двигательная установка летательного аппарата
Классы МПК: | F02K9/80 отличающиеся управлением величиной и направлением тяги F02K1/06 изменение эффективной площади проходного сечения реактивного сопла или насадки |
Автор(ы): | Сергиенко А.А., Семенов В.В. |
Патентообладатель(и): | Московский государственный авиационный институт, Сергиенко Александр Александрович, Семенов Василий Васильевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-06-22 публикация патента:
27.11.2000 |
Двигательная установка летательного аппарата содержит две или несколько цилиндрических камер сгорания, расположенных в один или два ряда и снабженных круглыми соплами Лаваля, объединенными общим плоским насадком. Каждая тяговая стенка насадка является продолжением контуров сверхзвуковых их частей, две боковые его стенки расположены перпендикулярно к тяговым стенкам насадка. Каждый ряд камер сгорания с круглыми соплами Лаваля, соединенный жестко с соответствующей тяговой стенкой плоского насадка, соединен с корпусом установки с помощью шарнира с возможностью их поворота относительно корпуса установки. Шарнир расположен в центре приложения равнодействующей внутренних и внешних сил, действующих на стенку соплового блока (сопло Лаваля и плоских насадок). Две боковые стенки насадка жестко прикреплены к корпусу двигательной установки. Такое выполнение двигательной установки обеспечивает повышение среднего по траектории полета удельного импульса, возможность увеличения полезного груза или дальности полета летательного аппарата за счет прироста тяги двигательной установки. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
Формула изобретения
1. Двигательная установка летательного аппарата, содержащая две или несколько цилиндрических камер сгорания, расположенных в один или два ряда и снабженных круглыми соплами Лаваля, объединенными общим плоским насадком, каждая тяговая стенка насадка является продолжением контуров сверхзвуковых их частей, две боковые его стенки расположены перпендикулярно к тяговым стенкам насадка, отличающаяся тем, что каждый ряд камер сгорания с круглыми соплами Лаваля, соединенный жестко с соответствующей тяговой стенкой плоского насадка, соединен с корпусом установки с помощью шарнира с возможностью их поворота относительно корпуса установки, причем шарнир расположен в центре приложения равнодействующей внутренних и внешних сил, действующих на стенку соплового блока (сопло Лаваля и плоский насадок), а две боковые стенки насадка жестко прикреплены к корпусу двигательной установки. 2. Двигательная установка по п.1, отличающаяся тем, что у круглых сопл Лаваля выходное сечение сверхзвуковой их части выполнено в виде четырехугольника или пятиугольника со скругленными углами. 3. Двигательная установка по п.1, отличающаяся тем, что сверхзвуковая часть круглых сопл Лаваля имеет в выходном сечении треугольную форму со скругленными углами, причем круглые сопла плоскими сторонами поочередно прикреплены к соответствующей тяговой стенке насадка. 4. Двигательная установка по п.1, отличающаяся тем, что каждый ряд камер сгорания с соплами Лаваля вместе с тяговой стенкой насадка снабжен механизмом для принудительного их поворота.Описание изобретения к патенту
Предлагаемое изобретение относится к области ракетостроения и предназначено для повышения среднего по траектории удельного импульса двигательной установки. Известна двигательная установка летательного аппарата, содержащая две цилиндрические камеры сгорания, расположенные в один ряд и снабженные круглыми соплами Лаваля, которые объединены общим плоским насадком. Каждая тяговая стенка насадка является продолжением контуров сверхзвуковых частей круглых сопл, а две боковые стенки насадка расположены перпендикулярно к тяговым стенкам насадка ["Эффективность применения ДУ на трехкомпонентном топливе для транспортных космических аппаратов класса Земля-Орбита", журнал "Астронавтика и ракетодинамика", N 47, 1987 г.]. По мере подъема ракеты на высоту один двигатель (одно из сопл) отключается и тем самым изменяется (увеличивается) геометрическая степень расширения соплового блока в целом, что способствует повышению удельного импульса двигательной установки (ДУ) по траектории полета ЛА. Однако описанная выше конструкция соплового блока обладает рядом недостатков:1. Двигательная установка имеет низкий средний по траектории полета удельный импульс из-за того, что один из двигателей используется лишь на части активного участка полета. 2. При отключении одного из двигателей изменяется вектор тяги двигательной установки в целом, а также возникают потери тяги из-за образования застойных зон в сопловом блоке. 3. В известной двигательной установке камеры сгорания вместе с соплами жестко закреплены, что не дает возможности плавно регулировать высотность соплового блока. Целью настоящего изобретения является повышение среднего по траектории удельного импульса двигательной установки ЛА. Цель достигается тем, что в двигательной установке летательного аппарата, содержащей две или несколько цилиндрических камер сгорания, расположенных в один или два ряда и снабженных круглыми соплами Лаваля, которые объединены общим плоским насадком, где каждая тяговая стенка насадка является продолжением контуров сверхзвуковых их частей, а две боковые стенки насадка расположены перпендикулярно к тяговым стенкам насадка, каждый ряд камер сгорания с круглыми соплами Лаваля вместе с тяговой стенкой насадка соединен с корпусом двигательной установки с помощью шарнира с возможностью их поворота относительно корпуса установки. Причем шарнир расположен на расстоянии S = (0.25 - 0.5)
![двигательная установка летательного аппарата, патент № 2159862](/images/patents/312/2159004/183.gif)
На фиг. 3 приведен график зависимости прироста тяги от положения тяговых стенок соплового блока. На фиг. 4 представлена эпюра давлений, действующих на тяговую стенку насадка
На фиг. 5 показано продольное сечение двигательной установки с механизмом для принудительного поворота тяговых стенок насадка. Двигательная установка (фиг. 1) содержит несколько одинаковых цилиндрических камер сгорания 1, каждая из которых снабжена круглым соплом Лаваля 2, расположенных в один или два ряда и снабженных общим плоским насадком 3. Каждая из двух тяговых стенок 3 насадка жестко закреплена к срезам круглых сопл Лаваля и является продолжением контуров сверхзвуковых их частей. Выходные сечения круглых сопл (фиг. 2) могут иметь трех-, четырех- или пятиугольную форму со скругленными углами. У каждого ряда камер сгорания с круглыми соплами вместе с тяговой стенкой насадка имеется шарнир 4, расположенный на поверхности тяговой стенки плоского насадка на расстоянии S = (0.25- 0.5)
![двигательная установка летательного аппарата, патент № 2159862](/images/patents/312/2159004/183.gif)
![двигательная установка летательного аппарата, патент № 2159862](/images/patents/312/2159004/183.gif)
![двигательная установка летательного аппарата, патент № 2159862](/images/patents/312/2159004/183.gif)
повернется на меньший угол, чем нужно, так как сила, действующая с внутренней стороны, мала (меньше, чем сила, возникающая от действия атмосферного давления). два ряда камер сгорания разойдутся друг от друга, а срезы тяговых стенок насадка сомкнутся. В этом случае возникнут дополнительные потери тяги из-за недорасширения газа внутри насадка. Для принудительного поворота ряда камер сгорания вместе с тяговой стенкой плоского насадка двигательная установка может быть снабжена механизмом 5 (фиг. 5). Использование предлагаемого изобретения обеспечивает удобство компоновки двигательной установки на летательном аппарате, повышение среднего по траектории полета удельного ее импульса, возможность увеличения полезного груза или дальности полета летательного аппарата за счет прироста тяги двигательной установки, все это, несомненно, дает экономический эффект. Изобретение может найти применение в ракетной технике.
Класс F02K9/80 отличающиеся управлением величиной и направлением тяги
Класс F02K1/06 изменение эффективной площади проходного сечения реактивного сопла или насадки