Результат интеллектуальной деятельности: Плоское сопло турбореактивного двигателя

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

Известно плоское сопло турбореактивного двигателя, содержащее корпус с закрепленными на нем боковыми стенками, дозвуковые створки, шарнирно прикрепленные к боковым стенкам и шарнирно соединенные со сверхзвуковыми створками, внешние створки, одним концом шарнирно установленные на боковым стенкам, а другим установленные в направляющих пазах, выполненных на сверхзвуковых створках (патент РФ №2445486, F02K 1/06, F02K 1/12, 20.03.2012 г.).

Недостаток предложенной конструкции плоского сопла состоит в том, что боковые стенки корпуса в местах расположения дозвуковых и сверхзвуковых створок под действием газового потока деформируются, что приводит к образованию зазоров между стенками и створками сопла и, как следствие, к утечкам газа и снижению тяги двигателя.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является повышение прочности плоского сопла за счет уменьшения деформации боковых стенок. Кроме того, обеспечивается герметичное сочленение дозвуковых и сверхзвуковых створок с боковыми стенками сопла, а также снижение массы корпуса и плоского сопла в целом.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном плоском сопле турбореактивного двигателя, содержащем корпус с закрепленными на нем боковыми стенками, дозвуковые створки, шарнирно прикрепленные к боковым стенкам и шарнирно соединенные со сверхзвуковыми створками, внешние створки, установленные на боковых стенках, одним концом шарнирно прикрепленные к боковым стенкам, а другим установленные в направляющих пазах, выполненных в сверхзвуковых створках, согласно изобретению оно снабжено продольными рычагами, рычагами управления дозвуковыми створками, гидроцилиндрами управления дозвуковыми створками, кронштейнами, установленными на корпусе и соединенными с продольными рычагами посредством тяг, при этом кронштейны снабжены проушинами, к которым шарнирно прикреплены корпуса гидроцилиндров, соединенные штоками с рычагами управления дозвуковыми створками, а продольные рычаги одним концом установлены с внешней стороны корпуса вблизи горизонтальной плоскости симметрии сопла, а другим концом соединены с боковыми стенками вблизи критического сечения сопла.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами:

Фиг. 1 - представлен продольный разрез плоского сопла, общий вид;

Фиг. 2 - вид сверху на дозвуковую и сверхзвуковую створку с продольным разрезом боковой стенки;

Фиг. 3 - вид снаружи на боковую стенку сопла;

Фиг. 4 - сечение В-В - поперечный разрез рычага места соединения сверхзвуковой и внешней створок;

Фиг. 5 - сечение Г-Г - поперечный разрез продольного рычага;

Фиг. 6 - сечение Д-Д - поперечный разрез кронштейна;

Фиг. 7 - сечение Е-Е - поперечный разрез места соединения боковой стенки и продольного рычага.

Плоское сопло турбореактивного двигателя содержит корпус 1 с закрепленными на нем боковыми стенками 2 (фиг. 1). К боковым стенкам 2 шарнирно прикреплены дозвуковые створки 3 через оси 4. К дозвуковым створкам 3 шарнирно прикреплены сверхзвуковые створки 5. Внешние створки 6 установлены на боковых стенках 2, при этом одним концом внешние створки 6 шарнирно соединены с боковыми стенками 2 через оси 7, а другим с помощью роликов 8 заведены в направляющие 9, выполненные в виде пазов в сверхзвуковых створках 5.

На наружной поверхности каждой боковой стенки 2 вблизи горизонтальной плоскости симметрии сопла установлены продольные рычаги 10, соединенный тягами 11 с кронштейнами 12, установленными на передней части корпуса 1 (фиг. 2, 3, 4).

Каждый продольный рычаг 10 установлен одним концом с внешней стороны корпуса 1 вблизи горизонтальной плоскости симметрии сопла и соединен с корпусом 1 шарнирно через оси 13 (фиг. 5). Другой конец продольного рычага 10 снабжен пазом 14, через который осью 15 он соединен с боковой стенкой 2 (фиг. 6) вблизи критического сечения сопла 16 (фиг. 1).

Кронштейны 12 установлены на корпусе 1 и соединены с продольными рычагами 10 посредством тяг 11. При этом на кронштейнах 12 выполнены проушины 17 (фиг. 7). К проушинам 17 шарнирно прикреплены через серьги 18 корпуса 19 гидроцилиндров 20 управления дозвуковыми створками 3, которые в свою очередь посредством штоков 21 соединены с рычагами 22 управления дозвуковых створок 3.

Устройство работает следующим образом. Под действием давления газового потока боковые стенки 2 корпуса плоского сопла изгибаются наружу, но в месте соединения ее с продольными рычагами 10 возникает сила, препятствующая данному изгибу, которая передается к боковым стенкам 2 через оси 15. Так как указанные оси проходят через пазы 14 с зазорами в продольном направлении, то стенки имеют возможность теплового расширения в осевом направлении относительно продольных рычагов 10. От вращения вокруг осей 13 продольные рычаги 10 фиксируются тягами 11, которые соединены с кронштейнами 12, установленными на корпусе 1. Так как кроме тяг 11 к кронштейнам 12 крепятся корпуса 19 гидроцилиндров 20 управления дозвуковыми створками 3, то усилие Qт, приходящее от тяг 11, компенсируется противоположно направленными силами Qгц от гидроцилиндров 20 управления дозвуковыми створками 3 и нагрузки, приходящиеся от кронштейнов 12 на корпус 1, минимальны.

Такое выполнение конструкции повышает прочность плоского сопла, предотвращаются значительные деформации его боковых стенок, а значит и образование зазоров между ними и створками, что в свою очередь снижает утечки газа и, как следствие, потери тяги двигателя. Кроме того, изобретение позволяет уменьшить нагрузку, действующую на корпус сопла от гидроцилиндров управления дозвуковыми створками, что позволяет снизить массу корпуса и сопла в целом.