RU2296237C1

RU2296237C1 - Extensible nozzle for rocket engine

Info

Publication number: RU2296237C1
Application number: RU2005125184/06A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Соколовский (RU); Михаил Иванович Соколовский; Сергей Федорович Власов (RU); Сергей Федорович Власов; Зул Мубарековна Флоринска (RU); Зуля Мубарековна Флоринская
Original assignee: Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2007-03-27

Abstract

FIELD: rocket engine nozzles.

SUBSTANCE: proposed extensible nozzle has fixed bell mouth extensible probe mounted on guide cylinder and probe locking mechanism consisting of retainers and flexible plates. Retainers are mounted on cantilever parts of flexible plates secured to the cylinder and their teeth are engageable with bell mouth and are embraced by bandage band with lock. Flexible plates are located under bandage band. Located on the inner side of guide cylinder near its shear are projections which embrace the bead near shear of fixed bell mouth together with retainer teeth. Ends of retainers which are opposite to teeth rest against outer surface of cylinder.

EFFECT: reduced overall dimensions locking unit; simplified construction of locking unit.

4 dwg

Description

Изобретение относится к раздвижным соплам ракетных двигателей, применяемых чаще всего для сокращения габаритов сопла в транспортном положении при ограничении габаритов ракетных комплексов. В условиях жестких габаритных ограничений для заполнения ракеты необходимым количеством топлива приходится еще больше сокращать сопло за счет применения при его складке нескольких насадков.The invention relates to sliding nozzles of rocket engines, most often used to reduce the size of the nozzle in the transport position while limiting the dimensions of the rocket systems. In conditions of tight overall limitations, to fill a rocket with the required amount of fuel, it is necessary to further reduce the nozzle due to the use of several nozzles during its folding.

Для таких раздвижных сопел насущным становится как сокращение габаритов узлов стыка насадков, как и размещение в ограниченном пространстве вспомогательных узлов, в частности - узлов стопорения насадков в сложенном положении. В пространстве между корпусами двигателей соседних ступеней ракеты особенно ограниченным является пространство у внутреннего насадка. Это наглядно подтверждается схемой многонасад очного сопла на фиг.4. У внутреннего насадка становится порой невозможным размещение таких узлов, как стопорение и обеспечение доступа для работы с ними. Становится необходимым любое сокращение габаритов этих узлов.For such sliding nozzles, it becomes urgent both to reduce the dimensions of the nozzle junction nodes, as well as to place auxiliary nodes in a limited space, in particular, nozzle locking nodes in the folded position. In the space between the engine bodies of the adjacent rocket stages, the space at the internal nozzle is especially limited. This is clearly confirmed by the scheme of the multi-nozzle full-time nozzle in figure 4. At the internal nozzle, it sometimes becomes impossible to place such nodes as locking and providing access to work with them. It becomes necessary any reduction in the size of these nodes.

Известно сопло (патент RU 2180405 С2, МПК F 02 K 1/09, 2002 г. - прототип), в котором механизм стопорения насадка расположен на сбрасываемом цилиндре и содержит поворотные фиксаторы, зубья которых упираются в кольцевую выборку на неподвижном раструбе. Фиксаторы охвачены бандажной лентой с замком.Known nozzle (patent RU 2180405 C2, IPC F 02 K 1/09, 2002 - prototype), in which the locking mechanism of the nozzle is located on the drop cylinder and contains rotary latches, the teeth of which abut against the annular selection on a fixed socket. The latches are covered by a bandage tape with a lock.

Места крепления поворотных фиксаторов на сбрасываемом цилиндре требуют развития их в продольном и радиальном направлениях, что увеличивает габариты узла. Кроме того, наличие элементов закрепления, обеспечивающих удержание и поворот фиксаторов, несколько усложняет конструкцию.The attachment points of the rotary latches on the drop cylinder require their development in the longitudinal and radial directions, which increases the dimensions of the node. In addition, the presence of fastening elements that provide retention and rotation of the clamps, somewhat complicates the design.

Технической задачей настоящего изобретения является сокращение габаритов узла стопорения и упрощение конструкции.An object of the present invention is to reduce the dimensions of the locking assembly and simplify the design.

Технический результат достигается тем, что в раздвижном сопле, содержащем неподвижный раструб, размещенный на нем на направляющем цилиндре выдвигаемый насадок, механизм стопорения насадка, состоящий из фиксаторов, взаимодействующих своими зубьями с неподвижным раструбом и охватываемых бандажной лентой с замком, упругие пластины под бандажной лентой, с внутренней стороны цилиндра у его среза выполнены выступы, а фиксаторы размещены на консольных частях упругих пластин, прикрепленных к цилиндру, причем выступы цилиндра совместно с зубьями фиксаторов охватывают бурт у среза неподвижного раструба, а фиксаторы своими концами, противоположными зубьям, опираются на наружную поверхность цилиндра.The technical result is achieved by the fact that in the sliding nozzle containing the fixed bell placed on it on the guide cylinder, the nozzle is locked, the locking mechanism of the nozzle, consisting of clamps interacting with their teeth with a fixed bell and covered by a retaining band with a lock, elastic plates under the retaining band, On the inside of the cylinder, protrusions are made at its cut, and the latches are placed on the cantilever parts of the elastic plates attached to the cylinder, and the protrusions of the cylinder together with the tooth The clamps cover the shoulder at the cut of the fixed socket, and the clamps rest with their ends opposite the teeth on the outer surface of the cylinder.

Уход от поворотных фиксаторов, ликвидация их поворотного закрепления за счет размещения фиксаторов на упругих плотинах сокращают габариты узла стопорения. Удерживающее усилие от фиксаторов передается на цилиндр и насадок через консоли упругих пластин, достаточно хорошо воспринимающих эти нагрузки в их плоскости.Avoiding the rotary clamps, eliminating their rotary fastening by placing the clamps on elastic dams reduce the dimensions of the locking assembly. The holding force from the clamps is transmitted to the cylinder and nozzles through the console of the elastic plates, which are quite good at these loads in their plane.

Однако вследствие неизбежного выноса точки приложения усилия на зуб фиксатора за пределы пластин на величину h (фиг.1), возникает крутящий момент на пластины. Вынужденные работать как пружины, пластины плохо противостоят кручению. Исключение крутящего момента достигается тем, что противоположные зубьям концы фиксаторов, опираясь на цилиндр, своей реакцией N совместно с усилием от бандажной ленты Р_л создают момент, парирующий кручение от продольных реакций Р.However, due to the inevitable removal of the point of application of force on the retainer tooth beyond the plates by the value of h (Fig. 1), a torque arises on the plates. Forced to work like springs, plates do not withstand torsion well. The exception of the torque is achieved by the fact that the ends of the clamps opposite the teeth, resting on the cylinder, with their reaction N, together with the force from the retaining tape P _l create a moment that fights the torsion from the longitudinal reactions R.

Это происходит в случае действия нагрузки на насадок в направлении раздвижки. Нагрузка же в обратном направлении воспринимается только выступами цилиндра. Но в обоих случаях для передачи нагрузки от насадка к раструбу задействуется естественный бурт неподвижного раструба Е.This occurs when the load acts on the nozzles in the sliding direction. The load in the opposite direction is perceived only by the protrusions of the cylinder. But in both cases, to transfer the load from the nozzle to the bell, the natural shoulder of the stationary bell E.

Ликвидация поворотного закрепления фиксаторов упрощает конструкцию.Elimination of rotary fastening of clamps simplifies the design.

На фиг.1, 2, 3 представлено предложенное раздвижное сопло, показаны его узлы, усилия, приходящиеся на фиксаторы.Figure 1, 2, 3 shows the proposed sliding nozzle, shows its nodes, the forces attributable to the clamps.

На фиг.4 показана схема расположения многонасадочного раздвижного сопла между ступенями ракеты для пояснения ограниченности пространства у внутреннего насадка.Figure 4 shows the layout of the multi-nozzle sliding nozzle between the stages of the rocket to explain the limited space at the inner nozzle.

Раздвижное сопло состоит из неподвижного раструба 1, выдвигаемого насадка 2, размещенного на направляющем цилиндре 3, механизма стопорения насадка в сложенном положении и узла фиксации насадка в рабочем положении, например, в виде цанг 4 и эластичного амортизатора-уплотнителя 5.The sliding nozzle consists of a fixed bell 1, a telescoping nozzle 2 placed on the guide cylinder 3, a locking mechanism for the nozzle in the folded position and a nozzle fixing unit in the working position, for example, in the form of collets 4 and an elastic shock absorber-seal 5.

Механизм стопорения расположен на направляющем цилиндре и является сбрасываемым. Состоит из выступов 6 с внутренней стороны цилиндра у его среза и фиксаторов 7 с зубьями 8. Фиксаторы размещены на консольных частях упругих пластин 9, прикрепленных к цилиндру. Все фиксаторы стягиваются бандажной лентой 10 с замком в виде, например, разрывного болта 11. При этом упруго деформируются консоли пластин 9, а зубьями 8 фиксаторов и выступами 6 цилиндра охватывается бурт Е неподвижного раструба.The locking mechanism is located on the guide cylinder and is resettable. It consists of protrusions 6 on the inside of the cylinder at its cut and latches 7 with teeth 8. The latches are placed on the cantilever parts of the elastic plates 9 attached to the cylinder. All the clamps are pulled together by a retaining band 10 with a lock in the form of, for example, a bursting bolt 11. The consoles of the plates 9 are elastically deformed, and the shoulder E of the fixed bell is covered by the teeth 8 of the clamps and the projections 6 of the cylinder.

Работает конструкция следующим образом:The design works as follows:

При раздвижке бандажная лента 10 размыкается (при подаче команды, например, на разрывной болт 11), фиксаторы 7 освобождаются и за счет опрокидывающего момента на зубья 8, а также под действием сил упругости консолей пластин 9 выходят из зацепления с буртом неподвижного раструба. Насадок с цилиндром в направлении раздвижки освобождается и в конце раздвижки фиксируется, например, цангами 4 на эластичном амортизаторе-уплотнителе 5. Это положение показано штрихпунктиром. По завершении раздвижки цилиндр с узлом стопорения покидает сопло, например, при отгорании в потоке работающего двигателя или за счет отрыва по ослабленным местам.When sliding, the bandage tape 10 opens (when giving a command, for example, to the bursting bolt 11), the latches 7 are released and due to the overturning moment on the teeth 8, as well as under the action of the elastic forces of the cantilevers of the plates 9 are disengaged from the shoulder of the fixed bell. The nozzle with the cylinder in the direction of sliding is released and at the end of the sliding is fixed, for example, collets 4 on the elastic shock absorber-seal 5. This position is shown by a dash-dot line. At the end of the expansion, the cylinder with the locking assembly leaves the nozzle, for example, when it is burned out in the flow of a working engine or due to separation in weakened places.

Предложенное решение использовано в разработке раздвижного сопла с 2 и 4 насадками. Именно оно при весьма ограниченной зоне для насадков сделало возможным скомпоновать узел стопорения в зоне внутреннего насадка, где невозможно было разместить узлы стопорения по известным решениям (включая по прототипу), расположенные на сбрасываемом цилиндре.The proposed solution was used in the development of a sliding nozzle with 2 and 4 nozzles. It was it, with a very limited area for nozzles, that made it possible to assemble the locking unit in the area of the internal nozzle, where it was impossible to place the locking units according to known solutions (including the prototype) located on the drop cylinder.

Для реализации стопорения по этим известным решениям пришлось бы расширить зону между ступенями ракеты для размещения раздвижного сопла на 8...15 мм. Это потребовало бы такого же сокращения длины одного из двигателей с уменьшением количества топлива на 40...80 кг.To implement locking according to these well-known solutions, it would be necessary to expand the zone between the rocket stages to accommodate the sliding nozzle by 8 ... 15 mm. This would require the same reduction in the length of one of the engines with a decrease in the amount of fuel by 40 ... 80 kg.

Такое сочетание стопорных элементов с использованием упругой пластины в качестве элемента крепления фиксаторов к цилиндру сокращает габариты и упрощает конструкцию.This combination of locking elements using an elastic plate as an element for fixing the clamps to the cylinder reduces the dimensions and simplifies the design.

Claims

A sliding nozzle of a rocket engine containing a fixed bell, a retractable nozzle located on the guide cylinder, a nozzle locking mechanism consisting of clamps interacting with their teeth with a fixed bell and covered by a retaining band with a lock, elastic plates located under the retaining band, characterized in that it contains protrusions on the inside of the cylinder at its cut, and the latches are placed on the cantilever parts of the elastic plates attached to the cylinder, and the protrusions of the cylinder jointly about with the teeth of the clamps cover the shoulder at the cut of a fixed socket, and the clamps with their ends opposite the teeth rest on the outer surface of the cylinder.