РЕГУЛИРУЕМОЕ СОПЛО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ
TURBOJET VARIABLE NOZZLE

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции сопел турбореактивных двигателей (ТРД).
Известно сопло для ТРД, содержащее поворотные створки, и систему управления створками, включающую управляемые рычаги, соединенные с исполнительными механизмами, и следящие рычаги, кинематически связанные с управляемыми, причем каждый из управляемых и следящих рычагов соединен тягой с поворотной створкой (патент RU №2378522 класса F02K 1/12, опубл. в 2010 г.).
Недостатком указанного устройства является то, что между поворотными створками, соединенными с управляемыми и следящими рычагами, устанавливается начальный радиальный зазор, так как рычаги соединены вильчатыми кинематическими механизмами, которые подвергаются деформации при работе сопла. Эти деформации различаются на разных режимах работы сопла и, соответственно, при выбранном зазоре для какого-то режима работы на остальных будут появляться зазоры, приводящие к утечке горячих газов.
Отставание поворотных створок, соединенных со следящими рычагами, связано также и с увеличением их люфтов даже при сравнительно малых зазорах в вильчатом соединении, так как выбирание зазоров происходит на большом плече, равном расстоянию между рычагами. Также происходит деформация элементов вильчатых механизмов, подвешенных консольно между рычагами из-за возникновения изгибающих моментов при силовом воздействии давления газов на створку.
Задачей данного изобретения является изменение кинематической схемы передачи усилий от управляемых рычагов к следящим таким образом, чтобы поворот створок при работе сопла осуществлялся без образования зазоров между ними, то есть без утечки горячих газов.
Указанная задача решается тем, что в известном реактивном сопле, содержащем поворотные створки и систему управления створками, включающую управляемые рычаги, соединенные с исполнительными механизмами, и следящие рычаги, кинематически связанные с управляемыми, причем каждый из управляемых и следящих рычагов соединен тягой с поворотной створкой, согласно изобретению управляемые и следящие рычаги установлены на радиальных осях, при этом сопло снабжено кольцом, установленным с возможностью поворота вокруг его продольной оси и соединенным дополнительными тягами с управляемыми и следящими рычагами. Кольцо снабжено роликами, заведенными в направляющие, выполненные на корпусе сопла в его окружном направлении.
Такое устройство позволяет на всех режимах работы сопла осуществлять поворот створок без образования зазора между ними и без установления каких-либо специальных зазоров между створками при сборке сопла, что уменьшает протечки, увеличивает надежность работы сопла и уменьшает потери тяги двигателя.
На фиг.1 изображен продольный разрез сопла;
на фиг.2 - вид А - проекция сверху на сопло;
на фиг.3 - сечение Б-Б - вид на кольцо с роликами.
Сопло содержит поворотные створки 1, управляемые рычаги 2, следящие рычаги 3. Управляемые рычаги приводятся в движение исполнительными механизмами 4. Управляемые рычаги 2 и следящие рычаги 3 установлены на радиальных осях 5 (см. фиг.1), каждый рычаг соединен силовой тягой 6 с поворотной створкой 1 и дополнительной тягой 7 с кольцом 8 (фиг.2), на котором установлены ролики 9, заведенные в направляющие 10, неподвижно установленные на корпусе сопла 11 (фиг.1 и 3). Между створками установлены проставки 12 (фиг.2).
Устройство работает следующим образом. При работе двигателя на поворотные створки 1 действуют силы давления горячих газов, которые передаются через тяги 6 на управляемые 2 и следящие 3 рычаги, воздействуя на них в направлении поворота вокруг радиальных осей 5. Рычаги в свою очередь через дополнительные тяги 7 воздействуют на кольцо 8, которое имеет возможность поворота вокруг продольной оси сопла. При работе на определенном режиме исполнительные механизмы 4 удерживают указанные элементы от перемещений. Для поворота створок при переходе на другой режим работы сопла исполнительные механизмы 4 приводят в движение управляемые рычаги 2. Управляемые рычаги через дополнительные тяги 7 и кольцо 8 поворачивают следящие рычаги. Одновременно управляемые и следящие рычаги через тяги 6 поворачивают присоединенные к ним створки 1.
Так как управляемые и следящие рычаги связаны между собой жесткими элементами, а именно кольцом 8 и дополнительными тягами 7, расположенными вдоль кольца (фиг.2), и работающими на растяжение и сжатие без возникновения изгибающих моментов, то поворотные створки 1 движутся одновременно, без образования зазоров. Таким образом, изменив систему передачи усилий от управляемых рычагов к следящим, а именно введя жесткую связь, работающую на растяжение и сжатие, вместо вильчатого механизма, работающего на изгиб и с большими начальными люфтами, обеспечивается беззазорная сборка и синхронное движение створок сопла на переходных режимах работы.
Это обеспечивает работу сопла без утечек газа, что уменьшает потери тяги двигателя и увеличивает его надежность и ресурс.