Регулируемое сопло турбореактивного двигателя

Авторы патента:

Пырков Сергей Николаевич (RU)

Гусев Павел Никитович (RU)

F02K1/82 - стенки реактивных сопел, например футеровка

Владельцы патента RU 2516760:

ОАО УМПО (RU)

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции сопел турбореактивных двигателей. Регулируемое сопло содержит корпус с теплозащитным экраном и шарнирно прикрепленные к корпусу створки. Теплозащитный экран образует с корпусом канал для прохождения охлаждающего воздуха и выполнен в виде секций с боковыми отбортовками. Секции экрана размещены в окружном направлении и снабжены вставками со скобами, жестко прикрепленными к секциям. Скобы размещены внутри вставок на глубине, не меньшей толщины скоб, а жесткое крепление скоб к секциям экрана выполнено посредством сварки или пайки. Боковые отбортовки секций экрана выполнены с уменьшением их ширины в направлении потока охлаждающего воздуха. Изобретение позволяет обеспечить надежное охлаждение сопла, а также повысить ресурс и надежность двигателя. 4 ил.

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

Известно регулируемое сопло ТРД, содержащее корпус с теплозащитным экраном, образующим с корпусом канал для прохождения охлаждающего воздуха, выполненным в виде секций с боковыми отбортовками, размещенными в окружном направлении, снабженными вставками со скобами, жестко прикрепленными к секциям экрана и шарнирно прикрепленными к корпусу створками (см. патент №2451194 класса F02К 1/12, опубл. в 2012 г.).

Недостатком этого устройства является то, что канал охлаждающего воздуха загроможден скобами крепления вставок, заклепками крепления скоб к секциям экрана, головки которых находятся как в охлаждающем канале, так и в потоке горячих газов, что вызывает местные срывы и возмущения потоков, а также боковыми отбортовками секций экрана. Указанное приводит к «затенению» площади канала охлаждения, местным перегревам и ухудшению охлаждения створок сопла.

Задачей изобретения является максимальное уменьшение «затенения» площади охлаждающего канала, особенно на его выходе к створкам сопла, и устранения источников местных срывов охлаждающего и горячего потоков и, соответственно, местных перегревов.

Указанная задача решается тем, что в известном регулируемом сопле турбореактивного двигателя, содержащем корпус с теплозащитным экраном, образующим с корпусом канал для прохождения охлаждающего воздуха, выполненным в виде секций с боковыми отбортовками, размещенных в окружном направлении и снабженных вставками со скобами, жестко прикрепленными к секциям экрана, и шарнирно прикрепленными к корпусу створками с экранами, согласно изобретению скобы размещены внутри вставок на глубине, не меньшей толщины скоб, при этом жесткое крепление скоб к секциям экрана выполнено посредством сварки или пайки, а боковые отбортовки секций экрана выполнены с уменьшением их ширины в направлении потока охлаждающего воздуха.

Такое выполнение крепления секций теплозащитного экрана и подрезанные отбортовки на боковых кромках секций в направлении к створкам и приварка или пайка скоб к секциям экрана позволяют получить более равномерную в окружном направлении подачу охлаждающего воздуха на створки реактивного сопла, при этом обеспечивая необходимую площадь проходного сечения и, следовательно, необходимого расхода воздуха без увеличения габаритов конструкции.

На фиг.1 представлен продольный разрез регулируемого сопла;

на фиг.2 - элемент А установки секций теплозащитного экрана со вставками и скобами в корпус сопла;

на фиг.3 - вид сверху на секции экрана со вставками и скобами (без корпуса и створок);

на фиг.4 - сечение Б-Б по секции экрана и вставкам.

Сопло содержит корпус 1, экран 2, причем между экраном и корпусом образован канал 3 для прохода охлаждающего воздуха. Экран 2 состоит из секций 4, на которых выполнены боковые отбортовки 5 (фиг.4) для обеспечения герметизации. На секциях 4 установлены вставки 6 и 7 со скобами 8, приваренные контактной точечной сваркой 9 или припаянные к секциям экрана 4. К корпусу 1 шарнирно прикреплены створки 10. На внутренней поверхности 11 вставок 6 и 7 выполнены углубления 12, в которых установлены скобы 8 на глубину L, не меньшую толщины скоб. Вставки 6 и 7 и скобы 8 закреплены между собой через шайбы 13 при помощи пальцев 14, при этом между торцем 15 пальцев 14 и внутренней поверхностью 11 скоб 8 имеется зазор В. Секции теплозащитных экрана 4 посредством боковых отбортовок 5 и накладок 16 входят в зацепление друг с другом в окружном направлении, при этом ширина боковых отбортовок 5 экрана 4 уменьшается и сводится на нет к срезу экрана, то есть на выходе к створкам 10. Между вставками 6 и 7 имеется зазор Д, а углублениями 12 во вставках 6 и 7 и скобами 8 - зазор Е. Зазоры В, Д и Е необходимы для поворота вставок 6 и 7 для осуществления сварки или припайки скоб 8 к секциям 4 экрана 2.

При запуске двигателя секции экрана 4 с одной стороны обтекают горячие газы, а с другой стороны - охлаждающий воздух, который подается в канал между корпусом и экраном и выходит в щель, образованную поверхностями вставок 6 и экраном, и далее выходит в канал охлаждения створок 10. Так как выходная щель канала является определяющей для обеспечения минимально необходимого расхода охлаждающего воздуха на створки на разных режимах работы двигателя, то устраненные «затенения» и выступы как внутри канала, так и со стороны горячего потока обеспечивают равномерный выход охлаждающего воздуха без турбулентных срывов и, как результат, затекания горячих газов в каналы створок. Указанное осуществляется в настоящем изобретении.

Предложенное изобретение обеспечивает надежное охлаждение сопла и увеличивает ресурс и надежность работы двигателя.

Регулируемое сопло турбореактивного двигателя, содержащее корпус с теплозащитным экраном, образующим с корпусом канал для прохождения охлаждающего воздуха, выполненным в виде секций с боковыми отбортовками, размещенных в окружном направлении и снабженных вставками со скобами, жестко прикрепленными к секциям экрана, и шарнирно прикрепленными к корпусу створками с экранами, отличающееся тем, что скобы размещены внутри вставок на глубине, не меньшей толщины скоб, при этом жесткое крепление скоб к секциям экрана выполнено посредством сварки или пайки, а боковые отбортовки секций экрана выполнены с уменьшением их ширины в направлении потока охлаждающего воздуха.

Звукопоглощающая выхлопная труба турбомашины содержит перфорированную внутреннюю оболочку, образующую проточный канал выхлопной трубы, сплошную внешнюю оболочку, сердечник и каркас.

Выгораемое сопло комбинированного ракетно-прямоточного двигателя // 2507409

Изобретение относится к машиностроению, а именно к комбинированным ракетно-прямоточным двигателям. Выгораемое сопло комбинированного ракетно-прямоточного двигателя размещено во внутренней полости сопла маршевого режима и выполнено из двух элементов, соединенных друг с другом с возможностью формирования тракта сопла разгонного режима от дозвуковой до трансзвуковой и от трансзвуковой до сверхзвуковой областей.

Система снижения шума для газотурбинного двигателя (варианты) и способ охлаждения глушителя выхлопа (варианты) // 2505695

Система снижения шума газотурбинного двигателя содержит глушитель выхлопа, расположенный вблизи выхлопного канала, проход для охлаждающего воздуха и средство создания потока охлаждающего воздуха в проходе.

Задняя часть турбореактивного двигателя самолета, турбореактивный двигатель и самолет // 2433291

Устройство для охлаждения сопла первого контура турбореактивного двухконтурного двигателя // 2397350

Способ снижения шумовой эмиссии в задней части газотурбинного двигателя и усовершенствованный газотурбинный двигатель // 2381377

Авиационный газотурбинный двигатель // 2342551

Система охлаждения для струйного сопла с дожиганием газотурбинного двигателя // 2301904

Изобретение относится к области тепловой защиты струйных сопел с дожиганием в авиационных газотурбинных двигателях. .

Охлаждаемое сопло // 2165033

Конструкция с сотовым заполнителем для использования в несущей панели гондолы турбореактивного двигателя // 2517938

Изобретение относится к конструкции с сотовым заполнителем для использования в несущей панели гондолы турбореактивного двигателя самолета, являющейся акустической панелью. Конструкция содержит блок с сотовым заполнителем, выполненный с центральной частью, содержащей срединные сотовые ячейки, и с двумя боковыми частями, содержащими каждая множество соединительных сотовых ячеек. Часть соединительных сотовых ячеек имеет одну дополнительную стенку для образования соединения. Блок или блоки соединены между собой одной соединительной зоной, полученной путем пробивания двух наложенных друг на друга дополнительных стенок, которыми снабжены соединительные сотовые ячейки, принадлежащие разным боковым частям. Достигается простота изготовления зоны соединения, надежность. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя // 2529268

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции сопел турбореактивных двигателей. Поворотное осесимметричное сопло содержит неподвижный корпус с экраном и подвижный корпус со сферическим экраном, установленным между неподвижным и подвижным корпусами. Щели между экранами и корпусами образуют каналы для прохождения охлаждающего воздуха. Сферический экран подвижного корпуса выполнен в виде секций, размещенных в окружном направлении. На каждой секции в двух поясах попарно закреплены подвески с отверстиями в полках, в которые заведены цилиндрические пальцы, жестко прикрепленные к подвижному корпусу. В одном из поясов на одной подвеске палец установлен в отверстии без зазора, а на смежной подвеске - в овальном отверстии, выполненном в поперечном направлении относительно продольной оси сопла. В другом поясе на одной подвеске палец установлен в овальном отверстии, выполненном в продольном направлении, а на смежной - в цилиндрическом отверстии с равномерным зазором. Изобретение позволяет повысить надежность работы двигателя, а также эффективность охлаждения поворотного осесимметричного сопла. 3 ил.

Обдуваемая выхлопными газами конструкция и связанный с ней составной узел, и способ изготовления этого узла // 2531481

Составной узел для конструкций, обдуваемых выхлопными газами реактивного двигателя, содержит трубчатый элемент и гофрированную перегородку. Гофрированная перегородка расположена в трубчатом элементе, состоит из множества направленных в разные стороны изгибов, соединенных один с другим, и проходит в продольном направлении трубчатого элемента. Трубчатый элемент и гофрированная перегородка выполнены из керамического матричного композитного материала. Стеночная составная структура для конструкций, обдуваемых выхлопными газами реактивного двигателя, содержит стеночный элемент и множество упомянутых выше составных узлов, расположенных на стеночном элементе. Каждый составной узел расположен в продольном направлении стеночного элемента и рядом с другим составным узлом. При изготовлении составного узла для конструкций, обдуваемых выхлопными газами реактивного двигателя, формуют из керамического матричного композитного материала трубчатый элемент и гофрированную перегородку, состоящую из множества направленных в разные стороны изгибов, соединенных один с другим. Отверждают гофрированную перегородку и трубчатый элемент. Устанавливают гофрированную перегородку внутрь трубчатого элемента для получения составного узла таким образом, что изгибы гофрированной перегородки проходят в продольном направлении упомянутого трубчатого элемента. Группа изобретений позволяет обеспечить возможность составному узлу выдерживать температуру выхлопных газов авиационного двигателя без сокращения срока его службы и увеличения веса конструкции. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Несущий узел для реактивного сопла, реактивное сопло и гондола, содержащая реактивное сопло // 2541369

Несущий узел для реактивного сопла включает наружную оболочку, внутреннюю несущую оболочку и акустическую конструкцию. Наружная оболочка имеет акустическую часть, в которой выполнены акустические отверстия, и неакустическую часть, а внутренняя несущая оболочка выполнена без акустических отверстий. Акустическая конструкция включает секции с ячеистой сердцевиной и размещена между наружной оболочкой и внутренней несущей оболочкой. Акустическая конструкция удерживается между наружной оболочкой и внутренней несущей оболочкой с помощью соединительных средств, закрепленных на внутренней несущей оболочке и неакустической части наружной оболочки так, что происходит передача нагрузки на внутреннюю несущую оболочку и неакустическую часть наружной оболочки. Другие изобретения группы относятся к реактивному соплу, снабженному указанным выше несущим узлом, а также к гондоле, включающей такое реактивное сопло. Группа изобретений позволяет снизить вес и упростить изготовление несущего узла, а также снизить нагрузки, действующие на его акустическую конструкцию. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 14 ил.

Газотурбинный двигатель, содержащий направляющий конус для выхлопных газов с устройством звукового ослабления // 2546140

Газотурбинный двигатель содержит камеру сгорания, турбину высокого давления, свободную турбину и направляющий конус для выхлопных газов. Турбина высокого давления расположена по потоку сзади камеры сгорания и выполнена для принятия газообразных продуктов сгорания, поступающих из этой камеры сгорания. Направляющий конус закреплен на свободной турбине сзади этой турбины. Направляющий конус содержит внутреннюю резонансную полость, в которой проходит горловина, выполненная для того, чтобы обеспечивать сообщение резонансной полости направляющего конуса с внешней стороной этого направляющего конуса, чтобы сформировать устройство звукового ослабления, представляющее структуру резонатора Гельмгольца, выполненного для ослабления звуковых волн, излучаемых этим газотурбинным двигателем. Изобретение позволяет снизить шум газотурбинного двигателя при незначительном увеличении его массы и габаритов. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Термоэмиссионный способ тепловой защиты частей летательных аппаратов // 2583511

Термоэмиссионный способ тепловой защиты частей летательных аппаратов (ЛА) включает отвод теплового потока от нагреваемой части ЛА к менее нагретой с помощью термоэмиссионного модуля посредством размещения на внутренней поверхности нагреваемых частей ЛА электропроводящего материала или покрытия, обладающего при нагреве высокой эмиссией электронов, - эмиттера, установку с зазором от эмиттера электропроводящего элемента - коллектора, на котором осаждают эмитируемые электроны и через бортовой автономный потребитель электроэнергии транспортируют к эмиттеру, с последующей герметизацией, вакуумированием образованной между эмиттером и коллектором полости и введением в нее химических элементов или соединений, уменьшающих работу выхода электронов. Изобретение направлено на снижение температурно-напряженного состояния частей двигательной установки ЛА. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Трубный элемент, обеспечивающий уменьшенный перепад давления // 2587018

Изобретение относится к трубному элементу (1), который может служить удобным соединительным элементом в линии циркуляции текучей среды в любой области промышленного применения, в частности в реактивном двигателе. Трубный элемент содержит деформируемую трубчатую оболочку (2) в виде сильфона (9) с кольцевыми выпуклостями (3), образующими внутренние выступы, и защитную рубашку (4), содержащую концевой сегмент (5), который закреплен в трубчатой оболочке (2) и свободный конец которого выступает внутрь трубчатой оболочки (2). При этом защитная рубашка (4) содержит множество дополнительных сегментов (6, 16, 17, 18, 20), частично входящих друг в друга, причем каждый из дополнительных сегментов (6, 16, 17, 18, 20) содержит на периферии своей наружной поверхности (7) по меньшей мере один захватный элемент (8), закрепленный на наружной поверхности (7) и взаимодействующий по меньшей мере с одной кольцевой выпуклостью (3). Технический результат - уменьшение перепада давлений в трубном элементе. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Стенд для моделирования процессов теплообмена в охлаждаемых лопатках // 2618479

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, турбостроения, а именно к стендам для моделирования процессов теплообмена в охлаждаемых лопатках, и может найти применение при проектировании и оптимизации систем охлаждения лопаток высокотемпературных газовых турбин. Сущность изобретения состоит в том, что стенд содержит последовательно установленные источник сжатого воздуха, камеру сгорания, газовый канал для организации течения горячего газа, закрепляемый в канале пакет испытуемых образцов, выполненных в виде соосно стыкуемых цилиндров с внутренними полостями, которые предназначены для прохождения охлаждающего воздуха, причем ось цилиндров ориентирована перпендикулярно оси газового канала. На боковой поверхности одного из цилиндров выполнено по крайней мере одно сквозное отверстие заданной формы и размера. В газовом канале установлено средство крепления пакета, выполненное с возможностью обеспечения поворота образцов вокруг их продольной оси. На выходе газового канала расположен ресивер с дроссельной заслонкой, а стенд снабжен датчиками температуры, размещенными соответственно на входе газового канала, в полости сплошного цилиндра, датчиками давления и дополнительными датчиками давления и температуры, установленными на входе и выходе канала для прохождения охлаждающего воздуха. Технический результат - повышение эффективности испытаний за счет обеспечения возможности моделирования процесса теплообмена при различных углах взаимодействия горячего газового потока с охлаждающей воздушной пленкой на поверхности испытуемого образца. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Выпускной конус авиационного двигателя и задний корпус авиационного двигателя // 2625421

Выпускной конус авиационного двигателя содержит каркас из композиционного материала, обеспечивающий конструктивную прочность конуса, и систему шумопоглощения, изготовленную из композиционного материала и укрепленную на каркасе. Каркас образован осесимметричной деталью, содержащей на своем верхнем по потоку конце верхнюю по потоку фланцевую закраину и на своем нижнем по потоку конце нижнюю по потоку фланцевую закраину. Система шумопоглощения содержит продольные перегородки из композиционного материала, укрепленные на верхней и нижней по потоку фланцевых закраинах с помощью механических соединительных средств, и поперечные перегородки из композиционного материала, укрепленные на продольных перегородках с помощью механических соединительных средств. Продольные и поперечные перегородки ограничивают камеры-резонаторы. Соотношение между толщиной конструктивных компонентов каркаса и толщиной компонентов системы шумопоглощения составляет от 3 до 5. Другое изобретение группы относится к заднему корпусу авиационного двигателя, содержащему указанный выше выпускной конус. Группа изобретений позволяет обеспечить выпускной конус системой шумопоглощения без существенного увеличения его массы. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Сопло газотурбинного двигателя летательного аппарата // 2627813

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к защите летательного аппарата с газотурбинными двигателями от поражения ракетами с тепловой головкой самонаведения. Сопло газотурбинного двигателя летательного аппарата образовано каналом переменной формы и выполнено перфорированным, концентрично соплу установлен наружный кожух, по форме повторяющий форму сопла. Кожух и сопло жестко закреплены между собой кольцевыми стенками, образующими кольцевые каналы между соплом и кожухом. Кольцевая стенка на выходном срезе сопла выполнена перфорированной. Кольцевые каналы соединены между собой продольным каналом, на стенках которого выполнены отверстия, причем продольный канал снабжен элементом подвода топлива газотурбинного двигателя. Изобретение позволяет снизить тепловую заметность летательного аппарата за счет охлаждения сопла и введения в выходящую струю газов жидкостно-парового облака. 4 ил.