Система распределенного подвода воздуха ракетно-прямоточного двигателя

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ	(19)   RU   (11)   171 408  (13)   U1
	(51) МПК F02K 7/18 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ

Статус: Пошлина:

действует (последнее изменение статуса: 19.06.2017) учтена за 1 год с 27.10.2016 по 27.10.2017

(21)(22) Заявка: 2016142301, 27.10.2016 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 27.10.2016 Приоритет(ы): (22) Дата подачи заявки: 27.10.2016 (45) Опубликовано: 30.05.2017 Бюл. № 16 (56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2410291 C1, 27.01.2011. RU 1734442 C, 27.01.1995. FR 2666850 A1, 20.03.1992. US 5784877 A1, 28.07.1998. RU 2138668 С1, 27.09.1999. US 5817968 A, 06.10.1998. Адрес для переписки: 614097, г. Пермь, а/я 9115, Патентное бюро "ОНОРИН", пат. пов. Онорину Александру Анатольевичу, рег. N 126

(72) Автор(ы): Францкевич Владимир Платонович (RU), Тихомиров Михаил Александрович (RU), Стирин Евгений Александрович (RU), Логинов Андрей Николаевич (RU), Никитин Павел Валерьевич (RU), Норенко Александр Юрьевич (RU), Копылов Алексей Васильевич (RU), Пожидаев Иван Валерьевич (RU) (73) Патентообладатель(и): Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)

(54) Система распределенного подвода воздуха ракетно-прямоточного двигателя

(57) Реферат:

Полезная модель относится к ракетостроению, а именно к системам воздухозаборных устройств (ВЗУ) в ракетно-прямоточных двигателях на твердом топливе (РПДТ).

Система распределенного подвода воздуха ракетно-прямоточного двигателя содержит камеру дожигания соединенную с воздухозаборными устройствами. Патрубки ВЗУ установлены в двух сечениях камеры дожигания. В каждом патрубке и корпусе камеры дожигания выполнены окна входа воздуха, расстояние между которыми не превышает трех калибров/диаметров камеры дожигания.

Технический результат - увеличение ракетной тяги двигателя. 1 н.п. ф-лы. 2 ил.

Полезная модель относится к ракетостроению, а именно к системам воздухозаборник устройств (ВЗУ) в ракетно-прямоточных двигателях на твердом топливе (РПДТ).

Известна система перекрывания отверстия воздухосборника для впуска воздуха в камеру сгорания (КС) прямоточного воздушно-реактивного двигателя, которая содержит, по меньшей мере, один обтюратор, включающий стеклянную пластину, выполненную с возможностью полного перекрывания указанного отверстия канала, и, по меньшей мере, одно устройство уничтожения стеклянной пластины обтюратора. Пластина находится на входе в воздухозаборное устройство (патент РФ №2249122, МПК F02K 7/18, опуб. 20.11.2004 г.)

Недостатком системы-аналога является отсутствие конструктивной возможности для увеличения полноты сгорания смесевого твердого топлива.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является сверхзвуковая ракета на порошкообразном топливе, маршевая двигательная установка которой выполнена в виде прямоточного воздушно-реактивного двигателя, который содержит камеру предварительного горения и камеру окончательного сжигания, соединенные с воздухозаборными устройствами, и систему подачи горючего, которая использует поршень (патент РФ №2410291, МПК B64D 27/02, F42B 15/00, опубл. 27.01.2011 г.).

Недостатком системы-прототипа является отсутствие конструктивной возможности для увеличения полноты сгорания смесевого твердого топлива и как следствие возможности увеличения ракетной тяги двигателя.

Проблема решаемая, созданной полезной моделью является устранение недостатков прототипа, а именно повышение полноты сгорания топлива и как следствие увеличение ракетной тяги двигателя.

Выше указанная проблема решается с помощью признаков указанных в формуле полезной модели, общих с прототипом, таких как система распределенного подвода воздуха ракетно-прямоточного двигателя, содержащая камеру дожигания (КД), соединенную с воздухозаборными устройствами, и отличительных, существенных признаков, таких как патрубки ВЗУ установлены в двух сечениях КД, причем в каждом патрубке и корпусе КД выполнены окна входа воздуха, расстояние между которыми не превышает трех калибров/диаметров КД.

Выше перечисленная совокупность существенных признаков как известных, так и новых позволяет получить следующий технический результат - увеличение ракетной тяги двигателя.

Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами: на Фиг. 1 приведена схема расположения патрубков ВЗУ на РПДТ, где позициями обозначены: 1 - газогенератор, 2 - корпус ВЗУ, 3 - переходный отсек, 4 - окна камеры дожигания, 5 - камера дожигания.

На Фиг. 2 представлен вид КД с патрубками ВЗУ при распределенном подводе воздуха.

Система распределенного подвода воздуха ракетно-прямоточного двигателя (фиг. 1) содержит камеру дожигания 5, соединенную с воздухозаборными устройствами 2. Патрубки ВЗУ 2 установлены в двух сечениях камеры дожигания 5, причем в каждом патрубке и корпусе камеры дожигания выполнены окна входа воздуха 4, расстояние L между которыми не превышает трех калибров/диаметров камеры дожигания. Расстояние L между окнами выбрано расчетным и подтверждено экспериментальным путем, выход за пределы которого, не позволит получить выше указанный технический результат.

Полезная модель способствует увеличению полноты сгорания смесевого твердого топлива, в котором, в качестве энергетической добавки присутствует бор. Два входных окна подачи воздуха 4 (фиг. 1), расположенных в камере дожигания 5, способствуют организации потока таким образом, что в районе первого окна создается высокотемпературная зона со стехиометрическим соотношением топлива и воздуха близким к единице. Одновременно остальная часть воздуха поступает во второе окно, где происходит дожигание частиц бора в потоке. Согласно теоретическим исследования, в районе второго окна реализуется вторая стадия горения частиц бора в отсутствии оксидной пленки, покрывающей частицу, при этом эффективность горения обеспечивается подводом воздуха и созданием зоны с повышенной концентрацией кислорода. Расстояние L между окнами входа 4 в камеру дожигания 5 не превышает трех калибров (диаметров) камеры дожигания.

Система распределенного подвода воздуха (фиг. 2) представляет собой КД 5 с несколькими окнами входа 4 (два окна от каждого патрубка ВЗУ в разных сечениях). Система начинает работу в момент начала работы маршевого газогенератора 1, так же как и у прототипа, но в отличие от него подача воздуха происходит по воздухозаборникам 2 сразу в двух сечениях КД, тем самым увеличивая импульс двигателя при том же количестве топлива.

Из описания и практического применения настоящей полезной модели специалистам будут очевидны и другие частные формы ее выполнения. Данное описание и чертежи рассматриваются как материал, иллюстрирующий полезную модель, сущность которой и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле полезной модели, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.

Формула полезной модели

Система распределенного подвода воздуха ракетно-прямоточного двигателя содержащая камеру дожигания соединенную с воздухозаборными устройствами, отличающаяся тем, что патрубки ВЗУ установлены в двух сечениях камеры дожигания, причем в каждом патрубке и корпусе камеры дожигания выполнены окна входа воздуха, расстояние между которыми не превышает трех калибров/диаметров камеры дожигания.