УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ УСТАНОВКИ В РАБОЧЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ НАСАДКА РАЗДВИЖНОГО СОПЛА РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
DEVICE FOR DEFINING TIME OF ROCKET ENGINE EXPANDABLE NOZZLE TIP TRANSFER IN OPERATING POSITION

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в ракетных двигателях с раздвижными соплами для определения времени выдвижения насадка в рабочее положение.
При автономных, огневых стендовых и летных испытаниях двигателя с раздвижным соплом необходим контроль основных параметров процесса выдвижения насадка включая измерение пути раздвижки насадка сопла и определение времени установки насадка в рабочее положение.
Известны устройства, которые могут использоваться для определения значений основных параметров процесса выдвижения насадка, в том числе для определения времени установки насадка в рабочее положение (патенты РФ №№532021, 2219509, 98964).
Однако эти устройства имеют сложную конструкцию с большим количеством элементов и размещение их в ограниченном свободном объеме раздвижного сопла ракетного двигателя крайне трудоемко и в ряде случаев вообще невозможно.
Кроме того, известно устройство для измерения пути движения насадка в рабочее положение (патент РФ №2324144).
В этом устройстве угловые перемещения элементов преобразуются в электрический сигнал, который регистрируется измерительной аппаратурой.
Длина перемещения насадка рассчитывается по выходным данным, при этом может быть определено время установки насадка в рабочее положение.
Даная конструкция достаточно сложна и требует наличия дополнительных элементов (пантографов), которые в ряде конструкций раздвижного сопла не применяются.
Известно также устройство для измерения пути движения насадка раздвижного сопла ракетного двигателя, позволяющее определять время установки насадка в рабочее положение. Устройство включает устанавливаемый на предыдущей (стационарной) части сопла датчик с подпружиненным штоком, упирающимся в насадок (см. Конструкция ракетных двигателей на твердом топливе / под общей ред. Л.Н.Лаврова. - М.: Машиностроение, 1993 - с.200, 201). Это устройство является наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения.
Датчик в данном устройстве содержит преобразователь линейных перемещений штока в электрический сигнал, который регистрируется измерительной аппаратурой.
В этом устройстве длина горизонтально расположенного штока (вдоль оси сопла) должна быть не менее пути движения насадка, и, соответственно, габариты устройства должны быть значительными.
Размещение такого устройства в ограниченном свободном объеме раздвижного сопла ракетного двигателя сложно, работа устройства недостаточно надежна, и его применение для определения времени установки насадка в рабочее положение нецелесообразно.
Технической задачей данного изобретения является повышение надежности работы и упрощение конструкции устройства для определения времени установки в рабочее положение насадка раздвижного сопла ракетного двигателя.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для определения времени установки в рабочее положение насадка раздвижного сопла ракетного двигателя, включающем датчик с подпружиненным штоком, датчик содержит микропереключатель электрической цепи, кнопка которого через коромысло связана со штоком, и установлен на входном торце насадка таким образом, что шток направлен к предыдущей части сопла, на наружной поверхности которой, вблизи выходного торца, установлен упор, с которым взаимодействует шток датчика при установке насадка в рабочее положение.
Наличие в датчике микропереключателя электрической цепи, кнопка которого через коромысло связана со штоком, позволяет наиболее просто обеспечить фиксацию момента установки насадка в рабочее положение на предыдущей части сопла, что соответствует размыканию электрической цепи устройства.
Установка датчика на входном торце насадка таким образом, что шток направлен к предыдущей части сопла, позволяет уменьшить габариты устройства за счет выполнения штока минимально возможной длины.
Наличие упора на предыдущей части сопла позволяет обеспечить требуемую для размыкания электрической цепи устройства величину поджатия штока, при этом повышается точность определения момента установки насадка в рабочее положение за счет обеспечения надежного контакта штока с наружной поверхностью упора.
На фиг.1 показана схема размещения элементов устройства на частях сопла до раздвижки насадков.
На фиг.2 показана схема взаимоположения элементов устройства после раздвижки насадков.
На фиг.3 показана конструктивная схема датчика.
Предлагаемое устройство включает датчик 1, установленный на входном торце первого насадка 2 и второго насадка 3 сопла, и упор 4, установленный на наружной поверхности стационарной части 5 и на насадке 2, вблизи их выходного торца.
В корпусе 6 датчика 1 размещен микропереключатель 7, являющийся чувствительным элементом, формирующим электрическую цепь.
Микропереключатель 7 крепится к стенке корпуса 6 двумя винтами.
Электрическое соединение обеспечивается проводом с соединителем, контакты которого припаяны к микропереключателю 7. Место подпайки залито клеем для обеспечения надежного контакта.
Кнопка 8 микропереключателя 7 через систему коромысло 9 - пружина 10 связана со штоком 11.
Шток 11 соединен с коромыслом 9 посредством резьбового соединения, при этом пружина 10 обеспечивает возвратно-поступательное движение штока 11 и коромысла 9.
Для защиты от несанкционированного воздействия на шток 11 датчика 1 до его установки на насадки 2 и 3 предусмотрен съемный уголок 12.
Малые габариты и небольшая масса позволяют установить датчик 1 на нижнем шпангоуте насадков 2 и 3 без какой-либо доработки конструкции.
При этом датчик 1 устанавливается таким образом, что шток 11 направлен к стационарной части 5 и к насадку 2 перпендикулярно оси сопла.
Упор 4 устанавливается на наружную поверхность стационарной части 5 сопла и на насадок 2 в расчетном сечении, при этом передняя кромка упора 4 выполняется со скосом, а поверхность контакта со штоком 11 выполняется конической для обеспечения плавного захода штока 11 на упор 4.
На стационарную часть 5 и на насадок 2 раздвижного сопла могут быть установлены по два датчика 1 и соответствующее количество упоров 4.
Работа устройства заключается в следующем.
В исходном положении насадка шток 11 датчика 1 находится в выдвинутом положении, при этом электрическая цепь замкнута.
При подаче сигнала на раздвижку фиксируется время начала раздвижки. В конце процесса раздвижки насадка шток 11 датчика 1 подходит к упору 4 и, взаимодействуя с наружной поверхностью упора 4, поджимается, при этом коромысло 9, передвигаясь вместе со штоком 11, освобождает кнопку 8 микропереключателя 7 и электрическая цепь размыкается. В момент размыкания цепи фиксируется время окончания раздвижки.
По разнице между временем окончания раздвижки и временем начала раздвижки определяется значение времени выдвижения насадка в рабочее положение.
Предлагаемое устройство для определения времени установки в рабочее положение насадка раздвижного сопла ракетного двигателя надежно в работе и просто в эксплуатации, не требует существенных затрат на его изготовление, обладает высокой надежностью работы и может многократно использоваться при стендовых испытаниях.
Применение изобретения при автономных и летных испытаниях крупногабаритного раздвижного сопла РДТТ позволило надежно и с высокой точностью определять время выдвижения насадка в рабочее положение.