СТАРТОВЫЙ ПОРОХОВОЙ ЗАРЯД

Полезная модель относится к ракетным двигателям твердого топлива, в частности к трубчатым пороховым зарядам "щеточного" типа (с закреплением пороховых элементов на переднем дне камеры двигателя по принципу "щетки"), преимущественно многошашечным, с малым временем горения.
Известен узел крепления шашек заряда твердого топлива в камере сгорания ракетного двигателя, в котором на дно камеры наносится слой жидкого эластомера [1]. В эластомер устанавливаются шашки заряда, после чего эластомер полимеризуется. Указанное техническое решение обеспечивает надежное закрепление пороховых шашек в камере двигателя. К недостаткам такой конструкции можно отнести наличие пороховых остатков в заделке после окончания работы двигателя, что приведет к снижению импульса, а также невозможность контролировать вклейку, что при плохой адгезии приведет к отрыву проушин и их уносу несгоревшими, что недопустимо.
Указанные недостатки в значительной мере устранены в конструкции заряда твердого ракетного топлива [2], выполненного без погружения пороховых шашек в клеящий материал. Заряд содержит крышку с буртиком, заполненную эластичным клеящим материалом, в котором установлены штифты с закрепленными на них канальными шашками. Штифты выполнены цилиндрическими с кольцевой проточкой под клеящий материал, а на шашках напротив штифта выполнены радиальные отверстия.
Данная конструкция порохового заряда твердого ракетного топлива, при всех своих достоинствах, а именно: уменьшение массы несгораемых пороховых остатков, имеет существенный недостаток - при плохой адгезии потребуется увеличение глубины заделки штифтов в клеящий материал, что приведет к увеличению жесткости конструкции заряда, а при его горении на минусовой критической температуре (-50°С), может привести к разрушению пороховых шашек заряда, что недопустимо.
Для повышения надежности функционирования порохового заряда разработана конструкция [3], сущность которой состоит в том, что в заряде твердого ракетного топлива, содержащем крышку, заполненную клеящим составом, установлены штифты с канальными пороховыми шашками, в нем, при этом каждый штифт вклеен в канальную пороховую шашку и выполнен с кольцевым замком под клей на цилиндрической головке, с диаметром, равным диаметру канала шашки, и пружинной ножкой с опорой, жестко установленной в крышку с воздушным зазором между канальными пороховыми шашками и клеящим составом. Предлагаемая конструкция заряда обеспечивает более надежное крепление канальных пороховых шашек и более полное их сгорание без разрушения за счет использования оригинальной конструкции штифтов с пружинной ножкой с Т-образной опорой, жестко установленных в крышку с воздушным зазором между канальными пороховыми шашками и клеящим составом и позволяющих за счет пружинной ножки гасить удары от воспламенителя и вибрационного горения.
Однако и данная конструкция не лишена недостатков, а именно отсутствует возможность протекания пороховых газов по центральному каналу у переднего дна двигателя, что обуславливает наличие значительного радиального градиента давления между каналами шашек и зазорами, образованными их внешними поверхностями, особенно при больших длинах пороховых шашек, что в свою очередь может привести к их разрушению, как в случае наличия механических дефектов шашек, так и в конце горения заряда ввиду асимметричной разносводности пороховых шашек, которая приводит к прогару шашек, их разрушению и как следствие к разбросу баллистических параметров изделия, что недопустимо.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных выше недостатков: повышение надежности и эффективности работы стартового порохового заряда в любом температурном диапазоне, без ограничений.
Сборка стартового порохового заряда в соответствии с фиг.1, 2 заключается в следующем: все детали, входящие в сборку, заранее изготовлены. Сначала производят сборку пороховых канальных шашек. В каждую канальную пороховую шашку 1 вклеивают штифт соединительный 2, имеющий кольцевой замок 4 под клей, эквидистантной каналу шашки. После полимеризации клеящего состава необходимое расчетное количество пороховых канальных шашек с вклеенными штифтами соединительными через кольцевой замок 4 устанавливают на штыри основания заряда (в цилиндрические гнезда основания заряда) 5 на клеящий состав, с образованием воздушного зазора h между канальными пороховыми шашками 1 и штыревым (гнездовым) основанием заряда 5. После полимеризации клеящего состава в кольцевых замках заряд готов к применению.
В качестве клеящего состава для жесткой заделки шашек в штифт соединительный и штыри (гнезда) основания заряда желательно применять компаунды, которые после полимеризации стекленеют и у которых адгезия лучше, чем у эластомеров, используемых в прототипе [2]. Кольцевые замки на штифте соединительном предназначены для удержания клея и предотвращения отрыва вклеенных канальных шашек при работе заряда. Перепускные щели штифта соединительного 3 предназначены для выравнивания давления продуктов сгорания по радиусу камеры сгорания двигателя для обеспечения гашения удара при воспламенении пороховых шашек и вибрационного их горения.
Работает стартовый пороховой заряд следующим образом: при воспламенении канальных шашек от воспламенителя его продукты сгорания обтекают внутреннюю и наружные поверхности пороховых шашек. Давление продуктов сгорания ввиду их перетекания через перепускные щели штифта соединительного по радиусу камеры сгорания выравнивается, тем самым предотвращается удар пламени по канальным шашкам, при этом пороховые канальные шашки не ломаются и полностью сгорают. Экспериментальная проверка предлагаемой конструкции заряда подтвердила его работоспособность и высокую эффективность в любых температурных диапазонах без ограничений.
Источники информации
1. Заявка Франции NQ 2436121, 4.07.73 г., МКИ С06О 5/06.
2. Патент России NQ 2186235 от 27.07.2002 г., Бюл. NQ21, МПК7 F02К 9/32.
3. Патент России RU 2255240 С1 от 27.06.2005 г., 7 F02K 9/32.
Краткое описание чертежей
На фиг.1, 2 приведены разновидности предлагаемой конструкции стартового порохового заряда, где:
1 - канальная пороховая шашка;
2 - штифт соединительный;
3 - перепускные щели штифта соединительного;
4 - кольцевые замки на штифте соединительном;
5а - штыревое основание заряда;
5б - гнездовое основание заряда.