Пробковое сопло представляет собой тип сопла , которое включает в себя центральный корпус или заглушку, вокруг которой течет рабочая жидкость. Пробковые сопла находят применение в самолетах, ракетах и многих других устройствах для потока жидкости.
Обычные триггерные насадки для садовых шлангов являются простым примером пробковой насадки и метода ее работы. В этом примере сопло состоит из конического или колоколообразного отверстия с заглушкой на подвижном стержне, расположенном перед соплом. Пробка похожа на тарельчатый клапан . Шток клапана проходит через корпус корпуса сопла к «спусковому крючку», обычно длинному рычагу, идущему вниз по задней части узла сопла. Пружина удерживает клапан прижатым к отверстию при нормальном использовании, тем самым обеспечивая безопасное отключение, которое останавливает поток воды при падении насадки.
Когда вода подается в шланг, она течет через корпус насадки к отверстию, откуда обычно течет прямо струей. Сразу после выхода из отверстия он сталкивается с пробкой, которая отклоняет воду в сторону под углом. Пройдя небольшое расстояние, вода сталкивается с внешней стороной отверстия сопла, которая снова отклоняет ее вперед. Этот двухэтапный процесс приводит к тому, что вода выбрасывается кольцеобразно, что приводит к попаданию меньшего количества воды 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 под максимально широким углом. Его можно использовать для «опрыскивания» растений. Когда спусковой крючок нажимается дальше, заглушка отходит от отверстия, вызывая меньшее засорение и нарушение потока, что в конечном итоге позволяет воде снова сформироваться в поток.
Пробковые насадки относятся к классу высотно-компенсирующих насадок , во многом похожих на аэроспайки , которые, в отличие от традиционных конструкций, сохраняют свою эффективность в широком диапазоне высот. [1]
Как и в примере с садовым шлангом, в насадках с заглушками используется ракетное сопло с тарельчатой заглушкой, позволяющее изменять форму выхлопа ракеты. Это используется для корректировки изменений высоты; на более низких высотах заглушка отодвигается назад, чтобы выхлопные газы распространились, а на больших высотах более низкое давление воздуха приведет к тому, что это произойдет естественным образом. Альтернативная конструкция той же базовой концепции заключается в использовании двух сопел, расположенных одна внутри другой, и регулировки расстояния между ними. Преимущество этой схемы заключается в лучшем контроле над выхлопом и упрощении системы охлаждения.
Как ни странно, термин «пробка-форсунка» может также использоваться для обозначения совершенно другого класса сопел двигателя - аэроспайков. Теоретически аэроспайк должен выглядеть примерно как копье , с широким основанием и длинной сужающейся носовой частью. Однако «шиповую» часть можно отрезать лишь с незначительным влиянием на производительность, оставив только базовую часть. Это очень похоже на обычную сливную пробку или пробку , что приводит к широкому использованию термина «пробка-насадка» и для этой конструкции.
Пробковое сопло реактивного двигателя берет свое начало в ракетной технике [2] , но также изучалось на протяжении многих лет, но не использовалось для сверхзвуковых круизных самолетов, таких как Boeing SST, [3] предлагаемого двигателя с регулируемым циклом General Electric с его насадка акустической заглушки, [4] и Concorde. Однако он использовался для ракеты AGM-28 Hound Dog и авиалайнера Ту-144. Пробка / сопло «внешнего расширения» имеет центральную пробку и свободно расширяющуюся сверхзвуковую струю, а не расширяющуюся поверхность конуса для сдерживания внутреннего сверхзвукового расширения, как в сопле сужающегося-расширяющегося сопла Делавала (con-di). В авиационном двигателе Pratt & Whitney J52 , используемом в сверхзвуковой ракете AGM-28 Hound Dog, использовалось пробковое сопло, которое работало лучше в диапазоне полета ракеты, чем сужающееся или конусное сопло. [5] На бесфорсажном двигателе Колесов РД-36-51 А, использовавшемся на сверхзвуковом авиалайнере Ту-144 Д, использовался поступательный центроплан. Центральный корпус был перфорирован, и сжатый воздух подавался в выхлопную струю через перфорацию для уменьшения шума. [6] Вес и охлаждение являются типичными проблемами для авиационных форсунок. [7] Конструкция поршневого сопла, оцененная в Национальном институте газовых турбин [8], была отклонена для двигателя Concorde из-за увеличения веса из-за требуемых переменных характеристик и опасений по поводу адекватного охлаждения свечи зажигания во время операции повторного нагрева. [9] Испытания моделей форсунок с заглушкой показали снижение уровня шума по сравнению с традиционными форсунками Con-di. [10]
В двигательных соплах дозвуковых самолетов использовалось центральное тело/снаряд/конус, чтобы обеспечить площадь выхода сопла, необходимую для правильной установки линии вращения осевого компрессора на его карте. Первые действующие немецкие турбореактивные двигатели с осевыми компрессорами, Jumo 004 и BMW 003 , нуждались в разных участках выхлопных сопел для правильной работы в каждом из режимов работы: пуск/холостой ход, набор высоты, высокая скорость, большая высота. [11] Для каждой конструкции было выбрано сопло с продольно-назадным ограничительным корпусом «пуля» в центре. Он обеспечивал управление площадью с относительно простым срабатыванием и соответствовал кольцевой форме выхлопа турбины.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )