Плоское сопло турбореактивного авиационного двигателя

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции плоских сопел турбореактивных двигателей. Плоское сопло содержит последовательно установленные и шарнирно соединенные друг с другом корпус, дозвуковые створки и сверхзвуковые створки, а также внешние створки, соединенные с корпусом и сверхзвуковыми створками, а также обтекатели, каждый из которых выполнен в поперечном разрезе П-образной формы и контактирует с соответствующей сверхзвуковой створкой по боковым поверхностям. Со стороны среза плоского сопла обтекатель контактирует с наружной поверхностью сверхзвуковой створки, а с противоположной стороны обтекателя выполнена цилиндрическая законцовка, контактирующая по наружной поверхности с ответной поверхностью близлежащего торца соответствующей внешней створки. Продольная ось цилиндрической законцовки совмещена с осью вращения соответствующей сверхзвуковой створки. Любой из обтекателей жестко зафиксирован на соответствующей сверхзвуковой створке в местах контакта с последней. Любая из внешних створок соединена с корпусом посредством, по меньшей мере, одного кронштейна, одним концом жестко соединенного с первой, а другим концом шарнирно соединенного с последним. С соответствующей сверхзвуковой створкой любая из внешних створок соединена посредством, по меньшей мере, одного кронштейна, жестко соединенного с последней, и, по меньшей мере, одной тяги, соединенной с первой посредством шарнирного соединения. Ось вращения указанного шарнирного соединения совмещена с осью вращения сверхзвуковой створки. Кронштейн с тягой соединены шарнирно. Изобретение позволяет снизить потери тяги плоского сопла за счет снижения донного сопротивления. 4 ил.

 

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции плоских сопел турбореактивных авиационных двигателей.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбрано плоское сопло турбореактивного двигателя, содержащее последовательно установленные и шарнирно соединенные друг с другом корпус, дозвуковые створки и сверхзвуковые створки, а также внешние створки, соединенные с корпусом и сверхзвуковыми створками (RU 2445486 С1).

Недостатком прототипа является наличие зазора между сверхзвуковыми и внешними створками сопла в его выходном сечении (на срезе сопла). Это приводит к образованию за ним области пониженного давления во время работы плоского сопла в условиях полета, что в свою очередь приводит к потерям эффективной тяги двигателя в результате донного сопротивления (Теория и расчет авиационных двигателей / Под ред. С.М. Шляхтенко. Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 568 с.: ил., страница 177).

Техническим результатом, достигаемым заявленным устройством, является снижение потерь эффективной тяги плоского сопла за счет устранения донного сопротивления.

Указанный технический результат достигается тем, что известное плоское сопло турбореактивного авиационного двигателя, содержащее последовательно установленные и шарнирно соединенные друг с другом корпус, дозвуковые створки и сверхзвуковые створки, а также внешние створки, соединенные с корпусом и сверхзвуковыми створками, согласно настоящему изобретению содержит обтекатели, любой из которых выполнен в поперечном разрезе П-образной формы и контактирует с соответствующей сверхзвуковой створкой по боковым поверхностям, причем со стороны среза плоского сопла обтекатель контактирует с наружной поверхностью сверхзвуковой створки, а с противоположной стороны обтекателя выполнена цилиндрическая законцовка, контактирующая по наружной поверхности с ответной поверхностью близлежащего торца соответствующей внешней створки, причем продольная ось цилиндрической законцовки совмещена с осью вращения соответствующей сверхзвуковой створки, кроме того, любой из обтекателей жестко зафиксирован на соответствующей сверхзвуковой створке в местах контакта с последней, при этом любая из внешних створок соединена с корпусом посредством по меньшей мере одного кронштейна, одним концом жестко соединенного с первой, а другим концом шарнирно соединенного с последним, а с соответствующей сверхзвуковой створкой любая из внешних створок соединена по меньшей мере посредством одного кронштейна, жестко соединенного с последней, и по меньшей мере одной тяги, соединенной с первой посредством шарнирного соединения, ось вращения которого совмещена с осью вращения сверхзвуковой створки, причем кронштейн с тягой соединены шарнирно.

Обтекатели, любой из которых выполнен в поперечном разрезе П-образной формы и контактирует с соответствующей сверхзвуковой створкой по боковым поверхностям, устраняют зазор между внешней и сверхзвуковой створками за счет того, что со стороны среза плоского сопла обтекатель контактирует с наружной поверхностью сверхзвуковой створки, а с противоположной стороны обтекателя выполнена цилиндрическая законцовка, контактирующая по наружной поверхности с ответной поверхностью близлежащего торца соответствующей внешней створки.

Продольная ось цилиндрической законцовки совмещена с осью вращения соответствующей сверхзвуковой створки, кроме того, любой из обтекателей жестко зафиксирован на соответствующей сверхзвуковой створке в местах контакта с последней. Это позволяет избежать возникновения зазора между обтекателем и внешней створкой при вращении сверхзвуковой створки относительно дозвуковой (при изменении площади среза сопла).

Любая из внешних створок соединена с корпусом посредством по меньшей мере одного кронштейна, одним концом жестко соединенного с первой, а другим концом шарнирно соединенного с последним, а с соответствующей сверхзвуковой створкой любая из внешних створок соединена по меньшей мере посредством одного кронштейна, жестко соединенного с последней и по меньшей мере одной тяги, соединенной с первой посредством шарнирного соединения, ось вращения которого совмещена с осью вращения сверхзвуковой створки, причем кронштейн с тягой соединены шарнирно. Благодаря этому, каждая внешняя створка может вращаться относительно корпуса плоского сопла при изменении положения дозвуковых створок (изменении площади критического сечения плоского сопла) без образования зазора в месте контакта с обтекателем.

Сущность настоящего изобретения поясняется фигурами чертежей.

На фигуре 1 изображен продольный разрез плоского сопла турбореактивного авиационного двигателя.

На фигуре 2 изображен разрез А-А.

На фигуре 3 представлено увеличенное изображение тяги и мест ее соединения с кронштейном внешней створки и со сверхзвуковой створкой.

На фигуре 4 изображен разрез Б-Б.

Плоское сопло турбореактивного авиационного двигателя содержит последовательно установленные корпус 1, дозвуковые створки 2 и сверхзвуковые створки 3, причем корпус 1 соединен с дозвуковыми створками 2 посредством шарнирных соединений 4, дозвуковые створки 2 в свою очередь соединены с сверхзвуковыми створками 3 посредством шарнирных соединений 5.

Плоское сопло турбореактивного авиационного двигателя также содержит внешние створки 6. При этом любая из внешних створок 6 соединена с корпусом 1 посредством по меньшей мере одного кронштейна 7 (возможно их параллельное соединение несколькими кронштейнами 7), одним концом жестко соединенного с первой посредством фланцевого соединения 8, а другим концом соединенного с последним посредством шарнирного соединения 9. А с соответствующей сверхзвуковой створкой 3 любая из внешних створок 6 соединена по меньшей мере посредством одного кронштейна 10 с тягой 11 (возможно их параллельное соединение несколькими кронштейнами 10 с тягами 11), соединенных между собой посредством шарнирного соединения 12, причем любой из кронштейнов 10 жестко соединен с соответствующей внешней створкой 6 посредством фланцевого соединения 13, а любая из тяг 11 соединена с соответствующей сверхзвуковой створкой 3 посредством шарнирного соединения 14, ось вращения которого совмещена с осью вращения сверхзвуковой створки 3.

Плоское сопло турбореактивного авиационного двигателя дополнительно содержит обтекатели 15, любой из которых выполнен в поперечном разрезе П-образной формы и контактирует с соответствующей сверхзвуковой створкой 3 по боковым поверхностям 16 и 17 (см. фиг. 4), а со стороны среза плоского сопла обтекатель 15 контактирует с соответствующей наружной поверхностью сверхзвуковой створки 3, при этом любой из обтекателей 15 жестко зафиксирован на соответствующей сверхзвуковой створке 3 в местах контакта с последней, например, болтами.

Причем с противоположенной стороны любого из обтекателей 15, относительно стороны среза плоского сопла, выполнена цилиндрическая законцовка 18, контактирующая по наружной поверхности с ответной поверхностью 19 близлежащего торца соответствующей внешней створки 6 (а именно, торца, направленного в сторону среза плоского сопла), причем продольная ось цилиндрической законцовки 18 совмещена с осью вращения соответствующей сверхзвуковой створки 3.

Устройство работает следующим образом.

В процессе работы турбореактивного авиационного двигателя изменяются площади критического и выходного сечений плоского сопла за счет поворота дозвуковых и сверхзвуковых створок 2 и 3. При этом тяги 11, соединяющие внешние створки 6 со сверхзвуковыми створками 3, также поворачивают последние относительно осей шарнирных соединений 9. Вместе с дозвуковыми створками 2 и внешними створками 6 изменяют свое положение и сверхзвуковые створки 3 с жестко закрепленными на них обтекателями 15. Так как каждый кронштейн 10 неподвижно закреплен на соответствующей внешней створке 6, то расстояние между осью шарнирного соединения 12 и ответной поверхностью 19 близлежащего торца соответствующей внешней створки 6, контактирующей с обтекателем 15, всегда постоянно.

Вследствие того, что тяга 11, соединяющая кронштейн 10 со сверхзвуковой створкой 3, прикреплена шарнирным соединением 14 к последней соосно шарнирному соединению 5, то ответная поверхность 19 близлежащего торца соответствующей внешней створки 6, контактирующей с цилиндрической законцовкой 18 обтекателя 15, всегда перемещается относительно последнего также соосно оси вращения шарнирного соединения 5, которая также является и продольной осью симметрии этой цилиндрической законцовки 18. Вследствие этого взаимные перемещения внешней створки 6 и обтекателя 15 происходят без образования зазоров. Последний вблизи выходного сечения также соединяется со сверхзвуковой створкой 3 беззазорно.

Таким образом, в конструкции заявленного плоского сопла при любых взаимных положениях дозвуковых 2, сверхзвуковых 3 и внешних 6 створок, между последними отсутствует зазор как на срезе (в выходном сечении), так и в месте контакта обтекателя 15 с внешней створкой 6, в результате чего внешний поток воздуха обтекает наружную поверхность плоского сопла, не имеющую уступов.

Вследствие этого в конструкции плоского сопла отсутствуют потери эффективной тяги от донного сопротивления, которое заключается в образовании областей пониженного давления при обтекании потоком уступов, которые в свою очередь отсутствуют в данном плоском сопле.

Такое выполнение конструкции позволит повысить эффективную тягу двигателя и уменьшить удельный расход топлива при его работе.

Плоское сопло турбореактивного авиационного двигателя, содержащее последовательно установленные и шарнирно соединенные друг с другом корпус, дозвуковые створки и сверхзвуковые створки, а также внешние створки, соединенные с корпусом и сверхзвуковыми створками, отличающееся тем, что содержит обтекатели, любой из которых выполнен в поперечном разрезе П-образной формы и контактирует с соответствующей сверхзвуковой створкой по боковым поверхностям, причем со стороны среза плоского сопла обтекатель контактирует с наружной поверхностью сверхзвуковой створки, а с противоположной стороны обтекателя выполнена цилиндрическая законцовка, контактирующая по наружной поверхности с ответной поверхностью близлежащего торца соответствующей внешней створки, причем продольная ось цилиндрической законцовки совмещена с осью вращения соответствующей сверхзвуковой створки, кроме того, любой из обтекателей жестко зафиксирован на соответствующей сверхзвуковой створке в местах контакта с последней, при этом любая из внешних створок соединена с корпусом посредством по меньшей мере одного кронштейна, одним концом жестко соединенного с первой, а другим концом шарнирно соединенного с последним, а с соответствующей сверхзвуковой створкой любая из внешних створок соединена по меньшей мере посредством одного кронштейна, жестко соединенного с последней, и по меньшей мере одной тяги, соединенной с первой посредством шарнирного соединения, ось вращения которого совмещена с осью вращения сверхзвуковой створки, причем кронштейн с тягой соединены шарнирно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к реактивным соплам бесфорсажных газотурбинных двигателей авиационного применения. Выхлопное сопло турбореактивного двигателя летательного аппарата имеет канал изогнутой формы, открытый с входной и выходной стороны и имеющий нижнюю, верхнюю и боковые стенки, включает часть канала, сужающуюся до критического сечения прямоугольной формы в сторону выхода, снабженную подвижной створкой, и расположенную после него расширяющуюся часть.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, в частности к конструкции плоских сопел турбореактивных двигателей. Плоское сопло содержит корпус, дозвуковые створки, шарнирно прикрепленные к корпусу, сверхзвуковые створки, шарнирно соединенные с дозвуковыми, и внешние створки, одним концом шарнирно прикрепленные к корпусу, а другим - соединенные со сверхзвуковыми створками.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, в частности к конструкции плоских сопел турбореактивных двигателей. Плоское сопло содержит корпус, дозвуковые створки, шарнирно прикрепленные к корпусу, сверхзвуковые створки, шарнирно соединенные с дозвуковыми, и внешние створки, одним концом шарнирно прикрепленные к корпусу, а другим - соединенные со сверхзвуковыми створками.

Гиперзвуковой летательный аппарат содержит фюзеляж, прямоточный воздушно-реактивный двигатель, интегрированный с нижней частью фюзеляжа, и стартовую двигательную установку, состыкованную с фюзеляжем последовательно посредством устройства стыковки и отделения.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции плоских сопел турбореактивных двигателей. Плоское сопло турбореактивного двигателя содержит корпус с закрепленными на нем боковыми стенками, дозвуковые, сверхзвуковые и внешние створки, а также продольные рычаги, рычаги управления дозвуковыми створками, гидроцилиндры управления дозвуковыми створками и кронштейны.

Способ запуска гиперзвукового летательного аппарата включает разгон стартовой двигательной установкой, отделение и запуск прямоточного воздушно-реактивного двигателя, интегрированного с нижней частью фюзеляжа.

Регулируемое сверхзвуковое сопло турбореактивного двигателя относится к области авиационного двигателестроения. Сопло содержит корпус, шарнирно прикрепленные к нему дозвуковые и внешние створки, сверхзвуковые створки, шарнирно прикрепленные к дозвуковым створкам и подвижно соединенные с внешними створками, привод створок и механизм синхронизации дозвуковых и внешних створок, выполненный в виде основных и шарнирно связанных с ними дополнительных рычагов, соединенных шарнирно с дозвуковыми и внешними створками, телескопические тяги и пневмоцилиндры, установленные на внешних створках в окружном направлении.

Регулируемое сверхзвуковое сопло турбореактивного двигателя относится к области авиационного двигателестроения. Сопло содержит корпус, шарнирно прикрепленные к нему дозвуковые и внешние створки, сверхзвуковые створки, шарнирно прикрепленные к дозвуковым створкам и подвижно соединенные с внешними створками, привод створок и механизм синхронизации дозвуковых и внешних створок, выполненный в виде основных и шарнирно связанных с ними дополнительных рычагов, соединенных шарнирно с дозвуковыми и внешними створками, телескопические тяги и пневмоцилиндры, установленные на внешних створках в окружном направлении.

Изобретение может быть использовано в области авиационного двигателестроения. Регулируемое сверхзвуковое сопло газотурбинного двигателя содержит корпус, шарнирно закрепленные на нем дозвуковые и внешние створки, соединенные со сверхзвуковыми створками.

Изобретение относится к ракетной технике и описывает устройство регулируемого сопла с регулирующим приводом и механизмом синхронизации. Регулируемое сверхзвуковое сопло содержит корпус, шарнирно закрепленные на нем дозвуковые и сверхзвуковые створки, образующие канал для истечения продуктов сгорания, привод створок и механизм синхронизации.

Выпускное сопло для газообразных продуктов сгорания ракетного двигателя содержит неподвижную часть, подвижную часть, продолжающую неподвижную часть, а также уплотнительное устройство.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для контроля диаметра критического сечения регулируемого сопла при производстве авиационных или ракетных реактивных двигателей.

Изобретение относится к области авиации, к конструкции авиационных двигателей и тормозных устройств самолетов, а именно к замку реверсивного устройства газотурбинного двигателя.

Изобретение относится к области космической техники. Способ подачи топлива из бака в камеру сгорания жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) космического аппарата (КА) включает вытеснение топлива из сжимающей полости, образованной эластичной перегородкой бака, внешним механическим давлением газа на поверхность эластичной перегородки до полного освобождения бака от топлива.

Изобретение относится к реактивным соплам бесфорсажных газотурбинных двигателей авиационного применения. Выхлопное сопло турбореактивного двигателя летательного аппарата имеет канал изогнутой формы, открытый с входной и выходной стороны и имеющий нижнюю, верхнюю и боковые стенки, включает часть канала, сужающуюся до критического сечения прямоугольной формы в сторону выхода, снабженную подвижной створкой, и расположенную после него расширяющуюся часть.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, в частности к конструкции плоских сопел турбореактивных двигателей. Плоское сопло содержит корпус, дозвуковые створки, шарнирно прикрепленные к корпусу, сверхзвуковые створки, шарнирно соединенные с дозвуковыми, и внешние створки, одним концом шарнирно прикрепленные к корпусу, а другим - соединенные со сверхзвуковыми створками.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции плоских сопел турбореактивных двигателей. Плоское сопло турбореактивного двигателя содержит корпус с закрепленными на нем боковыми стенками, дозвуковые, сверхзвуковые и внешние створки, а также продольные рычаги, рычаги управления дозвуковыми створками, гидроцилиндры управления дозвуковыми створками и кронштейны.

Изобретение относится к авиадвигателестроению, конкретно к реактивным плоским соплам газотурбинных двигателей маневренных летательных аппаратов. Устройство поворота плоского сопла турбореактивного двигателя содержит неподвижный корпус, плоское сопло, установленное на подшипнике с возможностью поворота в поперечной плоскости в противоположные стороны от нейтрального положения на угол до 90°, электрический исполнительный механизм и привод.

Регулируемое сверхзвуковое сопло турбореактивного двигателя относится к области авиационного двигателестроения. Сопло содержит корпус, шарнирно прикрепленные к нему дозвуковые и внешние створки, сверхзвуковые створки, шарнирно прикрепленные к дозвуковым створкам и подвижно соединенные с внешними створками, привод створок и механизм синхронизации дозвуковых и внешних створок, выполненный в виде основных и шарнирно связанных с ними дополнительных рычагов, соединенных шарнирно с дозвуковыми и внешними створками, телескопические тяги и пневмоцилиндры, установленные на внешних створках в окружном направлении.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, в частности к конструкции поворотного осесимметричного сопла турбореактивного двигателя. Сопло содержит неподвижный корпус со сферической полой законцовкой и поворотное устройство, установленное с возможностью поворота относительно оси, поперечной продольной оси двигателя.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции плоских сопел турбореактивных двигателей. Плоское сопло содержит последовательно установленные и шарнирно соединенные друг с другом корпус, дозвуковые створки и сверхзвуковые створки, а также внешние створки, соединенные с корпусом и сверхзвуковыми створками, а также обтекатели, каждый из которых выполнен в поперечном разрезе П-образной формы и контактирует с соответствующей сверхзвуковой створкой по боковым поверхностям. Со стороны среза плоского сопла обтекатель контактирует с наружной поверхностью сверхзвуковой створки, а с противоположной стороны обтекателя выполнена цилиндрическая законцовка, контактирующая по наружной поверхности с ответной поверхностью близлежащего торца соответствующей внешней створки. Продольная ось цилиндрической законцовки совмещена с осью вращения соответствующей сверхзвуковой створки. Любой из обтекателей жестко зафиксирован на соответствующей сверхзвуковой створке в местах контакта с последней. Любая из внешних створок соединена с корпусом посредством, по меньшей мере, одного кронштейна, одним концом жестко соединенного с первой, а другим концом шарнирно соединенного с последним. С соответствующей сверхзвуковой створкой любая из внешних створок соединена посредством, по меньшей мере, одного кронштейна, жестко соединенного с последней, и, по меньшей мере, одной тяги, соединенной с первой посредством шарнирного соединения. Ось вращения указанного шарнирного соединения совмещена с осью вращения сверхзвуковой створки. Кронштейн с тягой соединены шарнирно. Изобретение позволяет снизить потери тяги плоского сопла за счет снижения донного сопротивления. 4 ил.

Наверх