Двигатель с двухпозиционным управлением соплом

Двигатель с двухпозиционным управлением соплом содержит камеру сгорания, реактивное сопло и пневмоцилиндр с поршнем и штоком, расположенный в камере сгорания. На конце штока пневмоцилиндра имеется центральное тело, частично закрывающее проходное сечение сопла. Каждая полость пневмоцилиндра соединяется трехходовым краном с атмосферой или с источником газового давления, которым является баллон с газом, или газогенераторная шашка, или сама камера сгорания, или ее охлаждающая рубашка. Поршень, шток и центральное тело выполнены полыми, причем поршень имеет на обоих торцах обратные клапаны, направленные в полость поршня, а центральное тело имеет форсунки или сопла. Труба, подающая воздух или газ в заднюю полость пневмоцилиндра, расположена в полости пневмоцилиндра и проходит сквозь поршень. Изобретение позволяет обеспечить упрощение конструкции двигателя с двухпозиционным управлением соплом. 2 ил.

 

Изобретение относится в основном к жидкостным, однако применимо и к двухрежимным твердотопливным ракетным двигателям (ЖРД и РДТТ).

Известны ЖРД с соплом регулируемого проходного сечения, см. а.с. СССР №560077. Они предусматривают плавное регулирование проходного сечения и поэтому имеют сложную конструкцию, большие габариты и большую массу. Однако плавное изменение проходного сечения требуется не всегда. В ряде случаев, например в ракетах классов «воздух-воздух», «земля-воздух» и «земля-земля» вполне достаточно двухрежимного управления тягой: стартовый и маршевый режимы. Поэтому механика управления соплом может предусматривать всего два положения, например 100 и 25% от проходного сечения. Тем более, что указанные сечения позволяют с достаточной эффективностью работать на режимах частичной тяги, то есть на режимах дросселирования. В результате получаются два диапазона, например 12-25% и 50-100% тяги, которые охватывают наиболее необходимые ее значения. Причем в обоих указанных диапазонах эффективность двигателя не опускается ниже приемлемого уровня.

Задача изобретения - упрощение конструкции.

Технический результат изобретения - двухпозиционное управление соплом.

Для устранения указанных недостатков двигатель кроме камеры сгорания и сопла содержит полностью или частично расположенный в камере сгорания пневмоцилиндр с поршнем и штоком, на конце которого имеется центральное тело, частично закрывающее проходное сечение сопла, причем обе полости пневмоцилиндра соединяются трехходовыми кранами с атмосферой или с источником газового давления, которым является баллон с газом, или газогенераторная шашка, или сама камера сгорания, или ее охлаждающая рубашка. В последнем случае компонента ракетного топлива, используемого для охлаждения, берется несколько больше, например на 0.1%.

Центральное тело может иметь охлаждение, которое очень удобно осуществить, если в качестве источника давления используется охлаждающая рубашка камеры сгорания. В этом случае парообразный окислитель из рубашки подается в одну из полостей пневмоцилиндра, откуда через два обратных клапана, расположенных на обоих торцах полого поршня, подается в полость поршня, далее - в полый шток, далее - в полое центральное тело, из которого через форсунки или небольшие сопла (технический результат в обоих случаях будет один и тот же) выбрасывается в камеру сгорания, где смешивается с горючим и участвует в горении.

Для этого поршень, шток и центральное тело выполнены полыми, причем поршень имеет на обоих торцах обратные клапаны, направленные в полость поршня, а центральное тело имеет форсунки или сопла.

Труба для подачи воздуха или газа (технический результат в обоих случаях идентичен) в заднюю (относительно вектора тяги) полость пневмоцилиндра может проходить снаружи пневмоцилиндра в охлаждающей рубашке, а может проходить в полости цилиндра, проходя и сквозь поршень, см. фиг.2.

На фиг.1 показан данный двигатель, где: 1 - камера сгорания, 2 - реактивное сопло, 3 - пневмоцилиндр с поршнем 4 и штоком 5. На конце штока имеется центральное тело 6. Обе полости пневмоцилиндра соединены жаростойкими трубами (показаны толстыми линиями) с трехходовыми кранами 7 и 8. Если центральное тело охлаждаемое, на нем имеются форсунки или сопла 9 (система охлаждения и топливоподачи не показаны).

На фиг.2 показан в сечении пневмоцилиндр 3 в варианте с полым поршнем 4 и штоком 5. Через поршень проходит труба 10, входя в выемку в торце пневмоцилиндра. Шток, поршень и труба уплотняются двумя поршневыми кольцами 11, расположенными в одной канавке замками в разные стороны. В полости поршня имеется два обратных клапана в виде рычажно закрепленных пластин 12, поджатых общей термо-коррозионностойкой пружиной 13 (вольфрамовой с титановым покрытием).

Работает двигатель так: компоненты топлива подаются в камеру сгорания и сгорают. При необходимости уменьшения тяги сначала уменьшают топливоподачу, затем кран 8 переключают на источник давления (охлаждающую рубашку), а кран 7 - на атмосферу. Поршень 4 сдвигается в заднее (нижнее на чертеже) положение, и центральное тело 6 частично перекрывает проходное сечение сопла.

Следует предусмотреть блокировку: указанное переключение кранов должно быть невозможно при топливоподаче, превышающей нижний режим тяги, а полное включение топливоподачи невозможно при заднем положении центрального тела или, что удобнее, при соответствующем ему положении трехходовых кранов. В последнем случае от переключения трехходовых кранов на «открытие сопла» до увеличения топливоподачи должно проходить определенное время, достаточное для срабатывания пневмоцилиндра, например 0,2 сек.

Двигатель допускает многократное включение-выключение.

Изобретение повысит боеспособность нашей армии авиации и флота.

Двигатель с двухпозиционным управлением соплом, содержащий камеру сгорания и реактивное сопло, полностью или частично расположенный в камере сгорания пневмоцилиндр с поршнем и штоком, на конце которого имеется центральное тело, частично закрывающее проходное сечение сопла, причем каждая полость пневмоцилиндра соединяется трехходовым краном с атмосферой или с источником газового давления, которым является баллон с газом, или газогенераторная шашка, или сама камера сгорания, или ее охлаждающая рубашка, отличающийся тем, что поршень, шток и центральное тело выполнены полыми, причем поршень имеет на обоих торцах обратные клапаны, направленные в полость поршня, а центральное тело имеет форсунки или сопла, причем труба, подающая воздух или газ в заднюю полость пневмоцилиндра, расположена в полости пневмоцилиндра и проходит сквозь поршень.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям, для которых не предусмотрено повторное включение полной тяги и к двухрежимным твердотопливным ракетным двигателям (ЖРД и РДТТ).

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано в управляемых летательных аппаратах. .

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании управляемых по величине тяги ракетных двигателей твердого топлива. .

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано в управляемых летательных аппаратах. .

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к ракетным двигателям твердого топлива (РДТТ), и может быть использовано для автоматической стабилизации тяги в условиях различных начальных температур и разброса параметров топлива.

Реактивный двигатель включает корпус, консольный стержень, полое центральное тело, средство регулирования перемещения полого центрального тела при открытии сопла и средство перемещения полого центрального тела для закрытия сопла в заданный момент времени путем обеспечения заданной равнодействующей сил давления газообразных продуктов горения метательного вещества на центральное тело. Корпус имеет переднюю часть, камеру сгорания, приспособленную для размещения в ней заряда метательного вещества, и сопло. Консольный стержень со свободной концевой частью закреплен в передней части корпуса и выступает наружу из сопла. Полое центральное тело выполнено с возможностью перемещения вдоль консольного стержня по направлению истекающего потока газообразных продуктов горения метательного вещества для открытия сопла и перемещения в направлении, обратном указанному, для закрытия сопла. Полое центральное тело охватывает консольный стержень по его боковой поверхности. Средство регулирования перемещения полого центрального тела при открытии сопла размещено на консольном стержне внутри полого центрального тела. Другое изобретение группы относится к реактивному боеприпасу, включающему головную часть, указанный выше реактивный двигатель, соединенный с головной частью со стороны передней части своего корпуса, и стабилизатор. При стрельбе реактивным боеприпасом, включающим указанный реактивный двигатель, из мобильной пусковой установки с пусковой трубой, воздействуют газообразными продуктами горения метательного вещества на полое центральное тело для открытия сопла в пусковой трубе с обеспечением истечения указанных продуктов из открытого сопла для создания движущей силы, действующей на реактивный боеприпас. Регулируют положение полого центрального тела в открытом сопле в зависимости от температуры заряда метательного вещества. Обеспечивают одновременную подачу газообразных продуктов горения метательного вещества внутрь полого центрального тела. Закрывают сопло посредством полого центрального тела в заданный момент времени путем обеспечения заданной равнодействующей сил давления газообразных продуктов горения метательного вещества на полое центральное тело. Группа изобретений позволяет повысить кучность стрельбы, а также предотвратить воздействие струи пороховых газов на стрелка и его баротравму при повышении начальной скорости реактивного боеприпаса. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

Двигатель с двухпозиционным управлением соплом

Наверх