Система распределенного подвода воздуха ракетно-прямоточного двигателя

Полезная модель относится к ракетостроению, а именно к системам воздухозаборник устройств (ВЗУ) в ракетно-прямоточных двигателях на твердом топливе (РПДТ).
Известна система перекрывания отверстия воздухосборника для впуска воздуха в камеру сгорания (КС) прямоточного воздушно-реактивного двигателя, которая содержит, по меньшей мере, один обтюратор, включающий стеклянную пластину, выполненную с возможностью полного перекрывания указанного отверстия канала, и, по меньшей мере, одно устройство уничтожения стеклянной пластины обтюратора. Пластина находится на входе в воздухозаборное устройство (патент РФ №2249122, МПК F02K 7/18, опуб. 20.11.2004 г.)
Недостатком системы-аналога является отсутствие конструктивной возможности для увеличения полноты сгорания смесевого твердого топлива.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является сверхзвуковая ракета на порошкообразном топливе, маршевая двигательная установка которой выполнена в виде прямоточного воздушно-реактивного двигателя, который содержит камеру предварительного горения и камеру окончательного сжигания, соединенные с воздухозаборными устройствами, и систему подачи горючего, которая использует поршень (патент РФ №2410291, МПК B64D 27/02, F42B 15/00, опубл. 27.01.2011 г.).
Недостатком системы-прототипа является отсутствие конструктивной возможности для увеличения полноты сгорания смесевого твердого топлива и как следствие возможности увеличения ракетной тяги двигателя.
Проблема решаемая, созданной полезной моделью является устранение недостатков прототипа, а именно повышение полноты сгорания топлива и как следствие увеличение ракетной тяги двигателя.
Выше указанная проблема решается с помощью признаков указанных в формуле полезной модели, общих с прототипом, таких как система распределенного подвода воздуха ракетно-прямоточного двигателя, содержащая камеру дожигания (КД), соединенную с воздухозаборными устройствами, и отличительных, существенных признаков, таких как патрубки ВЗУ установлены в двух сечениях КД, причем в каждом патрубке и корпусе КД выполнены окна входа воздуха, расстояние между которыми не превышает трех калибров/диаметров КД.
Выше перечисленная совокупность существенных признаков как известных, так и новых позволяет получить следующий технический результат - увеличение ракетной тяги двигателя.
Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами: на Фиг. 1 приведена схема расположения патрубков ВЗУ на РПДТ, где позициями обозначены: 1 - газогенератор, 2 - корпус ВЗУ, 3 - переходный отсек, 4 - окна камеры дожигания, 5 - камера дожигания.
На Фиг. 2 представлен вид КД с патрубками ВЗУ при распределенном подводе воздуха.
Система распределенного подвода воздуха ракетно-прямоточного двигателя (фиг. 1) содержит камеру дожигания 5, соединенную с воздухозаборными устройствами 2. Патрубки ВЗУ 2 установлены в двух сечениях камеры дожигания 5, причем в каждом патрубке и корпусе камеры дожигания выполнены окна входа воздуха 4, расстояние L между которыми не превышает трех калибров/диаметров камеры дожигания. Расстояние L между окнами выбрано расчетным и подтверждено экспериментальным путем, выход за пределы которого, не позволит получить выше указанный технический результат.
Полезная модель способствует увеличению полноты сгорания смесевого твердого топлива, в котором, в качестве энергетической добавки присутствует бор. Два входных окна подачи воздуха 4 (фиг. 1), расположенных в камере дожигания 5, способствуют организации потока таким образом, что в районе первого окна создается высокотемпературная зона со стехиометрическим соотношением топлива и воздуха близким к единице. Одновременно остальная часть воздуха поступает во второе окно, где происходит дожигание частиц бора в потоке. Согласно теоретическим исследования, в районе второго окна реализуется вторая стадия горения частиц бора в отсутствии оксидной пленки, покрывающей частицу, при этом эффективность горения обеспечивается подводом воздуха и созданием зоны с повышенной концентрацией кислорода. Расстояние L между окнами входа 4 в камеру дожигания 5 не превышает трех калибров (диаметров) камеры дожигания.
Система распределенного подвода воздуха (фиг. 2) представляет собой КД 5 с несколькими окнами входа 4 (два окна от каждого патрубка ВЗУ в разных сечениях). Система начинает работу в момент начала работы маршевого газогенератора 1, так же как и у прототипа, но в отличие от него подача воздуха происходит по воздухозаборникам 2 сразу в двух сечениях КД, тем самым увеличивая импульс двигателя при том же количестве топлива.
Из описания и практического применения настоящей полезной модели специалистам будут очевидны и другие частные формы ее выполнения. Данное описание и чертежи рассматриваются как материал, иллюстрирующий полезную модель, сущность которой и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле полезной модели, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.