RU2168047C1 - Nozzle with deflectable thrust vector - Google Patents
Nozzle with deflectable thrust vector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168047C1 RU2168047C1 RU99121946/06A RU99121946A RU2168047C1 RU 2168047 C1 RU2168047 C1 RU 2168047C1 RU 99121946/06 A RU99121946/06 A RU 99121946/06A RU 99121946 A RU99121946 A RU 99121946A RU 2168047 C1 RU2168047 C1 RU 2168047C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- link
- flaps
- rods
- control ring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области турбореактивных авиационных двигателей, применяемых на боевых сверхзвуковых самолетах. The invention relates to the field of turbojet aircraft engines used in combat supersonic aircraft.
В современных боевых самолетах для обеспечения их высокой маневренности применяются двигатели, снабженные соплом, способным изменять как диаметр критического сечения, так и направление вектора тяги. Причем вектор тяги отклоняется за счет поворота расходящихся створок сопла. In modern combat aircraft, to ensure their high maneuverability, engines equipped with a nozzle capable of changing both the diameter of the critical section and the direction of the thrust vector are used. Moreover, the thrust vector is deflected due to the rotation of the divergent nozzle flaps.
Сопло, описанное в международной заявке WO 92/03649, содержит управляющее кольцо с подвеской, набор сходящихся створок, набор расходящихся створок и тяги, соединяющие управляющее кольцо с ведущими расходящимися створками. The nozzle described in international application WO 92/03649 contains a control ring with a suspension, a set of converging flaps, a set of diverging flaps and a thrust connecting the control ring with leading diverging flaps.
Недостатками такого сопла являются:
- жесткая кинематическая связь между диаметром критического сечения и диаметром среза сопла, что не позволяет устанавливать оптимальное соотношение между площадью среза сопла и площадью критического сечения на всех режимах работы двигателя во всех условиях полета. Это приводит к дополнительным потерям тяги, особенно при полете с большими скоростями;
- при повороте управляющего кольца расходящиеся створки, находящиеся в плоскости поворота сопла, поворачиваются, например, на 15o, а боковые при этом - на 7,5o. Створки, расположенные между ними, каждая поворачивается на свой угол (от 7,5 до 15o). Форма сопла, близкая к окружности, выдерживается за счет двуплечих рычагов, расположенных на створках с возможностью проскальзывания и синхронизирующих их положение. Таким образом усилия на створки при их повороте для получения формы сопла, близкого к окружности, передаются и через рычаги на створках, а не только через тяги. Это требует увеличения прочностных свойств синхронизирующих рычагов, что приводит к увеличению веса конструкции. Кроме того, введение рычагов на створках, работающих при температуре до 100oC, не надежно и может привести к выработке поверхностей и заклиниванию.The disadvantages of such a nozzle are:
- a rigid kinematic relationship between the diameter of the critical section and the diameter of the nozzle cut, which does not allow us to establish the optimal ratio between the cut area of the nozzle and the critical section area at all engine operating modes in all flight conditions. This leads to additional thrust loss, especially when flying at high speeds;
- when the control ring is rotated, diverging flaps located in the plane of rotation of the nozzle are rotated, for example, by 15 o , and the side ones are turned by 7.5 o . The valves located between them, each rotates at its own angle (from 7.5 to 15 o ). The shape of the nozzle, close to the circle, is maintained due to the two-arm levers located on the wings with the possibility of slipping and synchronizing their position. Thus, the forces on the flaps when they are rotated to obtain a nozzle shape that is close to the circumference are also transmitted through the levers on the flaps, and not just through the rods. This requires an increase in the strength properties of the synchronizing levers, which leads to an increase in the weight of the structure. In addition, the introduction of levers on the leaves, working at temperatures up to 100 o C, is not reliable and can lead to the development of surfaces and jamming.
В сопле по заявке WO 92/03648 также имеется жесткая кинематическая связь площади критического сечения и площади среза сопла. Данное сопло содержит управляющее кольцо, тяги расходящихся створок и рычаги, присоединенные непосредственно к створкам. При наклоне управляющего кольца створки, находящиеся в плоскости поворота, смещаются относительно осесимметричного положения сопла, например на 15o (так же как и в конструкции по заявке WO 92/03649), а на остальные створки, помимо тяг, воздействует система рычагов, доворачивающих каждую створку на соответствующий угол для выдерживания формы, близкой к окружности при отклонении вектора тяги.The nozzle according to the application WO 92/03648 also has a rigid kinematic relationship between the critical section area and the nozzle exit area. This nozzle contains a control ring, thrusts of diverging flaps and levers attached directly to the flaps. When the control ring is tilted, the flaps located in the plane of rotation are displaced relative to the axisymmetric position of the nozzle, for example, by 15 ° (as in the design of WO 92/03649), and the rest of the flaps, in addition to the rods, are affected by a system of levers that turn each the sash at an appropriate angle to maintain a shape close to a circle when the thrust vector deviates.
Кроме вышеуказанного, конструкция имеет следующие недостатки:
- точка воздействия на расходящиеся створки системы доворачивающих рычагов находится вблизи шарнирного соединения со сходящимися створками. Близкое расположение точки воздействия к шарниру соединения створок затрудняет работу системы доворачивания рычагов, т.к. приходится прикладывать при этом большую силу из-за малого плеча;
- система с роликами, катающимися по поверхности, ненадежна, т.к. поверхности и ролики подвержены выработке, которая будет искажать форму сечения сопла на срезе и может привести к заклиниванию и поломке створок.In addition to the above, the design has the following disadvantages:
- the point of impact on the diverging flaps of the dover arm system is close to the hinge with the converging flaps. The close location of the point of impact to the hinge of the connection of the wings makes it difficult to work the system of leverage; in this case, it is necessary to apply great strength due to the small shoulder;
- a system with rollers rolling on the surface is unreliable, because surfaces and rollers are susceptible to development, which will distort the cross section of the nozzle at the cut and can lead to jamming and breakage of the flaps.
В качестве прототипа нами выбрано сопло с отклоняемым вектором тяги по заявке РФ N 97115602, опубликованной 27.06.99. As a prototype, we chose a nozzle with a deflected thrust vector according to the application of the Russian Federation N 97115602, published on 06.27.99.
Сопло-прототип содержит сходящиеся створки, расходящиеся створки, тяги расходящихся створок и управляющее кольцо с подвеской в виде многозвенных петель, складывающихся в радиальных плоскостях. Управляющее кольцо кинематически связано с тягами расходящихся створок через параллелограммные механизмы. Параллелограммный механизм состоит из Т-образного (ведущего) рычага, пары тяг и ведомого рычага, на котором крепятся тяги створок. The prototype nozzle contains converging flaps, diverging flaps, thrusts of diverging flaps and a control ring with a suspension in the form of multi-link loops folding in radial planes. The control ring is kinematically connected with the thrusts of the diverging wings through parallelogram mechanisms. The parallelogram mechanism consists of a T-shaped (leading) lever, a pair of rods and a driven lever, on which the leaf rods are attached.
Ведущий рычаг параллелограммного механизма шарнирно закреплен ведущим плечом на управляющем кольце, а опора вращения ведущего рычага расположена на звене многозвенной петли, соединенном с управляющим кольцом. Опора вращения ведомого рычага параллелограммного механизма расположена на управляющем кольце. The leading lever of the parallelogram mechanism is pivotally mounted by the leading shoulder to the control ring, and the rotation support of the leading lever is located on the link of the multi-link loop connected to the control ring. The rotation support of the driven lever of the parallelogram mechanism is located on the control ring.
Недостатком прототипа является его форма, не позволяющая обеспечить хорошее внешнее обтекание. The disadvantage of the prototype is its shape, which does not allow for a good external flow.
При разработке заявляемого изобретения ставились следующие задачи:
- создать конструкцию сопла, имеющую оптимальные аэродинамические характеристики;
- расширить арсенал технических средств.When developing the claimed invention, the following tasks were set:
- create a nozzle design having optimal aerodynamic characteristics;
- expand the arsenal of technical means.
Технический результат - изменение внешних размеров. The technical result is a change in external dimensions.
Сопло с отклоняемым вектором тяги содержит сходящиеся створки, расходящиеся створки, тяги расходящихся створок и управляющее кольцо с подвеской в виде многозвенных петель, складывающихся в радиальных плоскостях. Управляющее кольцо кинематически связано с тягами расходящихся створок через параллелограммные механизмы. The nozzle with a deflected thrust vector contains converging flaps, diverging flaps, thrusts of diverging flaps and a control ring with a suspension in the form of multi-link loops folding in radial planes. The control ring is kinematically connected with the thrusts of the diverging wings through parallelogram mechanisms.
Параллелограммный механизм состоит из ведущего Т-образного рычага, пары тяг и ведомого рычага. The parallelogram mechanism consists of a leading T-shaped lever, a pair of rods and a driven lever.
Ведущий рычаг параллелограммного механизма шарнирно закреплен ведущим плечом на управляющем кольце, а опора вращения ведущего рычага расположена на звене многозвенной петли, соединенном с управляющим кольцом. Опора вращения ведомого рычага параллелограммного механизма расположена на управляющем кольце. The leading lever of the parallelogram mechanism is pivotally mounted by the leading shoulder to the control ring, and the rotation support of the leading lever is located on the link of the multi-link loop connected to the control ring. The rotation support of the driven lever of the parallelogram mechanism is located on the control ring.
Заявляемое сопло отличается от прототипа конструкцией параллелограммного механизма и его кинематическими связями. Каждый параллелограммный механизм между ведомым рычагом и тягами створок дополнительно содержит второе звено (второй параллелограмм). Второе звено состоит из ведомого рычага и пары тяг. Тяги второго звена параллелограммного механизма закреплены на рычагах сферическими шарнирами. Ведомый рычаг второго звена установлен опорой вращения на рычаге-качалке, шарнирно закрепленном на сходящейся створке. Тяги створок крепятся к ведомому рычагу второго звена. The inventive nozzle differs from the prototype in the design of the parallelogram mechanism and its kinematic connections. Each parallelogram mechanism between the driven lever and the leaf rods additionally contains a second link (second parallelogram). The second link consists of a driven lever and a pair of rods. The rods of the second link of the parallelogram mechanism are mounted on levers with spherical joints. The driven lever of the second link is mounted with a support of rotation on the rocking arm pivotally mounted on a converging sash. The pull rods are attached to the driven lever of the second link.
Перечень фигур чертежей
Фиг. 1 - сопло с отклоняемым вектором тяги, установленное на реактивном двигателе. Общий вид.List of drawings
FIG. 1 - nozzle with a deflected thrust vector mounted on a jet engine. General form.
Фиг. 2 - взаимное расположение ведущих и ведомых створок. Вид по стрелке А. FIG. 2 - the relative position of the leading and slave sashes. View arrow A.
Фиг. 3 - механизм управления створками. Продольный разрез. Выноска I на фиг. 1. FIG. 3 - sash control mechanism. Lengthwise cut. Callout I in FIG. 1.
Фиг. 4 - крепление многозвенной петли к фланцу форсажной камеры. FIG. 4 - fastening a multi-link loop to the afterburner flange.
Фиг. 5 - соединение Т-образного рычага с ведущим кольцом. В-В на фиг. 3. FIG. 5 - connection of the T-shaped lever with the drive ring. BB in FIG. 3.
Фиг. 6 - параллелограммный механизм. Д-Д на фиг. 3. FIG. 6 - parallelogram mechanism. DD in FIG. 3.
Фиг. 7 - параллелограммный механизм при довороте створок. FIG. 7 - parallelogram mechanism when folding the valves.
Пример конкретного выполнения
На фиг. 1 представлен общий вид заявляемого сопла, установленного на реактивном двигателе. Сопло содержит сходящиеся ведущие створки 1, расходящиеся ведущие створки 2, сходящиеся ведомые створки 3 и расходящиеся ведомые створки 4. Взаимное расположение ведущих и ведомых створок показано на фиг. 2. Сходящиеся створки 1 и 3 прикреплены к фланцу 5 форсажной камеры 6 двигателя. На корпусе 7 форсажной камеры 6 установлены не менее трех кронштейнов 8, к которым прикреплены с помощью универсального или сферического шарнира 9 гидроцилиндры 10, которые в свою очередь посредством универсального или сферического шарнира 11 крепятся к управляющему кольцу 12. Позицией 13 обозначены гондола двигателя и установленные на ней внешние створки, которые образуют оптимальный контур обтекания.Concrete example
In FIG. 1 presents a General view of the inventive nozzle mounted on a jet engine. The nozzle comprises convergent leading flaps 1, diverging leading flaps 2, converging slave flaps 3 and diverging
К кронштейнам 14, установленным в корпусе форсажной камеры, крепятся трехзвенные петли, содержащие звенья 15, 16, 17, (фиг. 3 выноска I и фиг. 4), соединенные осями 18, 19, 20. Управляющее кольцо 12 с помощью винтов 21 крепится к звеньям 17. To the
На оси 22, установленной в звене 17, расположен Т-образный рычаг 23, который с помощью оси 24 крепится к управляющему кольцу 12 (фиг. 3, 5, 6). К Т-образному рычагу 23 прикреплены осями 25 первая пара тяг 26 параллелограммного механизма. Противоположные концы тяг 26 осями 27 крепятся к первому ведомому рычагу 28, который опорой вращения 29 соединен с управляющим кольцом 12, а плечами шарнирно соединен с тягами 30 второго звена параллелограммного механизма. Тяги 30 второго звена другими концами шарнирно крепятся к второму ведомому рычагу 31. Для крепления тяг 30 к ведомым рычагам 28 и 31 используются сферические шарниры 32. Второй ведомый рычаг 31 опорой вращения 33 установлен на рычаге-качалке 34, который в свою очередь шарнирно закреплен на сходящейся ведущей створке. Ко второму ведомому рычагу 31 крепится с возможностью поворота вокруг его оси тяга 35 ведущей створки 2. On the
Работает описанное устройство следующим образом. Под воздействием гидроцилиндров управляющее кольцо устанавливается в положение Е. Расходящиеся створки занимают положение F (пунктирная линия на фиг. 1). При этом, если верхние и нижние створки поворачиваются на 15o в положение F непосредственно от воздействия управляющего кольца через тяги 35, то остальные створки - дополнительно через систему рычагов, образующих параллелограммный механизм.The described device operates as follows. Under the influence of hydraulic cylinders, the control ring is set to position E. Divergent flaps occupy position F (dashed line in Fig. 1). Moreover, if the upper and lower leaves are rotated 15 o to position F directly from the influence of the control ring through the
На фиг. 7 показан пример доворота створки, лежащей в плоскости горизонтального разреза. Для поворота створок, лежащих в плоскости вертикального разреза, на 15o требуется повернуть управляющее кольцо 12 на угол приблизительно в 2 раза меньший.In FIG. 7 shows an example of a fold of a sash lying in the horizontal section plane. To rotate the flaps lying in the plane of the vertical section, 15 o you need to rotate the
При повороте управляющего кольца линия U-U, соединяющая оси 29 и 24, закрепленные на управляющем кольце, займет положение U'-U' (осевая линия управляющего кольца), а Т-образный рычаг 23 повернется относительно оси 22 на угол 15o, и займет положение, показанное штрихпунктирной линией U''-U''. Параллелограммный механизм повернет тягу 35 и, соответственно, створку на тот же угол 15o, что обеспечивается соответствующим положением шарнира 22 на U-U.When the control ring is rotated, the UU line connecting the
Таким образом, створки поворачиваются на требуемый угол, равномерно распределяясь по периметру сопла, для сохранения его (сопла) формы, близкой к окружности при отклонении вектора тяги. Thus, the flaps are rotated at the required angle, evenly distributed around the perimeter of the nozzle, in order to maintain its (nozzle) shape close to the circle when the thrust vector deviates.
Рычаг-качалка 34 выполняет следующие функции:
- позволяет передавать усилие от кольца 12 на расходящиеся створки по ломаной линии, а именно - от оси 29 через пару тяг 30 и пару тяг 35;
- фиксирует опору вращения 33 рычага 31 на осевой линии сопла U-U.The rocking arm 34 performs the following functions:
- allows you to transfer force from the
- fixes the
Описанная подвеска, состоящая из трех звеньев 15, 16, 17, позволяет как поворачивать управляющее кольцо в любом направлении, так и смещать его вдоль оси сопла. The described suspension, consisting of three
При необходимости регулировать площадь среза сопла независимо от площади критического сечения, как при осесимметричном положении сопла, так и при отклонении вектора тяги, управляющее кольцо 12 смещается вдоль оси сопла под одновременным воздействием гидроцилиндров. If necessary, adjust the nozzle cut-off area regardless of the critical section area, both with the axisymmetric position of the nozzle and with a draft vector deviation, the
По сравнению с прототипом управляющее кольцо смещено вперед. За счет этого задней части гондолы и внешним створкам придается более плавный контур обтекания. Compared with the prototype, the control ring is shifted forward. Due to this, the rear of the nacelle and the external wings are given a smoother flow around the flow.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99121946/06A RU2168047C1 (en) | 1999-10-11 | 1999-10-11 | Nozzle with deflectable thrust vector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99121946/06A RU2168047C1 (en) | 1999-10-11 | 1999-10-11 | Nozzle with deflectable thrust vector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2168047C1 true RU2168047C1 (en) | 2001-05-27 |
Family
ID=20225975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99121946/06A RU2168047C1 (en) | 1999-10-11 | 1999-10-11 | Nozzle with deflectable thrust vector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2168047C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455513C1 (en) * | 2010-12-02 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Jet nozzle with controlled thrust vector for jet turbine engine |
RU2578783C1 (en) * | 2015-03-19 | 2016-03-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Unit for connection of power cylinder drive of guide vanes with gas turbine engine intermediate housing |
RU174891U1 (en) * | 2016-06-16 | 2017-11-09 | Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Thrust vector nozzle |
CN114687889A (en) * | 2022-03-18 | 2022-07-01 | 西安航天动力研究所 | Turnover device for controlling thrust vector of rocket engine |
-
1999
- 1999-10-11 RU RU99121946/06A patent/RU2168047C1/en active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455513C1 (en) * | 2010-12-02 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Jet nozzle with controlled thrust vector for jet turbine engine |
RU2578783C1 (en) * | 2015-03-19 | 2016-03-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Unit for connection of power cylinder drive of guide vanes with gas turbine engine intermediate housing |
RU174891U1 (en) * | 2016-06-16 | 2017-11-09 | Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Thrust vector nozzle |
CN114687889A (en) * | 2022-03-18 | 2022-07-01 | 西安航天动力研究所 | Turnover device for controlling thrust vector of rocket engine |
CN114687889B (en) * | 2022-03-18 | 2023-12-26 | 西安航天动力研究所 | Turnover device capable of being used for rocket engine thrust vector control |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5836550A (en) | Mechanism for streamwise fowler deployment of the wing trailing or leading edge | |
US4702442A (en) | Aircraft trailing edge flap apparatus | |
US5170964A (en) | Propelling nozzle for the thrust vector control for aircraft equipped with jet engines | |
US4448375A (en) | Folding truss mechanism for trailing edge flaps | |
EP3015363B1 (en) | Methods and apparatus for integrating rotary actuators in flight control systems | |
US6802475B2 (en) | Flight surface actuator | |
CN1046370A (en) | The axis symmetry can turn to jet exhaust | |
US4159089A (en) | Variable camber flap | |
EP2778061A1 (en) | Tiltrotor control system with two rise/fall actuators | |
US4405105A (en) | Airfoil flap actuation | |
IL95798A (en) | Actuation system for positioning a vectoring exhaust nozzle | |
US7063292B2 (en) | Actuation apparatus for a control flap arranged on a trailing edge of an aircraft airfoil | |
US9169735B2 (en) | Blade-pitch control system with feedback swashplate | |
US11465732B2 (en) | Method and apparatus for controlling a droop panel | |
EP1256705A2 (en) | Engine interface for axisymmetric vectoring nozzle | |
RU2730903C1 (en) | Opening and locking mechanism of aerodynamic rudder with two axes of folding | |
RU2168047C1 (en) | Nozzle with deflectable thrust vector | |
GB2276131A (en) | Variable camber vane | |
US6131849A (en) | Articulating/telescoping duct for reaction drive helicopters | |
ES2225041T3 (en) | TURBORREACTOR EJECTION NOZZLE WITH CARDAN TYPE ORIENTATION SYSTEM. | |
CN108216571A (en) | For the wing of aircraft | |
US6161799A (en) | Rotor blade lock for rotary/wing aircraft | |
WO1994021910A1 (en) | External flap vectoring mechanism | |
US6974112B2 (en) | Deployment system for a moveable wing surface | |
CN109606633B (en) | Single-shaft wing folding mechanism |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner |