Заглушка сопла ракетного двигателя

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке заглушек сопел малогабаритных ракетных двигателей, где необходимо реализовать высокий уровень давления срабатывания заглушки. Заглушка сопла ракетного двигателя выполнена в виде охватывающего выходную часть сопла полого цилиндра с глухим дном, закрепленного на наружной поверхности сопла срезаемыми штифтами. На внутренней стенке полого цилиндра выполнена кольцевая проточка, а на его торцовой поверхности выполнены радиальные прорези, обеспечивающие возможность захода предварительно установленных на сопле срезаемых штифтов в кольцевую проточку. Полый цилиндр фиксируется на сопле в смещенном относительно прорезей положении срезаемых штифтов при помощи установленных в осевой плоскости упорных и стопорных винтов. На внутренней поверхности полого цилиндра со стороны глухого дна размещено кольцевое уплотнение. Изобретение позволяет обеспечить высокое расчетное давление срабатывания. 2 ил.

 

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке заглушек сопел малогабаритных ракетных двигателей, где необходимо реализовать высокий уровень давления срабатывания заглушки.

Известна конструкция сопла ракетного двигателя, в котором установлена защитная заглушка, выполненная в виде цилиндрического стакана с утонением и закрепленная на наружной поверхности сопла посредством клеевого шва (см. патент РФ на изобретение №2389896).

Недостатком этой конструкции является наличие герметизирующей дополнительной заглушки и невозможность реализации высокого давления срабатывания (~ 40 кгс/см2).

Известно сопло ракетного двигателя, изготовленное из металла и содержащее защитную заглушку, установленную на срезе сопла, выполненную в виде цилиндрического стакана с утонением и закрепленную на внешней стороне сопла при помощи резьбового соединения (принято за прототип, см. патент на изобретение DE 1113612 А).

Недостатками данной конструкции являются большая масса элементов заглушки, остающихся на сопле после срабатывания, недостаточная равномерность срезания заглушки по кольцевому утонению и сложность в отработке, отсутствие уплотнения между корпусом заглушки и соплом.

Технической задачей данного изобретения является создание конструкции заглушки сопла малогабаритного ракетного двигателя рассчитанной на высокое давление срабатывания (~ 40 кгс/см2).

Технический результат достигается тем, что в заглушке сопла ракетного двигателя, выполненной в виде охватывающего выходную часть сопла полого цилиндра с глухим дном, закрепленного на наружной поверхности сопла срезаемыми штифтами, на внутренней стенке полого цилиндра выполнена кольцевая проточка, а на его торцовой поверхности выполнены радиальные прорези, обеспечивающие возможность захода предварительно установленных на сопле срезаемых штифтов в кольцевую проточку. При этом полый цилиндр фиксируется на сопле в смещенном относительно прорезей положении срезаемых штифтов при помощи установленных в осевой плоскости упорных и стопорных винтов, причем на внутренней поверхности полого цилиндра со стороны глухого дна размещено кольцевое уплотнение.

Срезаемые штифты, выполненные, например, из алюминиевого сплава, обладают сопротивлением среза, обеспечивающим реализацию срабатывания заглушки при высоком давлении. Изменяя диаметр рабочей части срезаемых штифтов можно реализовать широкий диапазон давлений срабатывания заглушки, что совместно с разборной конструкцией заглушки упрощает отработку как самой заглушки, так и ракетного двигателя в целом.

Выполнение на внутренней стенке полого цилиндра кольцевой проточки, а на его торцовой поверхности - радиальных прорезей, обеспечивающих возможность захода срезаемых штифтов в кольцевую проточку, позволяет технологически просто и удобного закрепить корпус цилиндра на сопле, при этом разместить крепление (срезаемые штифты) на достаточном расстоянии от среза сопла для предотвращения ослабления сечения сопла, что позволяет заглушке и соплу выдерживать рассчитанное высокое давление (~ 40 кгс/см2) без незапланированных разрушений, и обеспечить плановое (при достижении в процессе работы расчетного давления) срабатывание заглушки.

Фиксация полого цилиндра на сопле в смещенном относительно прорезей положении срезаемых штифтов при помощи установленных в осевой плоскости упорных и стопорных винтов позволяет обеспечить жесткость крепления и невыпадение штифтов из своих посадочных мест в процессе эксплуатации до запуска ракетного двигателя.

Размещение кольцевого уплотнения на внутренней поверхности полого цилиндра со стороны глухого дна позволяет обеспечить герметичность соединения сопла с заглушкой и предотвращает прорыв газов в момент запуска ракетного двигателя в зазор между полым цилиндром и соплом, что повышает надежность срабатывания заглушки.

На фиг. 1, 2 изображена конструкция предлагаемой заглушки.

На наружной цилиндрической поверхности сверхзвуковой части сопла 1 диаметрально противоположно друг другу расположены отверстия, в которые на герметике вставлены срезаемые штифты 2. Резиновое уплотнение 3, контактирующее с цилиндрической поверхностью сопла 1, вставлено в кольцевой паз, выполненный на внутренней поверхности полого цилиндра 4 со стороны глухого дна. В полом цилиндре 4 выполнена внутренняя кольцевая проточка с радиальными прорезями 5 для прохода штифтов 2, а также резьбовые отверстия под упорный 6 и стопорный 7 винты.

Сборка заглушки с соплом происходит следующим образом.

Корпус цилиндра 4 с предварительно установленными резиновым уплотнением 3 и упорным винтом 6 надевают на наружную цилиндрическую поверхность сопла 1 таким образом, чтобы установленные на сопле 1 срезаемые штифты 2 вошли в радиальные прорези 5 на полом цилиндре 4. После совмещения штифтов 2 с прорезями 5 заглушку сдвигают до упора штифтов 2 в стенку кольцевой проточки в цилиндре 4 и поворачивают в сторону упорного винта 6 до соприкосновения с ним. Устанавливают стопорный винт 7, фиксирующий заглушку от проворота, на цилиндрической части сопла 1. После поворота и фиксации заглушки на сопле 1 срезаемые штифты 2 закрывают корпусом цилиндра 4 и тем самым защищают от выпадения из своих посадочных мест в процессе эксплуатации.

Работает заглушка следующим образом.

После запуска ракетного двигателя продукты сгорания топлива воздействуют на дно полого цилиндра 4 и при достижении расчетного усилия происходит срезание штифтов 2 корпусом цилиндра 4 и срабатывание заглушки, то есть ее отделение от выходной части сопла.

Таким образом, предлагаемая заглушка обеспечивает высокий расчетный уровень давления срабатывания с малыми разбросами.

Заглушка сопла ракетного двигателя, выполненная в виде охватывающего выходную часть сопла полого цилиндра с глухим дном, закрепленного на наружной поверхности сопла срезаемыми штифтами, отличающаяся тем, что на внутренней стенке полого цилиндра выполнена кольцевая проточка, а на его торцовой поверхности выполнены радиальные прорези, обеспечивающие возможность захода предварительно установленных на сопле срезаемых штифтов в кольцевую проточку, при этом полый цилиндр фиксируется на сопле в смещенном относительно прорезей положении срезаемых штифтов при помощи установленных в осевой плоскости упорных и стопорных винтов, причем на внутренней поверхности полого цилиндра со стороны глухого дна размещено кольцевое уплотнение.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в космической технике или авиации. Двигатель содержит систему агрегатов формирования и подачи рабочего тела в сопло, при этом сопло имеет входную часть, выполненную в виде полого цилиндра с тангенциальными подводами рабочего тела, расположенными равномерно в поперечной плоскости.

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.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способу изготовления внутренней оболочки сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Способ включает ротационное выдавливание оболочки за несколько переходов.

Техническое решение относится к ракетным двигательным установкам, для работы которых используется горючее и окислитель, и может быть использовано при создании сопл жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Изобретение относится к боеприпасам, а именно к конструкции ракетных частей реактивных снарядов. Ракетная часть реактивного снаряда содержит корпус, дно и хвостовой блок.
Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании сопел ракетных двигателей, в частности при разработке конструкции сопел жидкостных ракетных двигателей, имеющих радиационно охлаждаемый сопловой насадок.

Изобретение относится к области ракетостроения, а именно к способам повышения тяги ракетного двигателя, и может быть использовано для увеличения тяги ракетных и авиационных двигателей.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании ракетного двигателя с раздвижным соплом. Сопло ракетного двигателя содержит раструб и складной насадок, образованный лепестками, кинематически связанными с раструбом механизмом раздвижки, обеспечивающим перевод лепестков из сложенного положения в рабочее.

Изобретение относится к ракетной технике и предназначено для использования в ракетных двигателях твердого топлива реактивных снарядов систем залпового огня. Сопло ракетного двигателя содержит корпус, дозвуковую и сверхзвуковую части сопла, а также герметизирующее-пусковое устройство с форсажной трубкой и опорой.

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.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении заглушек для сопел ракетных двигателей на твердом топливе. При изготовлении сферической заглушки выкраивают круговые заготовки из пропитанной связующим стеклоткани, выкладывают из заготовок многослойный пакет на соответствующую конфигурации заглушки матрицу пресс-формы и осуществляют горячее прессование. При выкраивании заготовок отмечают на них положение направления основы стеклоткани, проходящего через центр заготовки, а при выкладке заготовок совмещают направление основы стеклоткани первой заготовки с заданным на матрице направлением выкладки первого слоя многослойного пакета. Направление основы стеклоткани второй заготовки располагают перпендикулярно к направлению основы стеклоткани первой выложенной заготовки, а направления основы стеклоткани третьей и четвертой заготовок располагают зеркально симметрично между направлениями основы стеклоткани первой и второй заготовок. Затем выкладывают остальные заготовки, совмещая при этом направление основы стеклоткани пятой, девятой и так далее заготовок с направлением основы стеклоткани первой заготовки. Изобретение позволяет повысить качество изготовления из стеклоткани сферической заглушки, за счет исключения коробления ее поверхности. 2 ил.

Развертываемое сопло для ракетного двигателя содержит неподвижную расширяющуюся секцию и подвижную расширяющуюся секцию, которая коаксиальна неподвижной расширяющейся секции и выполнена с возможностью перемещения вдоль неподвижной расширяющейся секции из втянутого положения в развернутое положение. Сопло также содержит поперечный элемент жесткости, предварительно напряженный натяжением и проходящий поперечно подвижной расширяющейся секции, вблизи нижнего по потоку конца этой секции, между по меньшей мере двумя точками на периферии внутренней стенки этой подвижной расширяющейся секции. Другое изобретение группы относится к ракетному двигателю, содержащему указанное выше развертываемое сопло. Группа изобретений позволяет снизить собственные колебания подвижной расширяющейся секции сопла. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к ракетной технике, а более конкретно к устройству жидкостного ракетного двигателя с выдвижным соплом. В жидкостном ракетном двигателе исполнительный механизм выполнен в виде двух соосных, с неподвижным соплом и между собой одной неподвижной и другой, выполненной с возможностью вращения относительно неподвижной, обечаек, с расположенными между обечайками подшипниками и узлом ограничения взаимного осевого перемещения вдоль продольной оси сопла, а на второй обечайке, связанной кинематически с приводом вращательного перемещения через кинематический узел, и на наружной части смонтированной с возможностью перемещения части сопла равномерно по окружности расположены цапфы с установленными на их концах сферическими подшипниками, соединенными шатунами. Изобретение обеспечивает снижение динамических нагрузок на сопло при выдвижении на конечном участке, а также уменьшение радиальных габаритов и массы. 5 ил.

Изобретение относится к ракетной технике. Раструб сопла ракетного двигателя с тепловой изоляцией выполнен из композиционного материала, который представляет собой армированную углеродными волокнами керамическую матрицу. Тепловая изоляция выполнена в виде кожуха из пакета пластин углеродного войлока, зашитого в армирующую оболочку из стеклоткани и прошитого армирующими нитями. Кожух закреплен на внешней поверхности сопла. Изобретение позволяет обеспечить защиту агрегатного отсека двигателя и приборов, расположенных вблизи сопла от перегрева при минимальном увеличении веса и изменении конструкции раструба. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Сопло ракетного двигателя с механизмом раздвижки, обеспечивающим перевод сопла из сложенного положения в рабочее, содержит раструб и складной насадок, образованный лепестками с элементами кинематической связи лепестков с раструбом. Образующая лепестка в сложенном положении, проведенная через плоскость его симметрии, параллельна образующей раструба, проведенной через эту же плоскость. Элементы кинематической связи лепестков с раструбом содержат пантографы, связывающие соседние лепестки друг с другом. Пантографы содержат продольный стакан, связанный с каждым из двух соседних лепестков двумя шарнирно закрепленными планками, и шток, установленный с возможностью продольного перемещения в стакане и образующий со стаканом подпоршневую полость, с которой сообщен пиропатрон. Каждый лепесток связан с раструбом направляющими элементами. Между раструбом и складным насадком выполнен демпфирующе-обтюрирующий узел, содержащий резиновый шнур и контактирующий с ним в рабочем положении кольцевой зуб. На штоке шарнирно закреплены поворотные тяги, шарнирно связанные с планками, расположенными со стороны штока. Изобретение позволяет снизить динамические нагрузки при раздвижке сопла, а также повысить надежность его конструкции. 5 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Компоновка маршевой многокамерной двигательной установки двухступенчатой ракеты-носителя с составным сопловым блоком, оснащенной ракетными блоками первой и второй ступеней, соединенными и работающими по параллельной схеме, содержащая охлаждаемые камеры жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) первой ступени, расположенные вокруг укороченного центрального тела общего для этих камер штыревого сопла, и камеры сгорания второй ступени, расположенные во внутренней полости этого укороченного центрального тела около их общего круглого тарельчатого сопла, соединенные разъемными узлами силовой связи с разделяемыми ракетными блоками ступеней. Укороченное центральное тело штыревого сопла двигательной установки первой ступени и тарельчатое сопло двигательной установки второй ступени выполнены в виде единого соплового блока, соосного с продольной осью ракетных блоков первой и второй ступеней. Охлаждаемые камеры ЖРД первой ступени ракеты-носителя имеют сопла Лаваля предварительного расширения с круглым минимальным сечением и прямоугольным выходным сечением, наклоненным относительно оси сопла, и собраны в единый кольцевой пакет с жестким соединением между собой боковых выходных кромок соседних сопел Лаваля предварительного расширения, а центральное тело штыревого сопла начинается от нижних, ближайших к оси компоновки выходных кромок этих сопел. Плоскости выходных сечений сопел предварительного расширения расположены перпендикулярно к продольной оси укороченного центрального тела. Огневая поверхность неохлаждаемого укороченного центрального тела, изготовленного из композиционного материала, спрофилирована как продолжение охлаждаемой огневой поверхности сопла предварительного расширения. Изобретение обеспечивает повышение среднего по траектории полета удельного импульса тяги многокамерных двигательных установок первой и второй ступеней ракетоносителя и уменьшение донного сопротивления этих ступеней. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к ракетной технике, в которой создание жидкостных ракетных двигателей с донной тепловой защитой, предназначенной для уменьшения теплового и газодинамического воздействия продуктов сгорания работающих двигателей, является актуальной задачей. Многокамерный жидкостный ракетный двигатель, содержащий общий для всех камер турбонасосный агрегат, газогенератор, агрегаты автоматики и регулирования, раму и установленную в нижней части двигательного отсека донную защиту с цилиндрическими проемами, с установленными через них соплами, выполненными с возможностью качания камер с цапфами, взаимодействующими с траверсами, соединенными с рамой, причем на внешней части сопел камер выполнены кольцевые бурты с закрепленными на них ответными частями с зазорами относительно цилиндрических проемов донной защиты сферическими блистерами, взаимодействующими с цилиндрическими обечайками проемов донной защиты с образованием щелевых зазоров между ними. Между кольцевыми буртами на внешних частях сопел и ответными частями блистеров установлены эксцентричные компенсаторы, цилиндрические внутренние поверхности которых смонтированы с кольцевыми буртами сопел, а наружные цилиндрические поверхности которых, выполненные с эксцентриситетом относительно их цилиндрических внутренних поверхностей, смонтированы цилиндрическими поверхностями сферических блистеров, выполненных эксцентрично наружным кромкам сферических блистеров. Изобретение обеспечивает уменьшение теплового воздействия продуктов сгорания камер на агрегаты двигателя в отсеке за донной защитой при возвратном течении их от срезов сопел за счет уменьшения монтажных кольцевых щелевых зазоров между блистерами и цилиндрическими проемами донной защиты. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к ракетной технике, в частности к устройству жидкостного ракетного двигателя с выдвижным многосекционным соплом. Жидкостный ракетный двигатель с выдвижным соплом, содержащий камеру с соплом из двух частей, одна из которых, смонтированная неподвижно с камерой сгорания, снабжена механизмом выдвижения в виде привода, исполнительного механизма и узлов направления и фиксации в конечном положении, а вторая - выполнена с возможностью перемещения вдоль оси сопла из двух частей, связанных телескопически друг с другом с возможностью взаимного кинематического взаимодействия и с узлами направления и фиксации, по цилиндрическому контуру на периферии неподвижной обечайки сопла выполнены профильные многозаходные винтовые направляющие, по одинаковым по окружности равноотстоящим друг от друга и продольной оси двигателя винтовым траекториям, а на корпусе выдвижной максимального диаметра части сопла с возможностью вращения и с осевой фиксацией установлена кольцевая обечайка, снабженная двумя группами направленных к продольной оси сопла и в другую от нее сторону цапф со сферическими подшипниками, одной - взаимодействующей своими подшипниками с внутренними профилями винтовых направляющих, и второй - группой цапф, снабженной сферическими подшипниками, через шатуны с группой цапф, размещенной с внешней части сопла максимального диаметра. Изобретение обеспечивает снижение динамических нагрузок на сопло при выдвижении на конечном участке выдвижения и уменьшение радиальных габаритов и массы. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании ракетного двигателя с раздвижным соплом. Сопло ракетного двигателя с механизмом раздвижки, обеспечивающим перевод сопла из сложенного положения в рабочее, содержит раструб и складной насадок, образованный лепестками с элементами кинематической связи лепестков с раструбом. В сложенном положении сопла образующая лепестка, проведенная через плоскость его симметрии, параллельна образующей раструба, проведенной через эту же плоскость. Элементы кинематической связи лепестков с раструбом содержат пантографы, связывающие соседние лепестки друг с другом. Каждый пантограф содержит продольную балку, связанную с каждым из двух соседних лепестков двумя шарнирно закрепленными планками. Каждый лепесток связан с раструбом направляющим элементом, расположенным в плоскости симметрии лепестка, при этом сопло содержит привод раздвижки. Лепестки размещены в нескольких концентрически расположенных ярусах, содержащих одинаковое количество лепестков. Каждый направляющий элемент одновременно связывает посредством шарниров лепестки нижнего и каждого вышестоящего ярусов, а также раструб. Изобретение позволяет уменьшить габариты сопла в сложенном положении. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании ракетного двигателя с раздвижным соплом. Сопло ракетного двигателя содержит раструб, первый насадок, наружный телескопический насадок, механизмы раздвижки, обеспечивающие перевод сопла из сложенного положения в рабочее, а также приводы раздвижки. Первый насадок образован лепестками с элементами кинематической связи лепестков с раструбом, обеспечивающими сокращение зазора между наружным телескопическим насадком и лепестками в сложенном положении. Механизмы и приводы раздвижки выполнены каждый для своего насадка, при этом механизм и привод раздвижки первого насадка являются автономными. Образующая лепестка в сложенном положения, проведенная через плоскость его симметрии, параллельна образующей раструба, проведенной через эту же плоскость. Элементы кинематической связи лепестков с раструбом содержат пантографы, связывающие соседние лепестки друг с другом. Каждый пантограф содержит продольную балку, связанную с каждым из двух соседних лепестков двумя шарнирно закрепленными планками. Каждый лепесток связан с раструбом направляющим элементом, расположенным в плоскости симметрии лепестка. Привод раздвижки первого насадка выполнен в продольных балках и кинематически связан с планками. Изобретение позволяет повысить плотность компоновки сопла в ракете при ограниченном в сложенном положении диаметре сопла и фиксированной степени расширения. 3 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке заглушек сопел малогабаритных ракетных двигателей, где необходимо реализовать высокий уровень давления срабатывания заглушки. Заглушка сопла ракетного двигателя выполнена в виде охватывающего выходную часть сопла полого цилиндра с глухим дном, закрепленного на наружной поверхности сопла срезаемыми штифтами. На внутренней стенке полого цилиндра выполнена кольцевая проточка, а на его торцовой поверхности выполнены радиальные прорези, обеспечивающие возможность захода предварительно установленных на сопле срезаемых штифтов в кольцевую проточку. Полый цилиндр фиксируется на сопле в смещенном относительно прорезей положении срезаемых штифтов при помощи установленных в осевой плоскости упорных и стопорных винтов. На внутренней поверхности полого цилиндра со стороны глухого дна размещено кольцевое уплотнение. Изобретение позволяет обеспечить высокое расчетное давление срабатывания. 2 ил.

Наверх