Рис. 8Л. Продольный профиль исполнительного элемента, обеспечивающий квазилинейное изменение тяги при его поступательном перемещении:

7-кривая для = 1,5;/и = 0,2; 2-для w= 1,7;/и = 0,5

Выше были рассмотрены и проанализированы схемы, оказывающие минимальное негативное воздействие на характер течения ПС, а значит, на потери полного давления, удельного импульса и минимального отрицательного воздействия на детали, образующие внутренний тракт от входа до выхода.

Однако по ряду причин некоторые разработчики стараются использовать регуляторы с поступательньпл перемещением штока, у которых критическое сечение формируется не за счет кольцевого зазора, а за счет боковых окон или пропилов в трубчатом штоке. Пример схемы с использованием трубчатого штока и профилированных окон на боковой поверхности показан на рис. 8.32 (а - соответствует полностью выдвинутому штоку с максимальной площадью критического сечения, б - вдвинутому штоку при максимально допустимом перекрытии окон трубчатого штока кольцевой поверхностью горловины).

Дозвуковой поток, поступающий в регулятор из ГТ, вначале формируется в виде осесимметричного кольцевого течения, которое на подходе к окнам или пропилам вынуждено разделяться на несколько отдельных потоков, соответствующих их количеству, и одновременно разворачиваться по направлению к продольной оси. Далее каждый поток, пройдя под углом -90° через свободнз (не перекрытую горловиной) часть окон, становится сверхзвуковым, вновь вынужден развернуться вдоль оси и, объединившись.

Рис. 8.32. Схема регулятора с трубчатым штоком и профильными окнами

направляется к потребителю. Таким образом, внутренняя полость пггока постоянно омывается сверхзвуковым высокотурбулентным потоком. Чтобы не нарушались режимы работы, внутренний диаметр трубчатого пггока должен выбираться при условии

где п - число окон.

Для этого схемного решения регулятора одной из серьезных проблем достижения надежного функционирования (недопущения заклинивания пггока в горловине или его разрушения) является обеспечение радиальной устойчивости и малой деформативности стенок трубчатого пггока. Данная проблема обусловлена наложением в процессе функционирования двух неблагоприятных факторов: сверхкритического перепада радиального давления, направленного по нормали к оси штока, и интенсивных тепловых потоков (с высокой плотностью и температурой). Поэтому шток приходится выполнять относительно толстостенным: 28/с1шг> 0,15.

Как следствие, для данного случая при равных характеристиках регуляторов (расход, максимальное расчетное давление) расчетный диаметр горловины и габаритные размеры регулятора будут большими, чем в других ранее рассмотренных схемах. Кроме того, при такой схеме на дроссельную характеристику влияет (из-за сложной картины и пространственного профиля критиче-

Рис 8.33. Развертка контура бокового окна трубчатого пггока:

а - для полностью открытого положения; б - для закрытого положения

СКОГО сечения) изменение коэффициента сужения струи ц. При осевых пропилах с постоянной шириной или окнах прямоугольного сечения при перемещении штока происходит линейное (без учета ц) изменение площади критического сечения, что не соответствует желаемому закону.

Попытка синтезировать фигурный профиль окон, удовлетворяющий условию линейности дроссельной характеристики, не удалась, не только ввиду сложного пространственного течения ПС. По аналогии с осесимметричной схемой был подобран профиль окна, который приближался по характеристике к требуемому (рис. 8.33).

На рис. 8.34 представлена реальная конструкция регулятора с трубчатым штоком, разработанная в ОКБ Темп .

Рассмотрим схему регулятора с расположением критических сечений на боковой поверхности трубчатого насадка (рис. 8.35). В этой схеме регулирование площади критического сечения происходит за счет частичного перекрытия штоком 1 фигурных отверстий 3 трубчатого насадка 2.

Эта схема была реализована в ОКБ Темп для регулятора, расположенного в управляющем сопловом блоке (рис. 8.36) [52].

Ввиду сложности пространственного дозвукового течения в данном регуляторе и невозможности аналитического определения текущей площади проходного сечения от положения штока его дроссельная характеристика определялась с помощью холодных продувок. Так как весьма существенна зависимость эффективной