ГАЗОВЫЙ РУЛЬ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2003 года по МПК F02K9/80 

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке газовых рулей для ракетных двигателей (преимущественно двигателей на твердом топливе).

Известен газовый руль по патенту США 3251555, в котором перо скреплено с элементами вала с помощью винтов, что усложняет и ослабляет конструкцию.

Известен газовый руль, установленный в закритической части сопла, содержащий перо, тарель, вал с хвостовиком. Хвостовик вала имеет кольцевую выточку, взаимодействующую с цилиндрическим выступом и кольцевой проточкой на тарели. (См. книгу "Конструкция ракетных двигателей на твердом топливе" под общей редакцией Л.Н.Лаврова. - М.: Машиностроение, 1993, стр. 145). Конструкция этого газового руля принята за прототип.

Особенностями условий работы газового руля в проточной части сопла являются:
- тепловое и эрозионное воздействие на перо и тарель сверхзвукового высокотемпературного газового потока с содержанием в нем конденсированной фазы продуктов сгорания топлива;
- наличие механических нагрузок на перо и тарель от воздействия сверхзвукового газового потока.

Недостатком известной конструкции, так же как и по патенту США, является то, что соединение вала с тарелью с помощью винтов (на рис. 3.18 показаны оси винтов) при вышеуказанных условиях работы не обеспечивает ей требуемую механическую прочность и эрозионную стойкость. Крепление тарели к валу хвостовика винтами через отверстия в тарели ослабляет механическую прочность и эрозионную стойкость тарели, приводит к необходимости увеличивать толщину тарели, усложняет конструкцию за счет дополнительной защиты самих винтов со стороны газового потока.

Технической задачей данного изобретения является устранение указанного недостатка.

Технический результат достигается тем, что в газовом руле ракетного двигателя, содержащем перо, тарель, вал, хвостовик которого имеет кольцевую выточку, взаимодействующую с цилиндрическим выступом и кольцевой проточкой на тарели, между кольцевой выточкой вала, цилиндрическим выступом и кольцевой проточкой установлено и зафиксировано на тарели, например, штифтами, разжимное кольцо, охватывающее цилиндрический выступ и входящее в кольцевую проточку, при этом хвостовик по кольцевой выточке связан с разжимным кольцом с помощью резьбового соединения, а разжимное кольцо зафиксировано с тарелью и кольцевой выточкой вала хвостовика, например, штифтами.

На чертеже изображена конструкция предлагаемого газового руля.

Газовый руль содержит перо 1, тарель 2 с цилиндрическим выступом 3 и кольцевой проточкой 4, вал 5 с хвостовиком 6, имеющим кольцевую выточку 7, разжимное кольцо 8, охватывающее цилиндрический выступ 3 и входящее в кольцевую проточку 4. Разжимное кольцо 8 зафиксировано на тарели 2 штифтами 9. Хвостовик 6 по кольцевой выточке 7 связан с разжимным кольцом 8 с помощью резьбового соединения и зафиксирован с разжимным кольцом 8 и цилиндрическим выступом 3 тарели 2 штифтами 10.

Сборка газового руля производится в следующей последовательности:
- на цилиндрический выступ 3 устанавливается разжимное кольцо 8 с обеспечением контакта поверхностей разжимного кольца 8 с поверхностями цилиндрического выступа 3, кольцевой проточкой 4, тарели 2 и фиксируется штифтами 9;
- на цилиндрический выступ 3 с зафиксированным штифтами 9 разжимным кольцом 8 устанавливается по резьбе вал 5 с хвостовиком 6 до упора поверхности хвостовика 6 в поверхность тарели 2 и контакта с поверхностью цилиндрического выступа 3 и фиксируется штифтами 10.

При работе ракетного двигателя на газовом руле от сверхзвукового газового потока возникают усилия, которые передаются на вал 5 для управления полетом ракеты через контактируемые поверхности тарели 2, разжимного кольца 8, цилиндрического выступа 3 штифтами 9, 10 на хвостовик вала 5.

Преимущества предлагаемого газового руля по сравнению с прототипом:
- соединение тарели с валом не нарушает целостность тарели со стороны газового потока;
- узел соединения тарели с валом расположен с внешней стороны тарели (по отношению к газовому потоку), имеет высокую механическую прочность, что позволяет передавать большие нагрузки от пера на вал;
- упрощена технология изготовления и сборки, что повышает надежность конструкции.

Сущность изобретения: газовый руль ракетного двигателя содержит перо, тарель и вал, хвостовик которого имеет кольцевую выточку, взаимодействующую с цилиндрическим выступом и кольцевой проточкой на тарели. Между кольцевой выточкой вала, цилиндрическим выступом и кольцевой проточкой установлено и зафиксировано на тарели, например, штифтами, разжимное кольцо, охватывающее цилиндрический выступ и входящее в кольцевую проточку. Хвостовик по кольцевой выточке связан с разжимным кольцом с помощью резьбового соединения. Разжимное кольцо зафиксировано с тарелью и кольцевой выточкой вала хвостовика, например, штифтами. Изобретение обеспечивает создание более прочной базовой поверхности для закрепления на ней хвостовика вала и передачи управляющих усилий. 1 ил.

Газовый руль ракетного двигателя, содержащий перо, тарель, вал, хвостовик которого имеет кольцевую выточку, взаимодействующую с цилиндрическим выступом и кольцевой проточкой на тарели, отличающийся тем, что между кольцевой выточкой вала, цилиндрическим выступом и кольцевой проточкой установлено и зафиксировано на тарели, например, штифтами, разжимное кольцо, охватывающее цилиндрический выступ и входящее в кольцевую проточку, при этом хвостовик по кольцевой выточке связан с разжимным кольцом с помощью резьбового соединения, а разжимное кольцо зафиксировано с тарелью и кольцевой выточкой вала хвостовика, например, штифтами.