Изобретение относится к реактивной технике, в частности к способам и устройствам для создания тяги и управления вектором тяги в двигательных установках.
Ближайшим аналогом являются способ получения тяги, заключающийся в выработке продуктов сгорания высокого давления и температуры, разгоне их до скорости, соответствующей сверхкритическому перепаду давления, с последующим истечением в окружающую среду встречными потоками перпендикулярно вектору тяги, и регулировании вектора тяги, а также устройство для получения тяги, содержащее камеру сгорания, газовод, турбину, выходную трубу, центральное тело, образующее с торцом выходной трубы сопло, выходные сечения которого направлены к оси центрального тела.
Недостатком известных способа и устройства является то, что с ростом величины полного давления в истекающей струе для реализации тягового потенциала струи необходимо за критическим сечением формировать сопло Лаваля, причем чем выше перепад давления и больше угол поворота струи, тем сложнее становится конструкция органов управления, соответственно растут требуемые управляющие моменты и растут потери тяги.
Техническая задача предложенных способа и устройства заключается в уменьшении потерь тяги и улучшении энергетических характеристик.
Задача достигается тем, что в способе получения тяги, заключающемся в выработке продуктов сгорания высокого давления и температуры, разгоне их до скорости, соответствующей сверхкритическому перепаду давления, с последующим истечением в окружающую среду встречными потоками перпендикулярно вектору тяги и регулировании вектора тяги истечение встречных потоков осуществляют под введенное в продукты сгорания плоское основание, при этом величину вектора тяги регулируют изменением соотношения площадей критического сечения встречных потоков и площади плоского основания.
Предложенный способ основан на эффекте струйного торможения. Для его реализации продукты сгорания направляются встречными потоками вдоль плоского основания. Встречное торможение струй приводит к росту давления на плоском основании от величины Ркр в критическом сечении до величины давления, близкого к значению полного давления истекающего газа. В результате тяга реализуется как интеграл сил давления по площади плоского основания
P ∫ P(S) ds
Данный эффект проявляется в широком диапазоне перепадов давления при достаточно больших соотношениях S/Sкр 3-15, где S площадь плоского основания. Sкр суммарная площадь критического сечения. Регулируя соотношение S/Sкр, можно изменять параметры зоны торможения и, следовательно, тягу двигателя.
Технический результат при использовании предложенного устройства достигается тем, что в устройстве для получения тяги, содержащем камеру сгорания, газовод, турбину, выходную трубу, центральное тело, образующее с торцом выходной трубы сопло, выходные сечения которого направлены к оси центрального тела, торец выходной трубы выполнен в виде обжимающего кожуха, подвижно установленного относительно выходной трубы, а центральное тело выполнено с плоским основанием, перпендикулярным оси выходной трубы. При этом обжимающий кожух снабжен приводом осевого перемещения и снабжен приводом вращения, центральное тело снабжено приводом вращения и выполнено из частей, связанных между собой приводом перемещения их относительно друг друга.
На фиг. 1 изображена часть двигателя с соплом с осевым неподвижным центральным телом; на фиг.2 сопло с подвижным центральным телом; на фиг.3 иллюстрация распределения струй встречными потоками вдоль плоского основания.
Устройство содержит камеру сгорания с газоводом 1, турбину 2, выходную трубу 3, торец которой выполнен в виде обжимающего кожуха 4, пилоны 5, на которых установлено внутри выходной трубы 3 соосно с ней центральное тело 6 с плоским основанием 7, с которым задняя кромка 8 обжимающего кожуха образует критическое сечение 9, привод 10 осевого перемещения, установленный на выходной трубе, шток 11 которого шарнирно соединен с передней кромкой 12 обжимающего кожуха, привод вращения 13 центрального тела, части 14 центрального тела 6 и привод их перемещения 15.
Работает устройство следующим образом.
Продукты сгорания при работе двигателя истекают через критическое сечение 9 встречными потоками вдоль плоского основания 7. Для регулирования тяги шток 11 привода 10 перемещает подвижно соединенный с ним кожух 4, изменяя при этом величину критического сечения сопла и соответственно расход продуктов сгорания.
При изменении соотношения площади плоского днища S и площади критического сечения Sкр изменяется распределение давления по плоскому основанию и соответственно тяги двигателя.
Для изменения направления вектора тяги двигателя вращают с помощью привода 13 центральное тело 6.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ПАРОВОДЯНОЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ) | 1996 |
|
RU2117176C1 |
ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | 2013 |
|
RU2555933C2 |
ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | 2008 |
|
RU2388923C1 |
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕКТОРОМ ТЯГИ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2008 |
|
RU2391546C1 |
ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | 2008 |
|
RU2391535C1 |
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ ТЯГИ В ТУРБОРЕАКТИВНОМ ДВУХКОНТУРНОМ ДВИГАТЕЛЕ И ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВУХКОНТУРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ | 2017 |
|
RU2665760C1 |
СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ С ФАЗОВЫМИ ПЕРЕХОДАМИ | 2000 |
|
RU2172844C2 |
ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | 2008 |
|
RU2391536C1 |
ПРЯМОТОЧНЫЙ ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДЕТОНАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (ПТРДД) | 2016 |
|
RU2638239C1 |
ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | 2013 |
|
RU2524483C1 |
Использование: в реактивной технике, в частности в способах и устройствах для создания тяги и управления вектором тяги в двигателях. Сущность изобретения: способ заключается в выработке продуктов сгорания высокого давления и температуры, разгоне их до скорости, соответствующей сверхкритическому перепаду давления с последующим истечением в окружающую среду встречными потоками, перпендикулярными вектору тяги, под плоское основание. Для регулирования вектора тяги по величине изменяют соотношение площадей критического сечения встречных потоков и площади плоского основания, а по направлению разворачивают плоское основание. В устройстве, содержащем камеру сгорания с газоводом 1, турбину 2, выходную трубу 3, центральное тело 6 с плоским основанием 7, перпендикулярным оси выходной трубы 3, торец которой выполнен в виде подвижного обжимающего кожуха 4, образующего с центральным телом 6 сопло, выходные сечения которого направлены навстречу друг другу. Центральное тело 6 и обжимающий кожух 4 снабжены приводами перемещения и вращения. Центральное тело может быть выполнено из перемещающихся относительно друг друга секций. 2 с. и 4 з. п. ф-лы, 3 ил.
Вопросы ракетной техники, 1963, N 3, с.62, рис.13. |
Авторы
Даты
1995-06-09—Публикация
1993-10-01—Подача