Описание конструкции образца РДТТ

Практическая работа №3

КОНСТРУКЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Изучение конструкции образца РДТТ.

2. Определение параметров рабочего процесса РДТТ.

3. Расчет тяговых характеристик двигателя.

ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ОБРАЗЦА РДТТ

РДТТ находят широкое применение во всех областях ракетно-космической техники. Конструкция РДТТ в значительной степени определяется его целевым назначением. Изучаемый образец двигателя является стартовым ускорителем. Для подобного типа двигателей характерны сравнительно небольшие времена работы и относительно большие тяги. Кроме того, подобные двигатели являются обычно неуправляемыми, следовательно, у них отсутствуют органы системы управления полетом. Работает стартовый двигатель, как правило, до полного выгорания топлива и поэтому он не имеет системы выключения тяги.

Рис. 1. Конструктивная схема двигателя

Конструктивной основой двигателя является его корпус. Он включает (см. рис. 1) обечайку 15, переднее 18, заднее 4 днища и узлы соединения обечайки с днищами. Корпус двигателя выполнен из стали, имеет цилиндрическую форму и является разъёмным по сопловому днищу 4. Наличие

разъёма обусловлено необходимостью монтажа заряда в корпусе двигателя.

Обечайка имеет толщину стенки порядка 3 мм одинаковую по всей длине за исключением узлов соединения ее с днищами. Соединение обечайки с задним днищем выполнено резьбовым. В месте резьбового соединения обечайка имеет утолщение до 7мм. Соединение обечайки с передним днищем является сварным. Вся внутренняя поверхность обечайки покрыта теплозащитным аблирующим покрытием 1 коксующего типа. Толщина теплоизоляционного покрытия составляет около 4 мм. На теплозащитном покрытии укреплены деревянные рейки 23 для центрирования заряда относительно оси двигателя. Снаружи обечайки расположены элементы крепления двигателя в летательном аппарате.

Заднее днище 4 имеет внутренний профиль, соответствующий профилю входного участка сопла. Толщина стенок днища порядка 8 мм. Со стороны обечайки заднее днище имеет П-образный паз. В паз укладывается уплотнительное кольцо 12, которое обжимается выступами 13,14 обечайки и заднего днища, соответственно. В результате обеспечивается герметичность стыка обечайки с задним днищем. Для соединения заднего днища с обечайкой к нему приваривается шпангоут 2, по образующей которого нанесена резьба, обеспечивающая соединение днища с обечайкой. К шпангоуту заднего днища приваривается диафрагма 3 колосникового типа. Диафрагма обеспечивает фиксацию заряда от продольного перемещения. По образующей днище имеет цилиндрический прилив 11 с проточкой для центровки двигателя в летательном аппарате. Со стороны сопла днище имеет цилиндрический прилив 9, заканчивающийся резьбой, с помощью которой осуществляется соединение днища с выходным раструбом сопла. Изнутри прилив имеет два уступа, один из уступов является опорой для вкладыша 6, формирующего критическое сечение сопла.

Выходной раструб сопла 8 имеет коническую форму. На срезе сопла имеются вырезы под ключ. В районе критического сечения выходной раструб имеет цилиндрический профиль. На его наружной поверхности имеется резьба для соединения с днищем. Для герметизации узла соединения между выступами раструба и днища ставится уплотнительное кольцо 10. Между выступами днища 5 и раструба 7 располагается вкладыш 6, формирующий профиль критического сечения сопла.

Переднее днище 18 имеет эллиптическую форму. Соединение днища с обечайкой осуществляется с помощью шпангоута 16, который приваривается к обечайке и днищу. На переднем днище имеется четыре отверстия, в которые вварены четыре нарезные втулки 17. Две втулки служат для постановки пиропатронов, производящих зажигание воспламенителя. Вторая пара втулок служит для постановки элементов амортизатора, обеспечивающего поджатие заряда и предохраняющего его от перемещения во время транспортировки и работы двигателя. На эти же втулки закрепляется кольцо 21, имеющее внутреннюю резьбу и предназначаемое для крепления воспламенителя и амортизатора. Для соединения кольца с днищем служат отбортовки с отверстиями. Отбортовки одеваются на втулки 17 и закрепляются гайками 20. На днище нанесено усиленное теплозащитное покрытие 19 толщиной около 7 мм. Втулки 17 также теплозащищены. В месте обечайки в днище вклеено теплозащитное кольцо 22.

Внутрь корпуса вкладывается заряд (рис. 2). Заряд имеет трубчатую форму. По торцам заряда нанесена бронировка, предохраняющая эти поверхности от горения. Заряд горит со стороны канала и по наружной поверхности. В процессе горения заряда его поверхность остается постоянной. Как уже указывалось, для центровки заряда служат деревянные рейки, укрепленные на теплозащитном покрытии обечайки, а для предохранения заряда от продольного перемещения используются диафрагма со стороны соплового днища и амортизатор у переднего днища.

Рис. 2. Схема заряда твердого топлива.