Сопло ракетного двигателя твердого топлива



Сопло ракетного двигателя твердого топлива
Сопло ракетного двигателя твердого топлива

 


Владельцы патента RU 2440506:

Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" (RU)

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в двигателях твердого топлива для управления вектором тяги. Сопло ракетного двигателя твердого топлива содержит неподвижную и качающуюся части с разрывом профиля в дозвуковой области проточного тракта и узел подвески качающейся части. При этом выходное отверстие неподвижной части сопла выполнено в виде эллипса, малая ось которого расположена в плоскости, перпендикулярной оси качания. Изобретение позволяет повысить надежность конструкции сопла за счет обеспечения целостности элементов, герметизирующих зазор между его неподвижной и качающейся частями. 2 ил.

 

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в двигателях твердого топлива для управления вектором тяги.

Для высокоманевренных ракет наиболее целесообразно использование 4-сопловых конструкций двигателей, в которых управляющие (качающиеся) сопла позволяют одновременно с высокой эффективностью управлять ракетой по каналам курса, тангажа и крена.

Известна конструкция качающегося сопла, содержащая неподвижную и подвижную (качающуюся) части с разрывом профиля в дозвуковой области проточного тракта сопла (Конструкции ракетных двигателей на твердом топливе / под общей ред. Л.Н.Лаврова. - М.: Машиностроение, 1993 г., с.144, рис.3.166; И.Х.Фахрутдинов, А.В.Котельников. Конструкция и проектирование ракетных двигателей твердого топлива: Учебник для машиностроительных вузов. - М.: Машиностроение, 1987 г., стр.293, рис.11.8а)

Отклонение качающейся части сопла происходит в плоскости, перпендикулярной оси подвески.

Недостаток известной конструкции сопла заключается в том, что при сближении в процессе работы двигателя входной кромки качающейся части сопла и выходной кромки неподвижной части происходит интенсивное затекание высокотемпературных продуктов сгорания в полость разъема двух частей сопла. Воздействие продуктов сгорания на элементы герметизации разъема приводит к разрушению последних, разгерметизации разъема с последующими прогарами конструкции.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка и, соответственно, повышение эксплуатационной надежности конструкции сопла.

Технический результат достигается тем, что в сопле, содержащем неподвижную и качающуюся части с разрывом профиля в дозвуковой области проточного тракта, узел подвески качающейся части, элементы герметизации, выходное отверстие неподвижной части сопла выполнено в виде эллипса, малая ось которого расположена в плоскости, перпендикулярной оси качения (подвески).

Выполнение выходного отверстия неподвижной части сопла в виде эллипса является существенным отличительным признаком, так как позволяет обеспечить перекрытие его кромкой кромку входного отверстия качающейся части во всем диапазоне углов качания. Результатом перекрытия является повышение надежности работы сопла.

Сущность предлагаемого изобретения показана на фиг.1, 2, где обозначено:

1 - неподвижная часть сопла

2 - качающаяся часть сопла

3 - узел подвески

4 - элементы герметизации

5 - поверхность проточного тракта неподвижной части

6 - поверхность проточного тракта качающейся части

Т - зазор между неподвижной и качающейся частями

Нэ - кромка выходного эллиптического отверстия неподвижной части

К - плоскость качания

М - кромка входного отверстия качающейся части

Теоретическая линия............ - проточный тракт неподвижной части с выходной кромкой в виде круга

Нкр - кромка выходного круглого отверстия неподвижной части

Мα - положение кромки входного отверстия качающейся части при отклонении ее на угол α.

Преимущество заявляемого технического решения следует из сравнения относительного положения выходной неподвижной и входной качающейся частей сопла при отклонении последней на один и тот же угол (при круглом и эллиптическом отверстии в выходной части (фиг.1):

- при круглом отверстии открывается зазор (точки Нкр, Мα);

- при эллиптическом отверстии зазор перекрыт кромкой неподвижной части (точка Нэ).

Особенность работы сопла состоит в следующем.

При отклонении качающейся части во всем диапазоне рабочих углов кромка эллиптического отверстия неподвижной части перекрывает кромку входного отверстия качающейся части, обеспечивая при этом непрерывность течения газового потока по тракту сопла. Предотвращение затекания газового потока в зазор между неподвижной и качающейся частями позволит сохранить целостность герметизирующих элементов и, тем самым, повысить надежность работы конструкции.

Сопло ракетного двигателя твердого топлива, содержащее неподвижную и качающуюся части с разрывом профиля в дозвуковой области проточного тракта, узел подвески качающейся части, отличающееся тем, что в нем выходное отверстие неподвижной части сопла выполнено в виде эллипса, малая ось которого расположена в плоскости, перпендикулярной оси качания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в конструкциях маршевых и разгонных ступеней ракетных двигателей твердого топлива. .

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке поворотных сопел ракетных двигателей. .

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения и может быть использовано при создании безгенераторных жидкостных ракетных двигателей, работающих на криогенных компонентах, например кислороде и водороде.

Изобретение относится к области поворотных сопел ракетных двигателей. .

Изобретение относится к области турбореактивных авиационных двигателей, применяемых на боевых сверхзвуковых самолетах. .

Изобретение относится к области авиационных двигателей, в частности к регулируемым сверхзвуковым соплам для турбореактивных двигателей. .

Изобретение относится к области реактивных двигателей, точнее к устройству шарнирных подвесов (ШП), обеспечивающих поворот реактивной камеры (РК) относительно борта летательного аппарата (ЛА) с целью управления полетом.

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании малогабаритного ракетного двигателя твердого топлива с поворотным соплом

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к технологии изготовления сопел с эластичным опорным шарниром

Устройство гашения поперечных усилий включает устройства ориентации, установленные на сопле реактивного двигателя и содержащие первый узел, образующий тягу, второй узел, образующий звено крепления, и приводной узел. Первый конец тяги шарнирно укреплен на сопле. Первый конец звена крепления шарнирно закреплен на камере сгорания, а второй конец шарнирно прикреплен ко второму концу тяги. Первый конец приводного узла шарнирно закреплен на неподвижной конструкции летательной установки, а второй конец шарнирно прикреплен ко второму концу звена крепления. Каждая тяга содержит жесткий элемент, соединенный с двумя концами тяги, элемент, продольно деформируемый под действием усилия сжатия или растяжения, и средства для отсоединения жесткого элемента от концов тяги. Продольно деформируемый элемент жестко соединен с двумя концами тяги и содержит трубку, проходящую в продольном направлении тяги и снабженную множеством окружных щелей. Другое изобретение группы относится к соплу реактивного двигателя, содержащему указанное выше устройство для гашения поперечных усилий. Изобретения позволяют повысить надежность устройства гашения поперечных усилий. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и может использоваться в качестве ракетного двигателя с вращающимся соплом. Ракетный двигатель содержит корпус и вращающееся сопло, смонтированное на корпусе на соосно разнесенных радиальных подшипниках, между которыми установлен осевой подшипник. Осевой подшипник размещен в кольцевой перегородке, выполненной в корпусе. Радиальный подшипник, наиболее отдаленный от выходной части сопла, установлен с упором одной из обойм на подвижной в осевом направлении втулке, контактирующей своим торцом с осевым подшипником. Изобретение позволяет повысить надежность ракетного двигателя за счет уменьшения момента трения при вращении сопла. 1 ил.

При сборке ракетного двигателя твердого топлива положение соплового блока с кольцевым воспламенителем ориентируют относительно корпуса, причем ориентирование осуществляют без уплотняющих элементов. Затем в газоходы корпуса и на сопловой блок устанавливают технологическую оснастку, обеспечивающую сохранение взаимной ориентации соплового блока и корпуса. Производят расстыковку и устанавливают уплотняющие элементы, после чего производят окончательную стыковку. Скрепляют сопловой блок с корпусом и удаляют технологическую оснастку. Оснастка для сборки ракетного двигателя твердого топлива включает центрирующие и направляющие элементы. Центрирующий элемент выполнен в виде устанавливаемой в газоход корпуса консольной штанги. Направляющий элемент выполнен в виде скрепляемого с сопловым блоком вкладыша, снабженного втулкой, охватывающей консольную штангу. Изобретение позволяет упростить сборку ракетного двигателя твердого топлива. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области ракетной твердотопливной техники и может быть использовано в конструкциях поворотных сопл из композиционных материалов. Корпус раструба поворотного сопла из композиционных материалов содержит оболочку в виде усеченного конуса с двумя присоединительными фланцами у большого и малого оснований, а также силовой шпангоут с закладными деталями для взаимодействия с механизмами поворота сопла. Оболочка в зоне установки шпангоута выполнена с кольцевым поясом с торцовой поверхностью, фиксирующей положение шпангоута в осевом направлении, и объединена со шпангоутом в неразъемную конструкцию с образованием кольцевого пространства между наружной поверхностью пояса и внутренней поверхностью шпангоута. В кольцевое пространство встроены закладные детали, взаимодействующие с механизмами поворота сопла. Боковая поверхность шпангоута со стороны большого основания оболочки выполнена с усиленным кольцевым ребром, образованным перегибом ткани вокруг введенного в его конструкцию жесткого диска из материала, совместимого с материалом шпангоута, и оформлена как фланец для встраивания корпуса в систему составных частей сопла. Изобретение позволяет повысить надежность раструба поворотного сопла, а также снизить его массу и трудоемкость изготовления. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Каркас поворотного сопла из композиционных материалов представляет собой шпангоут с элементами крепления навесных функциональных изделий и встраивания его в состав поворотного сопла и имеет опоры механизмов поворота сопла. Шпангоут выполнен в виде кольца швеллерного профиля поперечного сечения с фасонным фланцем и полками, обращенными наружу и усиленными радиальными, интегрально встроенными в конструкцию ребрами жесткости. При изготовлении каркаса поворотного сопла из композиционных материалов, представляющего собой указанный шпангоут, выкладывают пакеты лепестков ткани на формообразующие поверхности оснастки, включающей матрицу, пуансон и комплект оформляющих элементов. Оформляющие элементы оснастки предварительно обформованы со стороны боковых и профильных поверхностей и служат для оформления внутреннего профиля шпангоута с ребрами жесткости. Оформляющие элементы устанавливают на обформованные формообразующие поверхности пуансона с прижатием к торцовой поверхности, оформляющей одну из полок шпангоута. Затем обформовывают свободные стороны оформляющих элементов с распространением ткани на пуансон в зоне оформления фланца. Устанавливают матрицу, поджимают оформляющие элементы в радиальном направлении и прессуют с последующей термообработкой. Выкладочно-прессовочная оснастка содержит матрицу и пуансон с кольцевыми уступами и комплект оформляющих элементов для оформления внутреннего профиля шпангоута. Оформляющие элементы в совокупности объединены в разрезное сегментное кольцо, помещаемое в кольцевое пространство между матрицей и пуансоном и являющееся опорой для них при смыкании с образованием вместе с ними замкнутого объема, по размерам и очертаниям поверхностей соответствующего изготавливаемому каркасу. Группа изобретений позволяет снизить массу конструкции, повысить технологичность способа ее изготовления и упростить технологическую оснастку. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

При сборке сопла ракетного двигателя с эластичным опорным шарниром сопло устанавливают вертикально стыковочным фланцем на базовую поверхность стыковочного фланца жесткого основания и сжимают эластичный опорный шарнир с заданным усилием. Затем фиксируют подвижную часть сопла относительно неподвижной части стопорными устройствами. Фиксацию подвижной части сопла относительно неподвижной части производят с дискретным увеличением усилия фиксации до заданных значений. Во время каждого увеличения усилия фиксации в двух взаимно перпендикулярных осевых плоскостях, одна из которых проходит через стопорное устройство, контролируют отклонение от перпендикулярности оси подвижной части сопла относительно базовой поверхности стыковочного фланца жесткого основания. При необходимости изменением усилия фиксации стопорных устройств производят корректировку перпендикулярности до нормированного значения. Изобретение позволяет исключить деформацию сопла с эластичным опорным шарниром при сборке, а также снизить ее трудоемкость. 2 ил.
Наверх