RU2579294C1 - Жидкостный ракетный двигатель с дефлектором на срезе сопла - Google Patents
Жидкостный ракетный двигатель с дефлектором на срезе сопла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2579294C1 RU2579294C1 RU2015123219/06A RU2015123219A RU2579294C1 RU 2579294 C1 RU2579294 C1 RU 2579294C1 RU 2015123219/06 A RU2015123219/06 A RU 2015123219/06A RU 2015123219 A RU2015123219 A RU 2015123219A RU 2579294 C1 RU2579294 C1 RU 2579294C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deflector
- nozzle
- uncooled
- chamber
- carbon
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Изобретение относится к управлению вектором тяги жидкостного ракетного двигателя (ЖРД).
ЖРД содержит камеру с охлаждаемой сверхзвуковой частью сопла, неохлаждаемый насадок из углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ), рулевые агрегаты и раму, наружная поверхность неохлаждаемого насадка в районе среза выполнена в виде сферы с центром вращения на оси камеры, на которую устанавливается дефлектор из УУКМ, состоящий из двух частей, соединенных между собой при помощи фланцевого соединения с уплотнением из терморасширенного графита, внутренняя поверхность которого имеет сферическую форму, эквидистантную сферической поверхности неохлаждаемого насадка, а на наружной поверхности выполнены проушены для закрепления к рулевым агрегатам, которые крепятся к раме двигателя, при этом сферические поверхности неохлаждаемого насадка и дефлектора имеют графитовое покрытие. Изобретение обеспечивает повышение эффективности, ресурса работы и получение большей величины бокового управляющего усилия и уменьшения усилия на рулевых органах. 3 ил.
Description
Изобретение относится к ракетным двигателям, в которых для управления вектором тяги в полете используются различные органы управления, расположенные у среза сопла или внутри его.
Известно, что на заре развития жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) в немецкой ракете ФАУ-2 для управления вектором тяги использовались газовые рули, выполненные из графита и расположенные на срезе сопла. При повороте этих рулей вокруг оси с увеличением площади натекания создается боковое усилие. Развитие ракетной техники потребовало создания более надежных и эффективных органов управления вектором тяги.
Известны газовые рули по патенту США №3251555 и по книге "Конструкция ракетных двигателей на твердом топливе" под общей редакцией Л.Н. Лаврова. - М.: Машиностроение, 1993, стр. 145, которые расположены в полости истекающей струи.
Недостатком является условие работы этих газовых рулей:
- тепловые и эрозионные воздействия высокотемпературного газового потока в течение всего времени работы двигателя;
- наличие механических нагрузок от сверхзвукового потока в течение всего времени работы двигателя.
Известен газовый руль ракетного двигателя, выбранный за прототип, содержащий перо, тарель с цилиндрическим выступом, вал, хвостовик которого с помощью кольцевой выточки через посредство разжимного кольца насажен на выступ тарели. В этой конструкции тарель и перо выполнены из разных деталей (патент России №2251013, F02K 9/80, 2003).
Недостатками данной конструкции являются:
- низкая надежность органов управления, так как они все время находятся в высокотемпературном газовом потоке, что приводит к их эрозии и быстрому выгоранию;
- нахождение газовых рулей все время в потоке сопровождается наличием их лобового сопротивления, что снижает удельные энергетические характеристики;
- невозможность получения большой величины бокового управляющего усилия из-за небольшой рабочей поверхности органов управления;
- значительные усилия на рулевых органах;
- необходимость иметь на срезе сопла четыре газовых руля и четыре привода для их поворота в струю газа.
Предлагаемое изобретение устраняет указанные недостатки прототипа и решает техническую задачу повышения эффективности, ресурса работы и получения большей величины бокового управляющего усилия и уменьшения усилия на рулевых органах.
Поставленная техническая задача решается тем, что в ЖРД, содержащем камеру с охлаждаемой сверхзвуковой частью сопла, неохлаждаемый насадок из углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ), рулевые агрегаты и раму, наружная поверхность неохлаждаемого насадка в районе среза выполнена в виде сферы с центром вращения на оси камеры, на которую устанавливается дефлектор из УУКМ, состоящий из двух половин, соединенных между собой при помощи фланцевого соединения, расположенного вдоль оси камеры с уплотнением из терморасширенного графита, внутренняя поверхность которого имеет сферическую форму, эквидистантную сферической поверхности неохлаждаемого насадка, а на наружной поверхности выполнены проушены для закрепления к рулевым агрегатам, которые крепятся к раме двигателя, при этом сферические поверхности неохлаждаемого насадка и дефлектора имеют графитовое покрытие.
Такое исполнение ЖРД позволяет реализовать следующие процессы:
- когда не требуется боковое управляющее усилие, дефлектор расположен в исходном положении на сопловой части и не касается струи газа, истекающей из сопла;
- при необходимости получения бокового усилия дефлектор погружается в газовую струю, истекающую из сопла. Причем в зависимости от необходимого значения бокового усилия дефлектор погружается на определенный угол.
При погружении дефлектора в газовую струю боковое усилие будет реализовываться не только за счет повышения давления на поверхности дефлектора, но также и за счет повышения давления в отрывной зоне на сопловой части перед дефлектором. Причем повышение давления на сопловой части перед дефлектором вносит существенную составляющую в получение бокового управляющего усилия и позволяет значительно уменьшить усилия на рулевом агрегате. За счет этого реализуется эффективное боковое усилие при уменьшенном усилии на рулевом агрегате и уменьшенных осевых потерях импульса тяги.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется схемами, показанными на фиг. 1, 2, 3.
ЖРД (фиг. 1) содержит камеру 1, неохлаждаемый насадок из УУКМ 2, дефлектор 3 с покрытием внутренней поверхности графитом и проушинами (кронштейнами) 4, рулевые агрегаты 5, раму двигателя 6.
На фиг. 2 показано, что дефлектор 3 состоит из двух частей, соединенных между собой с помощью болтовых соединений 7 и прокладки из терморасширенного графита 8.
На фиг. 3 показана физическая картина получения бокового усилия. При погружении дефлектора 3 в газовую струю на неохлаждаемый насадок 2 действует повышенное давление P1 за скачком уплотнения А перед дефлектором 3, при этом на дефлектор 3 действует давление P2.
ЖРД с органами управления вектором тяги (дефлектором) работает следующим образом.
По команде от системы управления РН подается сигнал на соответствующие рулевые агрегаты 5, которые через проушину 4 поворачивают дефлектор 3 вокруг оси камеры 1. Часть дефлектора 3 погружается в струю газа, истекающую из сопла камеры 1, а противоположная часть приближается к панели сопла. В результате погружения дефлектора 3 в газовую струю на поверхности дефлектора и сопловой части, примыкающей к дефлектору, повышается статическое давление, которое существенно выше давления на противоположной части сопла, в результате создается боковое управляющее усилие.
Следует отметить, что для получения кругового вектора управляющего усилия в данной конструкции используются всего два рулевых агрегата (вместо четырех). Это позволяет снизить массовые характеристики ЖРД.
Таким образом, использование дефлектора со сферической поверхностью, выполненного из УУКМ и расположенного в районе среза сопла, позволяет получить большое управляющие усилия, уменьшение потерь в осевой тяге при получении бокового усилия, уменьшение усилия на рулевые агрегаты и повышение надежности работы и ресурса работы конструкции.
Claims (1)
- ЖРД, содержащий камеру с охлаждаемой сверхзвуковой частью, неохлаждаемый насадок из углерод-углеродного композиционного материала, рулевые агрегаты и раму, отличающийся тем, что наружная поверхность неохлаждаемого насадка в районе среза сопла выполнена в виде сферы с центром вращения на оси камеры, на которую установлен дефлектор из углерод-углеродного композиционного материала, состоящий из двух половин, соединенных между собой фланцевым соединением, расположенным вдоль оси камеры с уплотнением из терморасширенного графита, а внутренняя поверхность дефлектора имеет сферическую поверхность, эквидистантную сферической поверхности неохлаждаемого насадка, на наружной поверхности дефлектора выполнены проушины для крепления рулевых агрегатов, при этом сферические поверхности неохлаждаемого насадка и дефлектора имеют графитовое покрытие.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015123219/06A RU2579294C1 (ru) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | Жидкостный ракетный двигатель с дефлектором на срезе сопла |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015123219/06A RU2579294C1 (ru) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | Жидкостный ракетный двигатель с дефлектором на срезе сопла |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2579294C1 true RU2579294C1 (ru) | 2016-04-10 |
Family
ID=55793409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015123219/06A RU2579294C1 (ru) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | Жидкостный ракетный двигатель с дефлектором на срезе сопла |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2579294C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2631370C1 (ru) * | 2016-05-04 | 2017-09-21 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Жидкостный ракетный двигатель с секторами дефлектора на срезе сопла |
RU2657400C1 (ru) * | 2017-07-10 | 2018-06-13 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Жидкостный ракетный двигатель с насадком из углерод-углеродного композиционного материала (уукм) |
CN109356749A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-02-19 | 西安航天动力技术研究所 | 一种固体火箭发动机变推力信号反馈系统 |
RU2686367C1 (ru) * | 2018-08-08 | 2019-04-25 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Жидкостный ракетный двигатель с дефлектором внутри сопла |
RU2774753C1 (ru) * | 2022-02-01 | 2022-06-22 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Камера жрд со сверхзвуковой частью сопла из алюминиевого сплава |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3486698A (en) * | 1966-07-13 | 1969-12-30 | Thiokol Chemical Corp | Roll and directional control apparatus for rocket motors |
US4589594A (en) * | 1983-05-13 | 1986-05-20 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gesellschaft Mit Beschraenkter Haftung | Thrust nozzle system |
RU2103538C1 (ru) * | 1995-09-07 | 1998-01-27 | Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского | Способ создания тяги реактивного двигателя и устройство для его осуществления |
RU2251013C2 (ru) * | 2003-07-08 | 2005-04-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Газовый руль ракетного двигателя |
RU2383768C1 (ru) * | 2008-08-14 | 2010-03-10 | Открытое акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Искра" имени Ивана Ивановича Картукова" | Управляющий ракетный двигатель твердого топлива |
-
2015
- 2015-06-16 RU RU2015123219/06A patent/RU2579294C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3486698A (en) * | 1966-07-13 | 1969-12-30 | Thiokol Chemical Corp | Roll and directional control apparatus for rocket motors |
US4589594A (en) * | 1983-05-13 | 1986-05-20 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gesellschaft Mit Beschraenkter Haftung | Thrust nozzle system |
RU2103538C1 (ru) * | 1995-09-07 | 1998-01-27 | Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского | Способ создания тяги реактивного двигателя и устройство для его осуществления |
RU2251013C2 (ru) * | 2003-07-08 | 2005-04-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Газовый руль ракетного двигателя |
RU2383768C1 (ru) * | 2008-08-14 | 2010-03-10 | Открытое акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Искра" имени Ивана Ивановича Картукова" | Управляющий ракетный двигатель твердого топлива |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2631370C1 (ru) * | 2016-05-04 | 2017-09-21 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Жидкостный ракетный двигатель с секторами дефлектора на срезе сопла |
RU2657400C1 (ru) * | 2017-07-10 | 2018-06-13 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Жидкостный ракетный двигатель с насадком из углерод-углеродного композиционного материала (уукм) |
RU2686367C1 (ru) * | 2018-08-08 | 2019-04-25 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Жидкостный ракетный двигатель с дефлектором внутри сопла |
CN109356749A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-02-19 | 西安航天动力技术研究所 | 一种固体火箭发动机变推力信号反馈系统 |
CN109356749B (zh) * | 2018-11-20 | 2020-08-25 | 西安航天动力技术研究所 | 一种固体火箭发动机变推力信号反馈系统 |
RU2774753C1 (ru) * | 2022-02-01 | 2022-06-22 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Камера жрд со сверхзвуковой частью сопла из алюминиевого сплава |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2579294C1 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель с дефлектором на срезе сопла | |
US5351888A (en) | Multi-axis vectorable exhaust nozzle | |
US2865169A (en) | Jet exhaust nozzle | |
US20090277155A1 (en) | Nacelle for aircraft jet engine and aircraft including such nacelle | |
US3726480A (en) | Thrust vectoring control system for rocket nozzles | |
JP2010505063A (ja) | 航空機のジェットエンジンのナセルと該ナセルを備える航空機 | |
US3270505A (en) | Control system for rocket vehicles | |
US3142153A (en) | Solid propellant rocket thrust vectoring system | |
US2753684A (en) | Thrust reversal and variable orifice for jet engines | |
US3144751A (en) | Hybrid rocket | |
US3807639A (en) | Variable-geometry nozzles for jet propulsion engines | |
US3027714A (en) | Combined thrust reversing and noise suppressing device for turbo-jet engines | |
US9500456B2 (en) | Combined steering and drag-reduction device | |
RU2657400C1 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель с насадком из углерод-углеродного композиционного материала (уукм) | |
US3210937A (en) | Thrust control apparatus | |
US3316716A (en) | Composite powerplant and shroud therefor | |
RU2391546C1 (ru) | Способ управления вектором тяги жидкостного ракетного двигателя | |
RU2631370C1 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель с секторами дефлектора на срезе сопла | |
RU2686367C1 (ru) | Жидкостный ракетный двигатель с дефлектором внутри сопла | |
US3819117A (en) | Thrust vector {13 {11 jet interaction vehicle control system | |
WO2011155871A2 (ru) | Струйный движитель с управляемым вектором тяги | |
US2914914A (en) | Three dimensional variable exhaust nozzle | |
US3165889A (en) | Jet control by rotatable offset nozzle | |
RU2470834C1 (ru) | Летательный аппарат | |
RU2783307C1 (ru) | Жрд с периферийными рулями на срезе сопла |