Плоское сопло турбореактивного двигателя

Авторы патента:

Кирюхин Владимир Валентинович (RU)

Демченко Александр Валерьевич (RU)

Марчуков Евгений Ювенальевич (RU)

Пырков Сергей Николаевич (RU)

F02K1/12 - посредством поворотных створок

Владельцы патента RU 2462609:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") (RU)

Плоское сопло турбореактивного двигателя содержит корпус, шарнирно прикрепленные к нему дозвуковые створки, сверхзвуковые створки, внешние створки, кронштейны и гидроцилиндры, соединенные с рычагами, жестко прикрепленными к дозвуковым створкам, установленные снаружи боковых стенок корпуса сопла. Сверхзвуковые створки шарнирно соединены с дозвуковыми. Внешние створки одним концом прикреплены к корпусу, а другим соединены со сверхзвуковыми створками. Кронштейны размещены на продольных осях боковых стенок корпуса сопла с их наружной стороны и шарнирно соединены с гидроцилиндрами поворота дозвуковых створок. Каждый кронштейн на переднем и заднем концах снабжен роликами, заведенными в направляющие, жестко прикрепленные к корпусу, и двумя поперечными проушинами, соединенными тягами с рычагами дозвуковых створок. К каждому рычагу шарнирно прикреплена дополнительная тяга, которая на другом конце снабжена роликами, заведенными в направляющие, выполненные на внешних створках. На боковых стенках корпуса сопла установлены дополнительные гидроцилиндры, штоки которых шарнирно соединены с дополнительными тягами поворота внешних створок. Изобретение позволяет повысить надежность работы и коэффициент полезного действия турбореактивного двигателя. 3 ил.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, в частности к конструкции сопел турбореактивных двигателей (ТРД).

Известно плоское сопло ТРД, содержащее корпус, к боковым стенкам которого шарнирно прикреплены сбалансированные дозвуковые створки, сверхзвуковые створки, шарнирно соединенные с дозвуковыми, внешние створки, один конец которых шарнирно подвешен к боковым стенкам корпуса, а другой соединен со сверхзвуковыми створками, и гидроцилиндры привода дозвуковых створок, соединенные с рычагами дозвуковых створок (см. патент США №3973731 класса 239.265.39, опубликован в 1976 г.).

Указанное сопло обеспечивает реверсирование и изменение вектора тяги двигателя.

Недостатком указанного сопла является отсутствие синхронизации привода дозвуковых створок и изменения выходной площади сопла в зависимости от высоты полета. Так как давление окружающей среды при наборе высоты самолетом уменьшается, то при постоянном критическом сечении площадь среза сопла необходимо увеличивать, чтобы уменьшить потери тяги из-за недорасширения (давление на срезе сопла больше, чем давление окружающей среды). Отсутствие синхронизации дозвуковых створок, при котором одна створка может повернуться на больший угол, чем другая, во время изменения площади критического сечения сопла может привести к самопроизвольному отклонению направления тяги, а следовательно, и к отклонению самолета от курса полета.

Задачей изобретения является обеспечение синхронизации движения дозвуковых створок сопла.

Указанная задача решается тем, что известное плоское сопло ТРД, содержащее корпус, шарнирно прикрепленные к нему дозвуковые створки, сверхзвуковые створки, шарнирно соединенные с дозвуковыми, внешние створки, одним концом прикрепленные к корпусу, а другим соединенные со сверхзвуковыми створками, и гидроцилиндры, соединенные с рычагами, жестко прикрепленными к дозвуковым створкам, установленные снаружи боковых стенок корпуса сопла, согласно изобретению снабжено кронштейнами, размещенными на продольных осях боковых стенок корпуса сопла с их наружной стороны, шарнирно соединенными с гидроцилиндрами поворота дозвуковых створок, причем каждый кронштейн на переднем и заднем концах снабжен роликами, заведенными в направляющие, жестко прикрепленные к корпусу, и двумя поперечными проушинами, соединенными тягами с рычагами дозвуковых створок, причем к каждому рычагу шарнирно прикреплена дополнительная тяга, которая на другом конце снабжена роликами, заведенными в направляющие, выполненные на внешних створках, а на боковых стенках корпуса сопла установлены дополнительные гидроцилиндры, штоки которых шарнирно соединены с дополнительными тягами поворота внешних створок.

Такое выполнение устройства обеспечивает синхронизацию движения двух симметричных дозвуковых створок, что увеличивает надежность сопла и двигателя. Кроме того, оно обеспечивает изменение площади выходного сечения сопла в зависимости от условий полета (при постоянном критическом сечении сопла), что позволяет уменьшить потери тяги двигателя в сверхзвуковой части сопла.

На фиг.1 показана кинематическая схема плоского сопла, на боковой стенке корпуса с внешней ее стороны;

на фиг.2 - продольный разрез сопла;

на фиг.3 - фрагмент поперечного разреза боковой стенки корпуса сопла.

Сопло содержит корпус 1, дозвуковые створки 2, в средней части шарнирно прикрепленные к боковым стенкам корпуса. К дозвуковым створкам 2 шарнирно прикреплены сверхзвуковые створки 3. Внешние створки 4 передним концом шарнирно подвешены к боковым стенкам корпуса 1, а на их заднем конце выполнены направляющие 5, в которые заведены ролики 6, установленные в сверхзвуковой створке 3 (фиг.2). С внешней стороны боковых стенок корпуса 1 на продольной оси шарнирно закреплены гидроцилиндры 7 поворота дозвуковых створок 2. Концы штоков гидроцилиндров 7 соединены с кронштейнами 8, на концах которых установлены ролики 9, заведенные в направляющие 10, неподвижно закрепленные на корпусе 1 (фиг.1, 3). Поперечные проушины 11 кронштейнов 8 соединены тягами 12 с рычагами 13, неподвижно закрепленными на оси вращения дозвуковых створок 2. К рычагам 13 шарнирно подсоединены тяги 14, на другом конце которых установлены ролики 15, заведенные в направляющие 16, выполненные во внешних створках 4. К проушинам 17, выполненным в средней части тяг 14, шарнирно подсоединены штоки дополнительных гидроцилиндров 18, гильзы которых закреплены на боковых стенках корпуса сопла 1.

Устройство работает следующим образом.

Для изменения площади критического сечения сопла или перевода его в режим реверса тяги в гидроцилиндры 7 подается давление рабочей жидкости, и штоки передвигают кронштейны 8 с роликами 9 вдоль направляющих 10. Проушины 11 кронштейнов 8 через тяги 12 поворачивают рычаги 13 и, соответственно, дозвуковые створки 2 в нужное положение. При этом через тяги 14 внешние створки 4 и сверхзвуковые створки 3 устанавливаются в определенные кинематикой положения (положения а и b фиг.2, симметричные относительно продольной оси сопла).

Для изменения площади среза сопла при установившемся его критическом сечении при изменении условий полета (высота, скорость и т.д.) в гидроцилиндры 18 подается давление рабочей жидкости (в штоковую или бесштоковую полости), в результате чего штоки гидроцилиндров 18 поворачивают тяги 14 и симметрично раскрывают (например, положения а2, b2 фиг.2) или прикрывают (положения a1, b1 фиг.2) внешние створки 4 и через ролики 6 сверхзвуковые створки 3.

Для изменения вектора тяги по сигналу подается давление рабочей жидкости в бесштоковую полость гидроцилиндров 18, расположенных с одной стороны продольной оси сопла, и в штоковую полость гидроцилиндров с другой стороны. Сверхзвуковые створки переходят в положение а1-b2, и наоборот, при подаче давления в противоположные указанным полости гидроцилиндров сверхзвуковые створки поворачиваются в положение а2-b1. Таким образом обеспечивается поворот вектора тяги сопла в вертикальной плоскости.

Предложенная конструкция обеспечивает синхронные движения и симметричную установку дозвуковых створок и позволяет изменять площадь среза сопла при постоянном критическом сечении, а также осуществлять отклонение вектора тяги поворотом сверхзвуковых створок.

Осуществление изобретения позволяет увеличить надежность работы двигателя и повысить его КПД.

Плоское сопло турбореактивного двигателя, содержащее корпус, шарнирно прикрепленные к нему дозвуковые створки, сверхзвуковые створки, шарнирно соединенные с дозвуковыми, внешние створки, одним концом прикрепленные к корпусу, а другим соединенные со сверхзвуковыми створками, и гидроцилиндры, соединенные с рычагами, жестко прикрепленными к дозвуковым створкам, установленные снаружи боковых стенок корпуса сопла, отличающееся тем, что оно снабжено кронштейнами, размещенными на продольных осях боковых стенок корпуса сопла с их наружной стороны, шарнирно соединенными с гидроцилиндрами поворота дозвуковых створок, причем каждый кронштейн на переднем и заднем концах снабжен роликами, заведенными в направляющие, жестко прикрепленные к корпусу, и двумя поперечными проушинами, соединенными тягами с рычагами дозвуковых створок, причем к каждому рычагу шарнирно прикреплена дополнительная тяга, которая на другом конце снабжена роликами, заведенными в направляющие, выполненные на внешних створках, а на боковых стенках корпуса сопла установлены дополнительные гидроцилиндры, штоки которых шарнирно соединены с дополнительными тягами поворота внешних створок.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции сопел турбореактивных двигателей (ТРД). .

Плоское сопло турбореактивного двигателя // 2445487

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции сопел турбореактивных двигателей. .

Регулируемое сопло турбореактивного двигателя // 2426905

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции регулируемых сопел турбореактивных двигателей (ТРД). .

Реактивный двигатель с соплом переменного сечения, по меньшей мере, одна створка которого поворачивается вокруг стержня, а также стержни для створок // 2392473

Устройство для подачи охлаждающего воздуха к створкам выходного сопла, выходное сопло турбореактивного двигателя и турбореактивный двигатель, снабженный таким устройством // 2386049

Плоское сопло турбореактивного двигателя // 2383760

Сопло переменного сечения турбомашины и турбомашина, содержащая такое сопло // 2378522

Плоское сопло турбореактивного двигателя // 2374477

Сопло переменного сечения для турбомашины и опора рычага управления подвижной заслонки такого сопла // 2374476

Изобретение относится к области сопел переменного сечения для турбомашин. .

Створка сопла для авиационного газотурбинного двигателя (варианты) и способ изготовления створки сопла (варианты) // 2358136

Летательный аппарат "летающая тарелка" // 2471676

Изобретение относится к летательным аппаратам вертикального взлета и посадки

Регулируемое сверхзвуковое сопло турбореактивного двигателя // 2484278

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции сопел турбореактивных двигателей

Гондола двухконтурного турбореактивного двигателя // 2499904

Гондола двухконтурного турбореактивного двигателя включает устройство реверса тяги, содержащее подвижный капот, установленный с возможностью смещения параллельно оси гондолы. Подвижный капот выполнен с возможностью перевода между закрытым положением, в котором он закрывает отклоняющие средства, и раскрытым положением, в котором он раскрывает в гондоле канал и открывает указанные отклоняющие средства. Подвижный капот имеет продолжение в виде сопловой секции, установленной на его нижнем по потоку конце. Сопловая секция включает в себя, по меньшей мере, одну панель, установленную с возможностью поворота посредством шарнира относительно оси, перпендикулярной продольной оси гондолы. Каждая панель связана с неподвижным обтекателем турбореактивного двигателя посредством передаточного звена, установленного с возможностью поворота вокруг точек крепления к панели и неподвижному обтекателю. Подвижный капот имеет продолжение в виде межстворчатых неподвижных секций, расположенных с каждой стороны каждой панели подвижной сопловой секции. Неподвижные секции выполнены таким образом, что обеспечивают непрерывность линий обтекания нижней по потоку части, когда панель сопловой секции находится в полетном положении. Изобретение позволяет повысить надежность гондолы и снизить ее вес. 10 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изогнутый шатун, снабженный, по меньшей мере, одним средством самовыравнивания // 2524831

Изобретение относится к изогнутому шатуну. Изогнутый шатун (31) соединяет первый и второй узлы, которые выполнены подвижными относительно друг друга и через которые в ограничиваемом ими пространстве циркулирует поток, и снабжен по меньшей мере одним первым и одним вторым центрами вращения (35, 38), выполненными таким образом, чтобы обеспечить поворот шатуна (31) соответственно относительно указанных первого и второго узлов. Изогнутый шатун (31) выполнен с возможностью такой установки, при которой изгиб (40) находится выше по потоку, относительно второго центра вращения (38). Второй центр вращения (38) выполнен с возможностью жесткой фиксации во втором подвижном узле. Изогнутый шатун (31) имеет по меньшей мере две части (33, 37), соединенные друг с другом с помощью по меньшей мере одного средства самовыравнивания (39a, 39b). Также предложена гондола двухконтурного турбореактивного двигателя, в которой панель подвижного капота связана с неподвижной конструкцией обтекателя турбореактивного двигателя с помощью по меньшей мере одного упомянутого изогнутого шатуна (31), который установлен с возможностью вращения вокруг первого и второго центров вращения (35, 38) соответственно на панели сопловой секции и на неподвижной конструкции. Технический результат: повышение устойчивости шатуна, улучшение эксплуатационных показателей двигателя за счет достижения оптимальных аэродинамических характеристик шатуна. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 13 ил.

Регулируемое сопло турбореактивного двигателя // 2535516

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции сопел турбореактивных двигателей. Регулируемое сопло турбореактивного двигателя содержит поворотные створки и систему управления створками, включающую управляемые рычаги, соединенные с исполнительными механизмами, и следящие рычаги, кинематически связанные с управляемыми. Каждый из управляемых и следящих рычагов соединен тягой с поворотной створкой, причем управляемые и следящие рычаги установлены на радиальных осях. Сопло снабжено кольцом, установленным с возможностью поворота вокруг его продольной оси и соединенным дополнительными тягами с управляемыми и следящими рычагами. Кольцо снабжено роликами, заведенными в направляющие, выполненные на корпусе сопла в его окружном направлении. Изобретение позволяет увеличить надежность работы сопла и уменьшить потери тяги двигателя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Регулируемое сопло турбореактивного двигателя // 2535798

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции регулируемых сопел турбореактивных двигателей. Регулируемое сопло содержит расположенные в окружном направлении внешние и внутренние поворотные створки с установленными между ними внешними и внутренними проставками. На наружной поверхности каждой внутренней проставки выполнено ребро, размещенное на ее продольной оси симметрии и заведенное в паз кронштейна, установленного в задней части внешней проставки. В передней части внешней проставки выполнены пазы, направленные под углом к ее продольной оси, а внешняя створка снабжена проушинами, размещенными симметрично ее продольной оси, в которых установлены оси с роликами, заведенные в пазы внешних проставок. Изобретение позволяет повысить надежность и ресурс сопла за счет обеспечения центрирования как внутренних, так и внешних проставок относительно смежных створок, а также повышения точности центрирования внутренних проставок. 5 ил.

Регулируемое сверхзвуковое сопло турбореактивного двигателя // 2561804

Регулируемое сверхзвуковое сопло турбореактивного двигателя содержит корпус, шарнирно прикрепленные к нему дозвуковые и внешние створки, соединенные со сверхзвуковыми створками, а также привод створок и механизм синхронизации. Механизм синхронизации выполнен в виде рычагов, установленных в окружном направлении между дозвуковыми створками и шарнирно соединенных тягами с двумя смежными дозвуковыми створками, а также кронштейнов, установленных на рычагах с возможностью вращения и шарнирно соединенных дополнительными тягами с двумя смежными внешними створками. Ось шарнирного соединения тяги и рычага размещена вдоль плоскости вращения рычага, а ось соединения тяги и дозвуковой створки - вдоль плоскости ее вращения. Ось шарнирного соединения дополнительной тяги и кронштейна размещена вдоль плоскости вращения кронштейна, а ось соединения дополнительной тяги и внешней створки - вдоль плоскости ее вращения. Изобретение позволяет устранить перелом осей тяг возле проушин и тем самым уменьшить их деформации при работе сопла, а также устранить отрицательное влияние осевых зазоров шарнирных соединений на синхронизацию движения дозвуковых и внешних створок. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для приведения в действие реверсора тяги с регулируемым соплом для гондолы турбореактивного двигателя и гондола, содержащая такое устройство // 2570791

Устройство для приведения в действие реверсора тяги с регулируемым соплом гондолы турбореактивного двигателя содержит реверсор тяги, систему привода реверсора тяги и средства фиксации. Реверсор тяги включает капот, линейно перемещаемый поочередно между закрытым положением, в котором он обеспечивает аэродинамическую непрерывность гондолы, и открытым положением, в котором он открывает в гондоле проход для отклоненного потока. Капот продолжен секцией регулируемого сопла, содержащей панель, установленную с возможностью поворота по меньшей мере в одно положение, при котором происходит изменение сечения сопла. Система привода содержит приводные средства, обеспечивающие перемещение капота и панели сопла и включающие простой линейный привод, соединенный с панелью. Средства фиксации обладают двумя обратимыми состояниями, одно из которых представляет собой замкнутое состояние, в котором средства фиксации могут фиксировать с капотом панель сопла в положении изменения выходного сечения сопла. Другое изобретение группы относится к гондоле двухконтурного турбореактивного двигателя, снабженной указанным выше устройством. Группа изобретений позволяет упростить систему привода реверсора тяги и обеспечить возможность реверсирования тяги двигателя без перемещения сопла в необходимое для этого положение. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

Регулируемое сверхзвуковое сопло турбореактивного двигателя // 2578944

Регулируемое сверхзвуковое сопло турбореактивного двигателя относится к авиационному двигателестроению. Регулируемое сверхзвуковое сопло содержит корпус, шарнирно прикрепленные к нему дозвуковые и внешние створки, соединенные со сверхзвуковыми створками. На внешних створках установлены пневмоцилиндры с подсоединенными к ним пневмоподводами. Каждый пневмоподвод выполнен в виде центральной трубки, размещенной вдоль продольной оси внешней створки, и снабжен пневмоперебросом, прикрепленным к корпусу сопла. Каждый пневмоподвод снабжен тройником, прикрепленным к внутренней поверхности внешней створки, полость которого сообщена с центральной и двумя дополнительными трубками, соединенными со штоковыми полостями смежных пневмоцилиндров. Трубки выполнены с криволинейными участками. Изобретение позволяет уменьшить термические напряжения, возникающие в элементах пневмоподвода и его соединениях со смежными узлами во время работы двигателя, а также уменьшить массу сопла. 4 ил.

Регулируемое сопло // 2613358

Изобретение относится к ракетной технике и описывает устройство регулируемого сопла с регулирующим приводом и механизмом синхронизации. Регулируемое сверхзвуковое сопло содержит корпус, шарнирно закрепленные на нем дозвуковые и сверхзвуковые створки, образующие канал для истечения продуктов сгорания, привод створок и механизм синхронизации. Корпус сопла выполнен из двух жестко соединенных цилиндрической и ожевальной оболочек с уплотнением, обеспечивающим герметичность по внешнему обводу корпуса. Площадь входного и выходного сечений сопла нерегулируема, а дозвуковые и сверхзвуковые створки шарнирно скреплены с корпусом сопла. Дозвуковые створки, кинематически связанные с приводом створок, и соответствующие им сверхзвуковые створки являются ведущими. Дозвуковые и сверхзвуковые ведущие створки свободными концами попарно скреплены между собой с помощью оси вращения, размещенной в выполненном в створке пазу, с возможностью продольного перемещения. Привод сопла выполнен в виде осей, вилок, гидроцилиндров с поршнями и силового кольца синхронизации с роликами, опирающегося на корпус сопла. Гидроцилиндры объединены коллекторами, соединяющими соответствующие полости гидроцилиндров в кольцо, и шарнирно скреплены с корпусом сопла посредством осей вращения. Силовое кольцо синхронизации шарнирно скреплено через оси вращения со всеми штоками поршней гидроцилиндров с возможностью продольного перемещения вдоль оси сопла. Шарниры крепления дозвуковых створок, закрепленные по многограннику на корпусе сопла, вилки, оси вращения и тяги, скрепленные с ведущими дозвуковыми створками с одной стороны и с силовым кольцом синхронизации с другой, являются частью механизма синхронизации. Изобретение позволяет упростить конструкцию, уменьшить массу и габариты регулируемого сопла, повысить надежность его работы, уменьшить отклонение вектора тяги от оси сопла, увеличить диапазон регулирования критического сечения сопла и обеспечить герметичность по его внешнему обводу. 2 ил.