РЕГУЛИРУЕМОЕ СВЕРХЗВУКОВОЕ СОПЛО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2013 года по МПК F02K1/12 

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции сопел турбореактивных двигателей (ТРД).

Известно регулируемое сверхзвуковое сопло ТРД, содержащее корпус, шарнирно прикрепленные к нему сходящиеся створки, соединенные с расходящимися створками, и механизм синхронизации, выполненный в виде рычагов, шарнирно соединенных через тяги со смежными сходящимися створками, гидроцилиндры привода последних и внешние створки. Между смежными внешними створками установлены пневмоцилиндры (см. патент РФ №1009150 класса F02K 1/12, опубл. в 1996 г.).

Недостатком указанного сопла является ненадежное управление срезом сопла и большая масса, так как ближе к срезу сопла между внешними створками устанавливается «браслет» пневмоцилиндров, не обеспечивающих устранение колебаний расходящихся створок, которые могут возникать при работе сопла, и увеличивающих массу сопла, так как являются дополнительным механизмом к гидроцилиндрам поворота сходящихся створок.

Задачей изобретения является обеспечение демпфирования колебаний расходящихся створок, возникающих при работе сопла.

Указанная задача решается тем, что в известном регулируемом сверхзвуковом сопле ТРД, содержащем корпус, шарнирно прикрепленные к нему сходящиеся створки, соединенные с расходящимися створками, и механизм синхронизации, выполненный в виде рычагов, шарнирно соединенных через тяги со смежными сходящимися створками, гидроцилиндры привода последних и внешние створки, согласно изобретению, каждая внешняя створка передним концом шарнирно соединена с рычагом поворота смежных сходящихся створок, а ее средняя часть соединена дополнительными тягами со смежными расходящимися створками, причем каждый гидроцилиндр привода створок размещен между смежными внешними створками поперек продольной оси сопла.

При таком выполнении устройства вводится гидравлическое управление срезом сопла вместо пневматического. Гидроцилиндрами регулируется как критическое сечение сопла, так и сечение среза, что позволяет устранять колебания расходящихся створок, а также существенно уменьшить массу сопла.

На фиг.1 изображен продольный разрез сопла с единым приводом;

на фиг.2 - сечение А-А - конструкция подвески гидроцилиндров;

на фиг.3 - сечение Б-Б - показано соединение рычагов, внешних створок и тяг поворота сходящихся створок;

на фиг.4 - сечение В-В - соединение внешних створок тягами с расходящимися створками.

Сопло содержит корпус 1 (фиг.1), на котором шарнирно установлены сходящиеся створки 2 с подвижно присоединенными расходящимися створками 3, рычаги 4, которые через тяги 5 соединены со смежными сходящимися створками 2 (сечение Б-Б). К рычагам 4 через оси 6 (сечение Б-Б) присоединены внешние створки 7, которые в средней части соединены дополнительными тягами 8 с расходящимися створками 3 (фиг.1 и сечение В-В на фиг.4). Между каждой парой смежных внешних створок 7 поперечно продольной оси сопла установлены гидроцилиндры 9, которые через оси 10 присоединяются к проушинам кронштейнов 11, подвешенных на осях 12 к аркам 13, которые прикреплены к внешним створкам 7 болтами 14.

Между внешними створками 7 и рычагами 4 устанавливаются телескопические регулируемые механизмы 15 (фиг.1), которые дают возможность при установленном критическом сечении сопла поворачиваться его сверхзвуковой части в пределах хода своих штоков.

На днищах рычагов 4, образующих часть внешнего контура, неподвижно закреплены упругие элементы 16, другим концом подвижно соединенные с днищами внешних створок.

Расстояния (плечи) от мест подвески гидроцилиндров 9 на внешних створках до мест соединения с тягами сходящихся и расходящихся створок выбираются при конструировании оптимальными в зависимости от соотношений сил, возникающих на тягах 5 и 8 на основных режимах работы сопла.

На днищах рычагов 4, образующих часть внешнего контура, неподвижно закреплены упругие элементы 16, на другом конце установленные подвижно в зацепление с днищами внешних створок.

При работе двигателя на сходящиеся и расходящиеся створки действует давление от газового потока, а в гидроцилиндры подается рабочее тело, например керосин, с давлением, удерживающим сходящиеся и расходящиеся створки через тяги 5 и дополнительные тяги 8 в определенном положении, обеспечивающем заданную площадь критического и выходного сечений сопла. При этом телескопический механизм на расчетных режимах сопла находится в одном из промежуточных положений.

При работе сопла на нерасчетных и переходных режимах телескопические механизмы работают на упорах, а именно в раскрытом положении при недорасширении сопла (внешние створки полностью раскрыты), а в сжатом положении при перерасширении сопла (внешние створки прикрыты).

Таким образом, при работе сопла гидроцилиндры 9, рычаги 4, внешние створки 7, тяги 5 и дополнительные тяги 8 образуют механизм привода и синхронизации сходящихся и расходящихся створок.

Предложенное устройство позволяет не устанавливать дополнительный механизм привода и синхронизации расходящихся створок, что существенно уменьшает массу сопла.

Корректировка выходного сечения сопла посредством гидроцилиндров позволяет устранять колебания расходящихся створок, так как при их возникновении гидроцилиндры являются гидравлическим демпфером, что увеличивает надежность и ресурс сопла.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции сопел турбореактивных двигателей. Регулируемое сверхзвуковое сопло содержит корпус, шарнирно прикрепленные к нему сходящиеся створки, соединенные с расходящимися створками, механизм синхронизации, гидроцилиндры привода сходящихся створок и внешние створки. Механизм синхронизации выполнен в виде рычагов, шарнирно соединенных через тяги со смежными сходящимися створками. Каждая внешняя створка передним концом шарнирно соединена с рычагом поворота смежных сходящихся створок, а ее средняя часть соединена дополнительными тягами со смежными расходящимися створками. Каждый гидроцилиндр привода створок размещен между смежными внешними створками поперек продольной оси сопла. Изобретение позволяет повысить надежность и ресурс сопла за счет демпфирования колебаний расходящихся створок. 4 ил.

Регулируемое сверхзвуковое сопло турбореактивного двигателя, содержащее корпус, шарнирно прикрепленные к нему сходящиеся створки, соединенные с расходящимися створками, и механизм синхронизации, выполненный в виде рычагов, шарнирно соединенных через тяги со смежными сходящимися створками, гидроцилиндры привода последних и внешние створки, отличающееся тем, что каждая внешняя створка передним концом шарнирно соединена с рычагом поворота смежных сходящихся створок, а ее средняя часть соединена дополнительными тягами со смежными расходящимися створками, причем каждый гидроцилиндр привода створок размещен между смежными внешними створками поперек продольной оси сопла.