RU2613358C1 - Adjustable nozzle - Google Patents
Adjustable nozzle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2613358C1 RU2613358C1 RU2015144368A RU2015144368A RU2613358C1 RU 2613358 C1 RU2613358 C1 RU 2613358C1 RU 2015144368 A RU2015144368 A RU 2015144368A RU 2015144368 A RU2015144368 A RU 2015144368A RU 2613358 C1 RU2613358 C1 RU 2613358C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- subsonic
- supersonic
- doors
- ring
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
- F02K1/06—Varying effective area of jet pipe or nozzle
- F02K1/12—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps
- F02K1/1215—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps of two series of flaps, the upstream series having its flaps hinged at their upstream ends on a fixed structure, and the downstream series having its flaps hinged at their downstream ends on a fixed structure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
- F02K1/06—Varying effective area of jet pipe or nozzle
- F02K1/12—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps
- F02K1/1223—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps of two series of flaps, the upstream series having its flaps hinged at their upstream ends on a fixed structure and the downstream series having its flaps hinged at their upstream ends on the downstream ends of the flaps of the upstream series
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетной технике и описывает устройство регулируемого сопла с регулирующим приводом и механизмом синхронизации.The invention relates to rocket technology and describes an adjustable nozzle device with a control drive and a synchronization mechanism.
Известно регулируемое сопло (авторское свидетельство РФ №1009150, 1980 г.), содержащее корпус сопла, закрепленные на нем дозвуковые и внешние створки, соединенные со сверхзвуковыми створками, механизм синхронизации в виде основных и дополнительных рычагов.An adjustable nozzle is known (copyright certificate of the Russian Federation No. 1009150, 1980), comprising a nozzle body, subsonic and external wings fixed to it, connected to supersonic valves, a synchronization mechanism in the form of primary and secondary levers.
Конструкция выполнена таким образом, что используются 3 вида створок и 2 привода створок для формирования проточной части продуктов сгорания: дозвуковые, внешние и сверхзвуковые створки, привод внутренних створок, привод внешних створок, что значительно усложняет конструкцию, снижает надежность, приводит к внешней негерметичности, увеличению габаритов и массы сопла. Механизм синхронизации выполнен в виде основных и шарнирно связанных с ним дополнительных рычагов, причем каждый дополнительный рычаг шарнирно связан с внешней створкой и корпусом, что также значительно усложняет конструкцию сопла, увеличивая ее вес и габариты, особенно в радиальном направлении. Зазоры и неточности установки рычагов за счет деформации приводят к отклонению вектора тяги от оси сопла. Для летательного аппарата, стартующего из-под воды, а также длительного хранения, необходима герметичность по внешнему обводу сопла, что приведет к значительному усложнению конструкции, увеличению массы и габаритов существующего сопла.The design is made in such a way that 3 types of flaps and 2 flap drives are used to form the flow part of the combustion products: subsonic, external and supersonic flaps, the drive of internal flaps, the drive of external flaps, which greatly complicates the design, reduces reliability, leads to external leakage, increase dimensions and mass of the nozzle. The synchronization mechanism is made in the form of primary and pivotally connected additional levers, with each additional lever pivotally connected to the external leaf and the casing, which also significantly complicates the design of the nozzle, increasing its weight and dimensions, especially in the radial direction. Clearances and inaccuracies in the installation of levers due to deformation lead to a deviation of the thrust vector from the axis of the nozzle. For an aircraft starting from under water, as well as long-term storage, tightness on the outer contour of the nozzle is required, which will lead to a significant complication of the design, an increase in the mass and dimensions of the existing nozzle.
Целью предлагаемого технического решения является устранение указанных недостатков: упрощение конструкции, уменьшение массы, габаритов регулируемого сопла, повышение надежности работы сопла, уменьшение отклонения вектора тяги от оси сопла, увеличение диапазона регулирования критического сечения сопла и обеспечение герметичности по внешнему обводу сопла.The aim of the proposed technical solution is to eliminate these drawbacks: simplifying the design, reducing the weight and dimensions of the adjustable nozzle, increasing the reliability of the nozzle, reducing the deviation of the thrust vector from the axis of the nozzle, increasing the range of adjustment of the critical section of the nozzle and ensuring tightness along the outer contour of the nozzle.
Указанная цель достигается тем следующим образом.The specified goal is achieved as follows.
Регулируемое сверхзвуковое сопло, содержащее корпус, шарнирно закрепленные на нем дозвуковые и сверхзвуковые створки, образующие канал для истечения продуктов сгорания, привод створок и механизм синхронизации, отличающееся тем, что корпус сопла выполнен из двух жестко соединенных цилиндрической и ожевальной оболочек с уплотнением, обеспечивающим герметичность по внешнему обводу корпуса, при этом площадь входного и выходного сечений нерегулируема, дозвуковые и сверхзвуковые створки шарнирно скреплены с корпусом сопла, причем дозвуковые створки, кинематически связанные с приводом створок, и соответствующие им сверхзвуковые створки являются ведущими, дозвуковые и сверхзвуковые ведущие створки свободными концами попарно скреплены между собой с помощью оси вращения, размещенной в выполненном в створке пазу, с возможностью продольного перемещения, привод сопла выполнен в виде осей, вилок, гидроцилиндров с поршнями, силового кольца синхронизации с роликами, опирающегося на корпус сопла, причем гидроцилиндры объединены коллекторами, соединяющими соответствующие полости гидроцилиндров в кольцо, и шарнирно скреплены с корпусом сопла посредством осей вращения, силовое кольцо синхронизации шарнирно скреплено через оси вращения со всеми штоками поршней гидроцилиндров с возможностью продольного перемещения вдоль оси сопла, при этом шарниры крепления дозвуковых створок, закрепленные по многограннику на корпусе сопла, вилки, оси вращения и тяги, скрепленные с ведущими дозвуковыми створками с одной стороны и с силовым кольцом синхронизации с другой, являются частью механизма синхронизации.An adjustable supersonic nozzle containing a housing, subsonic and supersonic shutters pivotally mounted on it, forming a channel for the expiration of combustion products, a shutter drive and a synchronization mechanism, characterized in that the nozzle body is made of two rigidly connected cylindrical and chewing shells with a seal that provides tightness the outer circumference of the body, while the area of the input and output sections is unregulated, subsonic and supersonic flaps are pivotally attached to the nozzle body, and kinematically associated with the leaf drive and the corresponding supersonic flaps are leading, subsonic and supersonic leading flaps with free ends are coupled together using a rotation axis located in the groove made in the flap, with the possibility of longitudinal movement, the nozzle drive is made in the form axes, forks, hydraulic cylinders with pistons, a power synchronization ring with rollers resting on the nozzle body, the hydraulic cylinders being connected by manifolds connecting the respective bands ty of hydraulic cylinders into the ring, and pivotally fastened to the nozzle body by means of rotation axes, the synchronization power ring is pivotally fastened through the rotation axis to all piston rods of the hydraulic cylinders with the possibility of longitudinal movement along the nozzle axis, while the hinges of fastening of subsonic valves fixed on a polyhedron to the nozzle body, forks, axes of rotation and traction, fastened with leading subsonic flaps on one side and with a synchronization power ring on the other, are part of the synchronization mechanism.
Выполнение в предлагаемом сопле корпуса из 2 оболочек с уплотнением позволяет упростить процесс сборки сопла и повысить технологичность, обеспечить герметичность по внешнему контуру сопла.The implementation of the proposed nozzle body of 2 shells with a seal can simplify the assembly process of the nozzle and improve manufacturability, to ensure tightness along the outer contour of the nozzle.
Постоянная площадь входного и выходного сечений сопла позволяет упростить конструкцию сопла за счет исключения необходимости регулирования выходного сечения сопла, уменьшить массу и габариты.The constant area of the inlet and outlet sections of the nozzle allows you to simplify the design of the nozzle by eliminating the need to control the output section of the nozzle, to reduce weight and dimensions.
Кинематическая связь привода створок только с ведущими створками (попарно скрепленными дозвуковыми и сверхзвуковыми) позволяет упростить конструкцию и уменьшить массу сопла за счет отсутствия связей других створок (ведомых створок) с приводом створок.The kinematic connection of the leaflet drive only with the leading leaflets (pairwise fastened subsonic and supersonic) allows simplifying the design and reducing the mass of the nozzle due to the absence of connections of other leaflets (slave leaflets) with the leaflet leaflet.
Выполнение единственного привода створок в виде кольца из гидроцилиндров с общими гидравлическими коллекторами, осей, вилок, силового кольца синхронизации позволяет уменьшить массу и габариты сопла.The execution of a single leaflet drive in the form of a ring of hydraulic cylinders with common hydraulic manifolds, axles, forks, a power synchronization ring allows reducing the mass and dimensions of the nozzle.
Шарнирное крепление дозвуковых створок по многограннику, с минимальными зазорами в шарнирах, устанавливает силовое кольцо синхронизации перпендикулярно продольной оси сопла, обеспечивая минимальный перекос силового кольца синхронизации при движении вдоль оси сопла и синхронное движение створок.The hinged mounting of subsonic flaps along a polyhedron, with minimal gaps in the hinges, sets the synchronization force ring perpendicular to the nozzle longitudinal axis, providing minimal bias of the synchronization force ring when moving along the nozzle axis and the synchronous movement of the valves.
Использование силового кольца синхронизации с роликами, шарнирно скрепленного со штоками гидроцилиндров и при помощи тяг со всеми дозвуковыми створками, установленными на шарнирах по многограннику, позволяет упростить конструкцию, повысить надежность и синхронность перекладки створок сопла, уменьшить отклонение вектора тяги от оси сопла, значительно увеличить диапазон регулирования сопла (Fкp.max/Fкp.min) при небольших радиальных габаритах, уменьшить массу и габариты сопла.The use of a power synchronization ring with rollers hinged to the hydraulic cylinder rods and using rods with all subsonic flaps mounted on hinges along the polyhedron allows to simplify the design, increase the reliability and synchronization of the nozzle flap shifting, reduce the thrust vector deviation from the nozzle axis, significantly increase the range nozzle control (F cr.max / F cr.min ) with small radial dimensions, reduce the mass and size of the nozzle.
На фиг. 1 представлена конструкция-схема сверхзвукового сопла в рабочем положении.In FIG. 1 shows a design diagram of a supersonic nozzle in the operating position.
Дозвуковые (10) и сверхзвуковые (12) створки закреплены на корпусе сопла (1) с возможностью вращения относительно осей на концах створок в шарнирах крепления дозвуковых створок (4) и сверхзвуковых створок (11). Между собой ведущие дозвуковые и сверхзвуковые створки попарно скреплены с помощью оси вращения (13), скользящей по пазу в сверхзвуковой створке. Гидропривод сопла (2) через ось вращения (9) скреплен с силовым кольцом синхронизации (7) с одной стороны, через ось (3) с корпусом сопла (1) с другой стороны. Ведущие дозвуковые створки (10) скреплены с силовым кольцом синхронизации (7) посредством тяги (5), осей вращения (6) и вилки (14). Силовое кольцо синхронизации (7) опирается на корпус сопла (1) посредством скрепленных с ним роликов (8).Subsonic (10) and supersonic (12) flaps are mounted on the nozzle body (1) with the possibility of rotation relative to the axes at the ends of the flaps in the hinges of fastening of the subsonic flaps (4) and supersonic flaps (11). Between each other, the leading subsonic and supersonic shutters are coupled together using the rotation axis (13), sliding along the groove in the supersonic shutter. The hydraulic drive of the nozzle (2) through the axis of rotation (9) is fastened to the synchronization power ring (7) on the one hand, through the axis (3) with the nozzle body (1) on the other hand. The leading subsonic flaps (10) are fastened to the synchronization power ring (7) by means of a rod (5), rotation axes (6) and a fork (14). The power synchronization ring (7) is supported on the nozzle body (1) by means of rollers (8) attached to it.
Управляющее давление от системы регулирования поступает в те или иные полости цилиндров гидропривода сопла (2), что приводит к толкательному или тянущему воздействию поршней на силовое кольцо синхронизации (7). Через тягу (5) и оси (6) поступательное движение силового кольца синхронизации (7) вдоль продольной оси сопла преобразуется во вращательное движение дозвуковых створок (10) относительно шарниров крепления дозвуковых створок (4). Вращательное движение незакрепленного конца дозвуковых створок (10) через ось вращения (13) приводит во вращательное движение соответствующие сверхзвуковые створки (12) относительно шарниров крепления сверхзвуковых створок (11). Благодаря шарнирам крепления дозвуковых створок (4), установленным по многограннику, минимальным зазорам в шарнирах и роликам (8) плоскость силового кольца синхронизации (7) остается перпендикулярной оси сопла с минимальными отклонениями, обеспечивая синхронность движения дозвуковых створок (10). В зависимости от того, в какие полости цилиндров гидропривода сопла (2) поступает управляющее давление, обеспечивается закрытие или раскрытие сопла (изменение площади критического сечения).The control pressure from the control system enters certain cavities of the cylinder of the hydraulic drive of the nozzle (2), which leads to a pushing or pulling effect of the pistons on the power synchronization ring (7). Through the thrust (5) and axis (6), the translational movement of the synchronization force ring (7) along the longitudinal axis of the nozzle is converted into the rotational movement of the subsonic valves (10) relative to the hinges of the subsonic valves (4). The rotational movement of the loose end of the subsonic flaps (10) through the axis of rotation (13) rotates the corresponding supersonic flaps (12) relative to the hinges of the fastening of the supersonic flaps (11). Due to the hinges of fastening of the subsonic flaps (4) installed along the polyhedron, the minimum clearances in the hinges and rollers (8), the plane of the synchronization ring (7) remains perpendicular to the nozzle axis with minimal deviations, ensuring synchronous movement of the subsonic flaps (10). Depending on which cavity of the hydraulic cylinder of the nozzle (2) the control pressure enters, the nozzle closes or opens (changes in the critical section area).
На фиг. 2 представлен многогранник крепления ведущих дозвуковых створок (ведущие створки показаны пунктиром, ведомые створки не изображены).In FIG. Figure 2 shows the polyhedron of the fastening of the leading subsonic flaps (the leading flaps are shown in dashed lines, the slave flaps are not shown).
Таким образом, предложенное регулируемое сопло, оснащенное дозвуковыми и сверхзвуковыми створками, гидроприводом сопла, механизмом синхронизации, позволяет за счет:Thus, the proposed adjustable nozzle, equipped with subsonic and supersonic valves, hydraulic nozzle, synchronization mechanism, allows for:
корпуса сопла, выполненного из двух герметично состыкованных цилиндрической и ожевальной оболочек;a nozzle body made of two hermetically joined cylindrical and chewing shells;
постоянной площади входного и выходного сечений сопла;constant area of the inlet and outlet sections of the nozzle;
единственного привода створок в виде осей, вилок, силового кольца синхронизации, кольца из гидроцилиндров с общими гидравлическими коллекторами, соединяющими соответствующие полости гидроцилиндров в кольцо;a single leaf drive in the form of axes, forks, a synchronization power ring, a hydraulic cylinder ring with common hydraulic manifolds connecting the corresponding hydraulic cylinder cavities into a ring;
кинематической связи привода створок только с ведущими створками;kinematic connection of the leaf drive only with the leading leaf;
шарнирного крепления дозвуковых створок по многограннику;articulation of subsonic valves along a polyhedron;
силового кольца синхронизации с роликами, шарнирно скрепленного через оси вращения со всеми штоками поршней гидроцилиндров, и через тяги с дозвуковыми створками,synchronization power ring with rollers, pivotally fastened through the axis of rotation with all the piston rods of the hydraulic cylinders, and through traction with subsonic valves
существенно уменьшить габариты и массу сопла, упростить конструкцию, повысить надежность работы, уменьшить отклонения вектора тяги от оси сопла, значительно увеличить диапазон регулирования критического сечения сопла и обеспечить герметичность по внешнему обводу корпуса сопла.significantly reduce the dimensions and mass of the nozzle, simplify the design, increase reliability, reduce the deviation of the thrust vector from the axis of the nozzle, significantly increase the control range of the critical section of the nozzle and ensure tightness along the outer contour of the nozzle body.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015144368A RU2613358C1 (en) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Adjustable nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015144368A RU2613358C1 (en) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Adjustable nozzle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2613358C1 true RU2613358C1 (en) | 2017-03-16 |
Family
ID=58458423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015144368A RU2613358C1 (en) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Adjustable nozzle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2613358C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2684362C1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-04-08 | Государственный научный центр Российской Федерации-федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Ram-jet adjustable split nozzle |
| RU2778420C1 (en) * | 2021-10-06 | 2022-08-18 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Adjustable turbojet nozzle |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2625008A (en) * | 1951-02-28 | 1953-01-13 | Curtiss Wright Corp | Variable flow nozzle |
| US2984068A (en) * | 1958-06-30 | 1961-05-16 | Orenda Engines Ltd | Propulsive nozzle system for reaction propulsion units |
| US3046730A (en) * | 1960-09-21 | 1962-07-31 | Marquardt Corp | Variable area exit nozzle |
| US3722797A (en) * | 1970-11-04 | 1973-03-27 | Cci Aerospace Corp | Convergent divergent ejector exhaust nozzle |
| SU1009150A1 (en) * | 1980-04-01 | 1996-08-20 | М.В. Барамзин | Adjustable supersonic nozzle of gas-turbine engine |
| RU63460U1 (en) * | 2006-11-30 | 2007-05-27 | Открытое акционерное общество "Климов", (ОАО "Климов") | ADJUSTABLE NOZZLE |
-
2015
- 2015-10-15 RU RU2015144368A patent/RU2613358C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2625008A (en) * | 1951-02-28 | 1953-01-13 | Curtiss Wright Corp | Variable flow nozzle |
| US2984068A (en) * | 1958-06-30 | 1961-05-16 | Orenda Engines Ltd | Propulsive nozzle system for reaction propulsion units |
| US3046730A (en) * | 1960-09-21 | 1962-07-31 | Marquardt Corp | Variable area exit nozzle |
| US3722797A (en) * | 1970-11-04 | 1973-03-27 | Cci Aerospace Corp | Convergent divergent ejector exhaust nozzle |
| SU1009150A1 (en) * | 1980-04-01 | 1996-08-20 | М.В. Барамзин | Adjustable supersonic nozzle of gas-turbine engine |
| RU63460U1 (en) * | 2006-11-30 | 2007-05-27 | Открытое акционерное общество "Климов", (ОАО "Климов") | ADJUSTABLE NOZZLE |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2684362C1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-04-08 | Государственный научный центр Российской Федерации-федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" | Ram-jet adjustable split nozzle |
| RU2778420C1 (en) * | 2021-10-06 | 2022-08-18 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Adjustable turbojet nozzle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9884675B2 (en) | System for changing the pitch of the blades of a propeller | |
| US11719107B2 (en) | Turbine engine comprising a rotor with variable-pitch blades | |
| US8793973B2 (en) | Thrust reverser for a dual-flow turbine engine nacelle | |
| US20080028764A1 (en) | Bleed off valve system | |
| RU2613358C1 (en) | Adjustable nozzle | |
| RU2315887C2 (en) | High by-pass ratio turbojet engine | |
| US8613198B2 (en) | Method and apparatus for controlling compressor bleed airflow of a gas turbine engine using a butterfly valve assembly | |
| BR102012032814A2 (en) | VARIABLE AREA FAN NOZZLE WITH DRIVE SYSTEM HEALTH MONITORING | |
| US20170108004A1 (en) | Device for adjusting a gap between the housing of an impeller and the impeller in a radial compressor and a turbomachine | |
| CN105579342A (en) | Device for supplying hydraulic fluid to a hydraulic cylinder and mechanism for controlling the pitch of the blades of a turbine engine propeller comprising the hydraulic cylinder | |
| RU2445486C1 (en) | Flat nozzle of jet turbine engine | |
| US3949550A (en) | Engine exhaust flow diverter | |
| US20190032811A1 (en) | Damped relief valve using double pistons | |
| US10190492B2 (en) | Dual crankshaft, opposed-piston engines with variable crank phasing | |
| BR102016020320A2 (en) | pitch control system and method for controlling a pitch angle | |
| US9416733B2 (en) | Sealing device having a sleeve for the passage of a connecting rod of a system for controlling the orientation of the blower blades of a turboprop engine through a partition | |
| GB2047815A (en) | Actuation system for use on a gas turbine engine | |
| US2932163A (en) | Means for actuating a variable nozzle | |
| CA2952153C (en) | Oil transfer assembly for supplying oil into a rotating and translating tube | |
| JP4098101B2 (en) | Actuator assembly with synchronized hydraulic actuator | |
| RU2561804C1 (en) | Regulated supersonic nozzle of turbo-jet engine | |
| RU2535516C1 (en) | Turbojet variable nozzle | |
| RU2647266C1 (en) | Adjustable supersonic nozzle of turbojet engine | |
| RU2462609C1 (en) | Flat nozzle of jet turbine engine | |
| RU2656170C1 (en) | Turbojet engine flat nozzle |