ПЛОСКОЕ РЕАКТИВНОЕ СОПЛО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1995 года по МПК F02K1/12 

Изобретение относится к авиадвигателестроению, преимущественно к конструкциям реактивных сопл ГТД для сверхзвукового пассажирского самолета.

Известно плоское реактивное сопло газотурбинного двигателя, содержащее переходник с двумя боковыми стенками и закрепленные на его внутренней поверхности створки.

Недостаток такого сопла состоит в том, что оно не обеспечивает требуемого для пассажирского самолета допустимого уровня шума, особенно на взлетном режиме.

Известно также плоское реактивное сопло газотурбинного двигателя, содержащее переходник с двумя боковыми стенками, закрепленные на его внутренней поверхности две створки с приводами и центральное тело, размещенное между ними. Створки перемещаются между боковыми стенками по криволинейным направляющим пазам, в которых расположены по два ролика, закрепленные на боковой поверхности створок.

Уровень шума у этого сопла меньше, так как реактивная струя газа разделяется на две части. Однако снижение уровня шума недостаточное, особенно для сверхзвукового пассажирского самолета. Регулирующие створки этого сопла перемещаются по направляющим криволинейным пазам. Такая конструкция недостаточно надежна, так как ролики могут в них заклиниваться.

Целью изобретения является снижение уровня шума и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что плоское реактивное сопло газотурбинного двигателя, содержащее переходник с двумя боковыми стенками, закрепленные на его внутренней поверхности две створки с приводами и центральное тело, размещенное между ними, снабжено рычагами и телескопическими тягами, центральное тело выполнено полым с поперечными щелями на его поверхностях, обращенных к створкам, в боковых стенках выполнены каналы, сообщающие внутреннюю полость тела с атмосферой, причем каждая из створок передним концом соединена посредством рычагов с боковыми стенками, а средней частью телескопическими тягами.

Сопло может быть также снабжено поворотными створками, размещенными снаружи боковых стенок на входах в каналы и на центральном теле на выходе из поперечных щелей.

На фиг. 1 показана схема сопла при положении створок на крейсерском дозвуковом режиме; на фиг. 2 то же, на крейсерском сверхзвуковом режиме; на фиг. 3 то же, на взлетном режиме; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 схема сопла с дополнительной подачей забортного воздуха через центральное тело при положении створок на крейсерском дозвуковом режиме; на фиг. 6 то же, на крейсерском сверхзвуковом режиме; на фиг. 7 то же, на взлетном режиме; на фиг. 8 разрез Б-Б на фиг. 7.

Плоское реактивное сопло газотурбинного двигателя содержит переходник 1, установленный на корпусе 2, с двумя боковыми стенками 3. Центральное тело 4 размещено между створками 5 и 6, закрепленными на внутренней поверхности переходника. Сопло снабжено рычагами 7 и телескопическими тягами 8. Центральное тело 4 выполнено полым. Его внутренняя полость 9 сообщена с атмосферой каналами 10, выполненными в боковых стенках 3. На поверхностях центрального тела 4, обращенных к створкам 5 и 6, выполнены поперечные щели 11, сообщающие внутреннюю полость 9 с проточной частью сопла. Каждая из створок 5 и 6 соединена с боковыми стенками 3 передним концом посредством рычагов 7, а средней частью телескопическими тягами 8.

Сопло может быть снабжено поворотными створками 12, размещенными снаружи боковых стенок 3 на входе в каналы 10, а также створками 13 на центральном теле 4 на выходе из поперечных щелей 11.

Устройство работает следующим образом.

На взлетном режиме рычаги 7 поворачиваются приводом на шарнирах 14. При этом створки 5 и 6 перемещаются наружу и назад. Между этими створками и задним срезом переходника 1 образуются эжекторные щели 15 (шириной в), через которые в проточную часть сопла поступает заборный воздух, который перемешивается с газом. Это уменьшает скорость и температуру газа на выходе из сопла, что соответственно снижает уровень шума. Снижению уровня шума способствуют также створки 5 и 6, являющиеся при этом экранами. Критическое сечение сопла находится на заднем срезе переходника 1.

Для перехода на дозвуковой крейсерский режим створки 5 и 6 перемещают вперед до полного закрытия щелей 15. При таком положении створок 5 и 6 обеспечиваются минимальные потери на внешнее и внутреннее обтекание створок.

На сверхзвуковом крейсерском режиме положение рычагов 7 не изменяется. Створки 5 и 6 поворачиваются на шарнирах 16 силой давления газа. При этом телескопические тяги 7 удлиняются. Минимальное сечение сопла на передней части створок 5 и 6.

При посадке самолета положение створок как на взлетном режиме.

Таким образом, на крейсерских режимах створки 5 и 6 самоустанавливаются под действием силы от разности давлений газового потока внутри сопла и воздушного потока снаружи (в пределах упоров, имеющихся внутри механизма телескопической тяги). Флюгирование створок 5 и 6 обеспечивает их самоустановку в положение, гарантирующее на всех режимах работы сопла минимальные "донные" потери в сопле.

При наличии каналов 10 и щелей 11 на взлетном режиме одновременно с перемещением створок 5 и 6 в заднее положение поворачивают створки 12 и 13. Через открывшиеся каналы 10 в полость 9 центрального тела 4 поступает забортный воздух, откуда он через щели 11 выходит в проточную часть сопла, где смешивается с газом.

В открытом положении створки 12 направлены под острым углом к направлению полета, что позволяет использовать скоростной напор внешнего воздушного потока. На крейсерских режимах работы двигателя каналы 10 и щели 11 закрыты створками, что снижает гидравлические потери при внутреннем и внешнем обтекании.

Использование: конструкции реактивных сопл газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: сопло содержит переходник 1, установленный на корпусе 2 с двумя боковыми стенками 3, створки 5 и 6, соединенные с боковыми стенками 3 передним концом посредством рычагов 7, а средней частью телескопическими тягами, полое центральное тело 4, размещенные между створками 5 и 6. Полость центрального тела сообщена с атмосферой каналами в боковых стенках 3, а с проточной частью сопла поперечными щелями, выполненными на поверхностях центрального тела, обращенными к створкам 5 и 6. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. ПЛОСКОЕ РЕАКТИВНОЕ СОПЛО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащее переходник с двумя боковыми стенками, закрепленные на его внутренней поверхности две створки с приводами и центральное тело, размещенное между ними, отличающееся тем, что, с целью снижения уровня шума и повышения надежности, сопло снабжено рычагами и телескопическими тягами, центральное тело выполнено полым с поперечными щелями на его поверхностях, обращенных к створкам, в боковых стенках выполнены каналы, сообщающие внутреннюю полость центрального тела с атмосферой, причем каждая из створок передним концом соединена посредством рычагов с боковыми стенками, а средней частью с телескопическими тягами. 2. Сопло по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено поворотными створками, размещенными снаружи боковых стенок на входах в каналы и на центральном тяге на выходе из поперечных щелей.