МНОГОСОПЛОВЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С УПРАВЛЯЕМЫМ ВЕКТОРОМ ТЯГИ

Полезная модель относится к ракетной технике и может быть использована в ракетах с многосопловым двигательным блоком. Механизм управления вектором тяги содержит вспомогательный баллон с инертным газом, регулятор подачи газа, газоводы.
Из уровня техники известно, что управление вектором тяги возможно за счет повышения давления на боковой поверхности сопла путем поперечного вдува газа в его сверхзвуковую часть и понижении давления на противоположной поверхности для увеличения управляющей силы (RU 2412368 С1), управление вектором тяги, путем добавления насадки на сопловой блок (RU 17336 U1), а также за счет размещения газовых рулей (RU 2209332 С1).
Недостатки выше перечисленных технических решений является: 1) поперечный вдув газа в сверхзвуковую часть сопла (2412368 С1) - невозможность управления по крену; 2) управляемый вектор тяги с помощью насадок в сопловом блоке (RU 17336 U1) - большой вес и невозможность управления по крену; 3) газовые рули (RU 2209332 С1) - эрозия поверхности пера, и как, следствие, непостоянство управляющих усилий в течение работы двигателя.
Технической задачей, на решение которой направленно заявленная полезная модель, является повышение эффективности управления многосоплового ракетного двигателя.
Указанная задача решается за счет использования ракетного двигателя с управляемым вектором тяги, с помощью вдува газа в боковую поверхность сверхзвуковой части сопла, при этом в каждом сопловом блоке располагается один узел вдува, расположенный под углом α, отличным от 45 градусов по отношению к осям ох, оу, в результате чего создается боковая сила. Сопла с узлами вдува располагаются зеркально симметрично относительно осей ох, оу. Для создания управляющих усилий по тангажу, рысканию или крену узлы вдува на соплах включаются попарно.
Положительным техническим результатом является уменьшения веса конструкции и дает возможность управлять во всех плоскостях.
Полезная модель поясняется чертежом и схемами на фиг. 1, 2, 3 где Б - баллон с газом, БУ - блок управления подачи газа, Г - газовод, α - угол направления боковой силы, F1 - F4 - вектора боковых сил, 1-4 сопла.
Назначение полезной модели состоит в следующем: в процессе полета, ракете необходимо корректировать траекторию, для решения этой проблемы предлагается устройство, предназначенное для создания активного управляющего момента.
Полезная модель используется следующим образом. Для возникновения управляющего усилия, блок управления подает команду на вдув холодного газа в сопловой блок, в результате чего появляется боковое усилие.
Управление происходит следующим образом.
y
1y
2y
1x
2x
По тангажу - блок управления подает команду на вдув в сопла 1 и 2 либо 3 и 4 газа, тем самым создавая боковую силу по вертикальной оси у (показано на фиг. 2), поясняется уравнениями: F=(F+F), F=F.
x
1x
4x
1y
4y
По рысканию - блок управления подает команду на вдув в сопла 1 и 4 либо 2 и 3 газа, тем самым создавая боковую силу по оси х, поясняется уравнениями: F=(F+F), F=-F.
z
2
4
По крену - блок управления подает команду на вдув в сопла 1 и 3 либо 2 и 4 газа, тем самым создавая крутящий момент, схема расстановки сил показана на фиг. 3 и поясняется уравнением: M=F⋅h+F⋅h.
Предлагаемая полезная модель позволяет осуществлять управление по всем 3 координатам: тангаж, рыскание и крен.