раздвижное сопло ракетного двигателя

Формула изобретения

Раздвижное сопло ракетного двигателя, содержащее раструб, один или несколько сдвигаемых насадков, механизм центрирования насадков, цилиндрические обечайки внутри каждого насадка с установленным на срезе первой из них щитком, направленным внутрь проточного тракта сопла, отличающееся тем, что щиток выполнен кольцевым, установлен и жестко закреплен на ней таким образом, что между щитком и срезом цилиндрической оболочки образованы сквозные щели.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании раздвижных сопел ракетных двигателей.

Известно раздвижное сопло ракетного двигателя, содержащее стационарную часть и сдвигаемые насадки, механизм центрирования насадков и цилиндрическую обечайку со щитками внутри каждого насадка (см. патент РФ 2175725). Данный патент взят за прототип. Конструкция прототипа имеет следующие недостатки:

1. Применение в конструкции щитков механической части (щитки связаны с цилиндрической обечайкой шарнирно) усложняет ее, тем самым снижает надежность функционирования системы раздвижки.

2. Выполнение щитков из отдельных лепестков (иначе они не развернутся на 90°) не обеспечивает необходимой жесткости конструкции, что приводит к местным деформациям цилиндрической обечайки, а значит, затруднит процесс выдвижения насадка.

3. При использовании механической связи щитков с цилиндрической обечайкой возможен неодновременный разворот щитков, что приведет к появлению боковых усилий, увеличению сил трения при выдвижении насадка, снижению надежности работы системы раздвижки.

Технической задачей данного изобретения является устранение указанных недостатков, упрощение конструкции привода (исключение механической части), обеспечение надежной раздвижки сопла во время работы двигателя.

Технический результат достигается тем, что в раздвижном сопле ракетного двигателя, содержащем неподвижный раструб, один или несколько сдвигаемых насадков, механизм центрирования насадков, цилиндрические обечайки внутри каждого насадка с установленным на срезе первой из них щитком, направленным внутрь проточного тракта сопла, щиток выполнен кольцевым, установлен и жестко закреплен на ней таким образом, что между щитком и срезом цилиндрической обечайки образованы сквозные щели.

На фиг.1 изображен общий вид раздвижного сопла, на фиг.2 изображен вид А, на фиг.3 изображен разрез Б-Б.

Раздвижное сопло содержит раструб 1 и выдвижной насадок 2 с цилиндрической обечайкой 3 и рычажным механизмом 4. На срезе цилиндрической обечайки 3 с использованием элементов крепления 8 размещен кольцевой щиток 5, перед которым выполнены сквозные щели 6. Кольцевой щиток 5 от воздействия газового потока защищен теплоизоляцией 7, рассчитанной на период задержки раздвижки насадка.

В натурных условиях раздвижное сопло работает следующим образом. После запуска двигателя подается команда на выдвижение насадка 2. На кольцевом щитке 5 возникает газодинамическая сила, которая обеспечивает страгивание насадка 2 и начинает выдвигать его и цилиндрическую обечайку 3. После прохождения некоторого расстояния на цилиндрической обечайке 3 возникает сила трения от газовой струи, которая по мере движения увеличивается. Чтобы избежать больших ударных нагрузок за счет суммарного действия газодинамической силы на щитке и цилиндрической обечайке на конструкцию в момент присоединения насадка 2 к неподвижному раструбу 1, необходимо уменьшить движущую силу. Уменьшение этой силы происходит следующим образом. В районе сквозных щелей 6 перед кольцевым щитком образуется прямой скачок уплотнения (давление резко возрастает). Так как давление перед сквозными щелями 6 внутри цилиндрической обечайки 3 намного больше внешнего, то происходит истечение продуктов сгорания, в виде сверхзвуковой струи, через сквозные щели 6 в полость между цилиндрической обечайкой 3 и насадком 2. Сверхзвуковая струя замыкается на стенке насадка 3. Тем самым создается давление на стенку насадка и появляется тормозящая сила, противоположная по направлению движущей силе, возникшей на кольцевом щитке 5 и цилиндрической обечайке 3. Тормозящая сила уменьшает движущую силу до величины, позволяющей осуществить раздвижку сопла без больших ударных нагрузок в момент присоединения насадка 2 к неподвижному раструбу 1. Выбрав соответствующим образом геометрические параметры сквозных щелей, можно добиться необходимой величины результирующей движущей силы. После осуществления раздвижки цилиндрическая обечайка с кольцевым щитком отделяется или отгорает и сопло начинает работать в расчетном режиме.

Таким образом, использование изобретения позволит исключить из конструкции механическую часть, уменьшить количество используемых деталей, тем самым упростить конструкцию и повысить надежность работы раздвижного сопла в целом.