ДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Двигательная установка относится к авиационной технике и предназначена для использования в качестве тягового устройства летательного аппарата во время полета.
К двигательным установкам летательного аппарата предъявляются следующие определенные требования.
Двигательная установка должна иметь максимальные тяговые характеристики, а масса самой двигательной установки при этом должна быть наименьшей.
На практике наибольшие тяговые характеристики обеспечиваются за счет получения максимальных температур сгорания топлива и изготовления элементов двигательной установки из высокопрочного металла для обеспечения максимальной прочности и работоспособности конструкции при наиболее возможном уменьшении ее массы.
Уменьшение массы элементов конструкции, взаимодействующих с высокими температурами и высоким давлением требует решения взаимоисключающих задач, увеличение температуры сгорания топлива и давления внутри камеры сгорания для повышения тяговых характеристик влечет за собой увеличение массы и габаритов конструкции.
Таким образом, создание двигательной установки с наибольшими тяговыми характеристиками и строго определенными массой и габаритами является сложной инженерной задачей.
Известна двигательная установка содержащая обечайку стартового двигателя с днищем, крышку, установленную в отверстии днища, обечайку маршевого двигателя, имеющую перегородку с центральным отверстием, теплозащитное покрытие, соединенное в полости обечайки с боковой поверхностью и поверхностью перегородки, установленную в горловине обечайки маршевого двигателя крышку с центральным отверстием, соединенную с двумя боковыми газоходами, центральный газоход с горловиной на одном конце и сопловым блоком на другом, рукав с фланцем, при этом обечайка стартового двигателя соединена с обечайкой маршевого двигателя, центральный газоход проходит через центральные отверстия в перегородке и крышке обечайки маршевого двигателя, горловина газохода соединена с перегородкой, рукав охватывает центральный газоход с зазором, а его фланец соединен с теплозащитным покрытием обечайки маршевого двигателя (см. патент РФ №2445492 МПК F02K 9/30 опубликован 20.03.2012 г.).
Недостаток этой установки заключается в том, что центральный газоход и крышка обечайки маршевого двигателя обладают недостаточной тепловой прочностью, в результате чего они могут прогорать, что вызывает разрушение всего двигателя.
Предлагаемая полезная модель направлена на достижение технического результата - повышение надежности работы двигательной установки.
Технический результат достигается тем, что двигательная установка, содержащая обечайку стартового двигателя с днищем, крышку, установленную в отверстии днища и жестко соединенную с последним, обечайку маршевого двигателя, имеющую перегородку с центральным отверстием, установленную в горловине обечайки маршевого двигателя крышку с центральным отверстием, соединенную с двумя боковыми газоходами, центральный газоход с горловиной на одном конце и сопловым блоком на другом, рукав с фланцем, при этом, обечайка стартового двигателя соединена с обечайкой маршевого двигателя, центральный газоход проходит через центральные отверстия в перегородке и крышке обечайки маршевого двигателя, горловина газохода соединена с перегородкой, рукав охватывает центральный газоход с зазором, а его фланец соединен с теплозащитным покрытием обечайки маршевого двигателя, согласно полезной модели, в центральном газоходе установлена труба с горловиной, выполненная из термостойкого материала, при этом труба проходит через центральный газоход и жестко соединена с ним, а ее горловина охватывает горловину центрального газохода, слой термостойкого материала нанесен на участок внешней поверхности центрального газохода между перегородкой и крышкой обечайки маршевого двигателя и на внутреннюю поверхность этой крышки.
Признак - в центральном газоходе установлена труба с горловиной, выполненная из термостойкого материала, при этом труба проходит через центральный газоход и жестко соединена с ним, а ее горловина охватывает горловину центрального газохода, что позволяет во время работы стартового двигателя уменьшить тепловой поток от проходящего по центральному газоходу высокотемпературного газа к самому газоходу и предотвратить его нагрев до температуры, при которой он теряет свою прочность, что в свою очередь, позволяет уменьшить его массу при сохранении заданных характеристик надежности.
Признак - слой термостойкого материала нанесен на участок внешней поверхности центрального газохода между перегородкой и крышкой обечайки маршевого двигателя и на внутреннюю поверхность этой крышки, что позволяет во время работы маршевого двигателя уменьшить тепловой поток от высокотемпературного газа к центральному газоходу и к крышке и предотвратить их нагрев до температур, при которой они теряет свою прочность, что в свою очередь, позволяет уменьшить их массу при сохранении заданных характеристик надежности.
В дальнейшем полезная модель поясняется фигурами, на которых:
фиг. 1 - изображен схематический чертеж двигательной установки в разрезе;
фиг. 2 - изображен схематический чертеж перегородки обечайки маршевого двигателя в разрезе.
Двигательная установка содержит обечайку 1 стартового двигателя 2 с днищем 3, крышку 4, установленную в отверстие 5 днища 3, обечайку 6 маршевого двигателя 7, имеющую перегородку 8 с центральным отверстием 9. В полости 10 обечайки 6 установлено теплозащитное покрытие 11, жестко соединенное с боковой поверхностью обечайки 6 и с поверхностью перегородки 8. Крышка 13 установлена в горловине 12 обечайки 6 маршевого двигателя 7. В крышке 13 выполнено центральное отверстие 14. Два боковых газохода 15 соединены с крышкой 13. Первый конец центрального газохода 21 проходит через центральное отверстие 9 в перегородке 8, а второй его конец проходит через центральное отверстие 14 в крышке 13 и соединен с сопловым блоком 22. Горловина 23 на первом конце центрального газохода 21 соединена с перегородкой 8. Рукав 24 снабжен фланцем 25. Рукав 24 охватывает центральный газоход 21 с зазором 26. На центральный газоход 21 в месте стыковки с перегородкой 8 и в месте стыковки с крышкой 13 установлены уплотнительные кольца 27, выполненные, например, из материала ИРП-1118 ТУ 38005924-2002. Фланец 25 соединен с теплозащитным покрытием 11 обечайки 6 маршевого двигателя 7. В центральном газоходе 21 установлена труба 31 с горловиной 32. Труба 31 и горловина 32 выполнены из термостойкого материала, например, из материала АГ-4В по ГОСТ 20437-89. Труба 31 проходит через центральный газоход 21 и жестко соединена с ним. Горловина 32 охватывает горловину 23 центрального газохода 21, соединенного с перегородкой 8. В полости обечайки 6 маршевого двигателя 7 на участок внешней поверхности центрального газохода 21 между перегородкой 8 и крышкой 13 нанесен слой термостойкого материала 34, например, П-5-7 ЛДПГОСТ 17731-79. Также в полости обечайки 6 маршевого двигателя 7 на внутренней поверхности крышки 13 нанесен слой термостойкого материала 33, например, ТЗС-1Ф ТУ 205 РСФСР 11.1-87.
В полостях корпусов стартового и маршевого двигателей находится смесевое твердое топливо. На крышку 4, установленную в днище 3 стартового двигателя 2, присоединены пиропатрон и воспламенитель (на фигурах не показаны). От пиропатрона на кронштейн, установленный на внешней поверхности обечайки стартового двигателя, выведен электрожгут с разъемом. Разъем предназначен для соединения с блоком управления стартового двигателя (на фигурах не показан).
Двигательная установка работает следующим образом.
После подачи сигнала на пиропатрон, срабатывает воспламенитель стартового двигателя, который в свою очередь воспламеняет заряд твердого топлива, продукты горения которого под высоким давлением и с высокой температурой проходят через центральный газоход в сопловой блок, где создают реактивную силу.
По команде на запуск маршевого двигателя на его пиропатрон подается сигнал, срабатывает воспламенитель маршевого двигателя, который в свою очередь воспламеняет заряд твердого топлива торцевого горения с внутренним цилиндрическим каналом, поверхность которого забронирована рукавом, продукты горения твердого топлива под высоким давлением и с высокой температурой поступает в боковые газоходы, установленные в крышке обечайки маршевого двигателя.
Труба из термостойкого материала обеспечивает защиту центрального газохода от раскаленных газов, образующихся при работе стартового двигателя, а покрытие из термостойкого материала на внешней поверхности центрального газохода обеспечивает его защиту от раскаленных газов работающего маршевого двигателя, тем самым предотвращается перегрев газохода и как следствие потеря тепловой прочности, препятствуют распространению теплового поля за пределы центрального газохода и одновременно позволяют уменьшить толщину его стенки, выполненной из металла.
Термостойкий материал на крышке обечайки маршевого двигателя защищает ее от высокой температуры внутри камеры сгорания работающего маршевого двигателя и т.о. обеспечивает его работоспособность.