РЕГУЛИРУЕМЫЕ РЕАКТИВНЫЕ СОПЛА

При больших скоростях (М_Н>=1,7) применение регули­руемых реактивных сопел дает существенные преимущества по тяге и экономичности двигателя и значительно облегчает его за­пуск. Кроме того, применение в конструкции двигателя форсажной камеры требует постановки регулируемого реактивного сопла.

При сверхкритическом перепаде давлений необходимая эф­фективность достигается регулированием площадей как критиче­ского, так и выходного сечений. При этом за счет соответствую­щего изменения площади критического сечения обеспечивается неизменяемый режим работы турбокомпрессора, а изменением площади выходного сечения достигается реализация полной сте­пени расширения в сверхзвуковом сопле.

Из предложенных схем регулируемых сопел наиболее эффек­тивными и простыми по конструкции являются многостворчатые однорядные, многостворчатые двухрядные и эжекторные регули­руемые сопла (рис. 6.4).

Многостворчатые сопла позволяют получить форму попере­чного сечения струи, близкую к кругу, и поэтому обладают малыми гидравлическими потярями по сравнению с одно- или двухстворчатыми схемами. Однорядные многостворчатые сопла применяют для дозвуковых выходных устройств, содержащих форсажную камеру. Каждая из створок представляет собой жесткую коробчатую конструкцию, закрепленную шарнирно к наружной стенке сопла (рис. 6.5). Уплотнение стыков створок достигается за счет их взаимного перекрытия. Ширину полок выбирают такой, чтобы при максимальном раскрытии сопла сохранялось перекрытие не меньше 10...15 мм, а при максимальном прикрытии сопла перекрытие полок не пре­вышало 40...50 мм. Указанные величины перекрытий обеспечивают надежное уплотнение и приемлемую величину сил трения в сочленении.

Управление положением створок производится перемещением в осевом направлении опорного кольца, ограничивающего рас­крытие створок под действием газовых сил. Кольцо перемещается гидроцилиндрами, в конструкции которых предусмотрены уст­ройства, исключающие перекосы плоскости кольца.

Необходимый закон изменения площади сопла в зависимости от осевого перемещения достигается соответствующим профили­рованием наружной поверхности створок.

Двухрядное многостворчатое сопло (см. рис. 6.4, б) пред­ставляет собой последовательное соединение двух однорядных регулируемых створчатых конструкций. Первый ряд створок име­ет шарнирное соединение с задним фланцем наружного конуса сопла, а второй ряд соединен шарнирно с первым. В таком сопле величина площадей критического и выходного сечений мо­гут изменяться независимо друг от друга. Данная схема полу­чила большое распространение несмотря на конструктивную сложность и проблемы уплотнения створок.

Регулируемое эжекторное сопло имеет более простое конст­руктивное исполнение по сравнению с предыдущей схемой. Оно включает регулируемое суживающееся сопло (см. рис. 6.4, в) и подвижный в осевом направлении эжектор, стенки которого образуют расширяющийся канал. Критическое сечение сопла регулируется створками. В кольцевую щель между эжектором и створками подается воздух, отбираемый из зоны максимального давления входного сверхзвукового диффузора. Количество эжектируемого воздуха регулируется посредством изменения осевого положения эжектора. При малых скоростях полета эжектор смещен в максимально открытое положение. При максимальной скорости он почти полностью прикрыт, сохраняя небольшой расход воздуха, необходимый для охлаждения сопла.