Сопловой насадок

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Иллюстрация ЖРД J-2X с выдвинутым сопловым насадком
Макет НК-33-1 с сопловым насадком

«Соплово́й наса́док» («СН») — выдвигаемая часть сопла реактивного или ракетного двигателя, предназначенная для увеличения его эффективности в разреженных слоях атмосферы или в вакууме. Сопловые насадки могут использоваться как на жидкостных ракетных двигателях (ЖРД), так и на твердотопливных и гибридных.

Конструкция

Как правило, изготавливаются из композитных материалов и, в отличие от сопел современных ЖРД, лишены системы активного регенеративного охлаждения. Наряду с выдвигаемыми, используются также стационарные насадки. На конец 2000-х разработка различных вариантов сопловых насадков остается областью активных исследований.[1][2]

Варианты использования

По особенностям среды эксплуатации различают атмосферные и высотные (вакуумные) двигатели. В каждом из этих двух вариантов использование соплового насадка имеет свои особенности.

Атмосферные двигатели

В случае использования соплового насадка на ЖРД первой ступени ракеты-носителя, такой двигатель работает без насадка первые минуты полета, а после достижения разреженных слоев атмосферы происходит его выдвижение в рабочее положение. Данная схема предполагает установку во время функционирования ракетного двигателя. В целом, такая последовательность использования насадка позволяет избежать проблем с устойчивостью работы у поверхности Земли и максимизировать его эффективность в вакууме.[3] В случае применения на ЖРД НК-33 общее увеличение удельного импульса достигает 15-20 сек.

Применение соплового насадка по такой схеме относит двигатель к классу компенсирующих высоту ракетных двигателей, так как его эффективность близка к оптимальной на всех участках траектории полета.

Вакуумные двигатели

Сопла ракетных двигателей, предназначенных для работы в вакууме, отличаются больши́м коэффициентом расширения, с целью достижения их максимальной эффективности. Это делает сопловую часть наиболее «габаритной» частью двигателя, которую следует скрывать под обтекателем контейнера полезной нагрузки многоступенчатой ракеты-носителя. Использование выдвигаемого соплового насадка в данном случае позволяет заметно снизить массу и размеры головной части, которая должна нести все нагрузки в ходе старта.[4] По этой причине СН используется, например, на российском ЖРД РД-58 и на американском ЖРД RL-10.[4][5]

См. также


Примечания

  1. ↑ РАЗДВИЖНОЕ СОПЛО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ - Патент РФ 2180405 Архивная копия от 21 июля 2011 на Wayback Machine, Российские патенты
  2. ↑ РАЗДВИЖНОЕ СОПЛО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ - Патент РФ 2190111 Архивная копия от 21 июля 2011 на Wayback Machine, Российские патенты
  3. ↑ Работы по модернизации НК-33 Архивная копия от 27 апреля 2009 на Wayback Machine // Новости космонавтики, ноябрь 2002
  4. ↑ 1 2 RL10B-2 - Nozzle extension assembly improvements for DELTA IV (недоступная ссылка)
  5. ↑ Раздвижные и стационарные неохлаждаемые сопловые насадки Архивная копия от 6 июня 2011 на Wayback Machine // Форум "НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ"

Ссылки