Пускова установка ракети з багатосопловим двигуном

Реферат: Пускова установка ракети з багатосопловим двигуном містить раму з опорами стояння для ракети і систему охолодження пускової установки, котра включає радіальні патрубки прямокутного перерізу, закріплені на рамі, розташовані під відповідними соплами двигуна ракети і сполучені з джерелом води, циліндричний насадок з плоскими перегородками і циліндричне сопло, при цьому на верхній поверхні кожного радіального патрубка встановлені щілинні насадки. Циліндричний насадок змонтований на вільному кінці кожного радіального патрубка на його нижній поверхні, орієнтований вертикально вниз і його внутрішня порожнина сполучена з внутрішньою порожниною радіального патрубка. Циліндричне сопло встановлено співвісно всередині кожного циліндричного насадка. UA 75343 U (12) UA 75343 U UA 75343 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до ракетного обладнання, а більш конкретно - до пускових установок і може використовуватися для зниження дії зовнішніх факторів пуску на ракету. Відомою є пускова установка ракети з багатосопловим двигуном, яка містить раму з опорами стояння для ракети і систему охолодження пускової установки, котра включає радіальні патрубки прямокутного перерізу, закріплені на рамі, розташовані під відповідними соплами двигуна ракети і сполучені з джерелом води (див. патент України № 45772А, МПК B64G5/00, 2001р.). На верхній поверхні кожного радіального патрубка встановлені щілинні насадки (див. книгу: Технологические объекты наземной инфраструктуры ракетно-космической техники. Инженерное пособие под ред. И.В. Бармина. - М.: Полиграфикс РПК, 2006, с. 123.). Щілинні насадки створюють водяну завісу, яка взаємодіє з газовими струменями двигуна ракети при пуску і зменшує їх дію на ракету і газовідбійник пускової установки. Газові струмені мають високу температуру (2000-3000 °C) і велику швидкість. Недоліком відомої пускової установки (ПУ) є її низькі експлуатаційні якості, такі як: - значні теплові і ударно-хвильові навантаження, які діють на хвостову частину ракети, що потребує додаткового зміцнення ракети і призводить до небажаного підвищення її маси; - значні акустичні навантаження, які діють на корисне навантаження і погіршують його характеристики; - значні газодинамічні і теплові навантаження на газовідбійник, які знижують стійкість газовідбійника, що призводить до передчасного трудомісткого його ремонту. Найближчою до запропонованої по технічному рішенню є вибрана як прототип пускова установка ракети з багатосопловим двигуном за патентом РФ № 2.099.255, МПК B64G5/00, F42B15/00, 1995р. Ця ПУ містить раму з опорами стояння для ракети і систему охолодження пускової установки, котра включає радіальні патрубки прямокутного перерізу, закріплені на рамі, розташовані під відповідними соплами двигуна ракети і сполучені з джерелом води, при цьому на верхній поверхні кожного радіального патрубка встановлені щілинні насадки. Для створення водяної завіси використовуються також: - циліндричні насадки з плоскими перегородками за патентом США № 3.685.584, клас 169/2R, 169/4, 1972 р.; - циліндричні сопла за патентом США № 4.645.185, клас 266/114, 72/201, 1987 р. Недоліком відомої ПУ є її невисокі експлуатаційні якості, тому що на ракету і газовідбійник діють значні навантаження під час пуску. В основу корисної моделі поставлена задача створення удосконаленої конструкції пускової установки ракети з багатосопловим двигуном, яка б дозволила забезпечити підвищення її експлуатаційних якостей шляхом уведення в нього нових елементів і технічних рішень, таких як: - циліндричний насадок монтується на вільному кінці кожного радіального патрубка на його нижній поверхні, орієнтується вертикально вниз і його внутрішня порожнина сполучається з внутрішньою порожниною радіального патрубка, а циліндричне сопло встановлюється співвісно всередині кожного циліндричного насадка, що дозволяє підвищити інтенсивність охолодження газових струменів ракети за рахунок збільшення кількості води, яка дисперсно подається у газові струмені, і збільшення довжини ділянки газових струменів, в які вона вводиться; - у циліндричному насадку встановлюються дві пари плоских перегородок, котрі розміщуються послідовно по довжині і рівномірно по колу з утворенням між собою похилих трапецієвидних сопел, розташованих між внутрішньою поверхнею циліндричного насадка і зовнішньою поверхнею циліндричного сопла, що дозволяє підвищити дисперсність водної завіси, а, отже, підвищити її ефективність; - циліндричний насадок з'єднується з бічними поверхнями радіального патрубка за допомогою накладок, розташованих під кутом 25-35° до вертикальної осі циліндричного насадка, плоскі перегородки розташовуються з перекриттям одна одної на кут 25-45° і встановлюються під кутом 20-25° до нижнього торця циліндричного насадка, що дозволяє забезпечити раціональне компонування елементів пристрою і мінімальний гідравлічний опір під час руху води вздовж пристрою. Поставлена задача вирішується таким чином, що у запропонованій пусковій установці ракети з багатосопловим двигуном, яка містить раму з опорами стояння для ракети і систему охолодження пускової установки, котра включає радіальні патрубки прямокутного перерізу, закріплені на рамі, розташовані під відповідними соплами двигуна ракети і сполучені з джерелом води, циліндричний насадок з плоскими перегородками і циліндричне сопло, при цьому на верхній поверхні кожного радіального патрубка встановлені щілинні насадки, в ній циліндричний насадок змонтований на вільному кінці кожного радіального патрубка на його нижній поверхні, орієнтований вертикально вниз і його внутрішня порожнина сполучена з внутрішньою порожниною радіального патрубка, а циліндричне сопло встановлено співвісно 1 UA 75343 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 всередині кожного циліндричного насадка. У циліндричному насадку встановлено дві пари плоских перегородок, котрі розміщені послідовно по довжині і рівномірно по колу з утворенням між собою похилих трапецієвидних сопел, розташованих між внутрішньою поверхнею циліндричного насадка і зовнішньою поверхнею циліндричного сопла. Циліндричний насадок з'єднаний з бічними поверхнями радіального патрубка за допомогою накладок, розташованих під кутом 25-35° до вертикальної осі циліндричного насадка, плоскі перегородки розташовані з перекриттям одна одної на кут 25-45° і встановлені під кутом 20-25° до нижнього торця циліндричного насадка. Для пояснення конструкції ПУ і її роботи додаються креслення і її детальний опис. На кресленнях зображено: - на фіг. 1 - загальний вигляд ПУ зверху; - на фіг. 2 - розріз А-А фіг. 1 (поздовжній розріз ПУ); - на фіг. 3 - вигляд Б фіг. 2 (загальний вигляд радіального насадка); - на фіг. 4 - вигляд В фіг. 3 (вигляд радіального насадка збоку); - на фіг. 5 - виносний елемент Γ фіг. 4 (загальний вигляд циліндричного насадка); - на фіг. 6 - вигляд Д фіг. 5 (вигляд циліндричного насадка з торця); - на фіг. 7 - розріз Е-Е фіг. 6 (поздовжній розріз циліндричного насадка). Запропонована ПУ включає раму 1, газовідбійник 2, поворотні кронштейни стояння 3 для ракети 4 з соплами 5 і радіальні патрубки 6 (фіг. 1, 2). Кожний радіальний патрубок 6 складається з корпусу 7 з прямокутним перерізом, фланця 8 для кріплення на рамі 1, щілинних насадків 9, циліндричного насадка 10, циліндричного сопла 11, чотирьох плоских перегородок (лопатей) 12, що утворюють два трапецієвидних сопла 13, отвір 14 для підведення трубопроводу 15 подавання води і дві бічні накладки 16 (фіг. 3-7). На кресленнях зображені наступні кути: - =25-35° - кут між накладками 16 і вертикальною віссю циліндричної насадки 10 (фіг. 3); - =25-45° - кут, на який плоскі перегородки 12 перекривають одна одну (фіг. 6); - γ=20-25° - кут встановлення плоских перегородок 12 до нижнього торця циліндричного насадка 10 (фіг. 5). Робота запропонованої ПУ здійснюється наступним чином. Після встановлення ракети 4 на кронштейни стояння 3 ПУ здійснюють її підготовку до пуску: проводять перевірки систем ракети 4 і заправлення компонентами палива (фіг. 1, 2). Після цього здійснюють запуск ракети 4. За 10-15 секунд до запуску двигуна ракети 4 починають подавати воду по трубопроводах 15 у отвори 14 радіальних патрубків 6. Далі вода поділяється на три потоки: - один потік виходить через щілинні насадки 9 і створює багатоярусну віяльну дисперсну завісу; - другий потік виходить через трапецієвидні сопла 13, закручується і формується у конусну віяльну дисперсну завісу; - третій потік виходить через циліндричні сопла 11 і спрямовується вниз. Віяльні завіси, що створюються щілинними насадками 9 і трапецієвидними соплами 13, взаємодіють з газовими струменями ракети 4, а вода з циліндричних сопел 11 подається на газовідбійник 2. Напрямок газового струменя зображений стрілкою на фіг. 4. Тривалість 10-15 секунд забезпечує вихід системи охолодження ПУ на максимальний режим витрачання води 4-5 т/с для ракет середнього класу, що забезпечує мінімальну дію ударнохвильових навантажень на хвостову частину ракети до 0,45 кгс/см. Рама з кронштейнами стояння виконується за патентом України № 2978u, МПК F41F3/052, B64G5/00, 2001 р. Таким чином, запропонована ПУ, яка має просту і надійну конструкцію, забезпечує зменшення навантажень на ракету під час пуску і зменшення габаритів газовідбійника. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 1. Пускова установка ракети з багатосопловим двигуном, що містить раму з опорами стояння для ракети і систему охолодження пускової установки, котра включає радіальні патрубки прямокутного перерізу, закріплені на рамі, розташовані під відповідними соплами двигуна ракети і сполучені з джерелом води, циліндричний насадок з плоскими перегородками і циліндричне сопло, при цьому на верхній поверхні кожного радіального патрубка встановлені щілинні насадки, яка відрізняється тим, що циліндричний насадок змонтований на вільному кінці кожного радіального патрубка на його нижній поверхні, орієнтований вертикально вниз і 2 UA 75343 U 5 10 його внутрішня порожнина сполучена з внутрішньою порожниною радіального патрубка, а циліндричне сопло встановлено співвісно всередині кожного циліндричного насадка. 2. Пускова установка ракети з багатосопловим двигуном за п. 1, яка відрізняється тим, що у циліндричному насадку встановлено дві пари плоских перегородок, котрі розміщені послідовно по довжині і рівномірно по колу з утворенням між собою похилих трапецієвидних сопел, розташованих між внутрішньою поверхнею циліндричного насадка і зовнішньою поверхнею циліндричного сопла. 3. Пускова установка ракети з багатосопловим двигуном за пп. 1, 2, яка відрізняється тим, що циліндричний насадок з'єднаний з бічними поверхнями радіального патрубка за допомогою накладок, розташованих під кутом 25-35° до вертикальної осі циліндричного насадка, плоскі перегородки розташовані з перекриттям одна одної на кут 25-45° і встановлені під кутом 20-25° до нижнього торця циліндричного насадка. 3 UA 75343 U 4 UA 75343 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5