SK280138B6 - Supersonic jet with a controllable critical cross section - Google Patents
Supersonic jet with a controllable critical cross section Download PDFInfo
- Publication number
- SK280138B6 SK280138B6 SK815-95A SK81595A SK280138B6 SK 280138 B6 SK280138 B6 SK 280138B6 SK 81595 A SK81595 A SK 81595A SK 280138 B6 SK280138 B6 SK 280138B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- section
- supersonic nozzle
- nozzle
- cross
- supersonic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
Vynález sa týka nadzvukovej dýzy s regulovateľným kritickým prierezom.The invention relates to a supersonic nozzle with a controllable critical cross section.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
K premene tlakovej energie plynov na kinetickú s nadzvukovou rýchlosťou sa používa takzvaná Lawallova dýza”, ktorej kritický prierez sa nedá meniť. Je vhodná na využitie tam, kde sa tlakový spád plynov pred a za dýzou nemení. V prípade zmeny tlakového spádu stráca táto dýza prudko účinnosť. Preto sa riešia medzikontinentálne a kozmické rakety okrem iného ako viacstupňové. Táto dýza nie je vhodná do leteckých prúdových motorov. Tam sa používa zužujúca sa dýza s premenným výstupným priemerom, v ktorej je možné dosiahnuť maximálne zvukovú rýchlosť plynov. Existujú regulovateľné dýzy, ktoré sú zakončené krátkym rozširujúcim sa tvarom, umožňujúcim dosiahnuť mierne nadzvukovú rýchlosť vo veľmi úzkom rozmedzí tlakového spádu, ktorých účinnosť je nízka. Pokusy regulovať kritický prierez vedú k technicky a konštrukčne veľmi zložitým riešeniam pri vysokej hmotnosti a nízkej účinností.The so-called Lawall nozzle, whose critical cross-section cannot be changed, is used to convert the pressure energy of gases into kinetic with supersonic velocity. It is suitable for applications where the pressure drop of gases before and after the nozzle does not change. If the pressure drop changes, this nozzle loses its efficiency sharply. Therefore, intercontinental and space missiles are addressed, inter alia, as multi-stage. This nozzle is not suitable for aircraft jet engines. There is used a tapered nozzle with a variable outlet diameter in which the maximum sound velocity of the gases can be achieved. There are controllable nozzles that are terminated by a short expanding shape, allowing a slight supersonic velocity to be achieved within a very narrow pressure drop range, whose efficiency is low. Attempts to regulate the critical cross-section lead to very complicated solutions with high weight and low efficiency.
Ako príklad je možné uviesť dýzu, ktorej teleso pozostáva z množiny segmentov, z ktorých každý je vybavený samostatným ovládacím pákovým mechanizmom.By way of example, a nozzle whose body consists of a plurality of segments, each of which is provided with a separate operating lever mechanism.
Vzhľadom na konštrukčné problémy, zložitosti riešenia a nízku účinnosť sa do prúdových motorov používajú v prevažnej miere regulovateľné zužujúce sa dýzy, za ktorými je umiestnená spravidla regulovateľná alebo voľne nastaviteľná rozširujúca sa dýza.Due to constructional problems, complexity of the solution and low efficiency, the jet engines are predominantly controllable tapered nozzles, behind which there is usually an adjustable or freely adjustable expanding nozzle.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Uvedené nedostatky do značnej miery odstraňuje nadzvuková dýza s regulovateľným kritickým prierezom, ktorej podstata spočíva v tom, že pozostáva z dvojice súosových a proti sebe otočné umiestnených prírub, ktoré sú prepojené sústavou výkyvné upevnených lamiel, pričom najmenej jedna príruba je uložená posuvne.The above-mentioned drawbacks are largely eliminated by a supersonic nozzle with a controllable critical cross-section consisting of a pair of coaxial and counter-rotatable flanges interconnected by a system of pivotably fixed lamellae, wherein at least one flange is displaceably mounted.
Nadzvuková dýza umožňuje regulovať kritický prierez dýzy v širokom rozsahu tlakového spádu pred a za dýzou a tým jeho úplnú premenu na využiteľnú kinetickú energiu. Zároveň sa dosahuje maximálna účinnosť nadzvukovej dýzy v širokom rozsahu tlakového spádu plynov pred a za dýzou. Vlastné konštrukčné riešenie je jednoduché a umožňuje využiť jednoduchý regulačný systém.The supersonic nozzle makes it possible to regulate the critical cross-section of the nozzle over a wide range of pressure drop before and after the nozzle, thereby completely converting it into usable kinetic energy. At the same time, the maximum efficiency of the supersonic nozzle is achieved over a wide range of gas pressure drop before and after the nozzle. The design itself is simple and allows a simple control system to be used.
Podľa výhodného uskutočnenia je jedna z prírub uložená neotočne a druhá otočné.According to a preferred embodiment, one of the flanges is mounted non-rotatably and the other is rotatable.
Na dobré utesnenie dýzy je výhodné, keď sa lamely čiastočne prekrývajú, alebo keď každá z lamiel zapadá svojou prednou hranou do vidlicovej hrany umiestnenej na susednej lamele.For a good sealing of the nozzle, it is advantageous if the slats partially overlap, or when each of the slats, with its front edge, fits into the forked edge located on the adjacent slat.
Na plné využitie celého rozsahu tlakového spádu plynov pred a za dýzou je výhodné, aby k výstupu z nadzvukovej dýzy bola pripojená rozširujúca sa dýza s premenným výstupným prierezom.To fully utilize the full range of gas pressure drop before and after the nozzle, it is preferable that an expanding nozzle with a variable outlet cross-section is connected to the outlet of the supersonic nozzle.
Na dosiahnutie vysokej tuhosti lamely v ohybe a nízkej v kruté je výhodné, keď je každá lamela na vonkajšej strane vybavená systémom pozdĺžnych výstuží, ktoré majú v priečnom reze otvorený profil.In order to achieve a high bending stiffness and a low torsional stiffness, it is advantageous for each slat to be provided on the outside with a system of longitudinal reinforcements having an open profile in cross section.
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Vynález bude bližšie vysvetlený pomocou výkresu, na ktorom je znázornené:The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, in which:
obr. 1 - schematické znázornenie nadzvukovej dýzy s regulovateľným kritickým prierezom podľa vynálezu v polohe maximálny prierez, obr. 2 - rez nadzvukovou dýzou rovinou A-A z obr. 1, obr. 3 - zväčšený (2:1) schematický rez dýzou rovinou C-C z obr. 1, obr. 4 - pohľad na jednu lamelu smerom P z obr. 1, obr. 5 - pohľad na lamelu smerom S z obr. 4, obr. 6 - zväčšený schematický detail, vymedzený čiarkovaním na obr. 3, obr. 7 - schematické znázornenie nadzvukovej dýzy s regulovateľným kritickým prierezom podľa vynálezu v polohe minimálny prierez, obr. 8 - rez nadzvukovou dýzou rovinou A'-A1 z obr. 7, obr. 9 - zväčšený (2:1) schematický rez dýzou rovinou C-C z obr. 7, obr. 10 - pohľad na jednu lamelu smerom P' z obr. 7, obr. 11 - pohľad na lamelu smerom S1 z obr. 10, obr. 12 - zväčšený schematický detail, vymedzený čiarkovaním na obr. 9.Fig. 1 is a schematic representation of a supersonic nozzle with a controllable critical cross-section according to the invention in the maximum cross-section position; FIG. 2 is a sectional view of the supersonic nozzle taken along line AA of FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged (2: 1) schematic section through the nozzle of the CC plane of FIG. 1, FIG. 4 is a view of one lamella in the direction P of FIG. 1, FIG. 5 is a view of the lamella in the direction S of FIG. 4, FIG. 6 is an enlarged schematic detail, delimited by the dash in FIG. 3, FIG. Fig. 7 is a schematic representation of a supersonic nozzle with a controllable critical cross-section according to the invention in the minimum cross-section position; 8 - sectional view of a supersonic nozzle line A-A of Figure 1. 7, FIG. 9 is an enlarged (2: 1) schematic section through the nozzle of the CC plane of FIG. 7, FIG. 10 is a view of one lamella in the direction P 'of FIG. 7, FIG. 11 - view of the slat direction S 1 of FIG. 10, FIG. 12 is an enlarged schematic detail, delimited by the dash in FIG. 9th
Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Nadzvuková dýza s regulovateľným kritickým prierezom podľa obr. 1 pozostáva z pevnej príruby 2 a otočnej príruby 3, ktoré sú umiestnené súosovo. Otočná príruba 3 je navyše uložená posuvne. Obidve príruby sú prepojené sústavou lamiel 1 tak, že jeden koniec každej príruby lamely 1 je výkyvné upevnený k pevnej prírube 2 a druhý koniec každej lamely 1 je taktiež výkyvné pripevnený k otočnej prírube 3. Pozdĺžne osi lamiel 1 sú priamkové, mimobežné a tvoria v podstate povrchy rotačného hyperboloidu. Pevná príruba 2 je pripojená k výstupnej časti prúdového alebo raketového motora, prípadne k inému zdroju stlačeného plynu.The supersonic nozzle with a controllable critical cross section of FIG. 1 consists of a fixed flange 2 and a rotatable flange 3, which are arranged coaxially. Furthermore, the rotating flange 3 is displaceably mounted. The two flanges are interconnected by a set of slats 1 such that one end of each flange of the slat 1 is pivotally attached to a fixed flange 2 and the other end of each slat 1 is also pivotally attached to the rotatable flange 3. The longitudinal axes of slats 1 are straight, extruded and surfaces of rotating hyperboloid. The fixed flange 2 is connected to the outlet portion of the jet or rocket engine, or to another source of compressed gas.
Každá lamela 1 má v priečnom reze (obr. 6, 12) otvorený tenkostenný profil, tvorený telom 7 lamely 1 s prednou hranou 5 a vidlicovou hranou 4. Každá z lamiel 1 zapadá svojou prednou hranou 5 do vidlicovej hrany 4 predchádzajúcej lamely. Lamely tak vytvárajú kruhový premenný prierez dýzy.Each lamella 1 has a transverse section (FIGS. 6, 12) of an open thin-walled profile formed by the lamella body 7 with a leading edge 5 and a fork edge 4. Each lamella 1 fits with its leading edge 5 into the fork edge 4 of the previous lamella. The blades thus create a circular variable cross-section of the nozzle.
Každá lamela 1 má na vonkajšej strane sústavu pozdĺžnych výstuh 8, ktoré majú v priečnom reze otvorený profil. V príklade uskutočnenia vynálezu (obr. 6, 12) tvoria sústavu pozdĺžnych výstuh 8 dve pozdĺžne usporiadané výstuhyK výstupu z nadzvukovej dýzy je pripojená známa rozširujúca sa dýza 6 s premenným výstupným prierezom.Each lamella 1 has on the outside of a set of longitudinal stiffeners 8 which have an open profile in cross section. In the exemplary embodiment of the invention (Figs. 6, 12), a set of longitudinal stiffeners 8 comprises two longitudinally arranged stiffeners. A known expanding nozzle 6 with variable outlet cross-section is attached to the outlet of the supersonic nozzle.
Pootočením a osovým posunom otočnej príruby 3 dochádza k plynulej zmene vnútorného priemeru nadzvukovej dýzy v potrebnom rozsahu a závislosti od tlakového spádu plynov pred a za nadzvukovou dýzou.By rotating and axially displacing the rotating flange 3, the internal diameter of the supersonic nozzle is continuously varied to the necessary extent and depending on the pressure drop of the gases before and after the supersonic nozzle.
Zmena kritického prierezu nadzvukovej dýzy z maximálneho na minimálny (pozri obr. 1, 7, a 2, 8) sa v tomto prípade dosiahne pootočením otočnej príruby 3 o 30°. Tým sa dostáva lamela s koncovými bodmi L - R do polohy L -R'.The change in the critical cross-section of the supersonic nozzle from maximum to minimum (see Figures 1, 7, and 2, 8) is achieved in this case by turning the rotating flange 3 by 30 °. This brings the lamella with end points L - R to the position L-R '.
Nadzvuková dýza podľa vynálezu bola opísaná na jednom príklade konkrétneho uskutočnenia, ale je zrejmé, že sa dá odvodiť celý rad konkrétnych prevedení, pričom otočná či posuvná môže byť ktorákoľvek z prírub, prípadne obidve.The supersonic nozzle of the invention has been described in one example of a particular embodiment, but it is clear that a number of particular embodiments can be derived, wherein the flanges can be either flanges or both.
Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability
Nadzvukové dýzy s regulovateľným kritickým prierezom je možné využiť všade tam, kde je potrebné dosiahnuť nadzvukovú rýchlosť plynu pri premennom tlakovom spáde pri dodržiavaní optimálneho zákona regulácie, a to hlavne pri raketových motoroch, leteckých prúdových motoroch, dvojprúdových motoroch s vysokým obtokovým pomerom, prípadne ako laboratórne zariadenie.Supersonic nozzles with adjustable critical cross-section can be used wherever it is necessary to achieve supersonic gas velocity at variable pressure drop while adhering to optimal regulation law, especially for rocket engines, aircraft engines, two-jet engines with high bypass ratio, or as a laboratory device.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK815-95A SK280138B6 (en) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | Supersonic jet with a controllable critical cross section |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK815-95A SK280138B6 (en) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | Supersonic jet with a controllable critical cross section |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK81595A3 SK81595A3 (en) | 1997-01-08 |
| SK280138B6 true SK280138B6 (en) | 1999-09-10 |
Family
ID=20433988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK815-95A SK280138B6 (en) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | Supersonic jet with a controllable critical cross section |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SK (1) | SK280138B6 (en) |
-
1995
- 1995-06-20 SK SK815-95A patent/SK280138B6/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK81595A3 (en) | 1997-01-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4375276A (en) | Variable geometry exhaust nozzle | |
| US2970431A (en) | Rotating inlet for jet engines | |
| US8869505B2 (en) | Variable area fan nozzle and thrust reverser | |
| RU2472272C2 (en) | Telescopic linear actuating mechanism of double action with drive from one motor | |
| US3598318A (en) | Movable acoustic splitter for nozzle area control and thrust reversal | |
| US4685534A (en) | Method and apparatus for control of fluids | |
| US5974783A (en) | Turbojet engine thrust reverser having movable rear baffle pivattally connected by forward and rear linkrods which are totally enclosed in the forward thrust mode | |
| US8448420B2 (en) | Aircraft nacelle that incorporates a device for reversing thrust | |
| EP0180534B1 (en) | Two dimensional gas turbine engine exhaust nozzle | |
| CA2013931A1 (en) | Nozzle with thrust vectoring in the yaw direction | |
| DE2042026A1 (en) | Drive nozzle with sound dampening device | |
| US8690097B1 (en) | Variable-geometry rotating spiral cone engine inlet compression system and method | |
| GB2075447A (en) | Thrust deflectors for gas turbine engines | |
| US4340178A (en) | Thrust reverser - cascade type | |
| RU98116807A (en) | DEVICE REVERSE DEVICE FOR TURBOJET ENGINE WITH SASHES RETAINED IN ENGINE GONDOLA HIRES | |
| US3664455A (en) | Twisted vane sound suppressor for aircraft jet engine | |
| US6145301A (en) | Thrust reverser for fan type turbojet engines using independently actuated pivoted thrust deflectors | |
| US5485958A (en) | Mechanism for operating a cascade of variable pitch vanes | |
| US4177639A (en) | Thrust reverser for a fluid flow propulsion engine | |
| JPH07509038A (en) | Wide divergent seal device for tapered/wide divergent nozzles | |
| US4356973A (en) | Thrust reverser geared linkage | |
| US4279382A (en) | Radial and axial flow variable exhaust nozzle for a gas turbine engine | |
| RU97113701A (en) | TURBOJET ENGINE REVERSE DEVICE WITH LOCATED REAR FROM THE FLOW | |
| US5799874A (en) | Aerodynamically controlled ejector | |
| JP2686149B2 (en) | Two-dimensional asymmetrically shaped supersonic air intake for combustion engine air |