Cтраница 1
Сопла двигателя, которые должны выдержать высокую температуру, делаются из легированной стали, керамики, графита, стеклоуглерода. [1]
Продольное расстояние между соплом двигателя и крылом ( координата я), как видно из рис. 5.3.3, не оказывает существенного влияния на подъемную силу крыла. В то же время изменение угла наклона струи б - и отношения VjlV ( при z / dj - 0) сказывается на величине этой силы заметно. [2]
Стенки камеры сгорания и сопла двигателя, в котором предусмотрено наружное охлаждение, делаются двойными. Между внутренней и наружной стенками с помощью калиброванных проволок или специальных выштамповок устанавливается зазор величиной 1 - 1 5 мм, который и образует охлаждающую оубашку. Один из компонентов топлива, который используется как охлаждающий агент, подводится к коллектору, расположенному на сопле, и затем проходит через охлаждающую рубашку, омывая внутреннюю стенку двигателя. Из зарубашечного пространства компонент подходит к головке двигателя и через форсунки поступает в камеру сгорания. [3]
Скорость истечения продуктов сгорания из сопла двигателя дгожет находиться в пределах от 1500 - 2000 до 4000 м / сек. [5]
Параметры газа на выходе из сопла двигателя: Р01 101680 Па, Т01 633К, Рстат 100 880 Па. [6]
Для получения больших скоростей истечения газов из сопла двигателя предпочтительнее горючее, которое обладает высокой теплотворной способностью ( для получения больших температур Т в камере сгорания) и образует продукты сгорания с малой молярной массой. [7]
До какой температуры нагреется внутренняя поверхность графитового вкладыша сопла двигателя за 7 с, если считать стенку вкладыша плоской стенкой неограниченной протяженности толщиной 20 мм, а температурное ноле - одномерным. Адиабатная температура стенки сопла 2500 С, коэффициент теплоотдачи от газов к стенке а 3500 Вт / ( м2 К), начальная температура вкладыша 20 С. [8]
Необходимо добавить, что горячая струя ( а из сопла двигателя вытекает именно горячая струя, температура которой может достигать тысяч градусов) создает более интенсивный звук ( шум), чем холодная. [9]
Капсула космического корабля Рейнджер для посадки на Луну имеет корпус и сопло двигателя, изготовленные методом намотки. Корпус тормозного двигателя вместе с соплом весит всего 6 8 кг. [11]
Для обеспечения надежной работы ЖРД требуется достаточно аффективное охлаждение камеры сгорания и сопла двигателя. [12]
Поскольку топливная смесь служит одновременно и для охлаждения стенок камеры сгорания и сопла двигателя, желательно, чтобы она обладала высокой температурой кипения и большой теплоемкостью. [14]
Поэтому обеспечение надежной работы ЖРД требует достаточно эффективного охлаждения камеры сгорания и сопла двигателя. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
1) Av. Motordüse, Triebwerksaustritt, Triebwerksdüse
2) aerodyn. Triebwerkdüse
Универсальный русско-немецкий словарь. Академик.ру. 2011.
Сопло клиновоздушное — Огневые испытания плоского клиновоздушного двигателя XRS 2200 по программе X 33 «Клиновоздушный ракетный двигатель» (англ. Aerospike engine, Aerospike, «КВРД») тип ракетного двигателя, который поддерживает … Википедия
Сопло Лаваля — Истечение сверхзвуковой струи из сопла ракетного двигателя RS 68 на огневых испытаниях. NASA, США. Сопло Лаваля техническое приспособление, разгоняющее проходящий по нему га … Википедия
Сопло — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия
СОПЛО — элемент реактивного двигателя в виде воронкообразной насадки для выброса газовой струи … Энциклопедия вооружений
Сверхзвуковое сопло — Истечение сверхзвуковой струи из сопла ракетного двигателя RS 68 на огневых испытаниях. NASA, США. Сопло Лаваля техническое приспособление, которое служит для ускорения газового потока проходящего по нему до скоростей, превышающих скорость звука … Википедия
реактивное сопло — Схемы регулируемых реактивных сопел. реактивное сопло выходной канал реактивного двигателя, в котором происходит преобразование потенциальной энергии газа в его кинетическую энергию. Путём регулирования минимальной площади Р. с. F*… … Энциклопедия «Авиация»
реактивное сопло — Схемы регулируемых реактивных сопел. реактивное сопло выходной канал реактивного двигателя, в котором происходит преобразование потенциальной энергии газа в его кинетическую энергию. Путём регулирования минимальной площади Р. с. F*… … Энциклопедия «Авиация»
реактивное сопло — Схемы регулируемых реактивных сопел. реактивное сопло выходной канал реактивного двигателя, в котором происходит преобразование потенциальной энергии газа в его кинетическую энергию. Путём регулирования минимальной площади Р. с. F*… … Энциклопедия «Авиация»
реактивное сопло — Схемы регулируемых реактивных сопел. реактивное сопло выходной канал реактивного двигателя, в котором происходит преобразование потенциальной энергии газа в его кинетическую энергию. Путём регулирования минимальной площади Р. с. F*… … Энциклопедия «Авиация»
Реактивное сопло — Реактивное сопло профилированный насадок (например, лопаточный канал соплового аппарата) для преобразования потенциальной энергии протекающего рабочего тела в кинетическую. В реактивном двигателе применяют: суживающееся реактивное сопло для … Википедия
Реактивное сопло — выходной канал реактивного двигателя, в котором происходит преобразование потенциальной энергии газа в его кинетическую энергию. Путём регулирования минимальной площади Р. с. F*, достигается высокоэффективная работа расположенных перед ним… … Энциклопедия техники
universal_ru_de.academic.ru
Прежде всего это выгодно с энергетической точки зрения. Дело в том, что энергия газовой струи, истекающей из сопла ракетного двигателя, наиболее полно используется тогда, когда скорость истечения близка к скорости полета.
Если скорость истечения больше скорости полета, покидающая ракетный двигатель струя газов уносит с собой и рассеивает в пространстве некоторый избыток энергии. По-другому ведет себя выходящая из сопла струя, когда скорость истечения продуктов сгорания меньше скорости ракеты: струя как бы «волочится» за ракетой и «притормаживает» ее.
При запуске орбитального тела скорость ракеты-носителя увеличивается от нуля до первой космической, что при скорости истечения w = 2500 м/сек соответствует изменению отношения скорости движения к скорости истечения от нуля примерно до трех. Отсюда следует, что топлива, дающие большие скорости истечения (таким топливом и является водород, у которого w = 4000 м/сек), рациональнее всего применять на верхних ступенях, работающих при высоких скоростях полета.
Первая же ступень большую часть времени работает при скоростях полета значительно меньших скорости истечения, и повышать их невыгодно из-за роста перегрузок и сопротивления атмосферы. Заметим, что применение водорода на верхних ступенях существенно снижает потребную тягу первой ступени. Так, при проектировании ракетной системы «Сатурн» было подсчитано, что использование для двигателей второй ступени не водорода, а керосина потребовало бы увеличения тяги первой ступени на 70%. Если же керосин применить также и на третьей ступени, то тягу двигателей первой ступени пришлось бы утроить.
Есть еще одна причина, препятствующая применению водорода на первой ступени. Дело в том, что водород как горючее обладает существенным недостатком — он имеет низкий по сравнению с другими горючими удельный вес. Поэтому для хранения водорода на борту ракеты требуются очень большие емкости. Происходит утяжеление конструкции за счет баков. По этой причине водород очень долго вообще не рассматривался как топливо для двигателей. Для первой ступени утяжеление может быть настолько существенным, что прирост конечной скорости ракеты за счет применения водорода будет совершенно незначительным из-за уменьшения отношения масс (см. формулу Циолковского). Другое дело на верхних ступенях, где требуются значительно меньшие запасы горючего. Увеличение объема и веса баков этих ступеней при использовании водорода не скажется сколько-нибудь заметным образом на отношении масс, а значит, увеличит прирост скорости ракеты.
Это не значит, однако, что невозможно дальнейшее совершенствование двигателей первой ступени. Улучшение характеристик этих двигателей будет, несомненно, достигнуто за счет более совершенной организации процессов горения и истечения продуктов сгорания. Возможности здесь еще далеко не исчерпаны. Например, установлено, что минимальные потери при истечении достигаются тогда, когда в реактивном сопле происходит полное расширение, т.е. давление на выходе равно давлению в окружающем пространстве. У двигателей, устанавливаемых на нижних ступенях ускорителей и работающих в широком диапазоне изменения атмосферного давления, потери тяги могут быть довольно существенными за счет перерасширения или недорасширения газовой струи в выходном реактивном сопле. Потери эти в применяемых соплах (так называемых соплах Лаваля), обычно нерегулируемых, объясняются тем, что при изменении высоты полета, а следовательно, и давления среды давление струи в выходном сечении сопла остается неизменным. Внутри такого сопла поток газов как бы зажат и почти не «чувствует» изменения высоты полета. Переход от сопел Лаваля к соплам нового типа позволит заметно улучшить высотные характеристики ракетных двигателей.
Контуры обычного сопла Лаваля и сопел нового типа показаны на рис.12. В соплах нового типа газовая струя обладает способностью как бы подстраиваться под изменяющиеся условия внешней среды: на малых высотах она поджимается, а на больших расширяется так, что давление в выходном сечении сопла непрерывно меняется по высоте вместе с изменением атмосферного давления. Формы струи в соплах с центральным телом и центральной вставкой, характерные для различных высот полета, показаны на рис. 12, а, б пунктирными линиями.
Типы сопел ракетных двигателей:а — сопло с центральной вставкой; б — сопло с центральным телом; в — обычное сопло Лаваля
Помимо улучшения высотных характеристик, применение сопел нового типа должно дать ощутимый выигрыш в размерах и весе двигателя, поскольку уже первые опыты с подобными соплами показали, что их можно делать вдвое короче по сравнению с соплами Лаваля такой же тяги.
Как видим, возможности применения ЖРД еще далеко не исчерпаны. И можно не сомневаться, что мы будем свидетелями осуществления новых грандиозных полетов в космос с помощью испытанных и надежных жидкостно-ракетных двигателей.http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/oks/12.html
is2006.livejournal.com
Изобретение относится к способу ракетного двигателя с выходной частью, имеющей криволинейный профиль в осевом сечении. Предложено, чтобы по периферии упомянутая выходная часть в осевом направлении имела радиус, длина которого переменна. Изобретение позволяет обеспечить управление отрывом потока, который возникает на выходе из сопла. 3 ил.
Изобретение относится к соплу ракетного двигателя с наружной частью или камерой реактивной тяги, имеющей криволинейный профиль в осевом сечении.
В процессе неустановившихся режимов пуска или останова у ракетных двигателей, эксплуатируемых на уровне моря, обычно возникают значительные динамические нагрузки. Эти нагрузки, как правило, приписывают к характеристикам неупорядоченного истечения в процессе отрыва потока. Выходная часть сопел у жидкотопливных ракетных двигателей часто работает в условиях, когда основная струя выбрасывается при внешнем давлении, которым нельзя пренебречь. Примерами таких ракетных двигателей являются крупные жидкотопливные ракетные двигатели, эксплуатируемые на уровне моря, для ракетных ускорителей и основных ступеней, которые запускают на уровне моря, и ракетных двигателей верхних ступеней, запускаемых на стадии отделения. Динамические нагрузки появляются из-за нестабильной природы истечения из камеры реактивной тяги в процессе неустановившихся режимов пуска и останова и в процессе работы в установившемся режиме при отрыве потока в сопле. Были изучены законы и эффекты такого отрыва потока и опубликованы в трудах 30th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, June 1994, Indianapolis, IN, USA в статье "Aero-elastic Analysis of Side Load in Supersonic Nozzles with Separated Flow", Volvo Aero Corporation, которую можно считать ссылкой. Динамические нагрузки, как правило, имеют такую величину, например порядка 50-100 кН, что они вызывают ограничение срока службы конструкции компонентов камеры реактивной тяги. Эти ограничения приводят в результате к повышению веса структурных элементов камеры реактивной тяги. Кроме того, более высокое допустимое отношение площадей, которое можно использовать по длине сопла, ограничено требованием неотрывного истечения при установившемся режиме работы. Конечными следствиями динамических нагрузок являются ограничения на общее отношение рабочих характеристик к весу камеры реактивной тяги и вытекающие из этого ограничения величины стоимость-нагрузка, которая может определять доставку на орбиту с использованием стартовой установки. Для устранения недостатков предшествующих конструкций сопел было предложено большое количество технических решений, которые, тем не менее, все сами по себе имели значительные недостатки в различных аспектах. Главные трудности связаны с функционированием, рабочими характеристиками, охлаждением и надежностью. Таким образом, традиционные колоколообразные сопла приводят к ограничениям функций и существенным нагрузкам при неустановившихся режимах пуска и останова. Сопло в форме сдвоенного колокола также испытывает жесткие динамические нагрузки в неустановившемся режиме. Были предложены сопла с наружным раструбом, но они не были всесторонне испытаны. У колоколообразного сопла, оборудованного установочными кольцами, динамические нагрузки снижаются, но оно при этом сильно теряет в рабочих характеристиках. Упомянутые сопла также испытывают трудности с проблемами охлаждения. И, наконец, были предложены удлиненные сопла и вентилируемые сопла, но и тем, и другим требуются механизмы с функциями, которые невозможно проверить перед полетом. Задачей настоящего изобретения является создание конструкции сопла ракетного двигателя, которая предусматривала бы благоприятное регулирование потока в расходящейся части выходного канала сопла, и при этом позволила бы снизить вес сопла ракетного двигателя и достичь повышения рабочих характеристик. Согласно настоящему изобретению этого достигают с помощью сопла, которое, по существу, отличается тем, что по периферии упомянутая выходная часть сопла в осевом сечении имеет радиус, длина которого является переменной. Предпочтительно, длина радиуса изменяется периодически, а более предпочтительно периодичность такова, что образуется многоугольная по периферии форма сопла. Согласно настоящему изобретению посредством этой очень ограниченной неосесимметричной модификации контура стенок сопла можно с успехом управлять срывом потока. Такая модификация не вызывает значительных негативных влияний на рабочие характеристики, надежность, охлаждение и производственные аспекты выходной части сопла. Таким образом, в настоящем изобретении предложена конструкция сопла ракетного двигателя, эксплуатируемого на уровне моря, со значительно более высокими вакуумными характеристиками за счет более высокого отношения площадей сопла и снижения веса. Далее настоящее изобретение будет описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых на фиг. 1 показана аксонометрическая проекция расширяющейся выходной части сопла согласно изобретению; на фиг. 2 показана аналогичная, но открытая, или с вырывом, аксонометрическая проекция такого же соплаж; фиг. 3 представляет собой осевое сечение ракетного двигателя с выходной частью согласно настоящему изобретению. Со ссылкой на фиг. 3 изобретение будет описано применительно к известному ракетному двигателю, эксплуатируемому на уровне моря. От минимальной площади сечения A сопла, в котором истекающие газы имеют звуковую скорость, расширяющуюся или выходную часть сопла можно рассчитать так, чтобы на протяжении от уровня B отношение площадей на входе составляло 5. При многих условиях, таких как моменты старта или останова, при наличии атмосферного давления, будет происходить отрыв потока от внутренней стенки упомянутой расходящейся части сопла. Это явление возникает спонтанно и беспорядочно и вызывает появление нестационарных газовых нагрузок в поперечном направлении. Упомянутое явление будет означать ограничение как коэффициента расширения в выходной части, так и длины последней, вдоль которой может быть выполнено требование неотрывного истечения в процессе установившегося режима работы. Согласно изобретению предложена новая форма сопла, которая будет надежно обеспечивать эффективное управление отрывом потока так, чтобы можно было увеличить коэффициент расширения и, тем самым, мощность ракетного двигателя без возникновения явления отрыва потока, вызывающего неприемлемые боковые нагрузки. По настоящему изобретению, оставляя предшествующую осесимметричную форму стенки сопла и при наличии по периферии изменяющегося по длине радиуса, предпочтительно в форме многогранного контура, обеспечивают значительное улучшение характера поведения траектории отрыва потока и снижение боковых нагрузок и, таким образом, получают возможность использовать более высокий коэффициент расширения. На фиг. 1 показана только расширяющаяся или выходная часть сопла по настоящему изобретению. На упомянутой фигуре осесимметричный контур части сопла модифицирован по сравнению с предшествующей чисто круглой формой, показанной, например линиями D, посредством в соответствии с настоящим изобретением периодического изменения длины радиуса и предпочтительно так, чтобы образовать многоугольник, например, с восемью сторонами S1, S2... При наличии многоугольника, описывающего линию окружности D, можно получить увеличение площади максимально, например, 6%. В предпочтительном варианте контур входного отверстия упомянутой расширяющейся части сопла, т.е. на уровне B, см. фиг. 3, должен быть круглым, следовательно, с постоянной длиной радиуса, а затем длина радиуса начинает постепенно изменяться с увеличением осевого расстояния от уровня B и достигает своего максимального изменения вблизи конца расширенной части сопла. На фиг. 2 на аксонометрической проекции сопла имеется вырыв, для того чтобы показать линии F отрыва потока. Из приведенного чертежа видно, что линии отрыва потока образуют криволинейные участки, выходящие из каждого угла многоугольного контура и имеют кривизну, направленную вниз по течению относительно центральной линии каждой стороны многоугольника. Это означает, что отрыв потока можно эффективно контролировать и устранять вредные боковые нагрузки почти полностью. Предложенный в настоящем изобретении многоугольный контур будет, таким образом, вызывать неосесимметричное распределение давления по внутренней поверхности стенки выходной части сопла. На фиг. 2 линии отрыва потока иллюстрируют семейство линий давления в камере в процессе стартового неустановившегося режима. Подобно варианту, показанному на фиг. 1, в этом варианте многоугольная форма также имеет восемь (8) сторон и обеспечивает увеличение площади на 6% по сравнению с площадью окружности, вписанной в многоугольник. Число сторон многоугольника можно изменять от 5 до 15, 8, 10 и 12, что получено по результатам испытаний. Анализ не обнаружил данных по влиянию на рабочие характеристики. В качестве примера могут быть приведены следующие размеры сопла согласно предшествующему техническому решению: Длина 1,8 м Входной диаметр 0,6 м Выходной диаметр 1,8 м Отношение площадей на входе 5 Отношение площадей на выходе 45. В отличие от этого, можно привести размеры сопла согласно настоящему изобретению, а именно: Длина части A до выхода 3,3 м Входной диаметр 0,6 м Выходной диаметр 2,7 м Отношение площадей на входе 5 Отношение площадей на выходе 100. Как можно видеть из приведенных выше примеров, отношение площадей на выходе может быть увеличено до 100 и, таким образом, можно обеспечить более высокий коэффициент расширения и тем самым улучшенные рабочие характеристики сопла, поскольку теперь можно эффективно контролировать траектории отрыва потока и сдвигать их вниз по ходу потока выходной части сопла относительно уровня С, как показано на фиг. 3. Это также позволяет увеличить длину выходной части сопла и улучшить условия истечения в процессе установившегося режима работы.Формула изобретения
Сопло ракетного двигателя с выходной частью, имеющей криволинейный профиль в осевом сечении, у которого выходная часть в осевом сечении имеет радиус, длина которого периодически изменяется в периферийном направлении, причем длина радиуса изменяется периодически так, что образуется многоугольная форма контура, имеющая 6 сторон, отличающееся тем, что упомянутая многоугольная форма имеет 5 сторон или 7 - 15 сторон, а периодическое изменение длины радиуса является малым или почти не отличается от наименьшей площади поперечного сечения сопла, а затем постепенно возрастает относительно горловины упомянутой выходной части до максимально необходимой конечной величины.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3www.findpatent.ru
rocket motor nozzle
Русско-английский морской словарь. 2013.
Сопло клиновоздушное — Огневые испытания плоского клиновоздушного двигателя XRS 2200 по программе X 33 «Клиновоздушный ракетный двигатель» (англ. Aerospike engine, Aerospike, «КВРД») тип ракетного двигателя, который поддерживает … Википедия
Сопло Лаваля — Истечение сверхзвуковой струи из сопла ракетного двигателя RS 68 на огневых испытаниях. NASA, США. Сопло Лаваля техническое приспособление, разгоняющее проходящий по нему га … Википедия
Сопло — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия
Сверхзвуковое сопло — Истечение сверхзвуковой струи из сопла ракетного двигателя RS 68 на огневых испытаниях. NASA, США. Сопло Лаваля техническое приспособление, которое служит для ускорения газового потока проходящего по нему до скоростей, превышающих скорость звука … Википедия
ЖРД клиновоздушный — Огневые испытания плоского клиновоздушного двигателя XRS 2200 по программе X 33 «Клиновоздушный ракетный двигатель» (англ. Aerospike engine, Aerospike, «КВРД») тип ракетного двигателя, который поддерживает аэродинамическую эффективность в широком … Википедия
Клиновоздушный — Огневые испытания плоского клиновоздушного двигателя XRS 2200 по программе X 33 «Клиновоздушный ракетный двигатель» (англ. Aerospike engine, Aerospike, «КВРД») тип ракетного двигателя, который поддерживает аэродинамическую эффективность в широком … Википедия
Клиновоздушный двигатель — Огневые испытания плоского клиновоздушного двигателя XRS 2200 по программе X 33 «Клиновоздушный ракетный двигатель» (англ. Aerospike engine, Aerospike, «КВРД») тип ракетного двигателя, который поддерживает аэродинамическую эффективность в широком … Википедия
Клиновоздушный ракетный двигатель — Огневые испытания плоского клиновоздушного двигателя XRS 2200 по программе X 33 Клиновоздушный ракетный дви … Википедия
Сопловой насадок — Иллюстрация ЖРД J 2X с выдвинутым сопловым насадком … Википедия
Лужков, Юрий Михайлович — Юрий Михайлович Лужков … Википедия
РАКЕТА — летательный аппарат, движущийся вследствие отбрасывания высокоскоростных горячих газов, создаваемых реактивным (ракетным) двигателем. В большинстве случаев энергия для движения ракеты получается при сгорании двух или более химических компонентов… … Энциклопедия Кольера
sea_ru_en.academic.ru
Изобретение относится к ракетной технике, а именно к соплам ракетных двигателей. Цель изобретения повышение эффективности сопла. Сопло ракетного двигателя состоит из сверхзвукового сопла 1, в котором коаксиально установлен отражатель 4 в виде обтекаемого тела конической формы, на конической поверхности которого равномерно по круговому сечению, размещены пары электроразрядных электродов 5 многофазной системы разрядников по две пары электродов 5 на каждую фазу, размещенных с противоположных сторон отражателя 4, которые соединены с источником многофазного по числу фаз разрядника напряжения посредством тиристорной схемы формирования разрядов регулируемой частоты. При включении электропитания разрядников в потоке рабочей среды работающего сопла 1 ракетного двигателя создаются ударные волны вокруг разрядников, после отражения от поверхности сопла 1 которые формируют общий фронт ударной волны в направлении выхода сопла 1, ускоряя истечение струи. 3 ил.
Изобретение относится к ракетной технике и реактивной артиллерии.
Прототипом сопла ракетного двигателя является сопло, содержащее установленное внутри сопла соосно ему обтекаемое тело, выполненное в форме конического отражателя. При улучшении направления реактивной струи, истекающей из камеры сгорания, обтекаемое тело создает дополнительное сопротивление, что снижает тягу сопла за счет снижения скорости истечения реактивной струи. Повысить скорость истечения струи возможно путем ускорения струи с помощью электроразрядного насоса, размещенного на обтекаемом теле. С целью повышения эффективности работы реактивного сопла в его канале на конической поверхности отражателя равномерно по круговому сечению размещены разрядники многофазной системы в виде двух пар электроразрядных электродов на каждую фазу, расположенных с противоположных сторон отражателя, которые соединены с источником многофазного по числу фаз разрядника напряжения посредством тиристорной схемы формирования разрядов регулируемой частоты. При включении электропитания разрядников с заданной частотой ударные волны разрядов образуют общую ударную волну в направлении раствора сопла, что создает дополнительное давление как напор электроразрядного насоса и приводит к возрастанию скорости истечения струи. На фиг. 1 показано сопло ракетного двигателя по оси, разрез; на фиг. 2 то же, вид с торца; на фиг. 3 принципиальная электросхема питания разрядников сопла. Сопло ракетного двигателя состоит из сверхзвукового сопла 1 в корпусе 2, внутри сопла 1 по его оси установлен на кронштейнах 3 обтекаемого сечения отражатель 4 в виде обтекаемого тела конической формы, ориентированный вершиной конуса на выход сопла 1. На конической поверхности отражателя 4 равномерно по круговому сечению размещены пары электроразрядных электродов 5 многофазной системы разрядников по две пары электродов на каждую фазу, размещенные с противоположных сторон конического отражателя, которые соединены с источником многофазного по числу фаз разрядника напряжения посредством тиристорной схемы формирования разрядов регулируемой частоты. На фиг. 3 показана трехфазная схема электропитания трехфазной системы разрядников 5 как вариант, в котором для регулирования частоты разрядов применяется, например, многопозиционный переключатель, вращаемый электродвигателем Дв, с заданной скоростью. На фиг. 3 использованы условно буквенные обозначения элементов схемы, которые применяются по своему прямому назначению-Тр. силовой трансформатор; Т тиристоры; Д вентили выпрямителя; С батареи конденсаторов выпрямителя; А, В, С обозначения фаз трехфазной сети; R балластное сопротивление; N нулевой (нейтральный) провод трехфазной сети. Работает сопло ракетного двигателя следующим образом. После включения реактивного двигателя включается электропитание разрядников 5 на отражателе 4. С помощью регулируемой скорости вращения двигателя Дв. осуществляется включение с заданной частотой и в заданном порядке следования фаз разрядников соответствующих тиристоров Т, через которые происходит разряд соответствующих батарей конденсаторов С. В результате на двух диаметрально противоположных парах разрядников 5 одной фазы одновременно осуществляются разряды в среде выхлопных газов сопла, вокруг которых образуется фронт ударной волны сферической формы, который распространяется в потоке со скоростью звука в данной среде. Так как раствор полости сопла к выходу и раствор полости между стенками сопла и стенками отражателя 4 возрастают, а по входу сопла уменьшаются, то ударные волны после достижения стенок сопла отражаются преимущественно к выходу сопла. Так как разряды на очередных фазных разрядниках 5 происходят с заданной скважностью, определяемой скоростью вращения двигателя Дв. формирователя разрядов, то путем регулирования скорости вращения до совпадения скважности с периодом разряда в данной среде до его схлопывания осуществляется периодическое образование ударных волн от разрядов на разрядниках 5 в направлении следования фаз разрядников, которые осуществляют преимущественное дополнительное давление в струе к выходу сопла, сообщая среде дополнительную скорость истечения. Таким образом, разрядники 5 многофазной системы на отражателе 4 конической формы создают направленное давление к выходу сопла, т. е. работают в качестве электроразрядного насоса, создавая в канале сопла отрицательное гидравлическое сопротивление, которое обеспечивает возрастание скорости потока за время движения среды от входа до выхода из сопла.Формула изобретения
СОПЛО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащее установленное внутри сопла соосно с ним обтекаемое тело, выполненное в форме конического отражателя, отличающееся тем, что в нем на конической поверхности отражателя равномерно по круговому сечению размещены разрядники многофазной системы в виде двух пар электроразрядных электродов на каждую фазу, расположенных с противоположных сторон отражателя, которые соединены с источником многофазного по числу фаз разрядника напряжения посредством тиристорной схемы формирования разрядов регулируемой частоты.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3www.findpatent.ru
Изобретение относится к реактивным соплам с устройствами подавления шума и позволяет повысить ресурс и ремонтопригодность, а также повысить эффективность шумоглушения. Сопло содержит выхлопную трубу, на выходном торце которой расположено множество смежных шевронов, при этом шевроны выполнены съемными в виде отдельных деталей с креплением к наружной или к внутренней, или с чередованием к обеим поверхностям выхлопной трубы с возможностью их замены, при этом на шевронах выполнены, по крайней мере, по одному рассекателю в виде плоских в продольном сечении пластин. Изобретение обеспечивает повышение ресурса и ремонтопрогодности сопла, а также повышение эффективности шумоглушения реактивной струи. 2 ил.
Изобретение относится к реактивным соплам с устройствами подавления шума.
Известен газотурбинный двигатель с реактивным соплом, выходная кромка которого выполнена не прямолинейной в окружном направлении, а в виде зубцов, при этом в стенках выхлопного канала выполнена перфорация в виде отверстий. (Патент US №6640537, F02K 1/40).
Недостатком известной конструкции является недостаточные ресурс и ремонтопригодность реактивного сопла, недостаточная эффективность шумоглушения, а также ухудшение характеристик двигателя из-за утечек из проточной части сопла через перфорацию в стенках канала.
Наиболее близким к заявляемой конструкции является сопло для выпуска газовой струи, содержащее выхлопную трубу с множеством смежных шевронов, расположенных на заднем конце выхлопной трубы, где каждый из шевронов имеет треугольную конфигурацию с основанием, жестко соединенным с задним концом выхлопной трубы (Патент RU №2213240, F02K 1/40) - прототип.
Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является недостаточные ресурс и ремонтопригодность, а также недостаточная эффективность шумоглушения.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении ресурса и ремонтопригодности сопла газотурбинного двигателя, а также в повышении эффективности шумоглушения реактивной струи.
Сущность технического решения в том, что в шевронном реактивном сопле газотурбинного двигателя, содержащем выхлопную трубу, на выходном торце которой расположено множество смежных шевронов, согласно изобретению, шевроны выполнены съемными в виде отдельных деталей с креплением к наружной или к внутренней, или с чередованием к обеим поверхностям выхлопной трубы с возможностью их замены, при этом на шевронах выполнены, по крайней мере, по одному рассекателю в виде плоских в продольном сечении пластин.
Выполнение шевронов съемными в виде отдельных деталей с креплением к наружной или к внутренней или с чередованием к обеим поверхностям выхлопной трубы с возможностью их замены повышает ресурс и ремонтопригодность сопла путем обеспечения замены шевронов в процессе эксплуатации.
Выполнение на шевронах, по крайней мере, по одному рассекателю в виде плоских в продольном сечении пластин позволяет повысить эффективность шумоглушения струи за счет разницы скоростей, вследствие которой образуется вихрь, увеличивающий степень смешения потоков, тем самым уменьшая шум.
На фиг.1 изображен общий вид реактивного сопла.
На фиг.2 - элемент `I на фиг.1 в увеличенном виде (шеврон с рассекателями).
Реактивное сопло 1 газотурбинного двигателя имеет на выходном торце 2 шевроны 3, каждый из которых крепится индивидуально к соплу с помощью крепежных элементов 4. Шевроны 3 являются продолжением сопла 1 и образуют его выходное сечение. Шевроны 3 могут иметь треугольную, трапециевидную или любую другую форму. На каждом из шевронов 3 выполнены, по крайней мере, по одному рассекателю 5 в виде плоских в продольном сечении пластин. Количество рассекателей, устанавливаемых на каждый из шевронов, может быть от одного до четырех. Рассекатели 5 могут располагаться на шевроне параллельно друг другу, могут образовывать сужающийся (конфузорный) или расширяющийся (диффузорный) каналы 6. Рассекатели 5 могут устанавливаться как с наружной стороны шеврона 3, так и с внутренней, или с той и с другой сторон одновременно.
При работе газотурбинного двигателя шевроны 3 на выходном торце имеют значительные знакопеременные нагрузки, в результате которых во время эксплуатации могут возникнуть дефекты (трещины, коробление и др.), поэтому выполнение шевронов 3 отдельно от сопла 1 с креплением с помощью крепежных элементов 4 позволяет выполнить замену шевронов в процессе эксплуатации, что повышает ресурс и ремонтопригодность сопла. Применение шевронов 3 в сочетании с рассекателями 5, установленными на шевронах, позволяет получить заметное снижение шума струи при незначительном возрастании потерь тяги в двигателе. При обтекании шевронов 3 создаются условия для появления взаимного скоса двух потоков: основного потока газа, истекающего из сопла, и потока воздуха, идущего по наружной обечайке сопла. В результате этого возникает разность скоростей двух потоков, которая сопровождается вихреобразованием, что, как известно, приводит к снижению уровня шума. Рассекатели 5, расположенные на шевронах 3, усиливают процесс вихреобразования. Результаты испытаний указанной выше конструкции показали, что использование сопла с шевронами и с расположенными на них рассекателями уменьшает уровень шума на ˜1,2 дБ по сравнению с использованием обычного сопла.
Шевронное реактивное сопло газотурбинного двигателя, содержащее выхлопную трубу, на выходном торце которой расположено множество смежных шевронов, отличающееся тем, что шевроны выполнены съемными в виде отдельных деталей с креплением к наружной или к внутренней, или с чередованием к обеим поверхностям выхлопной трубы с возможностью их замены, при этом на шевронах выполнено, по крайней мере, по одному рассекателю в виде плоских в продольном сечении пластин.
www.findpatent.ru
