СПОСОБ РАБОТЫ ПОВОРОТНОГО КРУГЛОГО СВЕРХЗВУКОВОГО РЕАКТИВНОГО СОПЛА ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК F02K1/06 

Описание патента на изобретение RU2145670C1

Изобретение относится к реактивным соплам турбореактивных двигателей, а именно к поворотным круглым соплам, позволяющим использовать эти двигатели на высокоманевренных самолетах.

Известен способ работы поворотного круглого осесимметричного реактивного сопла турбореактивного двигателя, заключающийся в том, что для изменения направления вектора тяги поворачивают подвижный насадок в вертикальной плоскости [1].

Известно поворотное круглое осесимметричное реактивное сопло турбореактивного двигателя, содержащее корпус сопла и подвижный насадок, установленный с возможностью поворота вокруг цапф, закрепленных на корпусе, при помощи двух пар силовых гидроцилиндров, расположенных по обе стороны от цапф [1].

Недостатком данного способа и устройства для его осуществления является то, что поворот подвижного насадка осуществляется только в зоне вертикальной плоскости. Это означает, что вектор тяги изменяет свое направление только в одной - вертикальной плоскости. Поэтому высокая маневренность самолета с таким двигателем обеспечивается только в одной плоскости, что сужает диапазон боевого применения самолета.

Этот недостаток устранен в способе работы поворотного круглого сверхзвукового реактивного сопла турбореактивного двигателя, заключающемся в том, что для сопла с поворотным устройством в виде двух подвижных колец - наружного и внутреннего, шарнирно между собой соединенных в двух диаметрально противоположных точках и механизмом изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла, связанного с этими двумя подвижными кольцами, наружное подвижное кольцо поворачивают относительно корпуса сопла.

Причем при параллельном смещении относительно корпуса поворотного устройства происходит изменение площади критического сечения сопла без изменения направления вектора тяги двигателя. При развороте поворотного устройства происходит и изменение направления вектора тяги, и изменение площади критического сечения сопла [2].

Известно также поворотное круглое сверхзвуковое реактивное сопло турбореактивного двигателя, содержащее корпус сопла с поворотным устройством и механизмом изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла, при этом поворотное устройство в виде двух подвижных колец, шарнирно между собой соединенных в двух диаметрально противоположных точках в районе вертикальной плоскости, установлено между корпусом сопла и кольцевым опорным элементом, размещенным внутри корпуса, причем одно из подвижных колец шарнирно соединено с двумя цапфами, установленными на опорном элементе в районе горизонтальной плоскости, наружное подвижное кольцо связано через управляющие цилиндры с корпусом сопла, а механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла соединен с обоими подвижными кольцами. Кольцевой опорный элемент здесь выполнен в виде подвижного в продольном направлении кольца, которое может перемещаться в продольном направлении по продольным полозкам корпуса. Положение наружного подвижного кольца задается тремя управляющими цилиндрами, закрепленными и на корпусе, и на наружном подвижном кольце [2].

Такое сопло и способ его работы позволяют изменять направление вектора тяги во всех направлениях, что обеспечивает высокую маневренность самолета, на котором установлен такой двигатель, даже на одномоторных самолетах.

Одним из недостатков указанного способа и устройства для его осуществления является сложная и ненадежная кинематика указанного сопла и последовательность ее работы. Здесь следует обратить внимание на то, что блок из трех подвижных колец, одно из которых силовое - опорное, выполнено подвижным в продольном направлении, способным с помощью роликов двигаться по продольным направляющим на корпусе. Однако, учитывая те усилия, которые будут возникать в таком сопле при его работе, высокой надежности его работы при приемлемых весовых показателях добиться будет очень и очень сложно.

Кроме того, при изменении направления вектора тяги осуществляется разворот закритической части полотна сверхзвуковых створок и проставок между ними в окружном направлении тангенциально на срезе сопла от симметричного до асимметричного, что снижает надежность работы и требует повышенных усилий от силового привода. Внутренняя поверхность газодинамического контура сверхзвуковой части сопла в поперечном сечении имеет многогранную форму, n-кратную количеству сверхзвуковых створок и проставок с подвижными элементами, имеющих грубую литую поверхность. При сверхзвуковом течении газа со скоростями до M = 2,5 это приводит к дополнительным потерям на трение в сверхзвуковой части реактивного сопла, то есть к повышенному гидравлическому сопротивлению в пристеночном слое газа, омывающем сверхзвуковые створки и проставки между ними. Причем этот эффект увеличивается по мере увеличения угла поворота вектора тяги, что приводит к потерям эффективной тяги сопла, а при наличии внутри у среза сопла на некоторых макрошероховатостях скачков уплотнений заметной интенсивности к перестройке течения и к газодинамической неустойчивости течения.

При работе сопла на режиме изменения направления вектора тяги, на стороне, противоположной от линии критического сечения с угловой точкой поворота, на 1/2 длины дуги окружности критического сечения на плоских стенках створок и проставок (смотри в [2] фиг. 4 и 6), сопло работает с недорасширением потока и на срезе сопла поток не достигает расчетной сверхзвуковой скорости, что снижает эффективную тягу и экономичность турбореактивного двигателя, а значит, увеличивает удельный расход топлива.

Эта же причина вызывает и то, что и изменение направления вектора тяги будет меньшим, чем расчетное. То есть в таком сопле осесимметричность сопла выдерживается только на режимах без поворота. При любом изменении направления вектора тяги сопло работает на нерасчетных режимах с более низкими удельными параметрами.

Кроме того, выполнение сверхзвуковой части реактивного сопла с дополнительными ребрами и коробчатыми жесткостями и механизмом синхронизации разворота створок приводит к увеличению массы комплекта сверхзвуковых створок и проставок с подвижными элементами, служащими для герметизации окон и щелей между сверхзвуковыми створками. Это объясняется необходимостью обеспечения достаточной их жесткости, так как именно к ним на срезе прикладывается командное усилие от наружного подвижного кольца, соединенного через тяги с управляющими цилиндрами.

В свою очередь, сами управляющие цилиндры имеют также сложную конструкцию, так как у них в одном агрегате совмещено две функции: силовая и управляющая, что понижает надежность работы, особенно учитывая высокую температуру в этом месте.

Кроме того, для управления работой трех управляющих цилиндров требуется чрезвычайно сложная система управления, ибо эти цилиндры одновременно должны управлять и механизмом изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла, и поворотным устройством, которые к тому же еще и завязаны между собой кинематически. Ввиду ее чрезвычайной сложности она становится ненадежной и, кроме того, по стоимости может даже превосходить стоимость самого поворотного сопла.

Задача изобретения - обеспечить независимость поворота сопла в вертикальной и горизонтальной плоскостях друг от друга с обеспечением при этом осесимметричности сопла при повороте сопла в любую сторону, что позволит получить высокие удельные параметры сопла и использовать для управления таким соплом простую, а значит, надежную и недорогую систему управления.

Указанная задача достигается тем, что в способе работы поворотного круглого сверхзвукового реактивного сопла турбореактивного двигателя, заключающемся в том, что для сопла с поворотным устройством в виде двух подвижных колец - наружного и внутреннего, шарнирно между собой соединенных в двух диаметрально противоположных точках, и механизмом изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла, связанным с этими двумя подвижными кольцами, наружное подвижное кольцо поворачивают относительно корпуса сопла, в нем поворот механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла фиксируют с поворотом внутреннего подвижного кольца, поворот наружного подвижного кольца осуществляют в зоне продольной плоскости, проходящей по шарнирному соединению подвижных колец между собой, внутреннее подвижное кольцо поворачивают относительно наружного в продольной плоскости, находящейся в зоне перпендикуляра к плоскости поворота наружного подвижного кольца, при повороте сопла сохраняют осесимметричность критического сечения и сверхзвуковой части сопла, при этом поворот наружного и внутреннего подвижных колец и работу механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла выполняют независимо друг от друга.

Новым здесь является то, что поворот механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла фиксируют с поворотом внутреннего подвижного кольца, поворот наружного подвижного кольца осуществляют в зоне продольной плоскости, проходящей по шарнирному соединению подвижных колец между собой, внутреннее подвижное кольцо поворачивают относительно наружного в продольной плоскости, находящейся в зоне перпендикуляра к плоскости поворота наружного подвижного кольца, при повороте сопла сохраняют осесимметричность критического сечения и сверхзвуковой части сопла, при этом поворот наружного и внутреннего подвижных колец и работу механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла выполняют независимо друг от друга.

Осуществляя поворот механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла фиксированно с поворотом внутреннего подвижного кольца, мы функции поворота передаем полностью поворотному устройству, а за механизмом изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла оставляем функцию изменения площади сопла, присущую любому неповоротному соплу. Поэтому мы можем поворотное устройство доводить независимо от доводки механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла и, более того, использовать для создания поворотного сопла уже доведенные неповоротные сопла, снабдив их поворотным устройством.

Осуществляя поворот наружного подвижного кольца в зоне продольной плоскости, проходящей по шарнирному соединению подвижных колец между собой, мы обеспечиваем четкий поворот целиком всего механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла относительно корпуса сопла в одной продольной плоскости. Объясняется это тем, что поворот наружного подвижного кольца через шарнирное соединение, находящееся именно в этой плоскости, вызывает такой же поворот и внутреннего подвижного кольца, а значит, и поворот вместе с ним и механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла.

Поворачивая внутреннее подвижное кольцо относительно наружного в продольной плоскости, находящейся в зоне перпендикуляра к плоскости поворота наружного подвижного кольца, мы обеспечиваем четкий поворот целиком всего механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла относительно корпуса сопла в другой перпендикулярной первой плоскости.

Сохраняя при повороте сопла его осесимметричность, мы добиваемся получения для поворотного сопла таких же высоких удельных параметров, как и для обычного неповоротного сопла.

Выполняя поворот наружного и внутреннего подвижных колец и работу механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла независимо друг от друга, мы обеспечиваем возможность применения для управления поворотным соплом простой, надежной и недорогой системы управления.

Указанная задача достигается также тем, что в поворотном круглом сверхзвуковом реактивном сопле турбореактивного двигателя, содержащем корпус сопла с поворотным устройством и механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла, при этом поворотное устройство в виде двух подвижных колец, шарнирно между собой соединенных в двух диаметрально противоположных точках в районе вертикальной плоскости, установлено между корпусом сопла и кольцевым опорным элементом, размещенным внутри корпуса, причем одно из подвижных колец шарнирно соединено с двумя цапфами, установленными на опорном элементе в районе горизонтальной плоскости, наружное подвижное кольцо связано через управляющие цилиндры с корпусом сопла, а механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла соединен с обоими подвижными кольцами, в сопле кольцевой опорный элемент жестко соединен с корпусом, соединение механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла с внутренним подвижным кольцом выполнено через кольцевую дозвуковую вставку, жестко соединенную с последним, а с наружным подвижным кольцом с помощью независимых дополнительных управляющих цилиндров, закрепленных на наружном подвижном кольце и на кольцевой дозвуковой вставке в районе горизонтальной плоскости, каждая цапфа, установленная на опорном кольцевом элементе в районе горизонтальной плоскости, выполнена двухопорной со второй опорой на корпусе сопла, а ее шарнирное соединение выполнено с наружным подвижным кольцом, связь наружного подвижного кольца через управляющие цилиндры с корпусом сопла выполнена в районе вертикальной плоскости, внутреннее подвижное кольцо в местах пересечения с ним цапф снабжено двумя продольными окнами, а механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла снабжен автономными силовыми цилиндрами.

Кроме того, полость между корпусом и кольцевым опорным элементом может быть сообщена с полостью мотогондолы и отделена уплотнением от охлаждающего тракта поворотного сопла, а уплотнение установлено на внутреннем подвижном кольце и выполнено в виде кольцевой мембраны с закрепленными на ней кольцевыми уплотнительными элементами с Ω-образными вставками в районе продольных окон, контактирующими с поверхностью кольцевого опорного элемента, поверхность которого, контактирующая с уплотнительными элементами, выполнена сферической.

Новым здесь является то, что кольцевой опорный элемент жестко соединен с корпусом, соединение механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла с внутренним подвижным кольцом выполнено через кольцевую дозвуковую вставку, жестко соединенную с последним, а с наружным подвижным кольцом с помощью независимых дополнительных управляющих цилиндров, закрепленных на наружном подвижном кольце и на кольцевой дозвуковой вставке в районе горизонтальной плоскости, каждая цапфа, установленная на опорном кольцевом элементе в районе горизонтальной плоскости, выполнена двухопорной со второй опорой на корпусе сопла, а ее шарнирное соединение выполнено с наружным подвижным кольцом, связь наружного подвижного кольца через управляющие цилиндры с корпусом сопла выполнена в районе вертикальной плоскости, внутреннее подвижное кольцо в местах пересечения с ним цапф снабжено двумя продольными окнами, а механизм изменения критического сечения сверхзвуковой части сопла снабжен автономными силовыми цилиндрами. Кроме того, полость между корпусом и кольцевым опорным элементом может быть сообщена с полостью мотогондолы и отделена уплотнением от охлаждающего тракта поворотного сопла.

Уплотнение может быть установлено на внутреннем подвижном кольце и выполнено в виде кольцевой мембраны с закрепленными на ней кольцевыми уплотнительными элементами с Ω-образными вставками в районе продольных окон, контактирующими с поверхностью кольцевого опорного элемента, а поверхность кольцевого опорного элемента, контактирующая с уплотнительными элементами, выполнена сферической.

Жестко соединив кольцевой опорный элемент с корпусом, мы избавляемся от подвижной опоры, что ведет к большей жесткости всей конструкции сопла и обеспечению требуемых прочностных показателей при меньшем весе сопла.

Соединив механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла с внутренним подвижным кольцом через кольцевую дозвуковую вставку, жестко соединенную с последним, мы обеспечиваем синхронность поворота и внутреннего подвижного кольца поворотного устройства. А это означает, что, поворачивая внутреннее подвижное кольцо, мы изменяем направление вектора тяги сопла.

Соединив механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла с наружным подвижным кольцом с помощью независимых дополнительных управляющих цилиндров, закрепленных на наружном подвижном кольце и на кольцевой дозвуковой вставке в районе горизонтальной плоскости, мы обеспечиваем независимость поворота сопла в районе горизонтальной плоскости.

Выполнив каждую цапфу, установленную на опорном кольцевом элементе, жестко закрепленном на корпусе, в районе горизонтальной плоскости двухопорной со второй опорой на корпусе сопла, нам удается существенно уменьшить напряжения в осях цапф подвески наружного подвижного кольца в 5 раз и уменьшить прогиб их - в 16 раз, исходя из результатов расчетов на прочность с учетом податливости опор, по сравнению с консольной схемой закрепления. Уменьшить нагрузку на втулки цапф в 2,7 раза по сравнению с консольной схемой крепления. Получить одинаково надежное шарнирное соединение наружного и внутреннего подвижных колец и шарнирное соединение цапф и наружного подвижного кольца.

Шарнирно соединив каждую цапфу с наружным подвижным кольцом, мы обеспечиваем свободный поворот наружного кольца относительно этих цапф.

Связав наружное подвижное кольцо через управляющие цилиндры с корпусом сопла в районе вертикальной плоскости, мы обеспечиваем независимость поворота сопла в районе вертикальной плоскости.

Снабдив механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла автономными силовыми цилиндрами, мы делаем работу этого механизма независимой от поворота сопла. А это значит, что можно поворотное устройство доводить независимо от доводки механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла и, более того, использовать для создания поворотного сопла уже доведенные сопла, снабдив их поворотным устройством.

Выполнив во внутреннем подвижном кольце в местах пересечения с ним цапф два продольных окна, мы обеспечиваем этим двухопорность цапф.

На фиг. 1 показан продольный разрез сопла по вертикальной плоскости;
на фиг. 2 показан продольный разрез сопла по горизонтальной плоскости;
на фиг. 3 показан вид А на Ω-образные уплотнительные вставки;
на фиг. 4 показан поперечный разрез сопла в районе цапф;
на фиг. 5 показан продольный разрез сопла по уплотнению.

Поворотное сверхзвуковое реактивное сопло содержит корпус 1 и кольцевой опорный элемент 2, размещенный внутри него и жестко соединенный с корпусом 1. Между корпусом 1 и кольцевым опорным элементом 2 установлено поворотное устройство в виде двух подвижных колец - наружного 3 и внутреннего 4, соединенных между собой шарнирами в виде полуосей 5 и 6 в двух диаметрально противоположных точках в районе вертикальной плоскости 7. Наружное подвижное кольцо 3 шарнирами 8 соединено с двумя двухопорными цапфами 9, установленными между корпусом 1 и опорным элементом 2 в районе горизонтальной плоскости 10. Механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла 11 соединен с внутренним подвижным кольцом 4 через кольцевую дозвуковую вставку 12, жестко соединенную с последним, а с наружным подвижным кольцом 3 с помощью независимых дополнительных управляющих цилиндров 13, закрепленных на наружном подвижном кольце 3 и на кольцевой дозвуковой вставке 12 в районе горизонтальной плоскости 10. Наружное подвижное кольцо 3 связано через управляющие цилиндры 14 с корпусом сопла 1 в районе вертикальной плоскости 7. Внутреннее подвижное кольцо 4 в местах пересечения с ним цапф 9 снабжено двумя продольными окнами 15. Механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла 11 оснащен автономными силовыми цилиндрами 16. Полость 17 между корпусом 1 и кольцевым опорным элементом 2 сообщена с полостью 18 мотогондолы 19 и отделена уплотнением 20 от охлаждающего тракта 21 поворотного сопла. Уплотнение 20 установлено на внутреннем подвижном кольце 4 и выполнено в виде кольцевой мембраны 22 с закрепленными на ней кольцевыми уплотнительными элементами 23 с Ω-образными вставками 24 в районе продольных окон 15, контактирующими со сферической поверхностью 25 кольцевого опорного элемента 2.

Способ реализуют следующим образом.

Поворот механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла 11 фиксируют с поворотом внутреннего подвижного кольца 4 путем соединения механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла 11 с внутренним подвижным кольцом 4 через кольцевую дозвуковую вставку 12, жестко соединенную с механизмом 11.

При работе без отклонения направления вектора тяги сопла управляющие 14 и дополнительные управляющие цилиндры 13 устанавливают в нейтральное положение, при котором наружное 3 и внутреннее 4 подвижные кольца занимают положение, перпендикулярное продольной оси двигателя. Воздействуя на механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла 11 с помощью автономных силовых цилиндров 16, можно изменить величину вектора тяги сопла.

При изменении направления вектора тяги в вертикальной плоскости управляющими цилиндрами 14 поворачивают наружное подвижное кольцо 3 относительно двух двухопорных цапф 9. Усилие от наружного подвижного кольца 3 через две полуоси 5 и 6 шарнирного соединения колец 3 и 4, размещенные в вертикальной плоскости 7, передаются на внутреннее подвижное кольцо 4, которое вместе с наружным кольцом 3 поворачивается на тот же угол. В свою очередь, внутреннее подвижное кольцо 4 через связанную с ним дозвуковую вставку 12 поворачивает на тот же угол и механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла 11, изменяя направление вектора тяги сопла в вертикальной плоскости.

При изменении направления вектора тяги в горизонтальной плоскости дополнительными управляющими цилиндрами 13 поворачивают внутреннее подвижное кольцо 4 относительно наружного 3 в районе горизонтальной плоскости 10, поворачивая его вокруг полуосей 5 и 6 шарнирного соединения колец 3 и 4. В свою очередь, внутреннее подвижное кольцо 4 через связанную с ним дозвуковую вставку 12 поворачивает на тот же угол и механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла 11, изменяя направление вектора тяги сопла в горизонтальной плоскости.

При необходимости изменения направления вектора тяги в каком-то промежуточном положении управляющие и дополнительные управляющие цилиндры 14 и 13 работают одновременно.

На всех режимах работы автономных силовых цилиндров 16, воздействующих на механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла 11, сохраняют осесимметричность критического сечения и сверхзвуковой части сопла 11.

Повороты наружного 3 и внутреннего 4 подвижных колец и работу механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла 11 выполняют независимо друг от друга.

Источники информации
1. Патент США N 4274593, НКИ 239 - 265.35, опубл. 1981 г.

2. Патент США N 5329763, фиг. 1 - 10, НКИ 60 - 232, опубл. 1994 г.

Похожие патенты RU2145670C1

название год авторы номер документа
ПОВОРОТНОЕ КРУГЛОЕ ОСЕСИММЕТРИЧНОЕ РЕАКТИВНОЕ СОПЛО ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2006
  • Белоусов Виктор Алексеевич
  • Волынкин Сергей Константинович
  • Демкин Николай Борисович
  • Шувалов Кирилл Сергеевич
  • Шепелева Нина Георгиевна
  • Яковлев Николай Николаевич
RU2309278C1
ПОВОРОТНОЕ КРУГЛОЕ ОСЕСИММЕТРИЧНОЕ РЕАКТИВНОЕ СОПЛО ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2010
  • Белоусов Виктор Алексеевич
  • Волынкин Сергей Константинович
  • Шувалов Кирилл Сергеевич
  • Шепелева Нина Георгиевна
RU2451812C1
РЕГУЛИРУЕМОЕ ПЛОСКОЕ СОПЛО ДЛЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2001
  • Шкляев И.В.
  • Пожаринский А.А.
RU2193680C2
СИСТЕМА СИНХРОНИЗАЦИИ СТВОРОК СОПЛА ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2006
  • Федоров Алексей Михайлович
  • Мурашов Алексей Александрович
RU2317432C1
СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПОВОРОТНЫМ ОСЕСИММЕТРИЧНЫМ РЕАКТИВНЫМ СОПЛОМ 1998
  • Андреев А.В.
  • Лебедев В.А.
  • Марчуков Е.Ю.
  • Павленко В.Н.
  • Руднев Ю.Т.
  • Целяев И.Г.
  • Чепкин В.М.
RU2144658C1
УПРАВЛЯЕМЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 1996
  • Тодощенко А.И.
  • Лянгузов С.В.
RU2109158C1
ПЛОСКОЕ СОПЛО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2011
  • Пырков Сергей Николаевич
  • Демченко Александр Валерьевич
  • Кирюхин Владимир Валентинович
  • Марчуков Евгений Ювенальевич
RU2462609C1
КАМЕРА ЖРД 2017
  • Кафарена Павел Викторович
  • Космачева Валентина Петровна
  • Хрисанфов Сергей Петрович
RU2681733C1
КОРПУС КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 1999
  • Васин А.А.
  • Федоров В.В.
  • Бабаева Г.А.
RU2158840C2
Ракетный двигатель твердого топлива (РДТТ) с изменяемым вектором тяги по направлению и сопловая заглушка 2019
  • Борисов Виктор Николаевич
  • Голубев Михаил Юрьевич
  • Мухамедов Виктор Сатарович
RU2703599C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 145 670 C1

Реферат патента 2000 года СПОСОБ РАБОТЫ ПОВОРОТНОГО КРУГЛОГО СВЕРХЗВУКОВОГО РЕАКТИВНОГО СОПЛА ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение может быть использовано в авиации, а именно в реактивных соплах турбореактивных двигателей. При изменении направления вектора тяги в вертикальной плоскости поворачивают наружное подвижное кольцо относительно двух двухопорных цапф. Усилие от наружного подвижного кольца через две полуоси шарнирного соединения колец между собой передается на внутреннее подвижное кольцо, которое вместе с наружным кольцом поворачивается на тот же угол. В свою очередь, внутреннее подвижное кольцо через связанную с ним дозвуковую вставку поворачивает на тот же угол и механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла, изменяя направление вектора тяги сопла в вертикальной плоскости. При изменении направления вектора тяги в горизонтальной плоскости дополнительными управляющими цилиндрами поворачивают внутреннее подвижное кольцо относительно наружного в районе горизонтальной плоскости, поворачивая его вокруг полуосей шарнирного соединения колец между собой. В свою очередь, внутреннее подвижное кольцо через связанную с ним дозвуковую вставку поворачивает на тот же угол и механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла, изменяя направление вектора тяги сопла в горизонтальной плоскости. Изобретение позволяет обеспечить зависимость поворота сопла в вертикальной и горизонтальной плоскостях друг от друга с обеспечением при этом осесимметричности сопла при повороте сопла в любую сторону. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения RU 2 145 670 C1

1. Способ работы поворотного круглого сверхзвукового реактивного сопла турбореактивного двигателя, заключающийся в том, что для сопла с поворотным устройством в виде двух подвижных колец - наружного и внутреннего, шарнирно между собой соединенных в двух диаметрально противоположных точках, и механизмом изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла, связанным с этими двумя подвижными кольцами, наружное подвижное кольцо поворачивают относительно корпуса сопла, отличающийся тем, что поворот механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла фиксируют с поворотом внутреннего подвижного кольца, поворот наружного подвижного кольца осуществляют в зоне продольной плоскости, проходящей по шарнирному соединению подвижных колец между собой, внутреннее подвижное кольцо поворачивают относительно наружного в продольной плоскости, находящейся в зоне перпендикуляра к плоскости поворота наружного подвижного кольца, при повороте сопла сохраняют осесимметричность критического сечения и сверхзвуковой части сопла, при этом поворот наружного и внутреннего подвижных колец и работу механизма изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла выполняют независимо друг от друга. 2. Поворотное круглое сверхзвуковое реактивное сопло турбореактивного двигателя, содержащее корпус сопла с поворотным устройством и механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла, при этом поворотное устройство в виде двух подвижных колец, шарнирно между собой соединенных в двух диаметрально противоположных точках в районе вертикальной плоскости, установлено между корпусом сопла и кольцевым опорным элементом, размещенным внутри корпуса, причем одно из подвижных колец шарнирно соединено с двумя цапфами, установленными на опорном элементе в районе горизонтальной плоскости, наружное подвижное кольцо связано через управляющие цилиндры с корпусом сопла, а механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла соединен с обоими подвижными кольцами, отличающееся тем, что кольцевой опорный элемент жестко соединен с корпусом, соединение механизма изменения критическим сечением и сверхзвуковой частью сопла с внутренним подвижным кольцом выполнено через кольцевую дозвуковую вставку, жестко соединенную с последним, а с наружным подвижным кольцом с помощью независимых дополнительных управляющих цилиндров, закрепленных на наружном подвижном кольце и на кольцевой дозвуковой вставке в районе горизонтальной плоскости, каждая цапфа, установленная на опорном кольцевом элементе в районе горизонтальной плоскости, выполнена двухопорной со второй опорой на корпусе сопла, а ее шарнирное соединение выполнено с наружным подвижным кольцом, связь наружного подвижного кольца через управляющие цилиндры с корпусом сопла выполнена в районе вертикальной плоскости, внутреннее подвижное кольцо в местах пересечения с ним цапф снабжено двумя продольными окнами, а механизм изменения критического сечения и сверхзвуковой части сопла снабжен силовыми цилиндрами. 3. Поворотное круглое реактивное сопло по п.2, отличающееся тем, что полость между корпусом и кольцевым опорным элементом сообщена с полостью мотогондолы и отделена уплотнением от охлаждающего тракта поворотного сопла. 4. Поворотное круглое реактивное сопло по пп.2 и 3, отличающееся тем, что уплотнение установлено на внутреннем подвижном кольце и выполнено в виде кольцевой мембраны с закрепленными на ней кольцевыми уплотнительными элементами с Ω-образными вставками в районе продольных окон, контактирующими с поверхностью кольцевого опорного элемента. 5. Поворотное круглое реактивное сопло по пп.2-4, отличающееся тем, что поверхность кольцевого опорного элемента, контактирующая с уплотнительными элементами, выполнена сферической.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2145670C1

US 5329763 A, 19.07.94
US 4274593 A, 23.06.81
RU 94011880 A1, 10.12.95
ПОВОРОТНОЕ СОПЛО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ 1977
  • Токарев А.М.
  • Гордеев А.В.
SU716229A3
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД МОЛОТА ДЛЯ ЗАБИВКИ СВАЙ 0
SU281264A1
Фильтроопределитель для цветной фотографии и кинематографии 1948
  • Гуревич С.Г.
SU92345A1
DE 3314956 A1, 03.11.83.

RU 2 145 670 C1

Авторы

Гойхенберг М.М.

Марчуков Е.Ю.

Привалов В.Н.

Чепкин В.М.

Даты

2000-02-20Публикация

1998-05-22Подача