Патент на изобретение №2312245

(54) ВСЕРАКУРСНОЕ РЕАКТИВНОЕ СОПЛО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к конструкции сопел турбореактивных двигателей. Сопло содержит неподвижный корпус, снабженный карданным шарниром, и подвижный корпус, соединенный стойками с подвижной частью карданного шарнира, причем подвижный и неподвижный корпусы сопла контактируют через сферическую обечайку. Для двухконтурного турбореактивного двигателя стойки и подвижный корпус сопла выполнены полыми. Полость последнего сообщена с окружающей средой, неподвижная и подвижная части карданного шарнира выполнены в виде полых цилиндров, сообщенных друг с другом каналом, при этом неподвижный цилиндр сообщен с воздушной полостью наружного контура двигателя, а подвижный – через полые стойки с полостью подвижного корпуса сопла. Изобретение обеспечивает эффективное охлаждение карданного шарнира, нагретого до высоких температур, полых стоек и подвижного корпуса сопла, что способствует уменьшению массы сопла и повышению надежности его работы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно к реактивным соплам турбореактивных двигателей (ТРД).

Известно всеракурсное реактивное сопло ТРД, содержащее неподвижный корпус, снабженный карданным шарниром, и подвижный корпус, соединенный стойками с подвижной частью карданного шарнира. Подвижный и неподвижный корпуса сопла контактируют между собой через сферическую обечайку (см. патент США №3438581 класса 239-265.35, опубл. 15.04.1969 г.).

Недостаток прототипа состоит в том, что карданный шарнир, омываемый газами, выходящими из турбины, нагревается до высоких температур.

При этом резко увеличивается коэффициент трения трущихся поверхностей в шарнире, что приводит к его заклиниванию.

Задачей изобретения является организация охлаждения карданного шарнира в конструкции всеракурсного реактивного сопла двухконтурного турбореактивного двигателя (ДТРД).

Указанная задача достигается тем, что в известном всеракурсном реактивном сопле ТРД, содержащем неподвижный корпус, снабженный карданным шарниром, и подвижный корпус, соединенный стойками с подвижной частью карданного шарнира, причем подвижный и неподвижный корпуса сопла контактируют через сферическую обечайку, при использовании его в ДТРД согласно изобретению стойки и подвижный корпус сопла выполнены полыми, причем полость последнего сообщена с окружающей средой, неподвижная и подвижная части карданного шарнира выполнены в виде полых цилиндров, сообщенных друг с другом каналом, при этом неподвижный цилиндр сообщен с воздушной полостью наружного контура двигателя, а подвижный – через полые стойки с полостью подвижного корпуса сопла.

Такое выполнение устройства позволяет подвести часть холодного воздуха наружного контура ДТРД к карданному шарниру и транспортировать его через полые стойки к подвижному корпусу сопла, охлаждая таким образом все элементы сопла. Это приводит к снижению их температуры во время работы двигателя, что позволяет уменьшить их массу и повысить работоспособность карданного шарнира благодаря уменьшению трения в его подвижных соединениях.

На чертеже показан продольный разрез сопла ДТРД.

Сопло содержит неподвижный корпус 1, снабженный карданным шарниром 2, и подвижный корпус 3, соединенный стойками 4 с подвижной частью 5 карданного шарнира 2. Неподвижный корпус 1 снабжен сферической обечайкой 6. Подвижный корпус 3 снабжен кольцом 7, контактирующим со сферической обечайкой 6 через уплотнительные элементы 8.

Подвижная часть 5 карданного шарнира 2 и его неподвижная часть 9 выполнены в виде полых цилиндров, сообщенных друг с другом каналом 10. Неподвижный цилиндр 9 сообщен с воздушной полостью 11 наружного контура двигателя через полые стойки 12 и канал 13. Подвижный цилиндр 5 сообщен через полые стойки 4 с полостью подвижного корпуса 3 сопла. Сопло снабжено обтекателем 14, прикрепленным к подвижному цилиндру 5 карданного шарнира 2.

Во время работы двигателя воздух из наружного контура 11 поступает через полые стойки 12 и канал 13 в полость цилиндра 9, откуда через канал 10 проходит в полость цилиндра 5 и через полые стойки 4 – в полость подвижного корпуса 3 сопла, из которой он выходит через щель.

Таким образом, производится эффективное охлаждение карданного шарнира 2, нагретого до высоких температур, полых стоек 4 и подвижного корпуса 3 сопла.

Кроме того, предложенное устройство благодаря расположению сферической поверхности на неподвижном корпусе позволяет, в отличие от прототипа, исключить возникновение переменных поперечных сил, действующих на карданный шарнир при повороте сопла.

Крепление обтекателя к подвижной части карданного шарнира позволяет уменьшить потери тяги двигателя и снизить температуру карданного шарнира.

Изобретение способствует уменьшению массы сопла и повышению надежности работы сопла и двигателя в целом.

Формула изобретения

1. Всеракурсное реактивное сопло турбореактивного двигателя, содержащее неподвижный корпус, снабженный карданным шарниром, и подвижный корпус, соединенный стойками с подвижной частью карданного шарнира, причем подвижный и неподвижный корпусы сопла контактируют через сферическую обечайку, отличающееся тем, что для двухконтурного турбореактивного двигателя стойки и подвижный корпус сопла выполнены полыми, причем полость последнего сообщена с окружающей средой, неподвижная и подвижная части карданного шарнира выполнены в виде полых цилиндров, сообщенных друг с другом каналом, при этом неподвижный цилиндр сообщен с воздушной полостью наружного контура двигателя, а подвижный – через полые стойки с полостью подвижного корпуса сопла.

2. Всеракурсное реактивное сопло по п.1, отличающееся тем, что сферическая обечайка установлена на неподвижном корпусе сопла, а подвижный корпус сопла снабжен кольцом, контактирующим со сферической обечайкой через уплотнение.

3. Всеракурсное сопло по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено обтекателем, прикрепленным к подвижному цилиндру карданного шарнира.

РИСУНКИ