Сопло -заглушка — это тип сопла , которое включает центральное тело или заглушку, вокруг которой течет рабочая жидкость. Сопла-заглушки применяются в самолетах, ракетах и многочисленных других устройствах с потоком жидкости.
Обычные садовые шланговые триггерные насадки являются простым примером пробковой насадки и ее метода работы. В этом примере насадка состоит из конического или колоколообразного отверстия с пробкой на подвижном стержне, расположенном перед насадкой. Пробка похожа на тарельчатый клапан . Шток клапана проходит через корпус насадки к «триггеру», обычно длинному рычагу, спускающемуся вниз по задней части узла насадки. Пружина удерживает клапан прижатым к отверстию при нормальном использовании, тем самым обеспечивая безотказное отключение, которое останавливает поток воды, когда насадка падает.
Когда вода подается в шланг, она течет через корпус насадки к отверстию, где она обычно течет прямо вперед потоком. Сразу после выхода из отверстия она сталкивается с пробкой, которая отклоняет воду вбок под углом. Пройдя небольшое расстояние, вода сталкивается с внешней стороной отверстия насадки, которая снова отклоняет ее вперед. Этот двухэтапный процесс заставляет воду выбрасываться в форме кольца, что приводит к тому, что меньше воды попадает в одно место, и тем самым уменьшает эрозию, а также облегчает полив больших площадей.
Форма заглушки и отверстия сопла позволяет регулировать угол кольца. Обычно она имеет такую форму, что когда заглушка оттягивается назад к отверстию, она частично перекрывает поток воды, а также заставляет его распространяться на максимально возможный угол. Это можно использовать для «туманивания» растений. Когда курок нажимается дальше вниз, заглушка отходит от отверстия, вызывая меньшее засорение и нарушение потока, в конечном итоге позволяя воде снова сформироваться в поток.
Сопла-заглушки относятся к классу сопел с компенсацией высоты , во многом похожих на аэроспайки , которые, в отличие от традиционных конструкций, сохраняют свою эффективность в широком диапазоне высот. [1]
Подобно примеру с садовым шлангом, вставные насадки используют сопло в форме ракеты с тарельчатой заглушкой, чтобы можно было изменять форму выхлопа ракеты. Это используется для регулировки в зависимости от изменения высоты; на более низких высотах заглушка оттягивается назад, чтобы выхлоп распространялся, в то время как на более высоких высотах более низкое давление воздуха заставит это происходить естественным образом. Альтернативная конструкция для той же базовой концепции заключается в использовании двух насадок, одна внутри другой, и регулировке расстояния между ними. Такая схема имеет преимущество лучшего контроля над выхлопом и более простых систем охлаждения.
Сбивает с толку тот факт, что термин «заглушка сопла» может также использоваться для обозначения совершенно другого класса сопел двигателя, аэрошипов. Теоретически аэрошип должен выглядеть примерно как копье , с широким основанием и длинной сужающейся передней частью. Однако часть «шипа» можно отрезать, что окажет лишь незначительное влияние на производительность, оставив только основание. Это выглядит очень похоже на обычную сливную пробку или пробку , и приводит к широкому использованию термина «заглушка сопла» также и для этой конструкции.
Сопло реактивного двигателя-заглушки берет свое начало в ракетной технике [2] , но также изучалось на протяжении многих лет, но не использовалось, для сверхзвуковых крылатых самолетов, таких как Boeing SST, [3] предлагаемый двигатель General Electric Variable Cycle Engine с его акустическим соплом-заглушкой, [4] и Concorde. Тем не менее, оно использовалось для ракеты AGM-28 Hound Dog и авиалайнера Ту-144. Сопло-заглушка / «внешне-расширяющееся» имеет центральную заглушку и свободно расширяющуюся сверхзвуковую струю, а не расходящуюся коническую поверхность для сдерживания внутреннего сверхзвукового расширения, как в сопле делаваль -конвергентно-дивергентного (con-di) сопла. Авиационный двигатель Pratt & Whitney J52 , используемый в сверхзвуковой ракете AGM-28 Hound Dog, использовал сопло-заглушку, которое работало лучше в зоне полета ракеты, чем конвергентное или con-di сопло. [5] Подвижный центральный корпус использовался на двигателе Колесова РД-36-51 А без форсажа, который использовался для сверхзвукового авиалайнера Ту-144 Д. Центральный корпус был перфорированным, и сжатый воздух подавался в выхлопную струю через перфорацию для снижения шума. [6] Вес и охлаждение являются типичными проблемами, связанными с соплами свечей зажигания самолетов. [7] Конструкция сопла свечи зажигания, оцененная в Национальном институте газовых турбин [8], была отклонена для двигателя Concorde из-за издержек веса из-за требуемых переменных характеристик и проблем с адекватным охлаждением свечи зажигания во время операции форсирования. [9] Испытания модели сопла свечи зажигания показали снижение уровня шума по сравнению с традиционными соплами con-di. [10]
Движущие сопла для дозвуковых самолетов использовали центральное тело/пулю/конус, чтобы придать выходную площадь сопла, необходимую для правильной установки линии работы осевого компрессора на его карте. Первым действующим немецким турбореактивным двигателям с осевыми компрессорами, Jumo 004 и BMW 003 , требовались различные площади выхлопного сопла для правильной работы в каждом из рабочих режимов: запуск/холостой ход, набор высоты, высокая скорость, большая высота. [11] Для каждой конструкции было выбрано сопло с передне-задним ограничительным телом «пуля» в центре. Оно обеспечивало управление площадью с относительно простым приведением в действие и соответствовало кольцевой форме выхлопа турбины.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )