NO341284B1 - Divergent tube with beam deflectors for fixed load propulsion units - Google Patents
Divergent tube with beam deflectors for fixed load propulsion units Download PDFInfo
- Publication number
- NO341284B1 NO341284B1 NO20131268A NO20131268A NO341284B1 NO 341284 B1 NO341284 B1 NO 341284B1 NO 20131268 A NO20131268 A NO 20131268A NO 20131268 A NO20131268 A NO 20131268A NO 341284 B1 NO341284 B1 NO 341284B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- deflectors
- nozzle
- fins
- flow
- gas
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 61
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 18
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 10
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004643 cyanate ester Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/80—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof characterised by thrust or thrust vector control
- F02K9/90—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof characterised by thrust or thrust vector control using deflectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/80—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof characterised by thrust or thrust vector control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/97—Rocket nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/10—Stators
- F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
- F05D2240/121—Fluid guiding means, e.g. vanes related to the leading edge of a stator vane
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/10—Stators
- F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
- F05D2240/122—Fluid guiding means, e.g. vanes related to the trailing edge of a stator vane
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/30—Arrangement of components
- F05D2250/32—Arrangement of components according to their shape
- F05D2250/324—Arrangement of components according to their shape divergent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Nozzles (AREA)
Description
Divergent rør med stråledeflektorer for fremdriftsenheter med fast last Divergent tube with beam deflectors for fixed load propulsion units
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører området fremdriftsenheter med fast last tilveiebrakt med en dyse som sørger for å støter ut forbrenningsgassene og sikre fremdriftsenhetens skyvekraft. Mer spesifikt faller oppfinnelsen inn under området divergente ør med stråledeflektorer som gjør det mulig å orientere skyvekraftvektoren. The present invention relates to the area of propulsion units with a fixed load provided with a nozzle which ensures that the combustion gases are ejected and ensures the thrust of the propulsion unit. More specifically, the invention falls under the area of divergent eyes with beam deflectors which make it possible to orient the thrust vector.
For å forbedre fremdriftsenhetenes ytelse og særlig deres smidighet ved lav eller middels hastighet er målet å orientere utstøtingen av forbrenningsgassene for å styre skyvekraftvektoren. Innretninger anvendes så, slik som stråledeflektorer, bevegelige dyser på en mekanisk stopper, fleksible dyser eller til og med asymmetrisk injeksjon av væske eller gass i det divergente røret. De divergente rørene med stråledeflektorer har den fordelen at de tillater styring av fremdriftsenheten i tre rotasjoner, i gjr, i stamp og i rull. Sammenligningsvis krever en komplisert og kostbar alternativ løsning to bevegelige dyser på en mekanisk stopper for å oppnå samme styring av fremdriftsenheten. De divergente rørene med stråledeflektorer har mange fordeler, særlig redusert vekt, volum eller kostnad, noe som gjør disse innretningene særlig velegnet til små fremdriftsenheter for hvilke nøyaktig og rask styring av banen etterstrebes. De divergente rørene med stråledeflektorer har imidlertid ulemper, særlig dragsuget til stråledeflektorene. Installeringen av stråledeflektorer i det divergente røret bryter strømmen av forbrenningsgass ved å skape sjokkbølger, grensesjikt, turbulens i dragsuget deres. Disse fenomenene, selv når deflektorenes er i innfallsvinkel null (eng.: zero incidence), det vil si når skyvekraftvektoren ikke er avbøyet, forårsaker tap av skyvekraft, typisk i størrelsesorden 1 til 3 %. Det forsøkes å begrense dette tapet, samtidig som fordelene til divergente rør med stråledeflektorer beholdes. In order to improve the performance of the propulsion units and especially their agility at low or medium speed, the aim is to orient the exhaust of the combustion gases to control the thrust vector. Devices are then used, such as beam deflectors, movable nozzles on a mechanical stop, flexible nozzles or even asymmetric injection of liquid or gas into the divergent tube. The divergent tubes with beam deflectors have the advantage of allowing control of the propulsion unit in three rotations, in yaw, in pitch and in roll. By comparison, a complicated and expensive alternative solution requires two moving nozzles on a mechanical stop to achieve the same control of the propulsion unit. The divergent tubes with beam deflectors have many advantages, in particular reduced weight, volume or cost, which makes these devices particularly suitable for small propulsion units for which accurate and fast control of the path is sought. However, the divergent tubes with beam deflectors have disadvantages, in particular the draft suction of the beam deflectors. The installation of beam deflectors in the divergent tube breaks the flow of combustion gas by creating shock waves, boundary layer, turbulence in their draft. These phenomena, even when the deflectors are at zero incidence, i.e. when the thrust vector is not deflected, cause a loss of thrust, typically in the order of 1 to 3%. An attempt is made to limit this loss, while retaining the advantages of divergent tubes with beam deflectors.
WO 2005028844 A, US 2010272577 Al og WO 02073118 Al beskriver kjent teknikk på området. WO 2005028844 A, US 2010272577 A1 and WO 02073118 A1 describe known techniques in the area.
Det finnes nå flere typer dyser tilveiebrakt med et divergent rør med stråledeflektorer for en fremdriftsenhet med fast last. Prinsippet til disse innretningene er illustrert i figurene la og lb. En fremdriftsenhet 1 omfattende et legeme 2, for eksempel sylinderformet på en hovedakse Z, inneholder følgelig en fast last 3, slik som et drivmiddel. Forbrenningen av den faste lasten 3 settes i gang av en sentral kanal 4. Forbrenningsgassene drives ut ved hjelp av trykket i den sentrale kanalen 4 gjennom en dyse 5 plassert på baksiden av fremdriftsenheten 1. Dysen 5 omfatter et konvergent første element 5A og et divergent andre element 5B. Dysen har en seksjon med mindre overflateareal på nivå med en hals 5C mellom det konvergente elementet 5A og det divergente elementet 5B. Skyvekraften oppnås ved ekspansjon av forbrenningsgassene i det divergente røret. I figur la er det divergente elementet 5B til dysen 5 et standard fast divergent element, uten stråledeflektor. There are now several types of nozzles provided with a divergent tube with beam deflectors for a fixed load propulsion unit. The principle of these devices is illustrated in figures la and lb. A propulsion unit 1 comprising a body 2, for example cylindrical on a main axis Z, consequently contains a fixed load 3, such as a propellant. The combustion of the solid load 3 is initiated by a central channel 4. The combustion gases are driven out by means of the pressure in the central channel 4 through a nozzle 5 located at the rear of the propulsion unit 1. The nozzle 5 comprises a convergent first element 5A and a divergent second element 5B. The nozzle has a section with a smaller surface area at the level of a neck 5C between the convergent element 5A and the divergent element 5B. The thrust is achieved by expansion of the combustion gases in the divergent tube. In Figure 1a, the divergent element 5B of the nozzle 5 is a standard fixed divergent element, without a beam deflector.
Figur lb viser en kjent implementasjon av en dyse tilveiebrakt med et divergent element 7 med stråledeflektor. Det divergente elementets 7 indre overflate, i det vesentlige avsmalnet (typisk en halwinkel på omtrent 15°), i kontakt med forbrenningsgassene, er gitt henvisningstallet 71. Det divergente elementet 7 omfatter fire finner 81, 82, 83 og 84 forbundet til det divergente elementet 7 med fire forbindelsesledd 91, 92, 93 og 94. De fire forbindelsesleddene 91, 92, 93 og 94 er anbrakt i to innbyrdes ortogonale plan inneholdende aksen Z. X og Y er anvendt for å angj to akser henholdsvis rommet i ett av de to ortogonale planene og som danner, sammen med Z, en ortogonal referanseramme. Figure 1b shows a known implementation of a nozzle provided with a divergent element 7 with a beam deflector. The inner surface of the divergent element 7, substantially tapered (typically a half-angle of about 15°), in contact with the combustion gases, is given the reference number 71. The divergent element 7 comprises four fins 81, 82, 83 and 84 connected to the divergent element 7 with four connecting links 91, 92, 93 and 94. The four connecting links 91, 92, 93 and 94 are placed in two mutually orthogonal planes containing the axis Z. X and Y are used to indicate two axes and the space in one of the two orthogonal planes and which form, together with Z, an orthogonal frame of reference.
Forbindelsesleddene 91, 92, 93 og 94 tillater rotasjon av finnene 81, 82, 83 og 84 i forhold til det divergente elementet 7 på en akse rommet i ett av de ortogonale planene beskrevet tidligere. XI, X2, X3 og X4 er anvendt for å angi rotasjonsaksen til hver av finnene 81, 82, 83 og 84. The connecting links 91, 92, 93 and 94 allow rotation of the fins 81, 82, 83 and 84 in relation to the divergent element 7 on an axis within one of the orthogonal planes described earlier. XI, X2, X3 and X4 are used to indicate the axis of rotation of each of the fins 81, 82, 83 and 84.
Hver av finnene, for eksempel 83, omfatter to hovedoverflater, med henvisningstegn Sg3Aog Sg3Bi figuren, vendt mot hverandre, forbundet ved hjelp av hovedkanter, en første kant kalt ledende kant orientert mot dysens innløpsseksjon og en andre kant kalt etterhengende kant orientert mot dysens utløpsseksjon. Begrepet innfallsvinkel null anvendes når finnene er innrettet med strømmen av forbrenningsgasser; idet hovedoverflatene da i det vesentlige er parallelle til strømmen av gass. Denne stillingen gjør det mulig å minimere turbulensen generert på strømmen av gass. Strømmens avbøying er null, strømmen er symmetrisk i forhold til aksen Z. Ved å styre rotasjonen til hver av finnene, er det mulig å styre fremdriftsenhetens 1 skyvekraftvektor. Styringen på giraksen er typisk mulig ved hjelp av rotasjon av finnene 81 og 83; styringen på stampaksen er mulig ved hjelp av rotasjon av finnene 82 og 84; styringen på rullaksen er mulig ved hjelp av rotasjon av finnene 81 til 84. Each of the fins, for example 83, comprises two main surfaces, with reference signs Sg3A and Sg3Bi the figure, facing each other, connected by means of main edges, a first edge called leading edge oriented towards the inlet section of the nozzle and a second edge called lagging edge oriented towards the outlet section of the nozzle. The term angle of incidence zero is used when the fins are aligned with the flow of combustion gases; as the main surfaces are then essentially parallel to the flow of gas. This position makes it possible to minimize the turbulence generated on the flow of gas. The deflection of the current is zero, the current is symmetrical in relation to the axis Z. By controlling the rotation of each of the fins, it is possible to control the thrust vector of the propulsion unit 1. The control of the gyro axis is typically possible by means of rotation of the fins 81 and 83; the control of the stem axis is possible by means of rotation of the fins 82 and 84; the control of the roller axis is possible by means of rotation of the fins 81 to 84.
Forbrenningsgassene for den faste lasten har høy temperatur og supersonisk hastighet og er derfor svært ablative. Finnene utsettes for svært aggressive omgivelser, særlig den ledende kanten av finnene. Videre utøver strømmen av gass en betydelig kraft på finnens overflate når førstnevnte styres slik at det genereres en avbøying av strømmen av gass. Av disse grunnene genererer finnene som implementeres i dag og som krever en betydelig tykkelse, et brudd i strømmen av gass som er betydelig selv i innfallsvinkel null. The combustion gases for the solid load have a high temperature and supersonic speed and are therefore highly ablative. The fins are exposed to very aggressive environments, especially the leading edge of the fins. Furthermore, the flow of gas exerts a significant force on the surface of the fin when the former is controlled so that a deflection of the flow of gas is generated. For these reasons, the fins implemented today, which require a significant thickness, generate a break in the flow of gas that is significant even at zero angle of incidence.
Oppfinnelsen har som mål å foreslå en alternativ løsning for et divergent element med stråledeflektorer til en fremdriftsenhet med fast last ved å avhjelpe ovennevnte vanskeligheter ved implementasjon. The invention aims to propose an alternative solution for a divergent element with beam deflectors for a propulsion unit with a fixed load by remedying the above-mentioned difficulties in implementation.
Til dette formålet tilveiebringer oppfinnelsen en dyse for en fremdriftsenhet med fast last omfattende et divergent element gjennom hvilket en strøm av forbrenningsgass for en fast last kan passere mellom en innløpsseksjon og en utløpsseksjon, og omfattende et antall finner utsatt for strømmen av gass mellom innløpsseksjonen og utløpsseksjonen, hver forbundet med det divergente elementet og dreibart festet til det divergente elementet for slik å dreie fra en innfallsvinkel null rotasjonsposisjon hvor finnens største overflater er i det vesentlige parallelle med strømmen med gass og finnen minimerer dens avbøying av strømmen av gass; der hver av finnene omfatter en første kant, kalt ledende kant, orientert mot innløpsseksjonen til dysen, og ytterligere omfattende et antall deflektorer festet til det divergente elementet, plassert mellom innløpsseksjonen og utløpsseksjonen og oppstrøms av finnene i forhold til strømmen av gass, slik at de beskytter finnenes ledende kant når finnene er i deres innfallsvinkel null-stilling ved hjelp av avbøying av en gasstrømsdel rettet mot den ledende kanten; idet deflektorene gjør det mulig å strukturere strømmen av gass oppstrøms av finnene uten å begrense dysens innløpsseksjon. To this end, the invention provides a nozzle for a solid load propulsion unit comprising a divergent element through which a flow of combustion gas for a solid load can pass between an inlet section and an outlet section, and comprising a number of fins exposed to the flow of gas between the inlet section and the outlet section , each connected to the divergent member and rotatably attached to the divergent member so as to pivot from an angle of incidence zero rotational position where the major surfaces of the fin are substantially parallel to the flow of gas and the fin minimizes its deflection of the flow of gas; wherein each of the fins comprises a first edge, called a leading edge, oriented towards the inlet section of the nozzle, and further comprising a number of deflectors attached to the divergent element, located between the inlet section and the outlet section and upstream of the fins in relation to the flow of gas, so that they protecting the leading edge of the fins when the fins are in their zero angle of incidence position by deflecting a gas flow portion directed towards the leading edge; as the deflectors make it possible to structure the flow of gas upstream of the fins without restricting the inlet section of the nozzle.
Oppfinnelsen vedrører også en fremdriftsenhet med fast last omfattende en dyse som har de ovennevnte beskrevne trekkene. The invention also relates to a fixed load propulsion unit comprising a nozzle having the above described features.
Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for å fremstille en slik dyse. The invention also relates to a method for producing such a nozzle.
Oppfinnelsen vil forstås bedre, og andre fordeler vil fremgå ved lesing av den detaljerte beskrivelsen av utførelsesformer gitt som eksempler i de følgende figurene. The invention will be better understood and other advantages will be apparent from reading the detailed description of embodiments given as examples in the following figures.
Figurene la og lb, som allerede er omtalt, beskriver en kjent implementasjon av en fremdriftsenhet med fast last tilveiebrakt med et divergent element, Figures la and lb, already discussed, describe a known implementation of a fixed load propulsion unit provided with a divergent element,
figurene 2a, 2b og 2c viser en første implementasjon av en dyse tilveiebrakt med et divergent element med stråledeflektor ifølge en utførelsesf orm av oppfinnelsen, figures 2a, 2b and 2c show a first implementation of a nozzle provided with a divergent element with a beam deflector according to an embodiment of the invention,
figurene 3a, 3b og 3c viser en andre implementasjon av en dyse tilveiebrakt med et divergent element med stråledeflektor ifølge en utførelsesf orm av oppfinnelsen, figures 3a, 3b and 3c show a second implementation of a nozzle provided with a divergent element with a beam deflector according to an embodiment of the invention,
figurene 4a og 4b viser finnene til et divergent element ifølge de to utførelsesformene av oppfinnelsen, figures 4a and 4b show the fins of a divergent element according to the two embodiments of the invention,
figur 5 viser et eksempel på en deflektor og dens festemiddel på et divergent element ifølge en utførelsesf orm av oppfinnelsen. figure 5 shows an example of a deflector and its fastening means on a divergent element according to an embodiment of the invention.
Av klarhetshensyn vil de samme elementene ha samme henvisningstegn i de ulike figurene. Figurene beskriver oppfinnelsen fra ulike synsvinkler, i perspektiv eller fra siden; noen henvisningstegn nevnt i teksten er ikke inkludert i tegningene, men er utledet logisk utfra henvisningstegnene i figurene. For reasons of clarity, the same elements will have the same reference sign in the various figures. The figures describe the invention from different points of view, in perspective or from the side; some reference signs mentioned in the text are not included in the drawings, but are derived logically from the reference signs in the figures.
Figurene 2a, 2b og 2c viser en første utførelsesform av en dyse tilveiebrakt med et divergent element med stråledeflektor ifølge oppfinnelsen. En dyse 61 omfatter et divergent element 7 av hvilket en indre overflate 71, for eksempel avsmalnet, utsettes for en strøm av forbrenningsgass for en fast last 3 for en fremdriftsenhet 1. Strømmen av gass passerer gjennom dysen og det divergente elementet 7 langs en hovedakse Z. Som tidligere beskrevet i figurene la og lb omfatter dysen 61 fire finner 81, 82, 83 og 84 forbundet til det divergente elementet 7 ved hjelp av fire forbindelsesledd 91, 92, 93 og 94. De fire forbindelsesleddene 91, 92, 93 og 94 er plassert i to innbyrdes ortogonale plan inneholdende aksen Z. X og Y angir to akser henholdsvis rommet i ett av de to ortogonale planene og danner, sammen med Z, en ortogonal referanseramme. Forbindelsesleddene 91, 92, 93 og 94 tillater rotasjon av finnene 81, 82, 83 og 84 i forhold til det divergente elementet 7 på en akse rommet i ett av de ortogonale planene beskrevet tidligere. XI, X2, X3 og X4 angir rotasjonsaksen til hver av finnene 81, 82, 83 og 84. Figures 2a, 2b and 2c show a first embodiment of a nozzle provided with a divergent element with a beam deflector according to the invention. A nozzle 61 comprises a divergent element 7 of which an inner surface 71, for example tapered, is exposed to a flow of combustion gas for a fixed load 3 for a propulsion unit 1. The flow of gas passes through the nozzle and the divergent element 7 along a main axis Z As previously described in figures la and lb, the nozzle 61 comprises four fins 81, 82, 83 and 84 connected to the divergent element 7 by means of four connecting links 91, 92, 93 and 94. The four connecting links 91, 92, 93 and 94 are placed in two mutually orthogonal planes containing the axis Z. X and Y denote two axes respectively the space in one of the two orthogonal planes and form, together with Z, an orthogonal frame of reference. The connecting links 91, 92, 93 and 94 allow rotation of the fins 81, 82, 83 and 84 in relation to the divergent element 7 on an axis within one of the orthogonal planes described earlier. XI, X2, X3 and X4 indicate the axis of rotation of each of the fins 81, 82, 83 and 84.
Ifølge oppfinnelsen omfatter dysen 61 et divergent element 7 gjennom hvilket en strøm av forbrenningsgass for en fast last 3 kan passere mellom en innløpsseksjon Sa og en utløpsseksjon Sb- Dysen 61 omfatter et antall finner 81, 82, According to the invention, the nozzle 61 comprises a divergent element 7 through which a stream of combustion gas for a solid load 3 can pass between an inlet section Sa and an outlet section Sb- The nozzle 61 comprises a number of fins 81, 82,
83 og 84 utsatt for strømmen av gass mellom innløpsseksjonen Sa og utløpsseksjonen Sb, forbundet til det divergente elementet 7 og i stand til å drives i rotasjon i forhold til det divergente elementet 7, slik at det genereres en avbøying av en del av strømmen av gass, som varierer avhengig av finnens 81, 82, 83 eller 84 vinkelposisjon. Finnene gjør det slik mulig å orientere en skyvekraftvektor generert av strømmen av gass gjennom dysen 61. Hver av finnene 81, 82, 83 og 84 omfatter to hovedoverflater, Sg3A, Sg3B, vendt mot hverandre og forbundet ved hjelp av hovedkanter, en første kant 101, 102, 103 og 104, kalt ledende kant, orientert mot innløpsseksjonen Sa til dysen 61, og en andre kant 101f, 102f, 103f og 104f, kalt etterhengende kant, orientert mot dysens 61 utløpsseksjon Sb- 83 and 84 exposed to the flow of gas between the inlet section Sa and the outlet section Sb, connected to the divergent element 7 and capable of being driven in rotation relative to the divergent element 7, so that a deflection of part of the flow of gas is generated , which varies depending on the angular position of fin 81, 82, 83 or 84. The fins thus make it possible to orient a thrust vector generated by the flow of gas through the nozzle 61. Each of the fins 81, 82, 83 and 84 comprises two main surfaces, Sg3A, Sg3B, facing each other and connected by means of main edges, a first edge 101 , 102, 103 and 104, called leading edge, oriented towards the inlet section Sa of the nozzle 61, and a second edge 101f, 102f, 103f and 104f, called trailing edge, oriented towards the nozzle 61 outlet section Sb-
Ifølge oppfinnelsen omfatter dysen 61 også fire deflektorer 111, 112, 113 og 114 festet til det divergente elementet 7. Deflektorene 111, 112, 113 og 114 er henholdsvis plassert oppstrøms av finnene 81, 82, 83 og 84 i forhold til strømmen av gass. Hver av deflektorene gjør det mulig, ved hjelp av sin form og sin plassering i det divergente elementet, å avbøye en gasstrømsdel som ellers er rettet mot den ledende kanten av hver finne; idet de behørig konfigurerte deflektorene gjør det mulig å strukturere strømmen av gass oppstrøms av finnene. Som angitt i figurene har deflektorene foretrukket i det vesentlige plan form og i det vesentlige rommet i de to tidligere beskrevne ortogonale planene; der de ortogonale planene inneholder finnenes rotasjonsakser. According to the invention, the nozzle 61 also comprises four deflectors 111, 112, 113 and 114 attached to the divergent element 7. The deflectors 111, 112, 113 and 114 are respectively placed upstream of the fins 81, 82, 83 and 84 in relation to the flow of gas. Each of the deflectors makes it possible, by means of its shape and its location in the divergent element, to deflect a gas flow portion which is otherwise directed towards the leading edge of each fin; as the properly configured deflectors make it possible to structure the flow of gas upstream of the fins. As indicated in the figures, the deflectors have preferred essentially planar shape and essentially space in the two previously described orthogonal planes; where the orthogonal planes contain the axes of rotation of the fins.
I en første utførelsesform vist i figurene 2a, 2b og 2c, er deflektorene 111, 112, 113 og 114, som har form av en tynn styringsoverflate, festet til den i det vesentlige avsmalnede indre overflaten 71 ved hjelp av en første kant. Deflektorene 111, 112, 113 og 114 omfatter en andre kant i det vesentlige parallell med aksen Z og utsatt for strømmen av gass, og en tredje kant 121, 122, 123 og 124 i det vesentlige parallell med den ledende kanten, henholdsvis 101, 102, 103 og 104, av finnen som vender mot deflektoren, henholdsvis 81, 82, 83 og 84. Deflektorene tar form av en styringsoverflate, hvis ledende kant, som tilsvarer den andre kanten som er i det vesentlige parallell med Z-aksen, strekker seg fra innløpsseksjonen Sa til det divergente elementet, det vil si i nærheten av dysens hals, mot utløpsseksjonen Sb til det divergente elementet 7. In a first embodiment shown in figures 2a, 2b and 2c, the deflectors 111, 112, 113 and 114, which have the form of a thin guiding surface, are attached to the substantially tapered inner surface 71 by means of a first edge. The deflectors 111, 112, 113 and 114 comprise a second edge substantially parallel to the axis Z and exposed to the flow of gas, and a third edge 121, 122, 123 and 124 substantially parallel to the leading edge, respectively 101, 102 , 103 and 104, of the fin facing the deflector, 81, 82, 83 and 84 respectively. The deflectors take the form of a guide surface, the leading edge of which, corresponding to the other edge which is substantially parallel to the Z axis, extends from the inlet section Sa to the divergent element, i.e. near the neck of the nozzle, towards the outlet section Sb to the divergent element 7.
Som tidligere beskrevet anvendes uttrykket "finnestilling med innfallsvinkel null" for å beskrive stillingen til en finne som minimerer avbøyingen av strømmen av gass. Dette er typisk tilfelle i figur 2b til finnene 81, 82 og 83 for hvilke hovedoverflatene Sg3Aog Sg3Ber i det vesentlige parallelle til strømmen av gass. Når alle finnene er plassert med innfallsvinkel null, er skyvekraftvektoren generert av strømmen av gass innrettet på aksen Z. As previously described, the expression "fin position with angle of incidence zero" is used to describe the position of a fin which minimizes the deflection of the flow of gas. This is typically the case in figure 2b for the fins 81, 82 and 83 for which the main surfaces Sg3A and Sg3B are essentially parallel to the flow of gas. When all the fins are positioned with a zero angle of incidence, the thrust vector is generated by the flow of gas aligned on the Z axis.
I denne første utførelsesformen beskyttes de ledende kantene 101, 102, 103 og 104 til finnene 81, 82, 83 og 84 plassert med innfallsvinkel null som vist i figur 2b, mot strømmen av gass ved hjelp av deflektorenes 111, 112, 113 og 114 kanter 121, 122, 123 og 124. In this first embodiment, the leading edges 101, 102, 103 and 104 of the fins 81, 82, 83 and 84 placed with a zero angle of incidence as shown in figure 2b are protected against the flow of gas by means of the edges of the deflectors 111, 112, 113 and 114 121, 122, 123 and 124.
Når en finne ikke er i en stilling med innfallsvinkel null, det vil si når den drives i rotasjon for å tillate avbøying av strømmen av gass, slik det for eksempel er tilfelle for finnen 82 i figur 2c, utsettes finnens ledende kant 102 minst delvis for strømmen av gass. When a fin is not in a position with a zero angle of incidence, that is, when it is operated in rotation to allow deflection of the flow of gas, as is for example the case for the fin 82 in Figure 2c, the leading edge 102 of the fin is at least partially exposed to the flow of gas.
Med andre ord omfatter dysen 61 et antall deflektorer 111, 112, 113 og 114 festet til det divergente elementet 7 og utsatt for strømmen av gass mellom innløpsseksjonen Sa og utløpsseksjonen Sb og plassert oppstrøms av finnene 81, 82, 83 og 84 i forhold til strømmen av gass, for minst delvis å beskytte den ledende kanten 101, 102, 103 og 104 til finnene 81, 82, 83 og 84 ved avbøying av en gasstrømdel rettet mot den ledende kanten 101, 102, 103 og 104. Styringsoverflateformen til deflektorene som strekker seg fra det divergente elementets innløpsseksjon, er særlig fordelaktig. I praksis gjør denne spesielle formen det mulig å strukturere strømmen av gass oppstrøms av finnene i den supersoniske delen. Ved å utgå fra innløpsseksjonen Sa til det divergente elementet, i forlengelsen av dysens hals, reduserer ikke deflektorene den effektive seksjonen til dysens hals. Ved hjelp av denne spesielle formen og plasseringen gjør deflektorene det mulig å strukturere strømmen av gass oppstrøms av finnene og derfor beskytte sistnevnte. De gjør det også mulig å begrense både tapene i skyvekraft og erosjonen forårsaket av strømmen av gass, som ville følge av en plassering der deflektorene utgår oppstrøms av innløpsseksjonen Sa til det divergente elementet, i dysens hals. På lignende måte, ved å gjøre det mulig å strukturere strømmen av gass oppstrøms av finnene, gjør denne implementasjonen av deflektorene det mulig å minimere tapene ved hjelp av sjokkbølger på nivå med finnene når styringen er null. In other words, the nozzle 61 comprises a number of deflectors 111, 112, 113 and 114 attached to the divergent element 7 and exposed to the flow of gas between the inlet section Sa and the outlet section Sb and located upstream of the fins 81, 82, 83 and 84 in relation to the flow of gas, to at least partially protect the leading edge 101, 102, 103 and 104 of the fins 81, 82, 83 and 84 by deflecting a gas flow portion directed towards the leading edge 101, 102, 103 and 104. The control surface shape of the deflectors extending away from the divergent element's inlet section, is particularly advantageous. In practice, this particular shape makes it possible to structure the flow of gas upstream of the fins in the supersonic section. By proceeding from the inlet section Sa to the divergent element, in the extension of the nozzle throat, the deflectors do not reduce the effective section of the nozzle throat. By means of this particular shape and location, the deflectors make it possible to structure the flow of gas upstream of the fins and therefore protect the latter. They also make it possible to limit both the losses in thrust and the erosion caused by the flow of gas, which would result from a location where the deflectors exit upstream of the inlet section Sa to the divergent element, in the throat of the nozzle. Similarly, by making it possible to structure the flow of gas upstream of the fins, this implementation of the deflectors makes it possible to minimize the losses by means of shock waves at the level of the fins when the steering is zero.
For hver av finnene 81, 82, 83 og 84 er den ledende kanten 101, 102, 103 og 104 fordelaktig fullstendig beskyttet mot strømmen av gass ved hjelp av en deflektor 111, 112, 113, 114 når finnen er i en stilling som minimerer avbøyingen av strømmen av gass, kalt stilling med innfallsvinkel null. For eksempel for en finne 83 i en stilling med innfallsvinkel null, ettersom hovedoverflatene Sg3Aog Sg3Btil finnen 83 i det vesentlige er innrettet med en gasstrømtransportakse Z, har deflektoren 113 en kant 123 som er i det vesentlige parallell med den ledende kanten 103 til finnen 83 som er plassert med innfallsvinkel null, og med en lengde som er i det vesentlige lik lengden til den ledende kanten 103 til finnen 83. For each of the fins 81, 82, 83 and 84, the leading edge 101, 102, 103 and 104 is advantageously completely protected from the flow of gas by means of a deflector 111, 112, 113, 114 when the fin is in a position which minimizes the deflection of the flow of gas, called position with angle of incidence zero. For example, for a fin 83 in a zero incidence angle position, since the main surfaces Sg3A and Sg3B of the fin 83 are substantially aligned with a gas flow transport axis Z, the deflector 113 has an edge 123 that is substantially parallel to the leading edge 103 of the fin 83 which is placed with a zero angle of incidence, and with a length which is substantially equal to the length of the leading edge 103 of the fin 83.
Fordelaktig kan minst én av deflektorene konfigureres slik at den utsettes med en del av sin overflate for en subsonisk strøm av gass, i nærheten av inngangen til strømmen av gass inn i dysen, og med en del av sin overflate for en supersonisk strøm av gass i nærheten av utgangen til gasstrøm i dysen. Advantageously, at least one of the deflectors can be configured to be exposed with part of its surface to a subsonic flow of gas near the entrance of the flow of gas into the nozzle, and with part of its surface to a supersonic flow of gas in near the exit of gas flow in the nozzle.
Fordelaktig omfatter dysen 61 fire finner 81, 82, 83 og 84, forbundet til en i det vesentlige avsmalnet indre overflate 71 til det divergente elementet 7 ved hjelp av fire forbindelsesledd 91, 92, 93 og 94, rommet i to innbyrdes ortogonale plan inneholdende aksen Z. Dysen 61 omfatter også en deflektor 111, 112, 113 og 114, plassert slik at de vender mot hver av de fire finnene 81, 82, 83 og 84, har i det vesentlige plan form og rommet i samme plan som finnen; der hver av de fire deflektorene 111, 112, 113 og 114 omfatter en første kant som er festet til den indre overflaten 71 til det divergente elementet 7, en andre langlinjet kant i det vesentlige parallell med gasstrømtransportaksen Z og en tredje langlinjet kant 121, 122, 123 og 124 i det vesentlige parallell med den ledende kanten til den berørte finnen 81, 82, 83 eller 84. Advantageously, the nozzle 61 comprises four fins 81, 82, 83 and 84, connected to a substantially tapered inner surface 71 of the divergent element 7 by means of four connecting links 91, 92, 93 and 94, the space in two mutually orthogonal planes containing the axis Z. The nozzle 61 also comprises a deflector 111, 112, 113 and 114, positioned so that they face each of the four fins 81, 82, 83 and 84, having an essentially planar shape and the space in the same plane as the fin; where each of the four deflectors 111, 112, 113 and 114 comprises a first edge which is attached to the inner surface 71 of the divergent element 7, a second elongated edge substantially parallel to the gas flow transport axis Z and a third elongated edge 121, 122 , 123 and 124 substantially parallel to the leading edge of the affected fin 81, 82, 83 or 84.
Denne første utførelsesformen er særlig fordelaktig ettersom den gjør det mulig å beskytte den ledende kanten til en finne plassert med innfallsvinkel null. Denne implementasjonen gjør det mulig å redusere tapet av kraft med innfallsvinkel null betydelig. Ved å utgå nedstrøms av dysens hals gjør deflektorene det mulig å strukturere strømmen av gass for å beskytte finnene uten å generere et betydelig tap av skyvekraft. This first embodiment is particularly advantageous as it makes it possible to protect the leading edge of a fin positioned at zero angle of incidence. This implementation makes it possible to significantly reduce the loss of power at zero angle of incidence. By exiting downstream of the nozzle throat, the deflectors enable the flow of gas to be structured to protect the fins without generating a significant loss of thrust.
Fordelaktig har finnene implementert i denne første utførelsesformen en første del av sin overflate plassert oppstrøms av rotasjonsaksen og en andre del av sin overflate plassert nedstrøms av rotasjonsaksen. Denne implementasjonen er særlig fordelaktig ettersom den gjør det mulig å begrense dreiemomentet som skal påføres for at finnen skal rotere; ettersom kreftene som påføres av strømmen av gass over den første delen av overflaten delvis kompenseres av kreftene som påføres av strømmen av gass over den andre delen av overflaten. Advantageously, the fins implemented in this first embodiment have a first part of their surface located upstream of the axis of rotation and a second part of their surface located downstream of the axis of rotation. This implementation is particularly advantageous as it makes it possible to limit the torque to be applied for the fin to rotate; as the forces exerted by the flow of gas over the first part of the surface are partially compensated by the forces exerted by the flow of gas over the second part of the surface.
Figurene 3a, 3b og 3c viser en andre implementasjon av en dyse tilveiebrakt med et divergent element med stråledeflektor ifølge oppfinnelsen. Figures 3a, 3b and 3c show a second implementation of a nozzle provided with a divergent element with a beam deflector according to the invention.
I denne andre implementasjonen omfatter en dyse 62 de samme komponentene som beskrevet tidligere for den første implementasjonen vist i figurene 2a, 2b og 2c. Denne andre implementasjonen er forskjellig fra den første når det gjelder formen til finnene og deflektorene. In this second implementation, a nozzle 62 comprises the same components as described previously for the first implementation shown in figures 2a, 2b and 2c. This second implementation differs from the first in terms of the shape of the fins and deflectors.
De fire finnene har henvisningstegn 81b, 82b, 83b og 84b. De ledende kantene til finnene har henvisningstegn 101b, 102b, 103b og 104b. De fire deflektorene har henvisningstegn 111b, 112b, 113b og 114b. Kantene til deflektorene som vender mot finnene 81b, 82b, 83b og 84b er i det vesentlige parallelle til den ledende kanten til finnene 101b, 102b, 103b og 104b og har henholdsvis henvisningstegn 121b, 122b, 123b og 124b. The four fins are designated 81b, 82b, 83b and 84b. The leading edges of the fins are designated 101b, 102b, 103b and 104b. The four deflectors have reference characters 111b, 112b, 113b and 114b. The edges of the deflectors facing the fins 81b, 82b, 83b and 84b are substantially parallel to the leading edge of the fins 101b, 102b, 103b and 104b and are respectively designated 121b, 122b, 123b and 124b.
I denne andre utførelsesformen er hver av finnene 81b, 82b, 83b og 84b konfigurert slik at den ledende kanten 101b, 102b, 103b eller 104b er i det vesentlige innrettet på finnens rotasjonsakse. Til forskjell fra den første utførelsesformen er finnens overflate hovedsakelig plassert nedstrøms av rotasjonsaksen. In this second embodiment, each of the fins 81b, 82b, 83b and 84b is configured such that the leading edge 101b, 102b, 103b or 104b is substantially aligned with the axis of rotation of the fin. In contrast to the first embodiment, the surface of the fin is mainly located downstream of the axis of rotation.
Følgelig, når en finne 81b, 82b, 83b eller 84b er i en stilling med innfallsvinkel null, er den ledende kanten fullstendig beskyttet mot strømmen av gass ved hjelp av en deflektor 111b, 112b, 113b eller 114b. På lignende vis, når en finne er styrt, som for eksempel finnen 82b i figur 3 c, forblir dens ledende kant 102b fullstendig beskyttet mot strømmen av gass ved hjelp av deflektoren 112b. Accordingly, when a fin 81b, 82b, 83b or 84b is in a zero angle of incidence position, the leading edge is completely protected from the flow of gas by a deflector 111b, 112b, 113b or 114b. Similarly, when a fin is guided, such as fin 82b in Figure 3c, its leading edge 102b remains completely protected from the flow of gas by the deflector 112b.
Med andre ord er hver av finnene 81b, 82b, 83b og 84b konfigurert slik at dens ledende kant 101b, 102b, 103b og 104b er i det vesentlige innrettet med finnens 81b, 82b, 83b og 84b rotasjonsakse XI, X2, X3 og X4, noe som gjør det mulig for deflektorene 111b, 112b, 113b og 114b å fullstendig beskytte finnens 81b, 82b, 83b og 84b ledende kant 101b, 102b, 103b og 104b uavhengig av førstnevntes vinkelposisjon. Figurene 4a og 4b viser finnene til et divergent element ifølge de to tidligere beskrevne implementasjonene. Figur 4a viser en finne 81 implementert i en dyse 61 for den første implementasjonen beskrevet i figurene 2a, 2b og 2c. Finnen 81 har følgelig en første del av sin overflate plassert oppstrøms av rotasjonsaksen XI og en andre del av sin overflate plassert nedstrøms av rotasjonsaksen XI, noe som gjør det mulig å begrense dreiemomentet som skal påføres for at finnen skal rotere. Figuren 4b viser en finne 81b implementert i en dyse 62 for den første implementasjonen beskrevet i figurene 3a, 3b og 3c. Finnens 81b overflate er følgelig hovedsakelig plassert nedstrøms av rotasjonsaksen XI, noe som gjør det mulig å beskytte fullstendig dens ledende kant 101b, uavhengig av finnens orientering. En liten overflate forblir nødvendigvis oppstrøms av rotasjonsaksen XI for implementasjonen av rotasjonsforbindelsesleddet mellom finnen og det divergente elementet 7. In other words, each of the fins 81b, 82b, 83b and 84b is configured such that its leading edge 101b, 102b, 103b and 104b is substantially aligned with the axis of rotation XI, X2, X3 and X4 of the fins 81b, 82b, 83b and 84b, which enables the deflectors 111b, 112b, 113b and 114b to completely protect the leading edge 101b, 102b, 103b and 104b of the fins 81b, 82b, 83b and 84b regardless of the angular position of the former. Figures 4a and 4b show the fins of a divergent element according to the two previously described implementations. Figure 4a shows a fin 81 implemented in a nozzle 61 for the first implementation described in figures 2a, 2b and 2c. The fin 81 consequently has a first part of its surface located upstream of the axis of rotation XI and a second part of its surface located downstream of the axis of rotation XI, which makes it possible to limit the torque that must be applied for the fin to rotate. Figure 4b shows a fin 81b implemented in a nozzle 62 for the first implementation described in Figures 3a, 3b and 3c. The surface of the fin 81b is therefore located mainly downstream of the axis of rotation XI, which makes it possible to completely protect its leading edge 101b, regardless of the orientation of the fin. A small surface necessarily remains upstream of the rotation axis XI for the implementation of the rotation connecting link between the fin and the divergent element 7.
Figur 5 viser en deflektor og dens festemiddel på et divergent element i en variant ifølge oppfinnelsen. Figure 5 shows a deflector and its fastening means on a divergent element in a variant according to the invention.
Ettersom deflektoren 111b, som i det vesentlige har form av en tynn styringsflate, omfatter en første kant 221b festet til det divergente elementet 7, en andre kant 321b i det vesentlige parallell med aksen Z og en tredje kant 121b. Denne kanten 121b er i det vesentlige parallell med den ledende kanten 101b til en finne 81b som tidligere beskrevet for figurene 3a, 3b og 3c. As the deflector 111b, which essentially has the form of a thin guide surface, comprises a first edge 221b attached to the divergent element 7, a second edge 321b substantially parallel to the axis Z and a third edge 121b. This edge 121b is substantially parallel to the leading edge 101b of a fin 81b as previously described for figures 3a, 3b and 3c.
Fordelaktig kan deflektorene konfigureres slik at en oppstrøms del av deres overflate utsettes for en subsonisk strøm av gass i nærheten av en innløpsseksjon til dysen, og en nedstrøms del av deres overflate utsattes for en supersonisk strøm av gass; der oppstrøms og nedstrøms er definert i forhold til strømmen av gass. Advantageously, the deflectors can be configured such that an upstream portion of their surface is exposed to a subsonic flow of gas near an inlet section of the nozzle, and a downstream portion of their surface is exposed to a supersonic flow of gas; where upstream and downstream are defined in relation to the flow of gas.
Strømmen av gass avbøyes følgelig av deflektorene i et område oppstrøms av det divergente elementet; idet de behørig konfigurerte deflektorene gjør det mulig å strukturere strømmen av gass oppstrøms av finnene. Strømmen av gass brytes da svakere i et område nedstrøms av det divergente elementet ved hjelp av deflektorene og også finnene plassert med innfallsvinkel null. Denne implementasjonen er særlig fordelaktig ettersom den gjør det mulig å begrense turbulensen generert av finnene i en stilling med innfallsvinkel null. Skyvekrafrvektorens krafttap er følgelig begrenset idet disse krafttapene er en tradisjonell begrensning i divergente elementer med stråledeflektorer. Typisk oppnås et krafttap på 0,5 til 2 % med innfallsvinkel null i et divergent element ifølge oppfinnelsen, sammenlignet med et tap på 1 til 3 % i et divergent element kjent fra kjent teknikk. The flow of gas is consequently deflected by the deflectors in an area upstream of the divergent element; as the properly configured deflectors make it possible to structure the flow of gas upstream of the fins. The flow of gas is then broken more weakly in an area downstream of the divergent element by means of the deflectors and also the fins placed with a zero angle of incidence. This implementation is particularly advantageous as it makes it possible to limit the turbulence generated by the fins in a zero angle of incidence position. The power loss of the thrust vector is consequently limited, as these power losses are a traditional limitation in divergent elements with beam deflectors. Typically, a power loss of 0.5 to 2% is achieved with a zero angle of incidence in a divergent element according to the invention, compared to a loss of 1 to 3% in a divergent element known from the prior art.
I en første utførelsesf orm av oppfinnelsen danner det divergente elementet 7 og deflektorene en monolittisk sammenstilling oppnådd ved hjelp av direkte støping eller maskinering. Materialet som danner den indre overflaten av det divergente elementet som er i kontakt med forbrenningsgassene, er et materiale som er resistent mot erosjon. In a first embodiment of the invention, the divergent element 7 and the deflectors form a monolithic assembly obtained by means of direct casting or machining. The material forming the inner surface of the divergent element in contact with the combustion gases is a material resistant to erosion.
I en andre utførelsesf orm av oppfinnelsen som beskrevet i figur 5 omfatter deflektorene en indre struktur, for eksempel metallisk, og et materiale som er resistent mot erosjon og som utsettes for strømmen av gass. Den indre strukturen kan festes direkte til en indre struktur av det divergente elementet 7 eller festes til det divergente elementet 7 ved hjelp av ett eller flere festemidler. Som vist i figuren er en deflektor, for eksempel tilveiebrakt med to festemidler 202 og 203 plassert på kanten 221b. Festemidlene er for eksempel av skruemuttertypen eller nagletypen. I dette tilfellet kan materialet som er i kontakt med forbrenningsgassene, og som er resistent mot erosjon, inkorporeres direkte i materialet som danner det divergente elementets 7 indre overflate 71 (direkte støping) eller senere festes til det divergente elementet. In a second embodiment of the invention as described in Figure 5, the deflectors comprise an internal structure, for example metallic, and a material which is resistant to erosion and which is exposed to the flow of gas. The internal structure can be attached directly to an internal structure of the divergent element 7 or attached to the divergent element 7 by means of one or more fasteners. As shown in the figure, a deflector, for example, provided with two fasteners 202 and 203 is placed on the edge 221b. The fasteners are, for example, of the screw nut or rivet type. In this case, the material in contact with the combustion gases and resistant to erosion can be directly incorporated into the material forming the inner surface 71 of the divergent element 7 (direct casting) or later attached to the divergent element.
Fordelaktig omfatter deflektoren et materiale som er resistent mot erosjon, og som består av fenolglass, fenolsilika, fenolkarbon eller kjeramikk. Alternativt erstattes fenolharpiksen til det ablative materialet (fenolglass, fenolsilika, fenolkarbon) av en harpiks som har brannresistente egenskaper og temperaturresistente egenskaper som likner fenolharpikser. Materialer av cyanat-ester-typen er følgelig særlig egnet til deflektorene ifølge oppfinnelsen. Til slutt vurderes også materialer basert på karbon- og/eller silikonkarbid. Fordelaktig vil materialer med de registrerte merkenavnene Sepcarb(<RTM>) eller Sepcarbinox(RTM), som er kommersielt tilgjengelige, også anvendes. Advantageously, the deflector comprises a material which is resistant to erosion and which consists of phenolic glass, phenolic silica, phenolic carbon or ceramic. Alternatively, the phenolic resin of the ablative material (phenolic glass, phenolic silica, phenolic carbon) is replaced by a resin that has fire-resistant properties and temperature-resistant properties similar to phenolic resins. Materials of the cyanate ester type are therefore particularly suitable for the deflectors according to the invention. Finally, materials based on carbon and/or silicon carbide are also considered. Advantageously, materials with the registered brand names Sepcarb(<RTM>) or Sepcarbinox(RTM), which are commercially available, will also be used.
Et antall fremgangsmåter har blitt utviklet til fremstilling av en dyse ifølge oppfinnelsen. I en første mulig fremstillingsfremgangsmåte produseres deflektorene ved hjelp av direkte støping, også kalt integral støping (eng.: integral moulding), idet en preform inkorporeres i formen til det divergente elementet. A number of methods have been developed for the production of a nozzle according to the invention. In a first possible manufacturing method, the deflectors are produced using direct casting, also called integral moulding, whereby a preform is incorporated into the shape of the divergent element.
I en andre mulig fremstillingsfremgangsmåte produseres deflektorene ved hjelp av støping adskilt fra støpingen av det divergente elementet. De festes deretter til det divergente elementets indre overflate ved hjelp av et lim, et skruemuttersystem eller et naglesystem. In a second possible manufacturing method, the deflectors are produced by means of casting separate from the casting of the divergent element. They are then attached to the inner surface of the divergent element by means of an adhesive, a screw nut system or a rivet system.
En fremstillingsfremgangsmåte ifølge oppfinnelsen består følgelig i å produsere et divergent element og deflektorer omfattende en metallisk indre struktur og et materiale som er resistent mot erosjon, og deretter feste deflektorene til det divergente elementet via den metalliske indre strukturen. A manufacturing method according to the invention therefore consists in producing a divergent element and deflectors comprising a metallic internal structure and a material which is resistant to erosion, and then attaching the deflectors to the divergent element via the metallic internal structure.
Oppfinnelsen vedrører også en fremdriftsenhet med fast last, omfattende en dyse 61 eller 62 som har de tidligere beskrevne trekkene. The invention also relates to a propulsion unit with a fixed load, comprising a nozzle 61 or 62 having the previously described features.
Claims (13)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1202504A FR2995941B1 (en) | 2012-09-21 | 2012-09-21 | DIVERGENT WITH JET DEVIATORS FOR SOLID CHARGING PROPELLERS |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20131268A1 NO20131268A1 (en) | 2014-03-24 |
| NO341284B1 true NO341284B1 (en) | 2017-10-02 |
Family
ID=47750734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20131268A NO341284B1 (en) | 2012-09-21 | 2013-09-20 | Divergent tube with beam deflectors for fixed load propulsion units |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102013110435A1 (en) |
| FR (1) | FR2995941B1 (en) |
| GB (1) | GB2509349B8 (en) |
| IT (1) | ITTO20130764A1 (en) |
| NO (1) | NO341284B1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2631370C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-09-21 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Liquid rocket engine with deflector sectors at the nozzle exit |
| FR3056559B1 (en) * | 2016-09-26 | 2018-11-23 | Airbus Safran Launchers Sas | IMPROVED GOVERNMENT SYSTEM FOR SPATIAL ENGINE LAUNCHER |
| CN107620653B (en) * | 2017-09-27 | 2018-11-02 | 西北工业大学 | A kind of disturbing flow device for solid-rocket combustion gas scramjet engine |
| US11512669B2 (en) * | 2020-06-24 | 2022-11-29 | Raytheon Company | Distributed airfoil aerospike rocket nozzle |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002073118A1 (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-19 | Raytheon Company | Dissolvable thrust vector control vane |
| WO2005028844A1 (en) * | 2003-09-24 | 2005-03-31 | Nammo Raufoss As | Rocket engine having guide vanes in the nozzle of the engine |
| US20100272577A1 (en) * | 2004-07-27 | 2010-10-28 | Deutsches Zentrum Fuer Luft-Und Raumfahrt E.V. | Jet vane and method for manufacturing a jet vane |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3635404A (en) * | 1970-06-18 | 1972-01-18 | Us Navy | Spin stabilizing rocket nozzle |
| US5511745A (en) * | 1994-12-30 | 1996-04-30 | Thiokol Corporation | Vectorable nozzle having jet vanes |
| JP3891622B2 (en) * | 1996-12-20 | 2007-03-14 | 株式会社アイ・エイチ・アイ・エアロスペース | Flying object |
| FR2888211B1 (en) * | 2005-07-06 | 2008-11-14 | Snecma Propulsion Solide Sa | DEVICE AND METHOD FOR LATCH CONTROL FOR TUYERE WITH RECTANGULAR OUTPUT SECTION |
-
2012
- 2012-09-21 FR FR1202504A patent/FR2995941B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-09-20 NO NO20131268A patent/NO341284B1/en not_active IP Right Cessation
- 2013-09-20 DE DE102013110435.5A patent/DE102013110435A1/en not_active Withdrawn
- 2013-09-23 GB GB1316836.4A patent/GB2509349B8/en not_active Expired - Fee Related
- 2013-09-23 IT IT000764A patent/ITTO20130764A1/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002073118A1 (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-19 | Raytheon Company | Dissolvable thrust vector control vane |
| WO2005028844A1 (en) * | 2003-09-24 | 2005-03-31 | Nammo Raufoss As | Rocket engine having guide vanes in the nozzle of the engine |
| US20100272577A1 (en) * | 2004-07-27 | 2010-10-28 | Deutsches Zentrum Fuer Luft-Und Raumfahrt E.V. | Jet vane and method for manufacturing a jet vane |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2509349B (en) | 2015-03-11 |
| GB201316836D0 (en) | 2013-11-06 |
| FR2995941B1 (en) | 2018-08-31 |
| ITTO20130764A1 (en) | 2014-03-22 |
| DE102013110435A1 (en) | 2014-03-27 |
| NO20131268A1 (en) | 2014-03-24 |
| GB2509349B8 (en) | 2015-03-25 |
| GB2509349A (en) | 2014-07-02 |
| FR2995941A1 (en) | 2014-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO341284B1 (en) | Divergent tube with beam deflectors for fixed load propulsion units | |
| US7628356B2 (en) | Yaw control device for a nozzle having a rectangular outlet section | |
| US8371104B2 (en) | System and apparatus for vectoring nozzle exhaust plume from a nozzle | |
| JP4081550B2 (en) | Fluidic thrust deflection nozzle with two-stage expansion nozzle | |
| US5524827A (en) | Method and nozzle for producing thrust | |
| BR112013016821A2 (en) | door for a thrust reverser for an aircraft nacelle, thrust reverser system and nacelle for a turbojet engine | |
| JPH07509038A (en) | Wide divergent seal device for tapered/wide divergent nozzles | |
| US10316796B2 (en) | Combustion gas discharge nozzle for a rocket engine provided with a sealing device between a stationary part and a moving part of the nozzle | |
| KR930003078B1 (en) | Interflap seal segment in gas turbine engine | |
| NO20131247A1 (en) | Rocket nozzle-COMPILATION | |
| Das et al. | Fluidic thrust vector control of aerospace vehicles: State-of-the-art review and future prospects | |
| US7692127B1 (en) | MEMS type thermally actuated out-of-plane lever | |
| Wu et al. | Fluidic thrust vector control using shock wave concept | |
| ZA200603229B (en) | Rocket engine having guide vanes inthe nozzle of the engine | |
| US20050229587A1 (en) | Adapter device for a rocket engine nozzle having a movable diverging portion | |
| US6543717B1 (en) | Compact optimal and modulatable thrust device for controlling aerospace vehicles | |
| US20150102129A1 (en) | Mounting assembly | |
| EP2998556A1 (en) | Variable nozzle for aircraft gas turbine engine | |
| Lohner et al. | On the drag efficiency of counterjets in low supersonic flow | |
| USH932H (en) | Projectile fin | |
| US20100275763A1 (en) | Nozzle | |
| CN114893320B (en) | Throat offset type pneumatic vector spray pipe based on small holes or slits | |
| Kasahara et al. | The effect of acceleration and exit velocity on hypersonic projectiles launched by a ground-based railgun | |
| Corriveau et al. | Side Force Generation Mechanism for a Missile with Nose-Mounted Micro-Structures | |
| Hong et al. | Numerical Analysis on the Flow Characteristics of Side Jet Thruster |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |