Разрезное регулируемое сопло для прямоточного воздушно-реактивного двигателя

Изобретение относится к двигательному машиностроению, а именно к регулируемым разрезным соплам прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Разрезное регулируемое сопло содержит шарнирно закрепленные на корпусе двумя кольцевыми рядами дозвуковые ведущие и ведомые створки и сверхзвуковые ведущие и ведомые створки, формирующие проточный тракт, систему синхронизации створок и систему регулирования площади критического сечения сопла, включающую приводы, связанные с рычагами, закрепленными на ведущих дозвуковых створках. Система регулирования площади критического сечения сопла дополнительно содержит установленные под углом к центральной продольной оси сопла пиротолкатели, штоки которых упираются в ведущие дозвуковые створки. Каждый рычаг выполнен из двух шарнирно соединенных частей и содержит устройство для жесткой линейной фиксации этих частей в рабочем положении. Изобретение позволяет снизить объем, необходимый для размещения в стартовом положении системы регулирования площади критического сечения сопла. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно, к регулируемым разрезным соплам прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД).

Разрезные регулируемые сопла состоят из набора створок (ведущих и ведомых), обеспечивающих изменение размеров критического сечения и соответственно геометрической степени расширения (по отношению площадей выходного и критического сечений сопла). Необходимость использования таких устройств связано с многорежимностью работы ПВРД (по высоте и скорости полета) и возможностью изменения потребного расхода топлива для обеспечения оптимального соотношения расходов воздуха и топлива. Регулируемое сопло позволяет снизить на 15…20% запас топлива на борту и соответственно объем бака.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип является патент Франции №2277238, опубл. 24.12.1976. В указанном источнике представлено регулируемое сопло, в котором изменение размеров критического сечения осуществляется с помощью цепи управления и синхронизации. Общая длина цепи, измеренная по ее окружности изменяется в процессе работы. Цепь формируется одинаковыми по величине ромбами, которые расположены в плоскости, перпендикулярной продольной оси сопла и состоят из шарнирно соединенных элементов. Изменение диагонали ромба, осуществляется с резьбовой парой, что изменяет длину цепи управления и синхронизации. Ромбы монтируются на ведущих створках сопла. Недостатком рассматриваемого сопла, является большая высота ромба, ограничивающая изменение длины цепи управления и синхронизации, что позволяет экономить топливо и увеличивает величину противопомпажного запаса.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение запаса твердого топлива стартово-разгонной ступени и увеличение дальности полета летательного аппарата на 10…15%.

Технический результат изобретения заключается в увеличении диаметра критического сечения сопла в стартовом положении за счет уменьшения высоты системы регулирования площади критического сечения сопла.

Для решения задачи и обеспечения технического результата предложено разрезное регулируемое сопло для прямоточного воздушно-реактивного двигателя, содержащее шарнирно закрепленные на корпусе двумя кольцевыми рядами дозвуковые ведущие и ведомые створки и сверхзвуковые ведущие и ведомые створки, формирующие проточный тракт, систему синхронизации створок и систему регулирования площади критического сечения сопла, включающую приводы, связанные с рычагами, закрепленными на ведущих дозвуковых створках. Причем система регулирования площади критического сечения сопла дополнительно содержит установленные под углом к центральной продольной оси сопла пиротолкатели, штоки которых упираются в ведущие дозвуковые створки, при этом каждый рычаг выполнен из двух шарнирно соединенных частей и содержит устройство для жесткой линейной фиксации этих частей в рабочем положении.

Устройство для жесткой линейной фиксации частей рычага в рабочем положении может содержать пружину и фиксатор, расположенные во внутренней полости одной из частей.

В качестве приводов могут использоваться пневмоцилиндры, неподвижно установленные на корпусе и расположенные параллельно центральной продольной оси сопла.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 показано разрезное регулируемое сопло.

На фиг. 2 приведено разрезное регулируемое сопло в стартовом положении в разрезе.

На фиг. 3 приведено разрезное регулируемое сопло в рабочем положении в разрезе.

Разрезное регулируемое сопло (фиг. 1-3) содержит корпус 1, на передний торец которого шарнирно установлены дозвуковые ведущие 2 и ведомые 3 створки, на задний торец корпуса шарнирно установлены сверхзвуковые ведущие 4 и ведомые 5 створки, торцы корпуса соединены спицами 6. Система регулирования площади критического сечения сопла дополнительно содержит установленные под углом, например, под углом 90 градусов, к центральной продольной оси сопла пиротолкатели 8, штоки 7 которых упираются в ведущие дозвуковые створки 2, связанные с приводом, например, пневмоцилиндром 9 рычагом 10. Каждый рычаг 10 выполнен из двух шарнирно соединенных частей и содержит устройство для жесткой линейной фиксации этих частей в рабочем положении, при этом каждая часть выполнена полой. Устройство для жесткой линейной фиксации частей рычага 10 в рабочем положении содержит фиксатор 11 и пружину 12, расположенные во внутренней полости одной из частей. Все створки связаны между собой посредством балок 13 и коромысел 14, образующих систему синхронизации створок. Пневмоцилиндры 9 неподвижно установлены на корпусе 1 и расположены параллельно центральной продольной оси сопла. Все створки, а также рычаги кинематической цепи, включающей в себя систему синхронизации и систему регулирования площади критического сечения сопла, могут быть изготовлены из металла или сплава, или из композиционных материалов. Минимизация вертикальных размеров (высоты) системы регулирования площади критического сечения сопла ведет к возможности обеспечения максимального диаметра канала, сформированного сложенными створками сопла в стартовом положении, что позволяет увеличить диаметр части стартово-разгонной ступени, размещенной в камере сгорания ПВРД.

Работает разрезное регулируемое сопло следующим образом. После окончания работы стартово-разгонной ступени летательного аппарата и его удаления подается сигнал на пиротолкатели 8, из которых выдвигаются штоки 7, перемещая ведущие дозвуковые створки 2 сопла, при этом пружина 12 в рычаге 10 перемещает фиксатор 11, что обеспечивает соединение двух частей рычага 10 в единую деталь, передающую усилия от пневмоцилиндров 9 на ведущие дозвуковые створки 2 и далее через балки 13 и коромысла 14 на сверхзвуковые створки 4 и 5, газ из пиротолкателей 8 стравливается и система регулирования площади критического сечения сопла переводится в рабочее положение, позволяющее в дальнейшем регулировать размеры критического сечения сопла.

Предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить минимум в два раза «строительную» высоту сопла с системой регулирования площади его критического сечения в исходном положении и снизить потребный объем, необходимый для размещения системы регулирования, минимум на 30%, что позволит увеличить диаметр критического сечения сопла в стартовом положении и увеличить диаметр части стартово-разгонной ступени, размещенной в камере сгорания ПВРД. При этом увеличивается запас твердого топлива стартово-разгонной ступени и увеличивается дальность полета летательного аппарата на 10…15%.

1. Разрезное регулируемое сопло для прямоточного воздушно-реактивного двигателя, содержащее шарнирно закрепленные на корпусе двумя кольцевыми рядами дозвуковые ведущие и ведомые створки и сверхзвуковые ведущие и ведомые створки, формирующие проточный тракт, систему синхронизации створок и систему регулирования площади критического сечения сопла, включающую приводы, связанные с рычагами, закрепленными на ведущих дозвуковых створках, отличающееся тем, что система регулирования площади критического сечения сопла дополнительно содержит установленные под углом к центральной продольной оси сопла пиротолкатели, штоки которых упираются в ведущие дозвуковые створки, при этом каждый рычаг выполнен из двух шарнирно соединенных частей и содержит устройство для жесткой линейной фиксации этих частей в рабочем положении.

2. Разрезное регулируемое сопло по п. 1, отличающееся тем, что устройство для жесткой линейной фиксации частей рычага в рабочем положении содержит пружину и фиксатор, расположенные во внутренней полости одной из частей.

3. Разрезное регулируемое сопло по п. 1, отличающееся тем, что в качестве приводов используются пневмоцилиндры, неподвижно установленные на корпусе и расположенные параллельно центральной продольной оси сопла.



 

Похожие патенты:

Предложен вращательный механизм, такой как турбокомпрессор, имеющий систему восстановления текучей среды для восстановления протекающей рабочей среды, такой как газообразный гелий в контуре гелия, который протек через уплотнения вала, предусмотрено очистное устройство для удаления загрязняющих веществ из рабочей среды, причем турбокомпрессор может иметь одну текучую среду, такую как гелий или водород, пропускаемую через один турбокомпонент, такой как турбина, и вторую рабочую среду, такую как воздух или гелий, пропускаемую через второй турбокомпонент, такой как компрессор, при этом вращательный механизм выполнен с возможностью установки в двигателе летательного аппарата.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к двухрежимным реактивным двигателям. Способ работы двухрежимного реактивного двигателя включает работу на первом режиме при повышенном давлении и работу на втором режиме при пониженном давлении в камере сгорания.
Группа изобретений относится к твердому горючему для сверхзвуковых и гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных или ракетных двигателей и способу его воспламенения.

Гиперзвуковой летательный аппарат содержит фюзеляж, прямоточный воздушно-реактивный двигатель, интегрированный с нижней частью фюзеляжа, и стартовую двигательную установку, состыкованную с фюзеляжем последовательно посредством устройства стыковки и отделения.

Способ запуска гиперзвукового летательного аппарата включает разгон стартовой двигательной установкой, отделение и запуск прямоточного воздушно-реактивного двигателя, интегрированного с нижней частью фюзеляжа.

Изобретение относится к ракетной технике и касается системы регулирования (CP) сверхзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (СПВРД). На поверхности передней части центрального тела расположены от двух до четырех приемников воздушного давления и приемник полного давления невозмущенного потока, внутри центрального тела размещены датчики давления, с одной стороны связанные воздушной магистралью с приемником полного давления невозмущенного потока, приемниками воздушного давления на центральном теле и в передней части центрального тела, с другой стороны - с блоком управления, состоящим из процессорного модуля, модуля управления и модуля силовых ключей, для выдачи сигнала на агрегат управления соплом в зависимости от числа Маха, перепада давления, угла атаки, угла скольжения.

Способ организации рабочего процесса в прямоточном воздушно-реактивном двигателе включает подачу порошка металлического горючего в камеру сгорания, его воспламенение и горение в потоке воздуха из воздухозаборника.

Изобретение может быть использовано в качестве двигательной установки летательных аппаратов. Двигатель содержит воздухозаборное устройство (ВЗУ) с каналами подачи и перепуска воздуха, камеру сгорания (КС) с размещенным в передней части канальным зарядом твердого горючего маршевой ступени, стабилизатор пламени, заряд твердого топлива стартовой ступени и маршевое сопло.

Комбинированный прямоточный воздушно-реактивный двигатель содержит маршевый и скрепленный с ним разгонный двигатель, воздухозаборное устройство, оснащенное заглушками, сопло и камеру сгорания.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в гиперзвуковых (М≥5) крылатых ракетах с ракетно-прямоточными двигателями, предназначенных для полетов на больших высотах.

Изобретение относится к устройствам для подавления акустических колебаний. Акустическую сотовую панель, имеющую радиус кривизны, разрезают на сегменты, которые имеют продольные и поперечные стороны, продолжающиеся между краями сотовой структуры.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции плоских сопел турбореактивных двигателей. Плоское сопло содержит последовательно установленные и шарнирно соединенные друг с другом корпус, дозвуковые створки и сверхзвуковые створки, а также внешние створки, соединенные с корпусом и сверхзвуковыми створками, а также обтекатели, каждый из которых выполнен в поперечном разрезе П-образной формы и контактирует с соответствующей сверхзвуковой створкой по боковым поверхностям.

Выпускное сопло для газообразных продуктов сгорания ракетного двигателя содержит неподвижную часть, подвижную часть, продолжающую неподвижную часть, а также уплотнительное устройство.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для контроля диаметра критического сечения регулируемого сопла при производстве авиационных или ракетных реактивных двигателей.

Изобретение относится к области авиации, к конструкции авиационных двигателей и тормозных устройств самолетов, а именно к замку реверсивного устройства газотурбинного двигателя.

Изобретение относится к области космической техники. Способ подачи топлива из бака в камеру сгорания жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) космического аппарата (КА) включает вытеснение топлива из сжимающей полости, образованной эластичной перегородкой бака, внешним механическим давлением газа на поверхность эластичной перегородки до полного освобождения бака от топлива.

Изобретение относится к реактивным соплам бесфорсажных газотурбинных двигателей авиационного применения. Выхлопное сопло турбореактивного двигателя летательного аппарата имеет канал изогнутой формы, открытый с входной и выходной стороны и имеющий нижнюю, верхнюю и боковые стенки, включает часть канала, сужающуюся до критического сечения прямоугольной формы в сторону выхода, снабженную подвижной створкой, и расположенную после него расширяющуюся часть.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, в частности к конструкции плоских сопел турбореактивных двигателей. Плоское сопло содержит корпус, дозвуковые створки, шарнирно прикрепленные к корпусу, сверхзвуковые створки, шарнирно соединенные с дозвуковыми, и внешние створки, одним концом шарнирно прикрепленные к корпусу, а другим - соединенные со сверхзвуковыми створками.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции плоских сопел турбореактивных двигателей. Плоское сопло турбореактивного двигателя содержит корпус с закрепленными на нем боковыми стенками, дозвуковые, сверхзвуковые и внешние створки, а также продольные рычаги, рычаги управления дозвуковыми створками, гидроцилиндры управления дозвуковыми створками и кронштейны.

Изобретение относится к авиадвигателестроению, конкретно к реактивным плоским соплам газотурбинных двигателей маневренных летательных аппаратов. Устройство поворота плоского сопла турбореактивного двигателя содержит неподвижный корпус, плоское сопло, установленное на подшипнике с возможностью поворота в поперечной плоскости в противоположные стороны от нейтрального положения на угол до 90°, электрический исполнительный механизм и привод.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции плоских сопел турбореактивных двигателей. Плоское сопло содержит последовательно установленные и шарнирно соединенные друг с другом корпус, дозвуковые створки и сверхзвуковые створки, а также внешние створки, соединенные с корпусом и сверхзвуковыми створками, а также обтекатели, каждый из которых выполнен в поперечном разрезе П-образной формы и контактирует с соответствующей сверхзвуковой створкой по боковым поверхностям.

Изобретение относится к двигательному машиностроению, а именно к регулируемым разрезным соплам прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Разрезное регулируемое сопло содержит шарнирно закрепленные на корпусе двумя кольцевыми рядами дозвуковые ведущие и ведомые створки и сверхзвуковые ведущие и ведомые створки, формирующие проточный тракт, систему синхронизации створок и систему регулирования площади критического сечения сопла, включающую приводы, связанные с рычагами, закрепленными на ведущих дозвуковых створках. Система регулирования площади критического сечения сопла дополнительно содержит установленные под углом к центральной продольной оси сопла пиротолкатели, штоки которых упираются в ведущие дозвуковые створки. Каждый рычаг выполнен из двух шарнирно соединенных частей и содержит устройство для жесткой линейной фиксации этих частей в рабочем положении. Изобретение позволяет снизить объем, необходимый для размещения в стартовом положении системы регулирования площади критического сечения сопла. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх