СИСТЕМА ПЕРЕБРОСА РАБОЧЕГО ТЕЛА ДЛЯ ПОВОРОТНОГО СОПЛА ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ
WORKING MEDIUM CARRY-OVER SYSTEM FOR SWIVEL NOZZLE OF JET TURBINE ENGINE

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, а именно к системам переброса рабочего тела для поворотных сопел, устанавливаемых на турбореактивных двигателях.
Известна система переброса рабочего тела для поворотного сопла турбореактивного двигателя. Данная система состоит из двух полых шарниров, жестко закрепленных один - на неподвижном корпусе сопла двигателя, другой - на подвижном корпусе, телескопически соединенных между собой. Такое соединение позволяет перебрасывать рабочее тело при повороте сопла в одной плоскости вращения, совмещая два движения - вращательное и возвратно-поступательное. Две системы размещены по обе стороны продольной оси поворотного сопла в зоне его поворота (см. патент РФ №2250383, кл. F02K 1/78, опубл. 27.01.2008 г.).
Известное устройство имеет возможность перемещения только в одной плоскости и, следовательно, не позволяет перебрасывать рабочее тело от систем двигателя к системам всеракурсного реактивного сопла, которое изменяет вектор тяги одновременно в двух плоскостях - в вертикальной и горизонтальной.
Задача изобретения - обеспечить независимость друг от друга поворота реактивного сопла в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с обеспечением надежной работы систем для переброса рабочего тела от двигателя к всеракурсному поворотному реактивному соплу при большом количестве циклов поворотов реактивного сопла.
Указанная задача решается тем, что известная система переброса рабочего тела для поворотного сопла турбореактивного двигателя, содержащая соединение двух полых шарнирных узлов, жестко закрепленных посредством проушин, охватывающих полые втулки, один - на неподвижном корпусе сопла двигателя, другой - на его подвижном корпусе, для всеракурсного сопла снабжена двумя полыми рычагами, один конец каждого из которых соединен с соответствующим полым шарнирным узлом, а их противоположные концы соединены между собой дополнительным полым шарниром с полой перемычкой, соединяющей полости рычагов, причем один рычаг установлен в шарнирах с возможностью поворота в радиальной направляющей в плоскости, перпендикулярной горизонтальной оси вращения сопла, а другой - в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом соединение подвижного и неподвижного корпусов выполнено с возможностью перемещения точки их сочленения по сферической поверхности в любом направлении относительно неподвижного корпуса сопла.
Предпочтительно шарнир, установленный на подвижном корпусе сопла, снабжен полой вилкой, один конец которой заведен в паз втулки полого рычага, а другой - в паз втулки корпуса шарнира, установленного в проушине подвижного корпуса сопла.
Такое выполнение устройства позволяет осуществить переброс рабочего тела от систем двигателя к всеракурсному реактивному соплу, которое осуществляет изменение вектора тяги как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, с обеспечением надежного переброса при большом количестве циклов поворотов сопла. Кроме того, система исключает взаимное продольное перемещение шарнирных соединений, что повышает надежность ее работы за счет уменьшения износа ее элементов.
На фиг.1 показана схема размещения систем в плоскости продольной оси двигателя;
на фиг.2 - разрез А-А системы в радиальном направлении;
на фиг.3 - разрез Б-Б шарнира, установленного на неподвижном корпусе сопла;
на фиг.4 - разрез В-В шарнира по оси качения полого рычага;
на фиг.5 - разрез Г-Г шарнира, установленного на подвижном корпусе сопла с трубопроводом подвода рабочего тела;
на фиг.6 - схема работы систем переброса, размещенных с одной стороны от продольной оси сопла.
Система переброса рабочего тела для всеракурсного поворотного реактивного сопла содержит три полых шарнира 1, 2, 3, соединенных гидравлически (пневматически) посредством двух полых рычагов 4, 5. Полый угольник 6 шарнирного узла 1 сообщается с трубопроводом 7 подвода рабочего тела двигателя, а штуцер 8 - с трубопроводом 9 подвода рабочего тела на поворотном корпусе 10 реактивного сопла. Внутренние полости рычагов 4 и 5 сообщаются через Т-образную полую втулку 11 и перемычку 12 с опорным угольником 13 шарнира 2. Конец рычага 4 через полый угольник 6 и проушины 14 шарнира 1 соединен с неподвижным корпусом 15 реактивного сопла двигателя. Свободный конец рычага 5 соединен через корпус 16 шарнира 3 с поворотным корпусом сопла 10 посредством проушины 17. Проушины 14 и 18 охватывают полые втулки 19 и 20, являющиеся окончанием рычагов 4 и 5. Рычаг 4 размещен в шарнирах с возможностью вращения в плоскости, перпендикулярной оси сопла, по направляющей 21, а рычаг 5 - в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, относительно оси 22 двигателя. В полом угольнике 6, опорном угольнике 13 и штуцере 8 выполнены радиальные отверстия 23 для прохождения рабочего тела. Штуцер 8 жестко соединен с трубопроводом 9 подвода рабочего тела сопла. Шарнир 3 снабжен полой вилкой 24 с радиальными отверстиями 23, один конец которой заведен в паз 25 полого рычага 5, одновременно фиксируя положение корпуса 16 в проушине 18. Другой конец полой вилки 24 заведен в паз 26 корпуса 16 шарнира 3. Положение корпуса 16 в проушине 17 поворотного корпуса 10 сопла фиксируется штуцером 8, обеспечивая гидравлическое (пневматическое) соединение.
Устройство работает следующим образом. При перекладках реактивного сопла поворотный корпус 10 вместе со штуцером 8 перемещается в пространстве по сферической траектории относительно центра вращения поворотного реактивного сопла, при этом коммуникации реактивного сопла, связанные со штуцером 8, занимают соответствующее пространственное положение, а коммуникации, расположенные на неподвижном корпусе сопла, остаются в статическом положении.
Рабочее тело (керосин или воздух) от двигателя поступает в полый угольник 6 шарнира 1 и через радиальные отверстия 23 - в полую втулку 19 и во внутреннюю полость рычага 4. Последний поворачивается по направляющей 21 вокруг полого угольника 6 шарнира 1 вместе с шарниром 2. Рычаг 5, имеющий на одном из концов шарнир 2, а на другом шарнир 3, вместе с рычагом 4 поворачивается вокруг полого угольника 6 шарнира 1 и одновременно может качаться в плоскости, перпендикулярной оси опорного угольника 13 шарнира 2.
Шарнир 3, расположенный на противоположном конце рычага 5, повторяет движение поворотного реактивного сопла и заставляет поворачиваться рычаг 5 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.
Рабочее тело через радиальные отверстия 23 полого угольника 6, проушину 14, перемычку 12 и отверстия 23 опорного угольника 13 шарнира 2 поступает во внутреннюю полость рычага 5, а из него через радиальные отверстия 23 штуцера 8 - в систему подвижного корпуса 9 поворотного реактивного сопла. Элементы уплотнения 27, установленные в каждом шарнирном соединении, обеспечивают надежную гидроизоляцию (пневмоизоляцию) системы.
Осуществление изобретения обеспечит надежную работу системы переброса рабочего тела от двигателя к всеракурсному реактивному соплу.