РАЗДВИЖНОЕ СОПЛО ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2004 года по МПК F02K9/97 

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке раздвижных сопел для жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Известно раздвижное сопло ЖРД, содержащее стационарный раструб с рубашкой жидкостного охлаждения и выдвижной сопловой насадок радиационного охлаждения из углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ), который состоит из неподвижной конической секции и выдвижной секции (см. журнал Extremes №35 за апрель 1998 года, с. 26, 27, прототип).

В данной конструкции выдвижного соплового насадка, выполненного из УУКМ, разъем между неподвижной конической секцией и выдвижной секцией (насадком) расположен в зоне высоких температур (конструкция из УУКМ в зоне стыка прогревается до температур 1300-1400°С), поэтому обеспечить надежность работы уплотнения между этими секциями затруднительно, тем более на режимах повторного запуска ЖРД. Кроме того, сложно крепить элементы направляющих механизма раздвижки и обеспечить их целостность в течение работы ЖРД.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и создание такой конструкции, которая обеспечивала бы надежную работу уплотнения между неподвижной частью сопла и выдвижным сопловым насадком, механизма раздвижки, была технически реализуема при малом весе.

Технический результат достигается тем, что в сопле ЖРД, содержащем стационарный раструб с рубашкой жидкостного охлаждения, выдвижной сопловой насадок, связывающую их секцию, механизм раздвижки, элементы центрирования и уплотнения, связывающая секция смонтирована непосредственно на внешней стенке рубашки охлаждения стационарного раструба, при этом механизм раздвижки, элементы центрирования и уплотнения установлены на связывающей секции без превышения габаритов стационарного раструба, и защищены от нагрева стенкой рубашки охлаждения.

Особенность предлагаемого технического решения заключается в том, что все системы выдвижения соплового насадка расположены непосредственно на внешней стенке рубашки охлаждения раструба ЖРД, что обеспечивает им приемлемые температурные условия и, следовательно, высокую надежность работы конструкции.

На фиг.1 изображен общий вид сопла ЖРД с выдвижным сопловым насадком радиационного охлаждения в сложенном положении.

На фиг.2 - то же сопло в разложенном положении.

На фиг.3 - выноска 1 (узел стыка выдвижного соплового насадка со стационарным раструбом ЖРД в разложенном положении).

На внешней стенке стационарного раструба 1 выполнен фланец 2, на котором закреплена связывающая секция 3 со стыковочным шпангоутом 4. На связывающей секции 3 расположены цанги 5 и кронштейны 6, на которых закреплены продольные зубчато-реечные направляющие 7, элементы герметизации и амортизации 8. Механизм бесперекосного движения состоит из направляющих 7, кольца 9, в котором установлены шестеренчатые валики 10, связанные общим зубчатым венцом 11. Непосредственно к кольцу 9 крепится выдвижной сопловой насадок 12 из УУКМ. Уплотнение между связывающей секцией 3 и стационарным раструбом 1 выполнено при помощи резинового кольца 13. Для восприятия транспортных нагрузок концы направляющих 7 соединены при помощи кронштейнов 14 с раструбом 1.

Работает сопло следующим образом.

После расфиксации выдвижного соплового насадка и задействования привода раздвижки в виде импульсного РДТТ (не показан) выдвижной сопловой насадок 12 выдвигается в рабочее положение (см. фиг.2). Происходит фиксация выдвижного соплового насадка 12 на цангах 5 и герметизация разъема на амортизаторе 8. В этом положении происходит запуск ЖРД. Все элементы стыка выдвижного соплового насадка защищены от нагрева стенкой рубашки жидкостного охлаждения, что обеспечивает в течение всей работы ЖРД (- 600 с) приемлемый температурный режим для резиновых деталей 8 и 13.

При повторном запуске ЖРД в космосе через несколько часов для коррекции орбиты стык подвижного насадка 12 с раструбом 1 остается в рабочем состоянии, т.е. амортизатор 8 плотно прижимает кольцо 9 к торцам цанг 5, обеспечивает герметичность стыка и необходимую жесткость конструкции, что нельзя сказать о прототипе, в котором все элементы прогреваются до очень высоких температур.

Таким образом, использование изобретения позволит существенно повысить надежность работы сопел ЖРД с выдвижными сопловыми насадками из углерод-углеродных композиционных материалов.

Раздвижное сопло жидкостного ракетного двигателя содержит стационарный раструб с рубашкой жидкостного охлаждения, выдвижной сопловой насадок, связывающую их секцию, механизм раздвижки, элементы центрирования и уплотнения. Связывающая секция смонтирована непосредственно на внешней стенке рубашки охлаждения стационарного раструба. Механизм раздвижки, элементы центрирования и уплотнения установлены на связывающей секции без превышения габаритов стационарного раструба и защищены от нагрева стенкой рубашки охлаждения. Изобретение позволит обеспечить надежную работу уплотнения между неподвижной частью сопла и выдвижным сопловым насадком и механизма раздвижки при малом весе конструкции. 3 ил.

Раздвижное сопло жидкостного ракетного двигателя, содержащее стационарный раструб с рубашкой жидкостного охлаждения, выдвижной сопловой насадок, связывающую их секцию, механизм раздвижки, элементы центрирования и уплотнения, отличающееся тем, что связывающая секция смонтирована непосредственно на внешней стенке рубашки охлаждения стационарного раструба, при этом механизм раздвижки, элементы центрирования и уплотнения установлены на связывающей секции без превышения габаритов стационарного раструба и защищены от нагрева стенкой рубашки охлаждения.