ВКЛАДНОЙ ЗАРЯД ТОРЦЕВОГО ГОРЕНИЯ

Изобретение относится к области ракетной техники, применяемой для предотвращения градобития.
Маршевый двигатель противоградовой ракеты содержит вкладной заряд торцевого горения, имеет тягу 4-6кгс и время работы 40-5 Ос. Для создания контролируемой поверхности горения заряд имеет переднее торцевое бронепокры-тие, боковое бронепокрытие и сопловой горящий торец.
Унос материала бронепокрытия при указанном времени работы практически неизбежен. Важно в этом случае создать условия, при которых образующийся в результате выгорания топливной шашки «чулок» не разрушался. Необходимо исключить образование фрагментов «чулка», способных перекрыть критическое сечение сопла и привести к разрушению маршевого двигателя. Вероятность такого развития событий достаточно велика, если учесть что при названном значении тяги диаметр критического сечения сопла не превышает 4-5мм.
Известна конструкция вкладного заряда торцевого горения, взятая авторами за прототип, содержащая топливную шашку, забронированный передний торец, боковое бронепокрытие, сопловой горящий торец, при этом боковое бронепокрытие имеет постоянную толщину, а при выгорании топливной шашки образуется «чулок». Шапиро Я. М. и др. «Теория ракетного двигателя на твердом топливе». стр.42, рис. 2.1.
Недостатком такой конструкции в составе маршевого двигателя является то, что постоянная толщина бокового бронепокрытия практически не реализуется вследствие отступлений по технологическим режимам изготовления или вследствие разбросов геометрических диаметральных размеров боковой поверхности топливной шашки и может иметь, поэтому, по длине боковой поверхности утонения. В этом случае возможны нерасчетные прогары по длине «чулка» и образование отдельных кусков бронепокрытия. Такой недостаток можно преодолеть существенным
увеличением толщины бронепокрытия. Однако эта мера, как известно, ведет к ухудшению весового совершенства ракеты.
Технической задачей изобретения является повышение надежности функционирования вкладного заряда с забронированным передним торцем, боковым бронепокрытием, сопловым горящим торцем и продолжительным временем работы за счет конструкции бокового бронепокрытия, исключающей по мере выгорания топливной шашки появление фрагментов бронепокрытия, способных перекрыть сопло.
Указанная техническая задача достигается тем, что вкладной заряд торцевого горения, содержащий топливную шашку, забронированный передний торец, боковое бронепокрытие, сопловой горящий торец, имеет переменную толщину бокового бронепокрытия, увеличивающуюся в направлении к переднему торцу. Благодаря этому реализуется эффект программированного уноса бронепокрытия и обеспечивается целостность образующегося «чулка».Требуется, чтобы толщина бронепокрытия нигде не была меньше толщины покрытия в плоскости соплового торца заряда. Минимальный предельный случай - это постоянство толщины покрытия по длине заряда. Для подавления влияния случайных факторов надо, чтобы номинальная толщина бронепокрытия в плоскости переднего торца складывалась из суммы: номинальной толщины покрытия в плоскости соплового торца и допуска на толщину бронепокрытия. На вновь образовавшуюся толщину сохраняется прежнее поле допуска. Предусматривается равномерный, допустим линейный характер изменения толщины покрытия по длине заряда. Увеличение толщины бронепокрытия больше, чем поле допуска нецелесообразно, т.к. снижается весовое совершенство двигателя.
Сущность изобретения заключается в том, что вкладной заряд, содержащий топливную шашку, забронированный передний торец, боковое бронепокрытие, сопловой горящий торец, имеет переменную толщину бокового бронепокрытия, увеличивающуюся в направлении к переднему торцу, и в плоскости переднего торца эта толщина равна сумме, состоящей из толщины покрытия в плоскости соплового
торца h и допуска на толщину покрытия х, что позволяет более надежно обеспечить целостность «чулка» 4, образующегося по мере выгорания топливной шашки.
Переменность толщины бокового бронепокрытия подтверждена экспериментально в процессе отработки противоградовой ракеты с патентуемым вкладным зарядом из условия обеспечения целостности «чулка», минимальной массы бронепокрытия, при одновременном сохранении работоспособности вкладного заряда и двигателя в целом.
Конструкция патентуемого заряда ( фиг.) включает топливную шашку 1, бронепокрытие по переднему торцу 2 и боковой поверхности 3, «чулок» 4.При этом толщина боковой поверхности имеет переменную величину, увеличивающуюся в направлении выгорания топливной шашки. На фиг.также показан исходный профиль бронепокрытия 5.
При выгорании топливной шашки оголяется внутренняя поверхность бокового бронепокрытия, которая, вступая в тепловой контакт с горячими газами, плавится, горит и уносится с путным потоком. Поскольку толщина бронепокрытия увеличивается в направлении фронта горения, предыдущие его участки прогреваются сильнее и уносятся быстрее не только за счет большего времени воздействия, но и за счет меньшей их толщины.
Изобретение использовано в противоградовой ракете Алан-2, которая прошла успешно отработку и принята для эксплуатации в системе Росгидромета. В ней вкладной заряд имеет боковое бронепокрытие следующих геометрических размеров: начальная толщина бронепокрытия у открытого горящего заднего торца составляет 1,65мм, у переднего торца - 2,7мм. Длина «чулка» бронепокрытия после выгорания топливной шашки при общей длине вкладного заряда 550мм составляет около 150мм.