РАЗДВИЖНОЕ СОПЛО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2009 года по МПК F02K9/97 

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании раздвижных сопел ракетных двигателей преимущественно с большой степенью расширения.

Для класса таких сопел с изменяемой геометрией насущной проблемой является уменьшение пассивного веса элементов конструкции сопла.

Известно раздвижное сопло (патент RU №2296237), содержащее неподвижный раструб, размещенный на направляющем цилиндре выдвигаемый насадок, механизм фиксации насадка с фиксаторами, выступы которых в сложенном положении насадка взаимодействуют с неподвижным раструбом и охвачены бандажной лентой с замком. При этом концы бандажной ленты стянуты и соединены замком с возможностью их разъединения по командному сигналу системы управления путем нарушения механической связи замыкающего звена замка, выполненного в виде корпуса пироболта (путем его разрушения).

Недостатком известного сопла является повышенная масса сопла из-за завышения массы подводящего электрического кабеля со средствами его закрепления (для исключения помех выдвижению насадка) снаружи насадка в обход его среза к месту размещения инициирующего запала пиротехнического средства (пироболта).

Негативным является и тот факт, что при покидании сопла направляющий цилиндр оказывается связанным кабелем с соплом и при разрыве кабеля возникает возмущение изделия.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат достигается тем, что в раздвижном сопле, содержащем неподвижный раструб, размещенный на направляющем цилиндре выдвигаемый насадок, механизм фиксации сложенного положения насадка с фиксаторами, выступы которых взаимодействуют с неподвижным раструбом и охвачены бандажной лентой с замком, сопло снабжено тяговым приводом, размещенным на неподвижном раструбе и кинематически связанным с замыкающим звеном замка бандажной ленты, при этом кинематическая связь, например, в виде штока, пропущена через окно в цилиндре, а замыкающее звено замка выполнено, например, в виде втулки, установленной в отверстиях ответных частей замка концов бандажной ленты, и сориентировано относительно (напротив) окна в цилиндре. В варианте исполнения тягового привода с пиросредством тяговый привод снабжен поршнем со штоком, помещенным в полость корпуса и обращенным в сторону замка, при этом штоковая полость привода сообщена через внутренний канал корпуса с камерой пиросредства.

Предлагаемое решение технической задачи поясняется графическим материалом. На фиг.1 представлена предлагаемая конструктивная схема раздвижного сопла в сложенном положении (продольный разрез). На фиг.2 показан фрагмент механизма узла фиксации сложенного положения насадка с фиксаторами, выступы которых взаимодействуют с неподвижным раструбом и охвачены бандажной лентой. На фиг.3 показана выноска А фиг.1. На фиг.4 показан вид со стороны среза сопла на замок бандажной ленты механизма узла фиксации насадка в сложенном положении.

Сопло содержит неподвижный раструб 1 с кольцевой выемкой 2 на периферии, выдвигаемый насадок 3, закрепленный на направляющем цилиндре 4 с выполненными в нем окнами 5 и 6, с механизмом фиксации сложенного положения насадка, содержащего поворотные фиксаторы 7 с выступами 8, обтянутые бандажной лентой 9 с замком, на концах которой размещены ответные части 10, 11 замка, соединенные замыкающим звеном замка - втулкой 12, помещенной в отверстиях 13, 14 соответственно, в ответных частях замка 10 и 11. Втулка 12 соединена со штоком 15 поршня 16, размещенного в полости 17 корпуса привода 18, соединенной внутренним каналом 19 с камерой 20 пиросредства 21.

Насадок 3 в сложенном положении удерживается механическими связями, соединяющими его с неподвижным раструбом 1.

Работа сопла при начале функционирования осуществляется следующим образом. По команде системы управления электрический сигнал подается на пиросредство 21, которое воспламеняет заряд взрывчатого вещества (не показан) в камере 20. При сгорании взрывчатого вещества образуются газы, которые проникают через внутренний канал 19 корпуса привода 18 в полость 17 и воздействуют на поршень 16 со стороны штока 15. Под действием кинетической энергии газов поршень 16 совместно со штоком 15 и втулкой 15 (навернутой по резьбовой поверхности на шток) передвигаются до упора в противоположный торец полости 17, проходя через окно 5 в цилиндре 4. Втулка 12, передвигаясь в отверстиях 13, 14 ответных частей 10, 11 замка, выходит из отверстий 13, 14, освобождая от зацепления ответные части замка, занимает положение на неподвижном раструбе 1 на радиусе, меньшем наименьшего диаметра насадка 2. Под действием энергии упругих сил натянутой бандажной ленты 9 ее концы с ответными частями 10, 11 замка перемещаются в радиальном направлении и освобождают фиксаторы 7 с выступами 8 от прижимающих сил со стороны бандажной ленты 9.

Цилиндр 4 под действием сил привода (не показан), подхваченный потоком истекающих газов, начинает передвигаться в рабочее положение. Выступы 8 фиксаторов 7, двигаясь в окнах 6, выходят из зацепления с выемкой 2 под действием движущей силы насадка. Насадок, продвигаясь, занимает рабочее положение, фиксируется на неподвижном раструбе механизмом фиксации выдвинутого положения (не показан).

Предлагаемая конструкция раздвижного сопла обеспечивает снижение массы сопла за счет существенного сокращения необходимой длины электрического кабеля и количества средств его закрепления, в частности, на насадке. При этом снижается ударная нагрузка при стыковке насадка с раструбом, неподвижным за счет снижения движущейся массы насадка, что повышает надежность функционирования сопла, особенно при применении тонкостенных насадков из углеродных материалов. Дополнительно исключается возможность повреждения элементов насадка от разлетающихся осколков пиротехнического устройства.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании раздвижных сопел ракетных двигателей преимущественно с большой степенью расширения. Раздвижное сопло ракетного двигателя содержит неподвижный раструб, размещенный на направляющем цилиндре выдвигаемый насадок, механизм фиксации сложенного положения насадка с фиксаторами и тяговый привод с пиросредством. Выступы фиксаторов взаимодействуют с неподвижным раструбом и охвачены бандажной лентой с замком. Тяговый привод размещен на неподвижном раструбе и кинематически связан с замыкающим звеном замка бандажной ленты. Кинематическая связь выполнена в виде штока, пропущенного через окно в цилиндре. Замыкающее звено замка выполнено в виде втулки, установленной в отверстиях ответных частей замка бандажной ленты, и сориентировано напротив окна в цилиндре. Изобретение позволяет снизить массу сопла и повысить надежность его функционирования. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Раздвижное сопло ракетного двигателя, содержащее неподвижный раструб, размещенный на направляющем цилиндре выдвигаемый насадок, механизм фиксации сложенного положения насадка с фиксаторами, выступы которых взаимодействуют с неподвижным раструбом и охвачены бандажной лентой с замком, отличающееся тем, что сопло снабжено тяговым приводом с пиросредством, размещенным на неподвижном раструбе и кинематически связанным с замыкающим звеном замка бандажной ленты, при этом кинематическая связь, например, в виде штока пропущена через окно в цилиндре, а замыкающее звено замка выполнено, например, в виде втулки, установленной в отверстиях ответных частей замка бандажной ленты, и сориентировано напротив окна в цилиндре.

2. Раздвижное сопло ракетного двигателя по п.1, отличающееся тем, что тяговый привод снабжен поршнем со штоком, помещенным в полость корпуса и обращенным в сторону замка, при этом штоковая полость привода сообщена через внутренний канал корпуса с камерой пиросредства.