Результат интеллектуальной деятельности: ПОВОРОТНОЕ ОСЕСИММЕТРИЧНОЕ СОПЛО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к реактивным двигателям для авиационной техники, в частности к конструкции реактивных сверхзвуковых сопел.

Известно поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя, содержащее неподвижный корпус со сферической законцовкой на нем и подвижное относительно нее поворотное устройство с дозвуковым нерегулируемым насадком на нем, установленное с возможностью поворота относительно поперечной оси сопла [1].

Недостатком такого сопла является относительно узкий диапазон работы при дозвуковых скоростях полета летательного аппарата. Здесь следует отметить, что сверхзвуковые регулируемые сопла требуют надежной и герметичной связи пневмо- и гидросистем двигателя и сопла, а обеспечить такую связь в условиях большого количества циклов поворотов сопла относительно корпуса двигателя очень сложно.

Задача изобретения - расширение диапазона работы двигателя в сверхзвуковую область полета летательного аппарата с обеспечением надежной работы пневмо- и гидросистем сверхзвукового сопла при большом количестве циклов поворотов поворотного устройства.

Указанная задача достигается тем, что в поворотном осесимметричном сопле турбореактивного двигателя, содержащем неподвижный корпус со сферической законцовкой на нем и подвижное относительно нее поворотное устройство, размещенное с возможностью поворота относительно оси, установленной поперек продольной оси двигателя, в нем поворотное устройство выполнено в виде сверхзвукового регулируемого сопла с пневмо- и гидросистемами, соединенными системами пневмо- и гидропереброса с соответствующими системами двигателя, причем системы пневмо- и гидропереброса размещены в районе оси поворота поворотного устройства.

Система пневмопереброса может быть выполнена в виде двух радиально установленных втулок, шарнирно закрепленных одна на неподвижном корпусе, а другая на поворотном устройстве, пневматически соединенных между собой заведенными в них и телескопически соединенными между собой полыми угольниками, при этом полость одной втулки соединена с пневмосистемой двигателя, а полость другой - с пневмосистемой поворотного устройства, а каждый из угольников снабжен зубом, заведенным в паз ответной втулки.

Система гидропереброса может быть выполнена в виде двух радиально установленных втулок, шарнирно закрепленных одна на неподвижном корпусе, а другая на поворотном устройстве, гидравлически соединенных между собой заведенными в них и телескопически соединенными между собой полыми угольниками, при этом полость одной втулки соединена с гидросистемой двигателя, а полость другой - с гидросистемой поворотного устройства, а каждый из угольников снабжен зубом, заведенным в паз ответной втулки.

Новым здесь является то, что поворотное устройство выполнено в виде сверхзвукового регулируемого сопла с пневмо- и гидросистемами, соединенными системами пневмо- и гидропереброса с соответствующими системами двигателя, причем системы пневмо- и гидропереброса размещены в районе оси поворота поворотного устройства.

Система пневмопереброса может быть выполнена виде двух радиально установленных втулок, шарнирно закрепленных одна на неподвижном корпусе, а другая на поворотном устройстве, пневматически соединенных между собой заведенными в них и телескопически соединенными между собой полыми угольниками, при этом полость одной втулки соединена с пневмосистемой двигателя, а полость другой - с пневмосистемой поворотного устройства, а каждый из угольников снабжен зубом, заведенным в паз ответной втулки.

Система гидропереброса может быть выполнена в виде двух радиально установленных втулок, шарнирно закрепленных одна на неподвижном корпусе, а другая на поворотном устройстве, гидравлически соединенных между собой заведенными в них и телескопически соединенными между собой полыми угольниками, при этом полость одной втулки соединена с гидросистемой двигателя, а полость другой - с гидросистемой поворотного устройства, а каждый из угольников снабжен зубом, заведенным в паз ответной втулки.

Выполнив поворотное устройство в виде сверхзвукового регулируемого сопла, мы обеспечиваем высокоэффективную работу и сопла, и двигателя на всем диапазоне скоростей полета летательного аппарата - от дозвуковых до сверхзвуковых скоростей. Соединив пневмо- и гидросистемы сверхзвукового регулируемого сопла системами пневмо- и гидропереброса с соответствующими системами двигателя, мы обеспечиваем нормальную работу исполнительных механизмов сверхзвукового регулируемого сопла как в нейтральном положении сопла, так и при его многочисленных циклических отклонениях в ту или иную сторону. Надо отметить, что нормальная работа такого сопла обеспечивается нормальной работой его пневмо- и гидросистем, которые не могут работать без связи с соответствующими системами двигателя.

Разместив системы пневмо- и гидропереброса в районе оси поворота поворотного устройства, мы сводим линейные перемещения места соединения пневмо- и гидросистем двигателя и сопла к минимуму.

Выполнив систему пневмопереброса в виде двух радиально установленных втулок, шарнирно закрепленных одна на неподвижном корпусе, а другая на поворотном устройстве, мы значительно упрощаем процесс сборки устройства.

Пневматически соединив между собой заведенными во втулки полыми угольниками пневмосистему двигателя и пневмосистему поворотного устройства, мы обеспечиваем нормальную работу сверхзвукового регулируемого сопла.

Соединив две втулки, одна из которых закреплена на неподвижном корпусе, а другая на поворотном устройстве, телескопически соединенными между собой полыми угольниками, мы получаем возможность линейного смещения этих втулок друг относительно друга без нарушения пневматической связи сопла и двигателя.

Снабдив каждый из угольников зубом, заведенным в паз ответной втулки, мы исключаем возможность расстыковки втулки и угольника при любых поворотах поворотного устройства относительно неподвижного корпуса двигателя.

Выполнив систему гидропереброса в виде двух радиально установленных втулок, шарнирно закрепленных одна на неподвижном корпусе, а другая на поворотном устройстве, мы значительно упрощаем процесс сборки устройства.

Гидравлически соединив между собой заведенными во втулки полыми угольниками гидросистему двигателя и гидросистему поворотного устройства, мы обеспечиваем нормальную работу сверхзвукового регулируемого сопла.

Соединив две втулки, одна из которых закреплена на неподвижном корпусе, а другая на поворотном устройстве, телескопически соединенными между собой полыми угольниками, мы получаем возможность линейного смещения этих втулок друг относительно друга без нарушения гидравлической связи сопла и двигателя.

Снабдив каждый из угольников зубом, заведенным в паз ответной втулки, мы исключаем возможность расстыковки втулки и угольника при любых поворотах поворотного устройства относительно неподвижного корпуса двигателя.

Конструктивно системы пневмопереброса и гидропереброса выполнены идентичными, что позволяет унифицировать эти системы. Обычно пневмопереброс располагают в районе одной оси поворота поворотного устройства, а гидропереброс с противоположной стороны в районе другой оси поворота.

На фиг.1 показан продольный разрез поворотного сопла;

на фиг.2 - продольный разрез А-А по системе пневмопереброса;

на фиг.3 - продольный разрез по системе гидропереброса (идентичной системе пневмопереброса).

Поворотное осесимметричное сопло турбореактивного двигателя содержит неподвижный корпус 1 двигателя со сферической законцовкой 2 на нем и подвижное относительно нее поворотное устройство 3, размещенное с возможностью поворота относительно оси 4, установленной поперек продольной оси 5 двигателя. С поворотным устройством 3 жестко соединено сверхзвуковое регулируемое сопло 6 с пневмосистемой 7 и гидросистемой 8. Пневмосистема 7 сопла 6 соединена системой пневмопереброса 9 с пневмосистемой 10 двигателя в районе оси поворота 4 поворотного устройства 3 с одной стороны двигателя. А гидросистема 8 сопла 6 соединена системой гидропереброса 11 с гидросистемой 12 двигателя в районе оси поворота 4 поворотного устройства 3 с другой стороны двигателя. Система пневмопереброса 9, выполненная в виде шарнирно-телескопического соединения, содержит две радиально установленных втулки 13 и 14, шарнирно закрепленных одна на неподвижном корпусе 1, а другая на поворотном устройстве 3. Втулки 13 и 14 пневматически соединены между собой заведенными в них и телескопически соединенными между собой полыми угольниками 15 и 16, при этом полость втулки 13 соединена с пневмосистемой 10 двигателя, а полость втулки 14 с пневмосистемой 7 поворотного устройства 3. Угольник 15 снабжен зубом 17, а угольник 16 зубом 18, заведенными в пазы 19 и 20 втулок 13 и 14. Система гидропереброса 11, выполненная в виде шарнирно-телескопического соединения, содержит две радиально установленных втулки 21 и 22, шарнирно закрепленных одна на неподвижном корпусе 1, а другая на поворотном устройстве 3. Втулки 21 и 22 гидравлически соединены между собой заведенными в них и телескопически соединенными между собой полыми угольниками 23 и 24, при этом полость втулки 21 соединена с гидросистемой 12 двигателя, а полость втулки 22 с гидросистемой 8 поворотного устройства 3. Угольник 23 снабжен зубом 25, а угольник 24 зубом 26, заведенными в пазы 27 и 28 втулок 21 и 22. Для поворота поворотного устройства 3 имеются две пары силовых цилиндров 29.

При работе двигателя силовые цилиндры 29 поворачивают поворотное устройство 3 относительно осей 4. При этом угольники 15 и 16 системы пневмопереброса 9 поворачиваются относительно втулок 13 и 14 и линейно перемещаются друг относительно друга. Одновременно с этим угольники 23 и 24 системы гидропереброса 11 поворачиваются относительно своих втулок 21 и 22 и линейно перемещаются друг относительно друга. Таким образом, и при повороте поворотного устройства со сверхзвуковым регулируемым соплом не нарушается связь пневмо- и гидросистем двигателя и сопла.

Источник информации

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