Поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя
Владельцы патента RU 2516751:
Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" (RU)
Поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя содержит неподвижный и подвижный корпусы, а также экраны, жестко прикрепленные к их внутренней поверхности с образованием каналов для прохода охлаждающего воздуха. Экран подвижного корпуса установлен между подвижным и неподвижным корпусами, образуя совместно с экраном неподвижного корпуса S-образный канал, а с неподвижным корпусом - коллектор для перепуска воздуха. На концевом участке экрана неподвижного корпуса в окружном направлении установлены пружинные элементы V-образной формы, между которыми размещены переходники. Каждый переходник одним концом жестко прикреплен к пружинному элементу, а другим концом контактирует с внутренней поверхностью смежного пружинного элемента. Изобретение позволяет повысить надежность и ресурс работы поворотного осесимметричного сопла за счет уменьшения сил трения и перетечек воздуха по контактирующим поверхностям. 5 ил.
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкциям поворотных осесимметричных сопел турбореактивных двигателей (ТРД).
Известно устройство поворотного осесимметричного сопла ТРД, содержащее экраны подвижного и неподвижного корпусов, жестко закрепленные на внутренней поверхности каждого и образующие с ними канал для прохода охлаждающего воздуха, при этом сферический экран подвижного корпуса установлен между подвижным и неподвижным корпусами, образуя совместно с экраном неподвижного корпуса S-образный канал, а с неподвижным корпусом - коллектор для перепуска воздуха (см. патент RU №2095605 класса F02K 1/78, опубл. в 1987 г.).
Недостатком известного устройства является повышенный износ внутренней поверхности сферического экрана подвижного корпуса в результате значительных сил трения, возникающих в месте его сопряжения с экраном неподвижного корпуса при поворотах сопла, что приводит к разгерметизации системы охлаждения сопла.
Задачей изобретения является уменьшение трения в месте сопряжения экрана подвижного корпуса и экрана неподвижного корпуса при поворотах сопла.
Указанная задача решается тем, что в известном устройстве поворотного осесимметричного сопла ТРД, содержащем экраны неподвижного и подвижного корпусов, жестко прикрепленные к внутренней поверхности каждого из них и образующие с ними каналы для прохода охлаждающего воздуха, при этом экран подвижного корпуса установлен между подвижным и неподвижным корпусами, образуя совместно с экраном неподвижного корпуса S-образный канал, а с неподвижным корпусом - коллектор для перепуска воздуха, согласно изобретению на концевом участке экрана неподвижного корпуса в окружном направлении установлены пружинные элементы V-образной формы, между которыми размещены переходники, причем каждый переходник одним концом жестко прикреплен к пружинному элементу, а другим концом - контактирует с внутренней поверхностью смежного пружинного элемента.
Такое выполнение устройства приводит к уменьшению сил трения, возникающих между контактирующими экранами подвижного и неподвижного корпусов при поворотах сопла.
На фиг.1 показан продольный разрез поворотного осесимметричного сопла;
на фиг.2 - элемент А продольного разреза сопла в увеличенном масштабе;
на фиг.3 - вид сверху на пружинный элемент (сечение В-В);
на фиг.4 - сечение по пружинному элементу и переходнику (Д-Д);
на фиг.5 - поперечное сечение сопла (Б-Б).
Поворотное осесимметричное сопло содержит экран 1 неподвижного корпуса 2 и экран 3 подвижного корпуса 4. Корпус 2 с экраном 1 образуют канал 5, а с экраном 3 - канал 6. Экран 3 и корпус 4 образуют канал 7.
Экраны 1 и 3 неподвижного корпуса 2 и подвижного корпуса 4 образуют S-образный канал и коллектор 8 для прохода охлаждающего воздуха.
На наружной поверхности 9 экрана 1 неподвижного корпуса 2 установлены пружинные элементы 10 V-образной формы и подвески 11.
Экран 1 прикреплен к внутренней поверхности 12 неподвижного корпуса 2 болтами 13 и самоконтрящимися гайками 14. Экран 3 подвижного корпуса 4 выполнен сферическим и прикреплен к внутренней поверхности корпуса подвесками 15.
Между пружинными элементами 10 установлены переходники 16. Каждый переходник 16 концом 17 жестко прикреплен к пружинному элементу 10, а другим концом 18 контактирует с внутренней поверхностью смежного пружинного элемента.
При повороте подвижного корпуса 4 относительно неподвижного корпуса 2 сферический экран 3 контактирует с наружной поверхностью законцовок 19 пружинных элементов 10 экрана 1, при этом возможные отклонения от геометрической формы сферического экрана 3, связанные с изготовлением и воздействием высокой температуры газа, компенсируются упругими свойствами пружинных элементов 10, что приводит к уменьшению протечек охлаждающего воздуха и уменьшению силы трения между контактирующими экранами 1 и 3 на режимах поворота осесимметричного сопла. Более высокое давление охлаждающего воздуха в коллекторе 8 по сравнению с горячими газами приводит к поджатию законцовок 19 пружинных элементов 10 к сферическому экрану 3 подвижного корпуса 4 и совместно с установленными переходниками 16, размещенными между пружинными элементами 10, предотвращают протечки охлаждающего воздуха без увеличения износа сферического экрана 3.
Изобретение позволяет повысить надежность и ресурс работы поворотного осесимметричного сопла за счет уменьшения сил трения и перетечек воздуха по контактирующим поверхностям, благодаря большей упругой податливости консольно установленных пружинных элементов. Уменьшение сил трения приводит к уменьшению износа конструкции, а также уменьшает усилие поворота сопла относительно неподвижного корпуса.
Конструкция крепления пружинных элементов облегчает сборку и обеспечивает ремонтопригодность.
Поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя, содержащее экраны неподвижного и подвижного корпусов, жестко прикрепленные к внутренней поверхности каждого из них и образующие с ними каналы для прохода охлаждающего воздуха, при этом экран подвижного корпуса установлен между подвижным и неподвижным корпусами, образуя совместно с экраном неподвижного корпуса S-образный канал, а с неподвижным корпусом - коллектор для перепуска воздуха, отличающееся тем, что на концевом участке экрана неподвижного корпуса в окружном направлении установлены пружинные элементы V-образной формы, между которыми размещены переходники, причем каждый переходник одним концом жестко прикреплен к пружинному элементу, а другим концом контактирует с внутренней поверхностью смежного пружинного элемента.
