ГАЗОВЫЙ РУЛЬ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2005 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).

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.

Известен газовый руль по патенту США №3251555, в котором перо скреплено с элементами вала с помощью винтов, что при указанных условиях работы снижает надежность работы руля и, кроме того, усложняет конструкцию.

Известен газовый руль, установленный в закритической части сопла, содержащий перо, тарель, вал с хвостовиком. Хвостовик вала имеет кольцевую выточку, взаимодействующую с цилиндрическим выступом на тарели. Тарель и перо выполнены из одной заготовки. (См. книгу “Конструкция ракетных двигателей на твердом топливе” под общей редакцией Л.Н.Лаврова. -М.: Машиностроение, 1993, стр.145).

Известен газовый руль ракетного двигателя, выбранный за прототип, содержащий перо, тарель, вал с хвостовиком, который кольцевой выточкой охватывает цилиндрический выступ тарели через разжимное кольцо, входящее в кольцевую проточку на выступе тарели. В этой конструкции тарель и перо также выполнены из одной заготовки (патент России №2213244, F 02 K 9/80, 2001).

Недостатком конструкции является сложность изготовления руля, обусловленная большим объемом механических (станочных) операций, большой расход дорогостоящего материала.

Технической задачей данного изобретения является устранение отмеченного недостатка.

Технический результат достигается тем, что в газовом руле ракетного двигателя, содержащем перо, тарель с цилиндрическим выступом, вал, хвостовик которого с помощью кольцевой выточки через посредство разжимного кольца насажен на выступ тарели, элементы фиксации полученного соединения, тарель и перо выполнены из отдельных деталей, связанных между собой шлицевым соединением, причем паз соединения выполнен в тарели вдоль ее диаметра, пересекает выступ и имеет ступенчатый профиль, более широкая часть которого находится в области выступа, а выступ выполнен на пере по профилю паза.

На фиг.1, 2 изображена конструкция газового руля.

Газовый руль содержит:

- тарель 1 с цилиндрическим выступом 2, кольцевой проточкой 3, ступенчатым пазом 4 и торцом 5 в пазу;

- перо 6 со ступенчатым выступом 7, кольцевой проточкой 8;

- вал 9 с цилиндрическим хвостовиком 10, кольцевой выточкой 11;

- разжимное кольцо 12 с внутренним кольцевым выступом 13;

- штифты 14, 15.

Сборка газового руля производится с применением герметизирующих составов (заполнение зазоров) в последовательности:

- перо 6 ступенчатым выступом 7 вводят в ступенчатый паз 4 до упора в торец 5;

- на цилиндрический выступ 2 и ступенчатый выступ 7 устанавливают разжимное кольцо 12 с заходом внутреннего кольцевого выступа 13 в кольцевую проточку 3;

- производят одновременное сверление отверстия перпендикулярного оси пера в разжимном кольце 12, цилиндрическом выступе 2, ступенчатом выступе 7 и устанавливают штифт 14;

- хвостовик 10 устанавливают с помощью резьбового соединения на разжимное кольцо 12;

- производят одновременное сверление отверстий в хвостовике 10, в разжимном кольце 12, в цилиндрическом выступе 2, в ступенчатом выступе 7 и устанавливают штифт 15.

При работе газового руля в сверхзвуковом потоке на пере возникают усилия, которые передаются на вал через узлы соединения его с тарелью и хвостовиком вала.

Преимущества предлагаемого газового руля по сравнению с прототипом:

- изготовление тарели и пера из отдельных деталей сокращает технологический цикл изготовления газового руля, уменьшает объем механических (станочных) работ;

- разрезка заготовки, используемой для изготовления газового руля, на отдельные пластины позволяет вместо одного руля изготовить 2 руля, что существенно снижает расходы на его изготовление.

Газовый руль ракетного двигателя содержит перо, тарель с цилиндрическим выступом, вал, хвостовик которого с помощью кольцевой выточки через посредство разжимного кольца насажен на выступ тарели, и элементы фиксации полученного соединения. Тарель и перо выполнены из отдельных деталей, связанных между собой шлицевым соединением. Паз соединения выполнен в тарели вдоль ее диаметра, пересекает выступ и имеет ступенчатый профиль, более широкая часть которого находится в области выполненного на пере по профилю паза выступа. Изобретение позволит уменьшить объем механических работ, сократить технологический цикл и снизить расходы на изготовление газового руля. 2 ил.

Газовый руль ракетного двигателя, содержащий перо, тарель с цилиндрическим выступом, вал, хвостовик которого с помощью кольцевой выточки через посредство разжимного кольца насажен на выступ тарели, элементы фиксации полученного соединения, отличающийся тем, что тарель и перо выполнены из отдельных деталей, связанных между собой шлицевым соединением, причем паз соединения выполнен в тарели вдоль ее диаметра, пересекает выступ и имеет ступенчатый профиль, более широкая часть которого находится в области выступа, а выступ выполнен на пере по профилю паза.