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 потери тяги на высотном режиме.
Целью настоящей полезной модели является повышение среднего по траектории удельного импульса двигательной установки летательного аппарата за счет использования разъемного насадка.
Цель достигается тем, что регулируемое щелевое сопло ракетного двигателя, имеющее щель на поверхности сверхзвуковой части, причем, поверхность сопла за щелью выполнена в виде разъемного по средней продольной плоскости насадка, который выполнен с возможностью раскрытия и фиксации с помощью раздвижного механизма.
На фиг.1 изображена схема сопла на стартовом режиме.
На фиг.2 изображена схема сопла на высотном режиме.
На фиг.3 представлена высотная характеристика регулируемого сопла. Регулируемое щелевое сопло ракетного двигателя содержит сопло Лаваля 1, соосно расположенный с ним разъемный насадок 2 и механизмы раскрытия 3, расположенные в средней части насадка 2 на диаметрально противоположных сторонах, в плоскости перпендикулярной плоскости разъема насадка. Разъем насадка осуществляется по средней продольной плоскости.
Между срезом сопла Лаваля 1 и частями разъемного насадка 2 имеет место щель.
На стартовом режиме работы регулируемого щелевого сопла тяговые стенки насадка 2 разведены в разные стороны и зафиксированы при помощи раздвижных устройств 3, образуя щель между срезом сопла Лаваля 1 и разъемным насадком 2 (фиг.1). На высотных режимах работы регулируемого щелевого сопла подвижные части разъемного насадка 2, перемещаясь на раздвижных устройствах 3 занимают положение около среза сопла Лаваля 1, образуя единый профиль проточной части регулируемого щелевого сопла (фиг.2).
p1
Регулируемое щелевое сопло работает следующим образом. На старте и начальных участках траектории полета летательного аппарата, в плотных слоях атмосферы, сопло Лаваля 1 работает на режиме близком к расчетному. При этом щель, имеющая место между срезом сопла Лаваля 1 и подвижными частями разъемного насадка 2 обеспечивает доступ атмосферного давления и отрыву потока газа и, как следствие снижению потерь тяги, связанных с перерасширением потока газа. В этом случае регулируемое сопло обладает малой высотностью, соответствующей расчетной высоте Н (фиг.3, кривая 1), «отключая» разъемный насадок 2, то есть насадок 2 за щелью не создает тяги. По мере подъема на высоту летательного аппарата давление окружающей среды уменьшается, а давление истекающей струи газа на срезе сопла Лаваля 1 на уровне щели становится больше атмосферного, при этом возникают потери тяги из-за недорасширения газа.
р2
В тот момент подвижные части насадка 2 перемещаются при помощи раздвижных устройств 3, устраняя щель и образуя единый профиль тяговой поверхности сопла Лаваля 1 и насадка 2. При этом регулируемое щелевое сопло вновь работает на режиме близком к расчетному, обладая большей высотностью, соответствующей расчетной высоте Н.
Таким образом, регулируемое сопло двигательной установки на всех участках траектории полета летательного аппарата работает на режиме близком
р
к расчетному Р, (фиг.3, пунктирная кривая 3). На фиг.3 по оси абсцисс отложено значение высоты полета, по оси ординат - тяга сопла.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает регулировку высотности и снижение потерь тяги сопла на высотных режимах работы за счет использования насадка с разъемными стенками, что дает возможность увеличения полезного груза или дальности полета летательного аппарата и несомненно дает положительный экономический эффект.