ЗАГЛУШКА ВХОДА ВОЗДУХОЗАБОРНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ РАКЕТНО-ПРЯМОТОЧНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Полезная модель относится к ракетостроению, а именно к заглушкам входа воздухозаборного устройства (ВЗУ) коробчатого типа для ракетно-прямоточного двигателя (РПД).
Заглушка входа ВЗУ предназначена для защиты внутренних элементов РПД от внешних атмосферных факторов и попадания посторонних предметов. Вскрытие заглушки происходит посредством системы поршней и рычагов, которая срабатывает с помощью газогенератора, после чего она фиксируется в открытом положении. В открытом положении заглушка служит клином торможения скорости набегающего потока воздуха.
Известно воздухозаборное устройство ракетно-прямоточного двигателя с заглушкой и ее приводом, предназначенной для защиты элементов регулирования и распределения маршевого топлива на стартовом режиме и для герметизации камеры дожигания РПДТ. Заглушка выполнена в виде подвижной рампы из титановых сплавов с ломаной поверхностью, закрепленной на оси, и соединенной при помощи поршня, тяг, рогатки с газогенератором, который неподвижно закреплен на корпусе ВЗУ (патент на полезную модель РФ №182771, МПК F02K 7/18, дата приоритета 31.08.2018).
Данное техническое решение взято за прототип.
По результатам опытной отработки прототипа были выявлены следующие недостатки, мешающие его практическому применению: нестабильная фиксация заслонки пружинным замком в открытом положении из-за некоторой инерционности пружины, чрезмерное усложнение конструкции и низкая надежность работы стопорного механизма поршня.
Целью полезной модели является устранение указанных недостатков прототипа, а именно: повышение надежности срабатывания и удержания в открытом положении заслонки, упрощение конструкции, повышение технологичности сборки и снижение массовых характеристик ее привода.
Поставленная цель достигается тем, что фиксация заслонки в открытом положении осуществляется путем вхождения штырей фиксации в отверстия с прорезями в пластине и заклинивания их выгнутыми краями отверстий, а силовой поршень, управляющий заслонкой, фиксируется в первоначальном положении стопорным поршнем, причем оба поршня работают от одного источника газа.
Полезная модель иллюстрируется следующими фигурами:
- на фиг. 1 - вид сбоку и сверху в закрытом положении заслонки;
- на фиг. 2 - вид сбоку и сверху в открытом положении заслонки;
- на фиг. 3 - положение штырей фиксации в отверстиях с прорезями в пластине.
Заглушка входа ВЗУ состоит (фиг. 1) из заслонки 1, тяг 2, коромысла 3, привода 4, неподвижно закрепленного на корпусе ВЗУ 7, крышки 5, закрывающей окно сброса избыточного давления 6 в корпусе ВЗУ 7 и жестко закрепленной металлической пластины 8 из пружинной стали, имеющей отверстия с прорезями 9. В приводе 4 имеется три полости: с силовым поршнем 10, со стопорным поршнем 11 и с газогенератором 12, причем все полости соединены каналами. В полости с силовым поршнем имеется отверстие 13. Силовой поршень 10 имеет два штока, один из которых соединен с коромыслом 3, а второй - со скользящей в продольном направлении крышкой 5. Стопорный поршень 11 имеет шток, который через отверстие в стенке между полостями фиксирует силовой поршень 10 в первоначальном положении. Вращение заслонки 1 осуществляется за счет петель на кронштейне 14, а на ее конце имеются цилиндрические штыри фиксации 15, диаметром, составляющим 1,1-1,5 диаметра отверстий с прорезями 9.
Заглушка ВЗУ работает следующим образом.
Фиксацией силового поршня 10 штоком стопорного поршня 11 через отверстие в стенке между полостями, передачей усилия через коромысло 3 и тяги 2 обеспечивается закрытие заслонкой 1 приемного окна ВЗУ, и тем самым - предотвращает воздействие внешних атмосферных факторов и попадание посторонних предметов в воздушный тракт РПД.
При необходимости вскрытия заглушки, для обеспечения доступа атмосферного воздуха в камеру дожигания РПД, срабатывает пиропатрон (на фигуре не показан) газогенератора 12, возникающее давление газов через канал попадает в полость со стопорным поршнем 11 и сдвигает его, тем самым освобождает его шток от зацепления с силовым поршнем 10, после чего давление газов проходит через открывшееся отверстие, раннее закрытое штоком стопорного поршня 11 и сдвигает силовой поршень 10 в сторону задней части ВЗУ. Усилие от силового поршня 10 через один из штоков, коромысло 3 и тяги 2 воздействует на заслонку 1 и вскрывает ее, а через второй шток, усилие передается на скользящую в продольном направлении крышку 5 и открывает окно сброса избыточного давления 6 в корпусе ВЗУ 7 (фиг. 2). При достижении крайнего открытого положения заслонки 1, излишнее давление газов в полости с силовым поршнем 10 стравливается через отверстие 13 и открытое окно сброса избыточного давления 6 в корпусе ВЗУ 7 в атмосферу, а ее штыри фиксации 15 входят в отверстия с прорезями 9 жестко закрепленной металлической пластины 8 и прогибают ее края (фиг. 3), тем самым препятствуя их извлечению в обратную сторону. Таким образом, производится надежная фиксация заслонки 1 в открытом положении, в том числе в условиях высоких вибрационных нагрузок, формируя клин торможения набегающего потока воздуха в тракте ВЗУ.
Таким образом, использование совокупности предлагаемых технических решений позволяет повысить надежность срабатывания и удержания в открытом положении заслонки, упростить конструкцию, повысить технологичность сборки и снизить массовые характеристики заглушки воздухозаборного устройства ракетно-прямоточного двигателя, что полностью подтвердилось при опытной отработке.