СОПЛО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1995 года по МПК F02K9/80 

Изобретение относится к ракетной технике и реактивной артиллерии.

Прототипом сопла ракетного двигателя является сопло, содержащее установленное внутри сопла соосно ему обтекаемое тело, выполненное в форме конического отражателя.

При улучшении направления реактивной струи, истекающей из камеры сгорания, обтекаемое тело создает дополнительное сопротивление, что снижает тягу сопла за счет снижения скорости истечения реактивной струи.

Повысить скорость истечения струи возможно путем ускорения струи с помощью электроразрядного насоса, размещенного на обтекаемом теле.

С целью повышения эффективности работы реактивного сопла в его канале на конической поверхности отражателя равномерно по круговому сечению размещены разрядники многофазной системы в виде двух пар электроразрядных электродов на каждую фазу, расположенных с противоположных сторон отражателя, которые соединены с источником многофазного по числу фаз разрядника напряжения посредством тиристорной схемы формирования разрядов регулируемой частоты.

При включении электропитания разрядников с заданной частотой ударные волны разрядов образуют общую ударную волну в направлении раствора сопла, что создает дополнительное давление как напор электроразрядного насоса и приводит к возрастанию скорости истечения струи.

На фиг. 1 показано сопло ракетного двигателя по оси, разрез; на фиг. 2 то же, вид с торца; на фиг. 3 принципиальная электросхема питания разрядников сопла.

Сопло ракетного двигателя состоит из сверхзвукового сопла 1 в корпусе 2, внутри сопла 1 по его оси установлен на кронштейнах 3 обтекаемого сечения отражатель 4 в виде обтекаемого тела конической формы, ориентированный вершиной конуса на выход сопла 1. На конической поверхности отражателя 4 равномерно по круговому сечению размещены пары электроразрядных электродов 5 многофазной системы разрядников по две пары электродов на каждую фазу, размещенные с противоположных сторон конического отражателя, которые соединены с источником многофазного по числу фаз разрядника напряжения посредством тиристорной схемы формирования разрядов регулируемой частоты. На фиг. 3 показана трехфазная схема электропитания трехфазной системы разрядников 5 как вариант, в котором для регулирования частоты разрядов применяется, например, многопозиционный переключатель, вращаемый электродвигателем Дв, с заданной скоростью.

На фиг. 3 использованы условно буквенные обозначения элементов схемы, которые применяются по своему прямому назначению-Тр. силовой трансформатор; Т тиристоры; Д вентили выпрямителя; С батареи конденсаторов выпрямителя; А, В, С обозначения фаз трехфазной сети; R балластное сопротивление; N нулевой (нейтральный) провод трехфазной сети.

Работает сопло ракетного двигателя следующим образом.

После включения реактивного двигателя включается электропитание разрядников 5 на отражателе 4. С помощью регулируемой скорости вращения двигателя Дв. осуществляется включение с заданной частотой и в заданном порядке следования фаз разрядников соответствующих тиристоров Т, через которые происходит разряд соответствующих батарей конденсаторов С. В результате на двух диаметрально противоположных парах разрядников 5 одной фазы одновременно осуществляются разряды в среде выхлопных газов сопла, вокруг которых образуется фронт ударной волны сферической формы, который распространяется в потоке со скоростью звука в данной среде.

Так как раствор полости сопла к выходу и раствор полости между стенками сопла и стенками отражателя 4 возрастают, а по входу сопла уменьшаются, то ударные волны после достижения стенок сопла отражаются преимущественно к выходу сопла.

Так как разряды на очередных фазных разрядниках 5 происходят с заданной скважностью, определяемой скоростью вращения двигателя Дв. формирователя разрядов, то путем регулирования скорости вращения до совпадения скважности с периодом разряда в данной среде до его схлопывания осуществляется периодическое образование ударных волн от разрядов на разрядниках 5 в направлении следования фаз разрядников, которые осуществляют преимущественное дополнительное давление в струе к выходу сопла, сообщая среде дополнительную скорость истечения.

Таким образом, разрядники 5 многофазной системы на отражателе 4 конической формы создают направленное давление к выходу сопла, т. е. работают в качестве электроразрядного насоса, создавая в канале сопла отрицательное гидравлическое сопротивление, которое обеспечивает возрастание скорости потока за время движения среды от входа до выхода из сопла.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к соплам ракетных двигателей. Цель изобретения повышение эффективности сопла. Сопло ракетного двигателя состоит из сверхзвукового сопла 1, в котором коаксиально установлен отражатель 4 в виде обтекаемого тела конической формы, на конической поверхности которого равномерно по круговому сечению, размещены пары электроразрядных электродов 5 многофазной системы разрядников по две пары электродов 5 на каждую фазу, размещенных с противоположных сторон отражателя 4, которые соединены с источником многофазного по числу фаз разрядника напряжения посредством тиристорной схемы формирования разрядов регулируемой частоты. При включении электропитания разрядников в потоке рабочей среды работающего сопла 1 ракетного двигателя создаются ударные волны вокруг разрядников, после отражения от поверхности сопла 1 которые формируют общий фронт ударной волны в направлении выхода сопла 1, ускоряя истечение струи. 3 ил.

СОПЛО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащее установленное внутри сопла соосно с ним обтекаемое тело, выполненное в форме конического отражателя, отличающееся тем, что в нем на конической поверхности отражателя равномерно по круговому сечению размещены разрядники многофазной системы в виде двух пар электроразрядных электродов на каждую фазу, расположенных с противоположных сторон отражателя, которые соединены с источником многофазного по числу фаз разрядника напряжения посредством тиристорной схемы формирования разрядов регулируемой частоты.