ПОВОРОТНОЕ ОСЕСИММЕТРИЧНОЕ СОПЛО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ROTARY AXISYMMETRIC NOZZLE OF TURBOJET ENGINE

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, в частности к конструкции поворотного осесимметричного сопла турбореактивного двигателя (ТРД).
Известно поворотное осесимметричное сопло ТРД, содержащее неподвижный корпус со сферической полой законцовкой и поворотное устройство, установленное с возможностью поворота относительно оси, поперечной продольной оси двигателя, при этом неподвижный корпус со сферической законцовкой и поворотное устройство снабжены экранами со стороны их внутренних поверхностей, образующими охлаждающий канал, а на внутренней и наружной поверхностях сферической законцовки выполнены сквозные отверстия (см. патент RU №2250384, Кл. F02K 1/78, опубл. 20.04.2005 г.).
Недостатком известного устройства является неравномерность охлаждения сферической полой законцовки корпуса сопла и размещенных в ней элементов, которые наиболее подвержены воздействию высоких температур.
Указанная задача решается тем, что в известном поворотном осесимметричном сопле турбореактивного двигателя, содержащем неподвижный корпус со сферической полой законцовкой и поворотное устройство, установленное с возможностью поворота относительно оси, поперечной продольной оси двигателя, при этом неподвижный корпус со сферической законцовкой и поворотное устройство снабжены экранами со стороны их внутренних поверхностей, образующими охлаждающий канал, а на внутренней и наружной поверхностях сферической законцовки выполнены сквозные отверстия, согласно изобретению внутри сферической полой законцовки установлены Z-образные шпангоуты, жестко прикрепленные к внутренней и наружной поверхностям законцовки, а на свободных поверхностях шпангоутов на заднем фланце сферической полой законцовки и на ее внутренней поверхности между шпангоутами выполнены дополнительные отверстия.
Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является обеспечение более равномерного охлаждения сферической полой законцовки корпуса сопла, что позволяет исключить ее деформацию и улучшить охлаждение размещенных в ней элементов. Это повышает надежность работы сопла ТРД и двигателя в целом.
На фиг. 1 изображен продольный разрез поворотного сопла;
на фиг. 2 - продольный разрез по цапфам и поперечным осям крепления корпусов;
на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2.
Поворотное осесимметричное сопло ТРД содержит неподвижный корпус 1 со сферической полой законцовкой 2 и поворотное устройство 3, соединенные между собой осями вращения 4, размещенными поперечно продольной оси двигателя 5. Неподвижный корпус 1 со сферической полой законцовкой 2 и поворотное устройство 3 снабжены экранами 6 и 7. Экраны 6 и 7 и внутренние поверхности 8 и 9 образуют охлаждающий канал 10. На сферической полой законцовке 2 с внешней и внутренней стороны в зоне расположения осей вращения 4 образованы сквозные отверстия 11 и 12. Внутри сферической полой законцовки 2 установлены Z-образные шпангоуты 13, жестко прикрепленные к наружной 14 и внутренней 15 поверхностям сферической законцовки 2. На свободных поверхностях шпангоутов 13 выполнены дополнительные отверстия 16. На заднем фланце 17 сферической полой законцовки 2 и на ее внутренней поверхности 8 между шпангоутами 13 также выполнены дополнительные отверстия 18 и 19 соответственно. На наружной поверхности неподвижного корпуса 1 установлены два кронштейна 20. Внутри сферической законцовки 2, кронштейна 20 неподвижного корпуса 1 и внутри поворотного устройства 3 размещены цапфы 21, в которых установлены поперечные оси 4, вокруг которых осуществляется отклонение поворотного устройства 3 на заданные углы поворота сопла.
Поворотное осесимметричное сопло работает следующим образом. Часть охлаждающего воздуха из охлаждающего канала 10 через отверстия 11 на внутренней поверхности 15, расположенные вблизи цапф 21 поперечных осей 4, поступает в полую сферическую законцовку 2 и, снимая с них тепло как с наиболее нагретых элементов, выходит через отверстия 12, выполненные в сферической законцовке 2, в охлаждающий канал 10 поворотного устройства 3. Другая часть охлаждающего воздуха из канала 10 через дополнительные отверстия 19, находящиеся также на внутренней поверхности 15 и расположенные между шпангоутами 13, поступает во внутреннюю полость сферической заготовки 2, а затем через дополнительные отверстия 16 на поверхностях шпангоутов 13, снимая тепло изнутри сферической поверхности, через отверстия 12 и дополнительные отверстия 18 на заднем фланце 17 сферической законцовки 2 поступает в охлаждающий канал 10 поворотного устройства 3 и далее поступает на охлаждение деталей реактивного сопла.
Осуществление изобретения позволяет обеспечить равномерное охлаждение поворотного осесимметричного сопла ТРД, вследствие чего устраняется возможность деформации неподвижного корпуса поворотного устройства, улучшается охлаждение цапф, поперечных осей и сферической поверхности законцовки как наиболее нагруженных элементов. Таким образом, повышается надежность работы сопла и двигателя в целом и увеличивается его ресурс.