Твердопаливний двигун ракетного снаряда, спорядженого корисним вантажем

1. Твердопаливний двигун ракетного снаряда, спорядженого корисним вантажем, що містить в своєму складі корпус, утоплені в його обводі сопла, заряд твердого палива та вузол запалення твердого палива, який відрізняється тим, що передня частина корпусу двигуна виконана у вигляді оживальної частини снаряда, яка оснащена підтримувальним каркасом та C2 2 (19) 1 3 81500 Недоліком такого двигуна є те, що в разі необхідності розміщення в снаряді замість вибухівки корисного вантажу позад ракетного двигуна, з соплами утопленими в обвід снаряду, оживальна частина снаряду, яка є обов'язковою його складовою, залишається незаповненою, оскільки рішення заповнення та закріплення заряду твердого палива вказаної оживальної частини снаряду він не має. Відомий також реактивний блок артилерійського бойового снаряду [патент FR2479905 F02K9/10 від 09.10.1981], у якого заряд твердого палива оживальної форми боєголовки снаряду опертий на задню його основу, причому фронт горіння з одного боку розповсюджується ззовні до центру паралельно поверхням виконаних на заряді впадин, а з другого - ззовні до центру паралельно наружньої, оживальної поверхні. При цьому реактивний блок снаряду з твердим паливом розміщений між підривним пристроєм та наконечником боєголовки і має сопла в нижній частині блоку. Перевагою такого реактивного блоку є те, що в ньому заряд поміщений в обводі оживальної частини боєголовки і має також сопла виконані в її обводі, що дозволяє постріл снаряду з гармати та підвищує дальність польоту снаряду. Недоліком такого реактивного блоку є те, що в ньому заряд твердого палива може бути лише малої ваги, щоб витримувати перевантаження при пострілі з гармати, опираючись лише на нижню свою основу, а рішення щодо закріплення в оживальній частині заряду палива більшої ваги в умовах пострілу цей реактивний блок не має. Найбільш близьким по технічній суті до пропонованого винаходу є двигун твердого палива керованого снаряду [патент RU2079689, F02K9/08 від 20.05.1997р. – прототип], який включає корпус з соплами в обводі двигуна, вузол запалення, вкладний заряд твердого палива з центральним каналом і розміщеною в ньому трубкою та соплову заглушку. Двигун споряджений вузлом очищення вихлопних газів, виконаним в вигляді глухих збірних порожнин, створених додатково передбаченими усіченими пірамідальними виступами, малі основи яких розташовані паралельно до зовнішньої конічної поверхні форсажного участку шашки, а великі навпроти сопел, корпусом двигуна та ущільнюючим кільцем в сторону дії польотних перевантажень, а розміщена всередині каналу порохової шашки трубка покрита матеріалом з низьким коефіцієнтом теплопровідності в вигляді, наприклад, термостійкої пластмаси, при цьому зовнішній діаметр трубки складає 0,8-0,9 діаметра центрального каналу. Перевагою цього двигуна є те, що він виконаний по тягнучій схемі з зарядом твердого палива вкладеним позад сопел, які виконані в обводі двигуна, що дозволяє постріл з гармати та збереження орієнтації снаряду в польоті, заданої при пострілі. Недоліком прототипу є те, що в разі необхідності розміщення в снаряді замість вибухівки корисного вантажу позад ракетного 4 двигуна, з соплами утопленими також в обводі двигуна, оживальна частина снаряду, яка є обов'язковою його складовою, залишається незаповненою і рішення щодо заповнення та закріплення в цій частині снаряду заряду твердого палива, здатного витримувати великі подовжні перевантаження та обертання навколо вісі при пострілі, прототип не має. Технічною задачею винаходу є ви ведення пострілом з гармати на велику висоту в стратосферу корисного вантажу, розміщеного в задній частині снаряду обумовленого габариту, за рахунок максимального ефективного використання передньої, оживальної частини снаряду. Технічним результатом є виконання твердопаливного двигуна з раціональним використанням в його складі оживальної частини снаряду з забезпеченням оптимального співвідношення між частинами заряду в передній та задній частині корпусу. Виконання технічної задачі досягнуто за рахунок використання наступних відомих суттєвих ознак - двигун, споряджений корисним вантажем, містить корпус, утоплені в його обводі сопла, заряд твердого палива та вузол запалення, а також наступних відмінних суттєви х ознак передня частина двигуна виконана у вигляді оживальної частини снаряду, яка оснащена підтримуючим каркасом та діафрагмою, двигун споряджено додатковим зарядом твердого палива, який розміщений попереду сопел в оживальній частині снаряду, та складає 0,25-0,35 від загальної маси заряду. Виконання передньої частини корпусу двигуна у вигляді оживальної частини снаряду, яка оснащена підтримуючим каркасом та діафрагмою, а також спорядження двигуна додатковим зарядом твердого палива, який розміщений попереду сопел в оживальній частині снаряду дозволяє раціонально використати у складі двигуна оживальну частин у снаряду. Поділяння дискамифіксаторами з радіальними гребенями заряду твердого палива в передній частині корпусу дає можливість зменшити питомий тиск на паливо до значення, що не перевищує нижньої межі його міцності при стисненні, що дозволяє забезпечити працездатність заряду в умовах перевантажень подовжніх та від обертання навколо вісі. Для пояснення конструкції приведено ілюстрацію, (Фіг.1), на якій наведено двигун в розрізі. Двигун включає передню частину корпусу 1, що має форму оживала, заряд твердого палива 2 передньої частини корпусу, стержень каркасу 3, диск-фіксатор 4 каркасу, діафрагму 5, сопла 6, сопловій блок 7, вузол запалення 8, задню частину 9 корпусу двигуна та заряд твердого палива 10 задньої частини корпусу. Центральний стержень 3, з закріпленими на ньому дисками-фіксаторами 4, які поділяють заряд палива 2 на частини заданої ваги, утворюють підтримуючий каркас. Центральний стержень 3 закріплений у верхній частині оживала частини корпусу 1. Дискифіксатори 4 з отворами та гребенями поділяють паливо заряду 2 на частини такої ваги, які при дії подовжніх перевантажень створюють на поверхню 5 81500 диску тиск, що не перевищую нижньої межі питомої міцності на стиснення вибраного палива, а поверхня його з боку діафрагми 5 виконана сферичною. Вузол запалення 8 розміщений між двома зарядами 2 та 10 і закріплений на діафрагмі 5. Працює твердопаливний двигун ракетного снаряду, при пострілі з гармати, таким чином. Під час руху в стволі гармати і після виходу ракетного снаряду із ствола, де діють великі перевантаження подовжні та внаслідок обертання навколо вісі, заряд твердого палива 10 задньої частини двигуна зберігає свою працездатність за рахунок того, що сприймає перевантаження як густа рідина. Заряд твердого палива 2 передньої частини двигуна такі перевантаження та обертання витримує завдяки діафрагмі 5 та підтримуючому каркасу, центральний стержень 3 якого закріплений в верхній частині оживала, та має поперечні диски-фіксатори 4, що поділяють паливо на частини заданої ваги. Отвори в дискахфіксаторах 4 виконані для проходження продуктів горіння палива, а гребені на поверхні кожного диску, - для запобігання зрушення заряду палива при обертанні снаряду навколо вісі. В певній точці траєкторії снаряду після пострілу вузол запалення 8 запалює одночасно заряди 2 та 10, які продукують продукти горіння палива в спільні сопла 6 і створюють потрібну тягу. У конкретному варіанті твердопаливного двигуна снаряду калібру 203мм, в оживальній частині двигуна додатково поміщено біля 7кг палива, яке поділено трьома дискамифіксаторами, що мають отвори діаметром 8мм та радіальні гребені на поверхні диску висотою 3мм, при цьому застосовано паливо з питомою міцністю стиснення 3· 10Па, що дало підвищення висоти виведення корисного вантажу на 25-27км. Таким чином забезпечується вищезгаданий технічний результат, що виражається в доставці корисного вантажу в заданий шар атмосфери за допомогою твердопаливного двигуна з підвищеними вихідними технічними параметрами в заданому габариті снаряду. 6