1.1. Классификация органов управления

• управляющие двигатели и поворотные сопла с разъемом в дозвуковой части;

• сопловые насадки, сопла с разъемом в сверхзвуковой части, дефлекторы, выдвижные щитки;

• газовые рули;

• струйные устройства — впрыск жидкости или вдув газа в закритическую часть сопла.

2. Конструктивная схема

Поворотные сопла (рис.2). Использование поворотных сопл, так же как и поворотных двигателей, для управления вектором тяги является наиболее энергетически экономичным. Управляющее усилие создается в результате практически равномерного и осесимметричного истечения продуктов сгорания во время одновременного поворота докритической и закритической частей сопла. Поворотные сопла обеспечивают наиболее эффективное механическое управление газовой струей, поскольку они не вызывают существенного снижения тяги и конкурентоспособны по, массовым характеристикам. 

2. Основные требования, предъявляемые к органам управления вектором тяги

• создание управляющих усилий необходимой величины;

• минимальные потери удельного импульса тяги, связанные с применением органа управления;

• быстродействие исполнительных органов;

• минимальные зоны отсутствия управляющего воздействия при изменении управляющих усилий;

• линейный характер зависимости управляющей силы от угла поворота или перемещения органа управления или другого параметра;

• малый шарнирный момент;

• малая масса конструкции органов управления и их приводов;

• простота конструкции, удобство компоновки на двигателе и высокая технологичность;

• продолжительные сроки хранения в нерабочем состоянии и др.

К ОУ и материалам, из которых они изготовляются, предъявляются специальные требования, особенно к тем, которые находятся в контакте с истекающими из сопла газами, Так, например, струйные и газовые рули должны быть механически прочными и термостойкими. Аналогичные требования предъявляются к соплам или вкладышам поворотных сопел.

2. Расчетная часть

В перечень элементов блока органов управления вектором тяги, подлежащих определению входят:

- определение потребного момента, развиваемого ОУ;

- расчет силового цилиндра РП;

- расчет редуктора понижения давления;

- подбор подшипников для валов (осей) качающихся элементов;

- расчет кинематических элементов (тяг, узлов соединения).

Расчет некоторых элементов может производиться многократно для обеспечения работоспособности и оптимальности конструкции.

2.1. Геометрия соплового блока.

Тяга двигателя ракеты:

где : – масса ракеты;

– количество перегрузок;

– ускорение свободного падения (g = 9,8 H);

Дано:

Диаметр входного сечения D_вх= 1,38 м.

Диаметр выходного сечения сопла D_вых=3,71 м.

Длина дозвуковой части сопла с газоводом l₁= 0,6 м.

Длина сверхзвуковой части l₂ = 3,6 м.

Зная длины сверхзвуковой и дозвуковой частей и их диаметры, а также диаметр критического сечения сопла профилируем его.