Ракетный двигатель твердого топлива

1 Изобретение относится к ракетным двигателям твердого топлива и может использоваться при создании вооружения и военной техники, а также при модернизации двигателей, находящихся в эксплуатации зенитных ракет. Известны двигатели, обеспечивающие разгон зенитной управляемой ракеты (ЗУР) до необходимой скорости, которые представляют собой однокамерный двигатель, работающий на твердом топливе. Так, известен реактивный двигатель твердого топлива, содержащий корпус и цилиндрический топливный заряд с выполненной в нем камерой сгорания [US 4442666 А, 17.04.84 г.]. Указанный двигатель надежен и прост в эксплуатации, однако одним из его недостатков является то, что падение скорости истечения струй газа в последующее после момента пуска и разгона время вызывает необходимость применять сопло более сложной конструкции и увеличивать тяговооруженность двигателя. Известен ракетный двигатель твердого топлива, содержащий корпус, камеру сгорания с зарядом твердого топлива, сопла стартового режима и перекрытые устройством переключения сопла маршевого режима [RU 1725598 С,09.11.89 г.]. Однако данный двигатель имеет весьма сложную конструкцию, что ограничивает сферу его применения. При этом наличие нескольких сопел предъявляет повышенные требования к контуру управления ЗУР по обеспечению стабилизации ее движения на участке полета и особенно - на участке наведения на цель. Наиболее близким аналогом является ракетный двигатель твердого топлива первой ступени ЗУР зенитного ракетного комплекса С-125 и его модификаций [Зенитный ракетный комплекс С-125. Техническое описание. 1980; Модернизация ЗРК Волга и Печора//Каталог Оружие России-2000. - М.: Военный парад,2000; Мобильный зенитный ракетный комплекс,антенный пост, оптико-электронная система,комплекс радиотехнической защиты. Заявка RU 200200007, приоритет от 12.02.2002 г.]. Подобные ЗУР как средство огневого поражения воздушных целей являются элементом зенитных ракетных комплексов типа С-125, находящихся на вооружении ряда зарубежных государств, и имеют перспективу длительного применения в войсках этих государств. В состав ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ) первой ступени входит собственно двигатель в сборе вместе с камерой сгорания и сопловой блок в сборе (фиг. 1). Двигатель включает в себя корпус 1 с решеткой 2, крышку 3, воспламенительное устройство 4, заряд твердого топлива 5. На переднем днище корпуса 1 имеется резьбовой фланец для крепления крышки 3, на заднем днище предусмотрена резьба для крепления соплового блока. 2 Сопловой блок в сборе содержит основание 6 с резьбой для крепления его к корпусу 1 двигателя, раструб 7, а также биконическое устройство регулирования размера критического сечения сопла, состоящее из переднего конуса 8,штока 9 с нанесенными на него метками (рисками), втулки 10, заднего конуса 11, винта 12 и гайки 13. В зависимости от температуры окружающей среды (условий эксплуатации и применения ЗУР) вращением гайки 13 обеспечивается перемещение заднего конуса 11 по штоку 9 на необходимое количество меток (рисок) на штоке 9, устанавливая тем самым соответствующий температуре размер критического сечения сопла. К основным недостаткам, снижающим надежность применения этого РДТТ по назначению и его эффективность, можно отнести следующие: сложность конструкции сопловой части ракетного двигателя; наличие реактивного сопла с регулируемым в зависимости от температурных условий эксплуатации критическим сечением сопла (что вызывает необходимость контроля температуры окружающей среды в районе дислокации пусковой установки ЗУР и соответствующей - в зависимости от значения температуры - регулировки размера критического сечения сопла). Задачей изобретения является повышение наджности эксплуатации и применения ракетного двигателя твердого топлива при одновременном сохранении его энергетических характеристик. Достигаемыми техническими результатами являются упрощение конструкции реактивного сопла ракетного двигателя твердого топлива,исключение необходимости ручной регулировки (при изменении температуры окружающей среды в районе дислокации пусковой установки ЗУР) размера критического сечения сопла, а также существенное упрощение эксплуатации РДТТ в войсковых частях (в местах дислокации пусковых установок ЗУР). Поставленная задача решается, а технические результаты достигаются тем, что в заявляемом изобретении осуществляют замену соплового блока с регулируемым размером критического сечения реактивного сопла на вновь спроектированное реактивное сопло спостоянным критическим сечением. Использование реактивного сопла с постоянным критическим сечением позволяет упростить конструкцию двигателя, исключить необходимость ручной регулировки (при изменении температуры окружающей среды в районе дислокации пусковой установки ЗУР) размера критического сечения реактивного сопла. При этом применение в конструкции двигателя реактивного сопла с постоянным критическим сечением обеспечивает существенное упрощение экс 3 плуатации РДТТ в войсковых частях (в местах дислокации пусковых установок ЗУР). Простота замены регулируемого реактивного сопла РДТТ на вновь спроектированное реактивное сопло обеспечивает также возможность проведения модернизации зенитных управляемых ракет непосредственно в условиях войсковой части(на местах нахождения этих ракет). Заявляемый ракетный двигатель твердого топлива первой ступени ЗУР предназначен для обеспечения разгона ракеты до необходимой скорости и представляет собой однокамерный двигатель, работающий на баллиститном твердом топливе. Ракетный двигатель твердого топлива с сопловым блоком постоянного критического сечения представлен на фиг. 2. В состав двигателя входят корпус 1 с решеткой 2, крышка 3, воспламенительное устройство 4, заряд твердого топлива 5. Корпус 1 двигателя, выполненный из высокопрочной стали, представляет собой сварную тонкостенную обечайку с приваренными к ней передним и задним днищами. На переднем днище имеется резьбовой фланец для крепления крышки 3, на заднем днище предусмотрена резьба для крепления соплового блока. Сопловой блок с постоянным критическим сечением состоит из основания 14 с резьбой для крепления его к корпусу 1 двигателя, раструба 15, графитового вкладыша 16, размещаемого по внутренней поверхности реактивного сопла, и заглушки 17. Для исключения деформаций опорной решетки 2 от воздействия температуры продуктов сгорания заряда твердого топлива 5 в конструкцию соплового блока введен дополнительный упор 18, что, в свою очередь, обеспечивает полное сгорание заряда в камере двигателя. Для обеспечения постоянного критического сечения в сопловом блоке устанавливается графитовый вкладыш, выполненный из графита ПРОГ-2400 СВ в качестве материала критического сечения сопла. Применение графитового вкладыша позволяет увеличить надежность работы двигателя, а также производить замену твердотопливных зарядов (при модернизации двигателя) на заряды с более высокой энергетикой. Двигатель, являющийся составной частью зенитной управляемой ракеты, с переднего торца соединяется с переходным конусом двигателя второй ступени ЗУР при помощи шпилечного соединения 19. После воспламенения заряда твердого топлива 5 давление внутри РДТТ достигает расчетной величины, а выделяющиеся газы, разгоняясь в сопле, обеспечивают необходимую тягу двигателя. Проведенные испытания подтвердили высокую надежность и эффективность работы РДТТ (с заявляемой конструкцией реактивного сопла) на различных видах современных зарядов из баллиститного твердого топлива. Конструкция ракетного двигателя без регулирования размера критического сечения сопла существенно упрощает конструкцию двигателя. Заявляемая конструкция реактивного сопла обеспечивает постоянство критического сечения сопла в течение всего процесса работы двигателя. В процессе эксплуатации ЗУР критическое сечение сопла также не требует регулировки или дополнительной настройки. Простота заявляемой конструкции двигателя упрощает процесс его изготовления, а также позволяет провести модернизацию существующих двигателей первой ступени, имеющих регулируемое сопло, непосредственно в условиях их местонахождения (в войсковых подразделениях) и в целом обеспечивает более высокую надежность применения ЗУР по назначению при сохранении е энергетических характеристик. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Ракетный двигатель твердого топлива, содержащий корпус, воспламенительное устройство, камеру сгорания с зарядом твердого топлива, состоящим из шашек баллиститного твердого топлива, реактивное сопло, отличающийся тем, что реактивное сопло, выполненное с графитовым вкладышем и дополнительным упором, в процессе эксплуатации и применения зенитной управляемой ракеты по назначению имеет постоянное критическое сечение.