ЗАРЯД ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА

Предлагаемая полезная модель относится к области ракетной техники, а именно, к конструкции скрепленного заряда ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ) и может найти широкое применение для крылатых ракет и др.
Одной из проблем при проектировании заряда РДТТ, имеющего корпус с неразъемным днищем, является снижение отрывного напряжения на торце, скрепленного с корпусом заряда.
Известна конструкция заряда по патенту US №3616646 кл. 60-255 МПК F02K 9/04, заявлено 24.03.1970 г, опубликовано 05.11.1971 г, по которому патентуется компенсатор деформации торцевой части (передней и задней) заряда. Компенсатор деформации обеспечивает уменьшение напряжений в заряде при работе РДТТ и при глубоком охлаждении заряда. Между зарядом и корпусом находится слой термоизоляции. Компенсатор деформации приклеен к заряду в торцевой его части и может изготавливаться из различных эластомеров - например из буна-каучука. В компенсаторе деформации предусмотрена щель, занимающая часть толщины горящего свода заряда. У заряда с компенсатором деформации не возникает торцевого зазора, что особенно часто происходит с зарядом обычной конструкции, в который могут проникать газы, вызывая пики давления в камере сгорания. К моменту времени, когда фронт горения в заряде, движущийся в радиальном направлении, окажется на большем радиусе, чем высота щели в компенсаторе деформации, деформация торцевой области заряда уменьшается. Данная конструкция заряда принята авторами за прототип.
Недостатком указанной конструкции-прототипа является наличие объемного компенсатора деформации, увеличивающего пассивный вес конструкции РДТТ и ухудшающего коэффициент качества, в том числе и за счет уменьшения массы топлива. Кроме того, уменьшение торцевой деформации за пределами щели может оказаться недостаточным, что может привести к прочностному разрушению корпуса заряда.
Задачей настоящей полезной модели является оптимизация массовых характеристик и уменьшение пассивного веса заряда, а также повышение надежности его работы за счет исключения отрывных напряжений по торцу заряда.
Технический результат предлагаемой полезной модели достигается за счет того, что торец заряда забронирован тонким эластичным материалом-манжетой, не скрепленной с днищем корпуса, являющейся компенсатором деформации, что обеспечивает свободное перемещение торца заряда, не вызывая в нем отрывных напряжений. Манжета заканчивается петлей, конец которой прикреплен к слою термоизоляции неразъемного днища корпуса. Длина петли обеспечивает свободное перемещение торца заряда и исключает проникновение газа в заманжетное пространство. Наличие тонкой бронирующей торец заряда манжеты уменьшает пассивный вес заряда, практически полностью исключающей отрывные напряжения на торце заряда.
Сущность полезной модели представлена на фигурах.
На Фиг.1 представлен заряд с манжетой и петлей, где
1 - заряд;
2 - корпус РДТТ;
3 - неразъемное днище корпуса;
4 - слой термоизоляции днища;
5 - эластичная манжета;
6 - воздушный зазор между слоем термоизоляции днища и манжетой;
7 - петля манжеты;
На Фиг.2 представлена петля манжеты до нагружения, где:
8 - участок конца петли манжеты;
9 - место скрепления манжеты с торцом заряда.
На Фиг.3 представлена петля манжеты в растянутом состоянии за счет охлаждения или при наличии давления в камере сгорания.
Наличие компенсатора деформации, выполненного в виде эластичной манжеты, в конструкции заряда, обеспечивает высокий коэффициент заполнения камеры сгорания, высокий коэффициент массового совершенства, низкий пассивный вес заряда. Исключение возникновения отрывных напряжений на торце заряда повышает надежность заряда.
Заряд твердого ракетного топлива работает следующим образом. При срабатывании заряда 1 давлением газов в корпусе 2 неразъемное днище 3 деформируется, растягивая петлю 7 эластичной манжеты 5 между местом скрепления манжеты с торцом заряда 9 и участком конца петли 8, прикрепленного к неразъемному днищу слоем термоизоляции 4. При глубоком охлаждении деформируется заряд 1 в осевом направлении, уменьшаясь в длине, также растягивая петлю манжеты 7. При этом увеличивается воздушный зазор 6 между слоем термоизоляции днища и манжетой. Наличие эластичной манжеты полностью исключает отрывные напряжения на торце заряда, а петля манжеты в растянутом виде исключает попадание горячих газов в воздушный зазор 6.
Эффективность работы заряда твердого ракетного топлива, в котором использована манжета с петлей, проверена на этапе отработки опытных образцов при изготовлении зарядов на Пермском пороховом заводе и огневыми стендовыми испытаниями в ФГУП «НИИПМ».