Регулируемое сверхзвуковое сопло турбореактивного двигателя

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции реактивных сопел турбореактивных двигателей (ТРД). Изобретение позволит улучшить охлаждение как поворотных створок, так и секций экрана корпуса сопла, что повышает надежность его работы. Регулируемое сверхзвуковое сопло ТРД содержит корпус с теплозащитным экраном, образующим с корпусом канал для прохождения охлаждающего воздуха, выполненным в виде секций с боковыми отбортовками, размещенных в окружном направлении, и шарнирно прикрепленные к корпусу створки с экранами. Секции экрана корпуса выполнены в виде литых деталей с продольными ребрами жесткости и с поперечными полками, снабженными фланцами для крепления их к заднему фланцу корпуса реактивного сопла вместе со створками с экранами. Передние торцы секций установлены с образованием щели для направления части охлаждающего воздуха вдоль поверхности секции со стороны горячих газов. 4 ил.

 

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции реактивных сопел турбореактивных двигателей (ТРД).

Известно регулируемое сверхзвуковое сопло ТРД, содержащее корпус с теплозащитным экраном, образующим с корпусом канал для прохождения охлаждающего воздуха, и выполненным в виде секций с боковыми отбортовками, размещенными в окружном направлении, и шарнирно прикрепленные к корпусу створками с экранами (см. патент №2451194 класса F02K 1/12, опубл. в 2012 г.).

Недостатком этого устройства является загромождение канала для прохода охлаждающего воздуха деталями подвески секций экранов к корпусу, а именно скобами, пальцами крепления скоб к вставкам, шайбами для развальцовки пальцев. Кроме того, такая конструкция состоит из большого количества деталей, что не гарантирует постоянство площади щели на выходе, как при изготовлении, так и при работе, вследствие чего снижается технологичность и надежность работы сопла.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение загромождения канала для прохождения охлаждающего воздуха и упрощение конструкции.

Указанная задача решается тем, что в известном реактивном сопле турбореактивного двигателя, содержащем корпус с теплозащитным экраном, образующим с корпусом канал для прохождения охлаждающего воздуха, и выполненным в виде секций с боковыми отбортовками, размещенными в окружном направлении, и шарнирно прикрепленные к корпусу створки с экранами, согласно изобретению, секции экрана корпуса выполнены в виде литых деталей с продольными ребрами жесткости и с поперечными полками, снабженными фланцами для крепления их к заднему фланцу корпуса реактивного сопла вместе со створками с экранами, а передние торцы секций установлены с образованием щели для направления части охлаждающего воздуха вдоль поверхности секции со стороны горячих газов.

Технический результат от использования изобретения - уменьшение загромождения канала для прохождения охлаждающего воздуха, так как продольные ребра жесткости имеют меньшее поперечное сечение, чем скобы, пальцы и шайбы. Кроме того, уменьшается количество деталей в конструкции экрана, что повышает его технологичность и надежность при работе сопла за счет стабильности площади выходного сечения щели.

На фиг. 1 представлен продольный разрез сопла,

на фиг. 2 - поперечный разрез А-А,

на фиг. 3 - поперечный разрез Б-Б,

на фиг. 4 - вид сверху на литую секцию - Вид В (корпус сопла не показан).

Регулируемое сверхзвуковое сопло ТРД содержит корпус 1 с теплозащитным экраном 2, состоящим из расположенных в окружном направлении литых секций 3, включающих, кроме теплозащитных экранов 2, ребра жесткости 4 и поперечные полки 5 с фланцами 6. Корпус 1 и литые секции 3 образуют выходной канал 7 для прохода охлаждающего воздуха. На теплозащитных экранах 2 литых секций 3 выполнены боковые отбортовки 8, с помощью которых они стыкуются друг с другом в окружном направлении. Поперечные полки 5 литых секций 3 установлены в кольцевую проточку 9, выполненную в корпусе 1. К заднему фланцу 10 корпуса 1 крепятся литые секции 3 и поворотные створки 11 с экранами 12. Между поворотными створками 11 и экранами 12 проходит канал охлаждения 13. Передний торец 14 каждой секции 3 закреплен двумя скобами 15, приваренными к теплозащитному экрану 16 точечной сваркой 17. Между секциями 3 и теплозащитным экраном 16 образованы щели 18, через которые часть воздуха подается на охлаждение самой секции 3 со стороны горячих газов, что дополнительно увеличивает стабильность выходного сечения канала 7.

Устройство работает следующим образом. При запуске двигателя охлаждающий воздух подается в выходной канал 7, образованный корпусом 1 и секциями 3 экрана и далее выходит в канал охлаждения 13 поворотных створок 11, образованный самими створками 11 и их экранами 12. С противоположной стороны секции 3 обтекаются горячим газом. Так как выходная площадь канала 7 является определяющей для обеспечения необходимого расхода воздуха для охлаждения поворотных створок 11, то устранение из выходного канала 7 скоб, пальцев и шайб и замена их хорошо обтекаемыми литыми продольными ребрами жесткости 4 снижает потери полного давления в канале охлаждения сопла. Стабильность площади канала при работе сопла из-за повышения жесткости за счет применения жаропрочного литейного сплава обеспечивает равномерный выход охлаждающего воздуха из выходного канала 7 в канал 13, что существенно улучшает охлаждение поворотных створок 11. Охлаждение самой секции 3 со стороны горячих газов дополнительно увеличивает стабильность выходного сечения канала 7.

Предложенное изобретение позволяет улучшить охлаждение, как поворотных створок, так и секций экрана корпуса сопла, что повышает надежность его работы. Выполнение каждой секции в виде одной литой детали улучшает технологичность изготовления сопла, а также повышает надежность его работы.

Регулируемое сверхзвуковое сопло турбореактивного двигателя, содержащее корпус с теплозащитным экраном, образующим с корпусом канал для прохождения охлаждающего воздуха и выполненным в виде секций с боковыми отбортовками, размещенных в окружном направлении, и шарнирно прикрепленные к корпусу створки с экранами, отличающееся тем, что секции экрана корпуса выполнены в виде литых деталей с продольными ребрами жесткости и с поперечными полками, снабженными фланцами для крепления их к заднему фланцу корпуса реактивного сопла вместе со створками с экранами, а передние торцы секций установлены с образованием щели для направления части охлаждающего воздуха вдоль поверхности секции со стороны горячих газов.