Поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя



Поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя
Поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя
Поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя

 


Владельцы патента RU 2529268:

Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" (RU)

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.

 

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

Известно устройство поворотного осесимметричного сопла ТРД, содержащее неподвижный корпус с экраном, прикрепленным к его внутренней поверхности, и подвижный корпус со сферическим экраном, установленным между неподвижным и подвижным корпусами, причем щели между экранами и корпусами образуют каналы для прохождения охлаждающего воздуха (см. патент RU №2095605, класса F02K 1/78, опубликованный в 1978 г.).

Недостатком указанного устройства является уменьшение щели охлаждающего тракта между экраном сферическим и корпусом сопла на форсажных режимах, в зависимости от степени форсирования, из-за разности температур экрана и корпуса, и коэффициентов линейного расширения. Изменение величины щели тракта охлаждения может привести или к прогарам экранов и корпуса при максимальных форсажных режимах или увеличенным потерям тяги при минимальных форсажах или максимальном бесфорсажном режиме из-за большой щели и увеличенному отбору воздуха на охлаждение соответственно. Указанное снижает надежность двигателя и уменьшает величину тяги на дроссельных режимах.

Задачей изобретения является обеспечение постоянной щели тракта охлаждения подвижного корпуса поворотного сопла на всех режимах работы двигателя.

Указанная задача достигается тем, что в известном поворотном сопле, содержащем неподвижный корпус с экраном, прикрепленным к его внутренней поверхности, и подвижный корпус со сферическим экраном, прикрепленным к его внутренней поверхности и установленным между неподвижным и подвижным корпусами, причем щели между экранами и корпусами образуют каналы для прохождения охлаждающего воздуха, согласно изобретению, сферический экран подвижного корпуса выполнен в виде секций, размещенных в окружном направлении, при этом на каждой секции в двух поясах попарно закреплены подвески с отверстиями в полках, в которые заведены цилиндрические пальцы, жестко прикрепленные к подвижному корпусу, причем 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, а в другом поясе на одной подвеске палец установлен в овальном отверстии, выполненном в продольном направлении, а на смежной - в цилиндрическом отверстии с равномерным зазором.

Такая конструкция позволяет свободно увеличиваться секциям сферического экрана в продольном и поперечном направлениях при максимальной температуре без уменьшения щели между сферической поверхностью экрана и подвижным корпусом и обеспечивает минимально необходимые расчетные потери на охлаждение без прогаров на всех режимах работы двигателя, что увеличивает его надежность и необходимую тягу.

На фиг.1 показан продольный разрез поворотного осесимметричного сопла; на фиг.2 - вид А на сферический экран (подвижный корпус не показан); на фиг.3 - поперечное сечение сопла (сечение Б-Б).

Поворотное осесимметричное сопло содержит неподвижный корпус 1 с экраном 2, прикрепленным к его внутренней поверхности 3, и подвижный корпус 4 со сферическим экраном 5, прикрепленным к его внутренней поверхности 6 и установленным между неподвижным и подвижным корпусами 1 и 4. Между экранами 2 и 5 и корпусами 1 и 4 образованы щели 7, 8 и 9 - каналы для прохождения охлаждающего воздуха.

Сферический экран 5 состоит из секций 10, размещенных в окружном направлении, при этом на каждой секции 10 в двух поясах попарно закреплены подвески 11, 12, 13 и 14.

В полках 15 подвесок 11, 12, 13 и 14 выполнены отверстия 16, 17, 18 и 19, в которые заведены пальцы 20, неподвижно закрепленные на подвижном корпусе 4. При этом отверстие 16 выполнено по диаметру пальца без зазора, отверстие 17 выполнено с овалом поперек продольной оси секции, образуя зазор с пальцем 20 со стороны отверстия 16.

В другом поясе отверстие 18 выполнено цилиндрическим с диаметром, большим диаметра пальца 20 на величину термокомпенсации, а отверстие 19 выполнено с овалом, образующим с пальцем 20 зазор в сторону отверстия 16.

Таким образом, каждая секция 10 сферического экрана 5 зафиксирована во всех направлениях, но имеет зазоры в отверстиях 17, 18 и 19 в полках 15 подвесок для термокомпенсации при разнице температур секций 10 сферического экрана 5 и подвижного корпуса 4 в продольном и поперечном направлениях.

Каждая секция 10 сферического экрана 5 на одной из боковых сторон снабжена неподвижно закрепленными накладками 21 со стороны охлаждающего воздуха, посредством которой она сопрягается с соседней секцией, а на передней части секции 10 выполнены гофры 22 и установлены скобы 23.

Устройство работает следующим образом. При запуске двигателя щели 7, 8 и 9 заполняются охлаждающим воздухом из наружного контура, а вовнутрь сопла устремляются горячие газы турбины, которые подогревают экраны на гораздо большую температуру, чем корпус.

Секции экрана увеличивают свои размеры относительно корпуса в продольном и поперечном направлениях в пределах гарантированных зазоров между пальцами 20 и отверстиями 17, 18 и 19 в полках 15 подвесок 12, 13 и 14.

При поворотах подвижного корпуса 4 относительно неподвижного корпуса 1 экран 2 неподвижного корпуса, соприкасаясь с секциями 10 сферического экрана, 5 стремится сместить секции относительно подвижного корпуса 4, а именно на вертикальной оси - в продольном направлении, на горизонтальной оси (там, где расположены оси вращения подвижного корпуса) - в поперечном направлении, а в остальных местах - в продольном и поперечном направлениях одновременно.

Секции 10 экранов 5, опираясь на боковые торцы овальных отверстий 17 и 19 и по диаметру отверстия 18, остаются неподвижными относительно корпуса 4. Полки 15 подвесок 11, 12, 13 и 14, опираясь на головки 24 пальцев 20, предохраняют перемещение секций 10 в радиальном направлении под действием перепада давлений на экране.

При работе сопла скобы 23 секций воспринимают силы от перепада давлений на переднюю часть секций 10 в сторону их перемещения к корпусу из-за потери полного давления охлаждающего воздуха при повороте в канал между сферическим экраном 5 и корпусом 4.

Накладки 21 герметизируют стыки секций, а также вместе с гофрами 22 придают жесткость секций 10 в продольном направлении.

Предложенное устройство обеспечивает надежное крепление сферических секций экрана к подвижному корпусу сопла при поддержании равномерной в окружном направлении щели охлаждающего тракта, что способствует эффективному охлаждению поворотного осесимметричного сопла и повышает надежность работы двигателя. Конструкция крепления сферических секций экрана к корпусу сопла облегчает сборку сопла и обеспечивает его ремонтопригодность.

Поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя, содержащее неподвижный корпус с экраном, прикрепленным к его внутренней поверхности, и подвижный корпус со сферическим экраном, прикрепленным к его внутренней поверхности и установленным между неподвижным и подвижным корпусами, причем щели между экранами и корпусами образуют каналы для прохождения охлаждающего воздуха, отличающееся тем, что сферический экран подвижного корпуса выполнен в виде секций, размещенных в окружном направлении, при этом на каждой секции в двух поясах попарно закреплены подвески с отверстиями в полках, в которые заведены цилиндрические пальцы, жестко прикрепленные к подвижному корпусу, причем 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, а в другом поясе на одной подвеске палец установлен в овальном отверстии, выполненном в продольном направлении, а на смежной - в цилиндрическом отверстии с равномерным зазором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкции с сотовым заполнителем для использования в несущей панели гондолы турбореактивного двигателя самолета, являющейся акустической панелью.

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.

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

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

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

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 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 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 (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.

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.
Наверх