УЗЕЛ ОТСЕЧКИ ТЯГИ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
THRUST CUT-OFF ASSEMBLY OF SOLID-PROPELLANT ROCKET ENGINE

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании узла отсечки тяги ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ).
Узлы отсечки тяги предназначены для полного обнуления тяги, создания противотяги или ступенчатого регулирования тяги двигателя. Их обычно располагают на переднем днище двигателя или цилиндрической части корпуса.
Известна конструкция узла отсечки тяги РДТТ (см. патент РФ №2403428, МПК F02K 9/92, опубл. 10.11.2010 г.). Представленный узел отсечки тяги содержит установленный на ракетный двигатель твердого топлива раструб сопла противотяги, снабженный фланцем и закрытый заглушкой, зафиксированной кулачками с контактирующим с ними затвором, образующим затворную полость, которая сообщена с пиропатроном.
Недостатком известного узла отсечки тяги является необходимость относительно высокого значения (десятки атмосфер) внутрикамерного давления для надежного вышибания заглушки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является «Узел отсечки тяги ракетного двигателя твердого топлива» (см. патент РФ №2459104, МПК F02K 9/92, F02K 9/97, опубл. 28,03,2013 г.),
содержащий раструб сопла противотяги, снабженный фланцем и закрытый заглушкой, зафиксированной кулачками (или шариками) с контактирующим с ними затвором, образующим затворную полость, которая сообщена с пиропатроном, отличающийся тем, что затворная полость образована вокруг сопряженного с фланцем участка раструба сопла противотяги, при этом заглушка связана с толкателем, установленным с возможностью продольного перемещения в кольцевой проточке, выполненной внутри фланца, причем кольцевая проточка газосвязана с затворной полостью, а затвор снабжен ограничителем хода.
В техническом решении, принятом за прототип, происходит принудительное выталкивание заглушки посредством толкателя, на который со стороны кольцевой проточки действует давление продуктов сгорания того же пиропатрона, который обеспечивает отжатие затвора при расфиксации заглушки. Таким образом, обеспечивается повышение надежности срабатывания узла отсечки тяги.
Однако, представленный узел отсечки тяги имеет ряд недостатков:
- необходимость прокладывания дополнительных жгутов к каждому узлу;
- возможно заклинивание кулачков (или шариков) при расфиксации;
- неравномерность срабатывания узлов, т.к. у каждого узла свой пиропатрон, а также вероятность несрабатывания одного или нескольких узлов;
- наличие отлетающих частей при срабатывании узла, представляющих опасность для корпуса ракеты.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение надежности срабатывания узла отсечки тяги РДТТ, а также упрощение его конструкции.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в узле отсечки тяги ракетного двигателя твердого топлива содержащем пробку, герметично закрывающую полость двигателя, толкатель, установленный с возможностью осевого перемещения, пробка и толкатель разнесены и удерживают обечайку, при этом толкатель упирается в кольцо, жестко скрепленное с обечайкой, а для смещения и центрирования кольца установлены направляющие, расположенные между маршевой ступенью ракеты и ракетным двигателем. Толкатель снабжен ограничителем хода.
Таким образом, освобождение пробки и движение толкателя происходят одновременно, что гарантированно обеспечивает надежное срабатывание и обнуление тяги РДТТ, количество отлетающих деталей минимизировано, кроме того, возникает дополнительное осевое воздействия на маршевую ступень ракеты при ее отделении.
Заявляемое техническое решение не известно из патентной и научно-технической литературы.
Заявляемое изобретение «Узел отсечки тяги ракетного двигателя твердого топлива» представлено на следующих фигурах:
Фиг. 1 - узел отсечки тяги в исходном положении;
Фиг. 2 - узел отсечки тяги в момент срабатывания толкателей и
выхода пробок, и начало обнуление тяги.
Узел отсечки тяги РДТТ скомпонован между маршевой ступенью ракеты 1 и РДТТ 8, соединенных между собой переходником 2 (Фиг. 1). Переходник болтовым соединением скреплен с РДТТ, а к маршевой ступени ракеты крепится с помощью разрывных болтов 10. Блок обнуления тяги включает четыре толкателя 4 и восемь пробок 7, герметично расположенных на двигателе. Ход толкателей и пробок ограничивает обечайка 3. Обечайка болтовым соединением жестко скреплена с кольцом 6. Толкатель 4 упирается в кольцо, а кольцо упирается в маршевую ступень ракеты. Для центрирования кольца установлены направляющие 5, закрепленные на переходнике.
Узел отсечки тяги РДТТ работает следующим образом:
Подается команда подачи питания на разрывные болты 10, крепящие между собой переходник 2 и маршевую ступень ракеты 1, происходит потеря жесткой связи между ними. Под действием внутреннего давления РДТТ 8 происходит движение толкателей 4, имеющих свободный ход, до ограничителя хода 9. Толкатели сдвигают обечайку 3, скрепленную с кольцом 6 и центрируемую направляющими 5. Кольцо воздействует на маршевую ступень ракеты 1, придавая дополнительный импульс маршевой ступени для последующего разделения ступеней. Одновременно с движением толкателей 4 обечайка 3 открывает ход пробкам 7, одновременно вылетающим через отверстия в переходнике 2. Происходит обнуление тяги РДТТ (Фиг. 2).
Таким образом, заявляемый «Узел отсечки тяги ракетного двигателя твердого топлива» имеет следующие преимущества:
- обладает более простой конструкцией по сравнению с прототипом, имеет меньшие габариты и массу;
- обеспечивает сокращение времени процесса;
- возможность разделения в любой момент времени работы РДТТ;
- позволяет обеспечить дополнительную осевую силу, воздействующую на маршевую ступень в момент разделения за счет движения толкателей.