Поворотное сопло турбореактивного двигателя Российский патент 2017 года по МПК F02K1/78 F02K1/00 

Известно поворотное сопло ТРД, содержащее установленный между форсажной камерой и реактивным соплом двигателя корпус в виде вставки, состоящей из неподвижной секции и поворотной, способной вращаться вокруг продольной оси двигателя, и механизм поворота, причем механизм поворота выполнен в виде ряда роликов, установленных на корпусе двигателя, оси вращения которых размещены вдоль оси двигателя, и направляемого роликами троса, прикрепленного к корпусу сопла, концы которого прикреплены к катушкам, установленным на корпусе двигателя, и соединены с силовыми цилиндрами, причем оси катушек размещены поперек продольной оси двигателя (см. патент RU 2375600 класса F02K 1/78, опубл. в 2009 г.).

Недостатком известного устройства является большой ход гидроцилиндров и повышенные нагрузки на катушках, что значительно увеличивает габариты конструкции.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Технический результат - уменьшение габаритов конструкции и увеличение надежности механизма поворота, а также уменьшение утечек рабочего тела из тракта двигателя.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном поворотном сопле, содержащем установленный между форсажной камерой и реактивным соплом двигателя корпус в виде вставки, состоящей из неподвижной секции и поворотной, способной вращаться вокруг продольной оси двигателя, и механизм поворота, согласно изобретению между неподвижной и поворотной секциями вставки установлено контактное уплотнение, а механизм поворота выполнен в виде цепной передачи, привод которой находится на неподвижной секции вставки, а на поворотной секции закреплена двойная цепь, на концах которой установлены демпферы, причем каждый демпфер на конце двойной цепи включает рычаг, одна сторона которого взаимодействует с концом двойной цепи, а другая - с пружиной, опирающейся на поворотную секцию.

Выполнение механизма поворота в виде цепной передачи позволяет использовать в качестве механизма привода поворота сопла червячный привод, который, в отличие от гидроцилиндров, имеет постоянный объем (нет выдвижных частей), что позволяет осуществлять поворот сопла на угол ±90° в значительно меньших (по сравнению с гидроцилиндрами) габаритах.

Использование двойной цепи увеличивает надежность конструкции, в случае разрыва одной из цепей, за счет резервирования ответственной функции передачи крутящего момента.

Установка демпферов на концах цепи увеличивает надежность конструкции за счет снижения пиковых нагрузок на цепь в моменты начала и окончания движения.

Наличие контактного уплотнения между неподвижной и поворотной секциями вставки значительно уменьшает утечки рабочего тела (газа), чем достигается увеличение КПД газотурбинного двигателя в целом. Также наличие уплотнения позволяет улучшить температурное состояние роликов поворотного устройства, что увеличит надежность и ресурс конструкции.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами 1-3.

Фиг. 1 - механизм поворота сопла.

Фиг. 2 - схема расположения демпферов на поворотном устройстве.

Фиг. 3 - устройство демпфера (в двух положениях).

Поворотное сопло ТРД содержит поворотную 1 и неподвижную 2 секции вставки на корпусе двигателя между форсажной камерой и реактивным соплом (не указаны). На неподвижной секции 2, установлен корпус приводной шестерни 3, который дополнительно зафиксирован кронштейнами 4. В корпусе приводной шестерни 3 установлен приводной вал 5, на который установлена двойная шестерня 6. Поворот двойной шестерни 6 осуществляется от привода, например червячного (не показан), через рессору 7. Двойная шестерня 6 входит в зацепление с двойной цепью 8 поворотной секции 1. В поворотной секции 1 установлены воспринимающие радиальную нагрузку ролики 9 и воспринимающие осевую нагрузку ролики 10. Также в поворотной секции 1 установлено секторное контактное уплотнение 11, которое за счет пружин (не указаны) поджимается к элементу неподвижной секции 2.

Каждый демпфер 12 на конце двойной цепи 8 включает рычаг 13, одна сторона которого взаимодействует с концом двойной цепи 8, а другая - с пружиной 14, опирающейся на поворотную секцию 1. В частном случае реализации двойная цепь 8 может быть заключена между тарельчатыми седлами, при этом верхнее тарельчатое седло 15 закреплено на рычаге 13, а нижнее тарельчатое седло 16 закреплено на поворотной секции 1. Кроме того, в нижнем тарельчатом седле 16 установлен ограничитель перемещения 17.

Поворот сопла осуществляется как по часовой, так и против часовой стрелки относительно продольной оси ТРД. От привода, через рессору 7, приводной вал 5 и двойную шестерню 6 крутящий момент передается на двойную цепь 8, которая в свою очередь вращает поворотную секцию 1. Вращение поворотной секции 1 относительно неподвижной секции 2 осуществляется за счет воспринимающих радиальную нагрузку роликов 9. Передача осевой нагрузки сопла с поворотной секции 1 на неподвижную секцию 2 осуществляется воспринимающими осевую нагрузку роликами 10, а установка их в паре позволяет воспринимать как положительную, так и отрицательную осевую нагрузку.

Для снижения резких нагрузок на двойную цепь 8 оба ее конца прикреплены к демпферам 12, которые поглощают энергию натяжения двойной цепи 8 за счет сжатия пружин 14. Для предотвращения соскальзывания двойной цепи демпферы оборудованы ограничителями перемещения 17.

Осуществление изобретения позволяет уменьшить габариты и вес конструкции и повысить надежность механизма поворота сопла двигателя, а также повысить КПД двигателя в целом за счет значительного снижения утечек рабочего тела (газа).

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции сопел турбореактивных двигателей. Поворотное сопло турбореактивного двигателя содержит установленный между форсажной камерой и реактивным соплом двигателя корпус в виде вставки, состоящей из неподвижной секции и поворотной, способной вращаться вокруг продольной оси двигателя, а также механизм поворота. Механизм поворота выполнен в виде цепной передачи, привод которой находится на неподвижной секции вставки. На поворотной секции закреплена двойная цепь, на концах которой установлены демпферы. Каждый демпфер на конце двойной цепи включает рычаг, одна сторона которого взаимодействует с концом двойной цепи, а другая - с пружиной, опирающейся на поворотную секцию. Между неподвижной и поворотной секциями вставки установлено контактное уплотнение. Изобретение позволяет уменьшить габариты и вес конструкции, повысить надежность механизма поворота сопла двигателя, а также повысить КПД двигателя в целом. 3 ил.

Поворотное сопло турбореактивного двигателя, содержащее установленный между форсажной камерой и реактивным соплом двигателя корпус в виде вставки, состоящей из неподвижной секции и поворотной, способной вращаться вокруг продольной оси двигателя, и механизм поворота, отличающееся тем, что между неподвижной и поворотной секциями вставки установлено контактное уплотнение, а механизм поворота выполнен в виде цепной передачи, привод которой находится на неподвижной секции вставки, а на поворотной секции закреплена двойная цепь, на концах которой установлены демпферы, причем каждый демпфер на конце двойной цепи включает рычаг, одна сторона которого взаимодействует с концом двойной цепи, а другая - с пружиной, опирающейся на поворотную секцию.