Патент на изобретение №2180405
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) РАЗДВИЖНОЕ СОПЛО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
(57) Реферат: Раздвижное сопло ракетного двигателя содержит стационарную часть, сдвигаемые насадки, механизм центрирования насадков и цилиндрические оболочки внутри каждого насадка с механизмами их сброса, внутри каждого насадка со стороны меньшего торца установлено подвижное и упруго поджатое в осевом направлении П-образное кольцо, которое непосредственно взаимодействует с одной стороны с цилиндрическим участком сдвигаемого насадка, а с другой стороны – с внутренней стороной цилиндрической оболочки, а в месте контакта П-образного кольца с цилиндрической оболочкой на наружной поверхности последней выполнен профильный кольцевой выступ, входящий в соответствующий кольцевой паз сдвигаемого насадка, причем цилиндрическая оболочка со стороны меньшего торца насадка имеет меридиональные разрезы. Изобретение позволяет обеспечить высокую точность соединения сдвигаемых насадков и цилиндрических оболочек. Точность срабатывания при фиксации насадков практически не зависит от овальности и эллипсности посадочных мест сопряжения, а более короткая силовая связь между цилиндрической оболочкой и сдвигаемым насадком обеспечивает минимальную массу сопла при максимальной жесткости соединения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при разработке раздвижных сопел ракетных двигателей. Известны раздвижные сопла, имеющие выдвижной конический насадок, который перед началом или во время работы двигателя устанавливается в рабочее положение (см. патент США 4383407 от 17.05.83 г. Thikol Corporation, автор Frank S. Ihman, МКИ F 02 К 1/09). Такое сопло имеет направляющие в виде нескольких винтов, которые приводятся во вращение одним приводом. Скорость раздвижки такого сопла весьма ограничена. Известно раздвижное сопло, в котором насадки центрируются при помощи двухзвенных рычагов (пантографов). В этом сопле внутри сдвигаемых насадков установлены сбрасываемые цилиндрические оболочки, которые в случае холодной раздвижки лучше центрируют сдвигаемые насадки, а в случае горячей раздвижки обеспечивают появление дополнительной газодинамической силы трения, которая способствует более быстрой раздвижке насадков (международная заявка WO 98/28533, взята за прототип). Организованный сброс цилиндрических оболочек обеспечивается при помощи различных механизмов, например при помощи тросовой системы, которая удерживает цилиндр вместе с насадком в сложенном положении. Расфиксация этой системы происходит в районе меньшего диаметра насадков при помощи радиально установленных пальцев, взаимодействующих с неподвижной частью сопла в момент стыковки. Основным недостатком этой конструкции сопла является длинная силовая кинематическая связь между сбрасываемым цилиндром и точкой крепления тросов на радиальных пальцах, установленных в районе меньшего диаметра насадка. Необходимо отметить, что длинные тросы обычно вытягиваются, и при транспортировке вся система будет хлябать, то есть между насадками и цилиндрическими оболочками появятся люфты. Кроме того, учитывая реальную эллипсность и овальность посадочных мест насадков, доходящих до 3-5 мм, трудно ожидать, что все радиальные пальцы сработают одновременно и одновременно освободят все тросы крепления цилиндрических оболочек. Нерасфиксация даже одного троса может привести к аварийной ситуации. Технический результат достигается тем, что в известном раздвижном сопле, содержащем стационарную часть и сдвигаемые насадки, механизм центрирования насадков и цилиндрические оболочки в каждом насадке с механизмом сброса цилиндрических оболочек, внутри каждого насадка со стороны меньшего торца установлено подвижное и упруго поджатое в осевом направлении П-образное кольцо, которое непосредственно взаимодействует с одной стороны с цилиндрическим участком сдвигаемого насадка, а с другой стороны – с внутренней стороной цилиндрической оболочки, а в месте контакта П-образного кольца с цилиндрической оболочкой на наружной поверхности последней выполнен профильный кольцевой выступ, входящий в соответствующий кольцевой паз сдвигаемого насадка, причем цилиндрическая оболочка со стороны меньшего диаметра насадка имеет меридиональные разрезы. На фиг.1 изображен внешний вид раздвижного сопла в сложенном положении. На фиг.2 показана выноска 1 в более крупном масштабе. На фиг.3 показаны стыковки сдвигаемого насадка со стационарной частью сопла. На фиг.4 показана конструкция по п.2 формулы изобретения. Раздвижное сопло (см. фиг.1) имеет стационарную часть раструба 1 и сдвигаемый конический насадок 2, внутри которого установлена цилиндрическая оболочка 3. В качестве механизма бесперекосного движения насадков используются двухзвенные рычажные механизмы (пантографы) 4. Внутри насадка 2 со стороны меньшего торца установлено П-образное кольцо 5, которое непосредственно взаимодействует с одной стороны с цилиндрическим участком арматуры сдвигаемого насадка (см. фиг.2), а с другой стороны – с внутренней стороной цилиндрической оболочки 3. В месте контакта П-образного кольца с цилиндрической оболочкой на наружной поверхности последней выполнен кольцевой выступ 6, входящий в соответствующий кольцевой паз сдвигаемого насадка 2, причем цилиндрическая оболочка 3 со стороны меньшего диаметра имеет меридиональные разрезы 7, то есть формируется своеобразная цанга. Цилиндрическая оболочка 3 (см. фиг.2) устанавливается в сдвигаемый насадок 2 таким образом, что наружные кольцевые выступы 6 оболочки 3 входят в соответствующий кольцевой паз на сдвигаемом насадке 2. Меридиональные разрезы 7 облегчают выполнение этой операции. От случайного выпадения кольцевых выступов цилиндрической оболочки внутрь предусмотрено П-образное кольцо 5, которое непосредственно одной стороной опирается на цилиндрическую поверхность сдвигаемого насадка, а с другой, с внутренней стороны, поддерживает цилиндрическую оболочку 3. Постоянное осевое поджатие П-образного кольца 5 к цилиндрической оболочке 3 обеспечивается амортизатором 11. Данное соединение цилиндрической оболочки 3 с насадком 2 позволяет выдерживать практически любые транспортные и полетные нагрузки, действующие на раздвижное сопло. Работает раздвижное сопло следующим образом. После запуска двигателя подрывается лента 8, которая освобождает крючки 9, удерживающие цилиндрическую оболочку 3 в сложенном транспортном положении. Под действием осевой перегрузки сдвигаемый насадок начинает входить в газовую струю стационарной части сопла 1, на цилиндрической оболочке 3 появляется дополнительная газодинамическая сила трения, которая стремительно перемещает насадок в рабочее положение (см. фиг.3). П-образное кольцо 5 наскакивает на упор 10 и останавливается, а насадок 2 продолжает двигаться, при этом происходит ликвидация поддерживающего эффекта цилиндрической оболочки П-образным кольцом. Под действием сил инерции и радиальных сил, возникающих в месте контакта, кольцевая оболочка 2 в местах меридиональных разрезов выскакивает из кольцевого паза сдвигаемого насадка, и таким образом весь цилиндр покидает сопло, которое в данный момент уже должно встать на фиксирующие цанги 12. В производстве иногда возникают трудности при выполнении кольцевого выступа (бульбочки) на наружной части цилиндрической оболочки 3. Поэтому не меняя физический смысл работы, на фиг.4 показан вариант, в котором кольцевые дискретные выступы выполнены в арматуре сдвигаемого насадка, а на цилиндрической оболочке выполнены соответствующие пазы (п.2 формулы изобретения). Таким образом, предлагаемая конструкция раздвижного сопла ракетного двигателя обеспечивает четкое безлюфтовое фиксирование цилиндрической оболочки и сдвигаемого насадка. Точность срабатывания при фиксации насадков практически не зависит от овальности и эллипсности посадочных мест сопряжения, а более короткая силовая связь между цилиндрической оболочкой 3 и сдвигаемым насадком 2 обеспечивает минимальную массу сопла при максимальной жесткости соединения. Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
