпусе 1 МРД. Со стороны обозреваемого торца МРД, приведенного на фиг.2, вышибной заряд 5 выполнен с гнездами 9 для его захвата и поворота и снабжен шкалой 8, градуированной по временам задержки срабатывания вышибного заряда, отсчитываемых от риски 10 на корпусе 1 двигателя.
При вращении вышибного заряда 5 по винтовой поверхности 6 заряд занимет положение 7, как это показано на представленной на фиг.3 развертке. При этом изменяется путь от минимального расстояния L1 до L2 и, соответственно, время контакта горящего свода замедлителя 4 с вышибным зярядом 5. При максимально возможном времени задержки срабатывания контакт замедлителя 4 и вышибного заряда на расстоянии L осуществляется по минимальной поверхности касания.
Работа МРД. Перед стартом, в зависимости от требуемого режима работы - стартового ускорения, тяговооруженности и др. параметров модели ракеты и условий полета, - устанавливают в гнезда 9 приспособление (на фиг. не показано), поворотом вышибного заряда 5 по шкале 8 устанавливают требуемое время задержки и фиксируют взаимное положение заряда 5 и корпуса 1 быстросохнущим клеем. Двигатель на пусковой установке монтируют в модель ракеты (на фиг. не показана), устанавливают на сопловом торце корпуса 1 двигателя электронагревательное пусковое устройство с электрошнуром, обеспечивающим безопасное удаление спортсмена и подают напряжение. От нагретой электроспирали пускового устройства зажигается воспламенитель 11, и после прохождения соплового отверстия луч огня воспламеняет топливный заряд 3. По окончании горения заряда 3 воспламеняется замедлитель 4, горящий фронт которого, пройдя с заданной скоростью установленное расстояние горящего свода до контакта по винтовой поверхности 6 с вышибным зарядом 5, поджигает его.
На изложенных принципах могут быть осуществлены и другие, схожие по замыслу и конструктивному оформлению решения. Основные технические решения по предложенной полезной модели подтверждены огневыми стендовыми испытаниями.
Заявитель является субъектом малого предпринимательства.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ
1. Двигатели ракетные модельные. Технические условия ТУ 84-795-79.
2. Патент США №4355577. Модельный ракетный двигатель, МПК F42В 15/10, НКИ 102/378.
3. П.Эльштейн. Конструктору моделей ракет. Перевод с польского. - М.: Мир, 1978.