Результат интеллектуальной деятельности: ПОВОРОТНОЕ ОСЕСИММЕТРИЧНОЕ СОПЛО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к реактивным двигателям для авиационной техники, в частности к конструкции реактивных сопел, а именно к системам охлаждения последних.

Известно поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя, содержащее неподвижный корпус со сферической полой законцовкой на нем и поворотное устройство установленное над ней с возможностью поворота относительно оси, размещенной поперек продольной оси двигателя, при этом корпус со сферической законцовкой и поворотное устройство снабжены экранами со стороны их внутренних поверхностей и образующими S-образный охлаждающий канал [1].

Недостатком такого сопла является отсутствие регулирования расхода охлаждающего воздуха в периферийных частях сопла при повороте последнего. Это приводит к ухудшению охлаждения периферийных зон сопла при его повороте и, как следствие, к снижению ресурса сопла и надежности двигателя.

Задача изобретения - улучшение охлаждения периферийных зон сопла при его повороте без увеличения общего расхода охлаждающего воздуха путем его некоторого перераспределения внутри сопла.

Указанная задача достигается тем, что в поворотном осесимметричном сопле турбореактивного двигателя, содержащем неподвижный корпус со сферической полой законцовкой на нем и поворотное устройство, установленное над ней с возможностью поворота относительно оси, размещенной поперек продольной оси двигателя, при этом корпус со сферической законцовкой и поворотное устройство снабжены экранами со стороны их внутренних поверхностей и образующими S-образный охлаждающий канал, в нем на сферической законцовке с внешней и внутренней стороны образованы сквозные отверстия, образующие в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения сопла и проходящую через его продольную ось, равнобедренный треугольник, основанием которого выбран задний торец сферической законцовки, а вершиной ось вращения поворотного устройства, а передние кромки экранов поворотного устройства выполнены наклонными и образуют в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения сопла и проходящую через его продольную ось, обратный равнобедренный треугольник с вершиной на продольной оси поворотного устройства.

Новым здесь является то, что на сферической законцовке с внешней и внутренней стороны образованы сквозные отверстия, образующие в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения сопла и проходящую через его продольную ось, равнобедренный треугольник, основанием которого выбран задний торец сферической законцовки, а вершиной - ось вращения поворотного устройства, а передние кромки экранов поворотного устройства выполнены наклонными и образуют в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения сопла и проходящую через его продольную ось - обратный равнобедренный треугольник с вершиной на продольной оси поворотного устройства.

Выполнив на сферической законцовке с внешней и внутренней стороны сквозные отверстия, образующие в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения сопла и проходящую через его продольную ось, равнобедренный треугольник, основанием которого выбран задний торец сферической законцовки, а вершиной ось вращения поворотного устройства, а передние кромки экранов поворотного устройства выполнив наклонными с образованием в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения сопла и проходящую через его продольную ось, обратный равнобедренный треугольник с вершиной на продольной оси поворотного устройства, мы добиваемся того, что в зоне пересечения их проекций охлаждающий воздух непосредственно поступает в канал поворотного устройства дополнительно к воздуху, поступающему по S-образному охлаждающему каналу. При повороте поворотного устройства открываются дополнительные отверстия в периферийных зонах в зависимости от угла поворота сопла в ту или иную стороны (смотри фиг.2). В результате этого увеличивается расход охлаждающего воздуха, поступающего на охлаждение удлинившейся по образующей части сопла, являющейся в этот момент самой напряженной зоной, а с противоположной стороны расход воздуха соответственно уменьшается.

На фиг.1 показан продольный разрез поворотного сопла;

на фиг.2 - продольный разрез сопла при его повороте;

на фиг.3 - продольный разрез по оси поворота сопла.

Поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя содержит неподвижный корпус 1 со сферической полой законцовкой 2 на нем и поворотное устройство 3, установленное над ней с возможностью поворота относительно оси 4, размещенной поперек продольной оси двигателя 5. Корпус 1 со сферической законцовкой 2 и поворотное устройство 3 снабжены экранами 6 и 7 со стороны их внутренних поверхностей 8 и 9. Экраны 6 и 7 и внутренние поверхности 8 и 9 образуют S-образный охлаждающий канал 10. На полой сферической законцовке 2 с внешней и внутренней стороны образованы сквозные отверстия 11, образующие в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения сопла 4 и проходящую через его продольную ось 5, равнобедренный треугольник 12, основанием 13 которого выбран задний торец 14 сферической законцовки 2, а вершиной его равных сторон ось вращения 4 поворотного устройства 3. Передние кромки 15 экранов 7 поворотного устройства 3 выполнены наклонными и образуют в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения 4 сопла и проходящую через его продольную ось, обратный равнобедренный треугольник 16 с вершиной 17 на продольной оси.

Поворотное осесимметричное сопло работает следующим образом. В нейтральном положении сопла охлаждающий воздух проходит по охлаждающему каналу 10 и охлаждает элементы сопла. Часть воздуха через отверстия 11 в сферической законцовке 2 поступает сразу в канал охлаждения поворотного устройства 3, дополнительно охлаждая периферийные зоны сопла. При повороте поворотного устройства 3, например вниз, верхняя часть кромок 15 экранов 7 поворачивается по часовой стрелке и открывает периферийные отверстия 11 в верхней части сферической законцовки 2. В результате этого увеличивается расход охлаждающего воздуха наиболее напряженной в этот момент в тепловом отношении зоны поворотного устройства 3. В то же время поступление охлаждающего воздуха в нижнюю часть сопла уменьшается. При повороте поворотного устройства 3 вверх наблюдается обратная картина. Таким образом, в результате использования такого решения улучшается охлаждение периферийных зон сопла при его повороте без увеличения общего расхода охлаждающего воздуха за счет его некоторого перераспределения внутри сопла.

Источник информации

1. Патент РФ №2095605 от 17.08.87 г., МКИ F 02 K 1/78, опубл. в 1997 г.