способ высотного регулирования тяги реактивного двигателя
Классы МПК: | F02K9/80 отличающиеся управлением величиной и направлением тяги |
Автор(ы): | Клепиков Игорь Алексеевич, Кузьмич Борис Григорьевич, Прищепа Владимир Иосифович, Старков Владимир Кириллович |
Патентообладатель(и): | Клепиков Игорь Алексеевич, Кузьмич Борис Григорьевич, Прищепа Владимир Иосифович, Старков Владимир Кириллович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-12-23 публикация патента:
10.04.1997 |
Использование: для регулирования тяги бортовых двигателей летательных аппаратов, функционирующих в широком диапазоне высот. Сущность изобретения: способ включает присоединение к тяговой камере работающего реактивного двигателя расширяющегося соплового насадка, причем перед и/или в процессе присоединения тяговую камеру дросселируют. 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
Способ высотного регулирования тяги реактивного двигателя, включающий присоединение к тяговой камере работающего реактивного двигателя расширяющегося соплового насадка, отличающийся тем, что перед и/или в процессе присоединения соплового насадка тяговую камеру дросселируют.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области реактивной техники, конкретно к регулированию тяги реактивных двигателей (РД), устанавливаемых на летательных аппаратах (ЛА). Известен способ высотного регулирования тяги РД, включающий присоединение к тяговой камере работающего РД расширяющегося соплового насадка (пат. США 4676436, НКИ 239/265. 33 1987). Применение указанного способа позволяет существенно повысить энергетические характеристики (грузоподъемность) ракет-носителей (РН) и других ЛА с бортовыми РД, функционирующими в широком диапазоне высот. Этот факт объясняется приростом тяги РД за счет дополнительного расширения газового потока в РД по мере подъема ЛА (например, при старте РН с Земли в космос). Присоединение соплового насадка к тяговой камере может осуществляться его выдвижением (устройство телескопического типа) либо разворачиванием из сложенного положения. Реальна ситуация, когда давление газового потока на выходе из тяговой камеры превышает давление окружающей среды (атмосферы) и, следовательно, истекающая реактивная струя имеет начальную конфигурацию расширяющегося конуса, с которым сопловой насадок входит в контакт по мере своего движения. Переходя на концевую часть движущегося насадка, реактивная струя продолжает расширяться в нем, и на стенке насадка может возникнуть сила давления, направленная против движения насадка. Преодоление этой силы (составляющей по своей сути реактивную тягу) требует дополнительной мощности от приводного механизма соплового насадка, что увеличивает массу конструкции РД. При контакте движущегося насадка с высокотемпературным сверхзвуковым потоком газа возможно также разрушение (прогар) конструкции соплового насадка из-за ударного характера взаимодействия. Изобретение решает задачу снижения массы и повышения надежности РД при его высотном регулировании (о выключении РД на период присоединения соплового насадка не может быть речи хотя бы ввиду ощутимых энергетических потерь, связанных с временным прекращением тяги РД в полете). Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе высотного регулирования тяги РД, включающем присоединение к тяговой камере работающего РД расширяющегося соплового насадка, согласно изобретению, перед и/или в процессе присоединения соплового насадка тяговую камеру дросселируют. На фиг.1, 2, 3, 4 представлены тяговая камера работающего РД перед присоединением соплового насадка (фиг.1) в процессе присоединения (фиг.2, 4) и после присоединения соплового насадка (фиг.3), где: 1 тяговая камера, 2 - выдвижной сопловой насадок, 3 силовой привод, 4 реактивная струя. Представленная тяговая камера является составной частью РД, работающего на топливе жидкий кислород жидкое углеводородное горючее, устанавливаемого на первой ступени космической РН: ступень функционирует от старта РН до высоты полета 50 км, и сопловой насадок присоединяют к тяговой камере на высоте 12 км. Тяговая камера рассчитана на номинальное рабочее давление в зоне горения (точка А) 32 МПа, и при этом начальном давлении продуктов сгорания они расширяются на выходе тяговой камеры (сечение Б-Б) до 36 кПа, сопловой насадок рассчитан на последующее расширение продуктов сгорания до 20 кПа (сечение В-В). На участке полета рН от старта до высоты 12 км режим работы РД остается неизменным, в то время как давление окружающей среды уменьшается от 100 кПа до 18 кПа. Соответственно этому меняется конфигурация реактивной струи на выходе из тяговой камеры: до высоты 8 км, соответствующей окружающему давлению 36 кПа, струя поджата, на указанной высоте имеет конфигурацию цилиндра (с диаметром Б-Б), а в дальнейшем приобретает конфигурацию расширяющегося конуса, угол раскрытия которого (![способ высотного регулирования тяги реактивного двигателя, патент № 2076938](/images/patents/396/2076010/945.gif)
Класс F02K9/80 отличающиеся управлением величиной и направлением тяги