РЕГУЛИРУЕМОЕ ЩЕЛЕВОЕ СОПЛО

Предлагаемая полезная модель относится к области ракетостроения и предназначено для повышения среднего по траектории удельного импульса двигателя.
Известно регулируемое сопло ракетного двигателя, имеющее кольцевое щелевое отверстие на поверхности сверхзвуковой части. [Книга «Основы теории и расчета ЖРД», издание 4, часть 1, стр.316, г.Москва, «Высшая школа», 1993 г., «Регулируемое щелевое сопло.»] - прототип.
Недостатком прототипа является стационарное расположение кольцевой щели на тяговой поверхности сопла. Из-за этого имеют место недобор тяги на режимах перерасширения и потери тяги на высотном режиме.
Целью настоящей полезной модели является повышение среднего по траектории удельного импульса двигательной установки летательного аппарата за счет организации продольных щелей на поверхности сверхзвуковой части сопла, расположенных вдоль оси сопла и оснащенных подвижными перекрывающими их пластинами.
Цель достигается тем, что регулируемое щелевое сопло ракетного двигателя, содержащее дозвуковую и сверхзвуковую части, причем на поверхности сверхзвуковой части выполнено несколько продольных щелей расположенных равномерно вдоль образующей и напротив каждой щели с наружной стороны установлены подвижные пластины, выполненные с возможностью их перемещения вдоль щелей.
На фиг.1 изображена схема сопла на стартовом режиме.
На фиг.2 изображена схема сопла на высотном режиме.
Регулируемое щелевое сопло ракетного двигателя содержит сверхзвуковую часть 1, расположенные равномерно по поверхности вдоль ее образующей 2, сквозные продольные щели 3. На наружной поверхности сверхзвуковой части сопла 1 напротив каждой щели расположены подвижные перекрывающие пластины 4. Каждая перекрывающая пластина 4 выполнена с возможностью перемещения вдоль продольных щелей 3 и их полного перекрытия. Передвижение перекрывающих пластин осуществляется при помощи механизмов 5.
На стартовом режиме работы регулируемого щелевого сопла подвижные пластины 4 расположены ближе к минимальному сечению сопла. При этом сквозные продольные щели 3, расположенные на поверхности сверхзвуковой части 1 полностью открыты. На промежуточных режимах работы подвижные пластины 4 одновременно, при помощи механизмов 5 занимают промежуточное положение, частично перекрывая продольные щели 3. На высотном участке траектории полета подвижные пластины 4 полностью перекрывают продольные щели 3. При этом сверхзвуковая часть сопла представляет собой гладкий расширяющийся контур.
Регулируемое щелевое сопло работает следующим образом. На старте и начальных участках траектории полета летательного аппарата, в плотных слоях атмосферы, тяга сопла создается его частью - поверхностью заключенной между плоскостью минимального сечения и плоскостью в которой расположены начальные участки щелей 3. Габаритные размеры и характер течения газа на этом участке характерен параметрам земного сопла первой ступени ракетного двигателя. Начальный участок продольной щели 3 (и вся щель) обеспечивает проникновение атмосферного давления внутрь сопла и способствует принудительному отрыву и удержанию скачка уплотнения на уровне этой плоскости. На этом режиме работы сопла лишь его часть (до начала продольной щели 3) создает тягу, при этом часть сопла за плоскостью в которой расположены продольные щели 3 не участвует в создании тяги. По мере подъема на высоту, с уменьшением атмосферного
давления скачек уплотнения перемещается к выходному сечению сопла. При этом подвижные перекрывающие пластины 4 одновременно, плавно или дискретно, при помощи механизмов 5 перемещаются вдоль продольных щелей 3 постепенно перекрывая их. За это время в создании тяги сопла начинает участвовать поверхность, заключенная между плоскостями перпендикулярными оси сопла соответствующими началу и концу щели.
На высотном режиме работы сопла (при полном перекрытии щелей 3 подвижными пластинами 4) тяга дополнительно создается участком поверхности сопла за продольными щелями 3. При этом тяга осуществляется всей поверхностью сопла. Такая схема наиболее полно соответствует схеме идеально регулируемого сопла.
Предлагаемое изобретение обеспечивает регулировку высотности по всей высоте полета, что дает возможность увеличения полезного груза или дальности полета летательного аппарата и несомненно дает положительный экономический эффект.