Ракетный двигатель

Авторы патента:

F02K9/84 - с помощью подвижных сопел

Владельцы патента RU 2495274:

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

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.

Изобретение относится к ракетной технике и может использоваться при создании ракетных двигателей.

Известен ракетный двигатель, содержащий корпус, смонтированное на корпусе на соосно разнесенных радиально-опорных подшипниках вращающееся сопло (см. патент Великобритании №994591).

Недостатком указанной конструкции является то, что осевые нагрузки (значительно превышающие радиальные) от действия внутрикамерного давления воспринимают радиально-упорные шарикоподшипники, что приводит к значительному увеличению момента трения в шарикоподшипнике при вращении сопла и к последующему выходу его из строя, поскольку шарик подшипника качения может вращаться только вокруг одной собственной оси (например, вокруг горизонтальной оси), а вокруг другой (например, вертикальной оси) вращения не будет, а будет скольжение.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение надежности ракетного двигателя за счет уменьшения момента трения и обеспечения нормального функционирования радиальных подшипников при работе двигателя с одновременным вращением сопла.

Сущность изобретения состоит в том, что ракетный двигатель, содержащий корпус, смонтированное на корпусе на соосно разнесенных радиальных подшипниках вращающееся сопло, конструктивно исполнен так, что в нем между радиальными подшипниками установлен осевой подшипник, размещенный в кольцевой перегородке, выполненной в корпусе, при этом 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.

Технический результат достигается тем, что осевую нагрузку (вызванную внутрикамерным давлением) от вращающегося сопла воспринимает и передает радиальный подшипник, наиболее отдаленный от выходной части сопла, через одну из своих обойм и втулку на осевой подшипник, упирающийся в кольцевую перегородку корпуса, а это исключает осевое зажатие радиальных подшипников при работе двигателя.

На фигуре представлен ракетный двигатель. Он содержит корпус 1, смонтированное на корпусе на соосно разнесенных радиальных подшипниках 2 и 3 вращающееся сопло 4 с выходной частью 5, втулку 6, осевой подшипник 7, расположенный в кольцевой перегородке 8 корпуса 1.

Предложенная конструкция работает следующим образом. При работе двигателя вращающееся сопло 4 под действием внутрикамерного давления воздействует на внутреннюю обойму радиального подшипника 2, наиболее отдаленного от выходной части 5 сопла. Радиальный подшипник 2, установленный с упором одной из обойм, воздействует этой же обоймой на подвижную в осевом направлении втулку 6, которая равномерно давит на осевой подшипник 7, упирающийся в кольцевую перегородку 8 корпуса 1. Поскольку вторая обойма радиального подшипника 2 не зафиксирована в осевом направлении, то указанный радиальный подшипник осевые нагрузки не воспринимает.

Радиальный подшипник 3 не зафиксирован от осевого перемещения и служит для обеспечения точного центрирования сопла только в радиальном направлении. В случае если втулка 6 установлена на вращающееся сопло 4 с зазором, то она должна быть зафиксирована в окружном направлении относительно вращающегося сопла, например, с помощью шлица, шпонки и т.д. Это обеспечивает выявление конструктивных недостатков теплозащиты радиального подшипника 2 на этапе отработки, а также выявление дефектности этого подшипника при заводских приемосдаточных испытаниях всей конструкции в том случае, если подшипник 2 будет заклинивать.

Разработка позволит повысить надежность ракетного двигателя за счет уменьшения момента трения при вращении сопла и обеспечения нормального функционирования радиальных подшипников при работе двигателя с одновременным вращением сопла.

Ракетный двигатель, содержащий корпус, смонтированное на корпусе на соосно разнесенных радиальных подшипниках вращающееся сопло, отличающийся тем, что в нем между радиальными подшипниками установлен осевой подшипник, размещенный в кольцевой перегородке, выполненной в корпусе, при этом 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.

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.

Способ сборки сопла с эластичным опорным шарниром // 2478815

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

Ракетный двигатель твердого топлива // 2474720

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

Жидкостный ракетный двигатель с регулируемым соплом и блок сопел крена // 2441170

Изобретение относится к жидкостным ракетным двигателям. .

Сопло ракетного двигателя твердого топлива // 2440506

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

Ракетный двигатель твердого топлива с поворотным управляющим соплом (варианты) // 2428579

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

Поворотное сопло ракетного двигателя // 2403427

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

Способ управления вектором тяги жидкостного ракетного двигателя // 2391546

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

Поворотное сопло для ракетного двигателя // 2309281

Изобретение относится к области поворотных сопел ракетных двигателей. .

Сопло с отклоняемым вектором тяги // 2168047

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

Способ сборки ракетного двигателя твердого топлива и оснастка для его осуществления // 2496023

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.

Корпус раструба поворотного сопла из композиционных материалов // 2539236

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, способ его изготовления и выкладочно-прессовочная оснастка для осуществления способа // 2551467

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.

Способ сборки сопла ракетного двигателя с эластичным опорным шарниром // 2563335

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.

Система ориентируемого ракетного двигателя // 2612978

Изобретение относится к ориентируемой системе ракетного двигателя для летательных аппаратов. Система ориентируемого ракетного двигателя для летательного аппарата, содержащая ракетный двигатель (4), содержащий камеру (7) сгорания и сопло (8), подсоединенное посредством горловины (9) сопла, при этом система выполнена с возможностью ориентировать ракетный двигатель (4) относительно исходного положения, определяющего исходную ось, которая, при нахождении ракетного двигателя (4) в исходном положении, ортогональна к отверстию (10) для выброса газов из сопла и проходит через центр (C) отверстия (10) для выброса газов, при этом система содержит средство (11) наклона, посредством которого ракетный двигатель (4) жестко подсоединен к горловине (9) сопла посредством прилегающей части сопла (8) и которое наклоняет сопло (8) и камеру (7) сгорания в противоположных направлениях так, что ракетный двигатель принимает, относительно исходного положения, наклонные положения, в которых центр (C) отверстия (10) для выброса газов из сопла (8) расположен, по меньшей мере, приблизительно на исходной оси, при этом средство (11) наклона содержит полую опорную конструкцию (14A), имеющую форму усеченной пирамиды, которая выполнена с возможностью деформации в обоих направлениях первого направления (12) деформации под действием первого приводного средства (15), на малом основании (24) которой размещен ракетный двигатель (4) и внутри которой размещена камера (7) сгорания. Изобретение обеспечивает улучшение работы летательного аппарата за счет уменьшение аэродинамического сопротивления. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Подвесной шарнир поворотного сопла из композиционных материалов и способ его изготовления // 2632393

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к упругим элементам конструкций для соединения пространственно подвижных звеньев, например поворотных сопел. Подвесной шарнир содержит упругую часть (1) с элементами закрепления (2, 3). В нем упругая часть (1) выполнена из плетеных (4) и намоточных (5) нитяных слоев с плотным их размещением, сформированных вокруг элементов закрепления (2, 3). Элементы закрепления (2, 3) выполнены с включением в их конструкцию силовых колец с перегибом вокруг них тех же нитей упругой части (1). Также заявлен способ изготовления упомянутого подвесного шарнира поворотного сопла, заключающийся в выполнении последовательно проводимых сборочных и намоточных операций. При его проведении предварительно изготавливают конструктивно-технологический каркас шарнира из плетеных (4) и намоточных (5) нитей с использованием металлических колец (6, 7) в зонах оформления элементов закрепления с последующей его кольцевой прошивкой и пропиткой силиконом. Технический результат: создание подвесного шарнира для соединения звеньев конструкций с обеспечением возможности относительного перемещения, принцип работы которого не связан со сдвиговыми деформациями материала, и способа его изготовления. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Поворотное управляющее сопло с гибким раскладным насадком // 2647022

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке поворотных управляющих сопел изменяемой геометрии для ракетных двигателей. Поворотное управляющее сопло ракетного двигателя состоит из соединенных узлом качания неподвижной и подвижной частей, с расположенным на срезе раструба подвижной части раскладным сопловым насадком и механизмом его разложения, выполненным в виде нескольких равномерно расположенных вокруг сопла раздвижных телескопических штанг. Сопловой насадок образован раструбом из гибкого композиционного материала и опорными кольцами, установленными с интервалами вдоль оси сопла и соединенными с помощью шарниров с механизмом разложения насадка. Ближайшее к срезу раструба подвижной части сопла опорное кольцо закреплено в зоне максимального сечения раструба подвижной части сопла таким образом, что оно образует продолжение подвижной части. Опорные кольца в сложенном состоянии размещены так, что своими максимальными сечениями образуют зону, подобную по форме переднему днищу предыдущей ступени. Изобретение позволяет повысить баллистическую эффективность ракеты за счет уменьшения общей длины ракеты при наличии габаритных ограничений, сокращения длины и массы межступенных отсеков или за счет увеличения длины и массы топливного заряда ракетного двигателя при сохранении общей длины ракеты. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фланец поворотного сопла ракетного двигателя из композиционных материалов // 2647269

Изобретение относится к области ракетостроения и может быть использовано при создании конструкций ракетных двигателей различного назначения. Фланец поворотного сопла содержит конический корпус с утопленной в двигатель частью с опорной поверхностью на эластичный шарнир в условиях применения с одной стороны и присоединительным шпангоутом для каркаса поворотного сопла с другой, а также силовой опорный пояс между ними, имеющий присоединительные отверстия для присоединения к фланцу двигателя, конструктивно отделяющий утопленную часть конического корпуса. Утопленная часть конического корпуса имеет дополнительную силовую оболочку, преимущественно из однонаправленного композиционного материала. Силовая оболочка непосредственно установлена на утопленной части конического корпуса с упором в силовой опорный пояс и с защемлением на нем и имеет с утопленной частью конического корпуса общую опорную поверхность на эластичный шарнир. Силовой опорный пояс выполнен из композиционного материала с оребрением со стороны, противоположной фланцу двигателя, с образованием ниш для размещения элементов крепления к нему или металлическим. Изобретение позволяет обеспечить компактность и жесткость конструкции. 3 ил.