플러그 노즐

Plug nozzle

플러그 노즐은 노즐의 일종으로, 작동 유체가 흐르는 중심체나 플러그를 포함한다. 플러그 노즐은 항공기, 로켓 및 기타 수많은 유체 흐름 장치에 응용된다.

호스

플러그와 밸브의 위치를 제어하기 위한 트리거 풀 레버(뒤에)가 있는 일반적인 플러그 노즐 가든 스프레이어.

일반적인 정원 호스 트리거 노즐은 플러그 노즐과 그 작동 방법의 간단한 예다. 이 예에서 노즐은 원뿔형 또는 종 모양의 개구부로 구성되며, 노즐의 전면에 위치한 이동식 막대에 플러그가 있다. 그 플러그는 포핏 밸브와 비슷하게 생겼다. 밸브의 스템은 노즐 본체의 본체를 통해 "트리거"로 역류하며, 일반적으로 노즐 어셈블리 뒤쪽으로 긴 레버가 흘러내린다. 스프링은 정상적인 사용 시 밸브를 개방부에 압착시켜 노즐이 떨어졌을 때 물의 흐름을 정지시키는 페일 세이프 컷오프를 제공한다.

호스에 물이 공급되면 노즐 본체를 통해 구멍으로 흘러 들어가는데, 여기서 호스는 보통 스트림에서 곧장 앞으로 흐른다. 개구부를 떠난 직후 그것은 플러그와 마주치게 되는데, 이것은 물을 비스듬히 비스듬히 빗나가게 한다. 짧은 거리를 이동한 후 노즐 구멍의 바깥쪽과 마주치게 되고 노즐 구멍은 다시 앞쪽으로 빗나가게 된다. 이 2단계 공정을 통해 물이 고리모양의 형태로 분출되어 어느 한 곳에 부딪히는 물도 적어 침식을 줄이는 동시에 넓은 지역에 물을 쉽게 공급할 수 있게 된다.

플러그와 노즐 구멍의 형상은 링의 각도를 조정할 수 있다. 일반적으로 이 모양은 플러그를 개구부 쪽으로 당길 때 물 흐름을 부분적으로 차단하고 가능한 가장 넓은 각도로 퍼지도록 한다. 이것은 식물의 "실수"에 사용될 수 있다. 방아쇠가 더 아래로 밀리면 플러그가 개구부로부터 멀어지게 되어 흐름의 막힘과 차질을 덜 일으켜 결국 물이 다시 하천으로 형성될 수 있게 된다.

로켓에서

플러그 노즐은 전통적인 설계와 달리 광범위한 고도에서 효율성을 유지하는 에어로스피크처럼 노즐을 보상하는 고도 등급에 속한다.[1]

정원 호스 예시와 유사하게 플러그 노즐은 포핏 모양의 플러그가 달린 모양의 로켓 노즐을 사용하여 로켓 배기구의 패턴을 변경할 수 있다. 이것은 고도의 변화를 조정하기 위해 사용된다; 낮은 고도에서 플러그는 뒤로 당겨져 배기가스가 퍼지는 반면, 높은 고도에서 낮은 기압은 이러한 현상이 자연적으로 발생할 것이다. 같은 기본 개념의 대안적 구조는 한 개의 노즐이 다른 내부에 있는 두 개의 노즐을 사용하고 그 사이의 거리를 조정하는 것이다. 이 패턴은 배기가스를 보다 잘 제어하고 냉각 장치를 단순화할 수 있다는 장점이 있다.

혼란스럽게, "플러그 노즐"이라는 용어는 완전히 다른 종류의 엔진 노즐, 즉 에어로스페이스를 가리키는 데 사용될 수도 있다. 이론상으로는 에어로스피크는 대략 창처럼 보여야 한다. 넓은 베이스에 긴 테이퍼링 전신을 가지고 그러나 '스파이크' 부분은 실적에 미치는 영향이 미미할 뿐 기본 구간만 남겨두고 단절할 수 있다. 이것은 일반적인 배수 플러그나 막대와 매우 유사하게 보이며, 이 설계에 "플러그 노즐"이라는 용어도 널리 사용되게 한다.

항공기 및 미사일에서

Zwiebel 제한 차체를 보여주는 단면형 Jumo 004 배기 노즐

제트엔진 플러그 노즐은 로켓에[2] 기원을 두고 있지만 수년간 연구되었지만, 보잉 SST,[3] 제안된 일반 전기 가변 사이클 엔진,[4] 음향 플러그 노즐을 장착한 콩코드와 같은 초음속 크루즈 항공기에 대해서는 사용되지 않았다. 그러나 AGM-28 하운드 도그 미사일과 Tu-144 여객기에 사용되었다. 플러그 / "외부 팽창" 노즐은 델라벌 콘디 노즐에서처럼 내부 초음속 팽창을 억제하기 위해 분리 콘 표면이 아닌 중앙 플러그와 자유롭게 팽창하는 초음속 제트기를 가지고 있다. 초음속 AGM-28 하운드 도그 미사일에 사용된 프랫 앤 휘트니 J52 항공기 엔진은 플러그 노즐을 사용했는데, 플러그 노즐은 수렴체나 콘디 노즐보다 미사일의 비행 외피에서 더 성능이 좋았다.[5] 투폴레프 Tu-144D 초음속 여객기에 사용되는 비 연소 Kolesov RD-36-51A 엔진에는 번역 중심체가 사용되었다. 중심 차체는 구멍을 뚫고 배기 제트로 압축된 공기를 주입하여 소음을 약화시켰다.[6] 무게와 냉각은 항공기 플러그 노즐과 관련된 일반적인 우려 사항이다.[7] 국가 가스 터빈 설정에서[8] 평가한 플러그 노즐 설계는 필요한 가변 기능에 따른 중량 페널티와 재가열 작동 중 적절한 플러그 냉각에 대한 우려로 인해 콩코드 엔진에 대해 거부되었다.[9] 플러그 노즐 모델 테스트에서는 기존의 수렴성 노즐에 비해 소음 수준이 감소하는 것으로 나타났다.[10]

아음속 항공기의 추진 노즐은 중심 차체/벌릿/코니를 사용하여 축압기 런닝 라인을 지도에서 올바르게 설정하는 데 필요한 노즐 출구 영역을 제공했다. 축압기를 탑재한 독일 최초의 터보제트 엔진인 주모 004와 BMW 003은 각 작동 방식에서 제대로 작동하기 위해 시동/유휴, 상승, 고속, 고고도 등 다른 배기 노즐 영역이 필요했다.[11] 중앙의 전/후방 변환 "불렛" 제한 본체가 있는 노즐을 각 설계에 대해 선택했다. 비교적 간단한 작동으로 면적 제어를 제공하고 터빈 배기의 환상형 모양과 일치했다.

참고 항목

추가 읽기

  • 1999년 가을 에어로스피크 엔진 제프 스콧 본 논문에서는 다양한 고도 보상 노즐 설계에 대해 폭넓게 검토한다.

참조

  1. ^ O'Leary, R.A.; Beck, J. E. (Spring 1992). "Nozzle Design". Threshold. Pratt & Whitney Rocketdyne. Archived from the original on 2010-04-02.
  2. ^ Aukerman, Carl A. (August 1, 1991). "Plug nozzles: The ultimate customer driven propulsion system". Archived from the original on October 5, 2021. Retrieved July 25, 2018 – via ntrs.nasa.gov.
  3. ^ Stitt, Leonard E. (May 1, 1990). "Exhaust Nozzles for Propulsion Systems with Emphasis on Supersonic Cruise Aircraft". ntrs.nasa.gov. p. 31. Archived from the original on October 5, 2021. Retrieved July 25, 2018.
  4. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2018-07-26. Retrieved 2018-07-25.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)
  5. ^ Pratt & Whitney의 엔진, 잭 코너스 2010, ISBN 978-1-60086-711-8, 페이지 276
  6. ^ 투폴레프 Tu-114' 고든, 코미사로프, 리간트, 쉬퍼 출판사 2015, ISBN 978-0-7643-4894-5, 페이지 188
  7. ^ Stitt, Leonard E. (May 1990). "Exhaust Nozzles for Propulsion Systems With Emphasis on Supersonic Cruise Aircraft" (pdf). Reference Publication 1235. NASA. Archived (PDF) from the original on 17 May 2010. Retrieved 14 July 2012. (42.1Mb)
  8. ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2015-10-01. Retrieved 2018-07-25.{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크)
  9. ^ AIAA 전문가 연구 시리즈 6-10페이지 콩코드, 레흐, 레이먼에 관한 항공우주 및 영국항공우주국의 사례 연구
  10. ^ 소리 및 진동 볼륨 206호, 주제 2, 1997년 9월 18일, 페이지 169–194.
  11. ^ 제트 추진 과정, 퍼스트 에디션, 네빌과 실스비, 맥그로우 힐 북 회사, Inc. 1948년 뉴욕과 런던