Воздухозаборник двигателя – свежий воздух для работы двигателя

Какая польза от воздухозаборника на капоте, как установить

Содержание статьи:

Всем привет! Я вот о чем подумал. Вижу множество автомобилей, на которых явно не с завода устанавливается воздухозаборник на капот. Это сугубо тюнинг капота, то есть декоративные накладки, либо реально полезная штука? Как вы считаете?

Меня очень заинтересовал этот вопрос, потому решил изучить его более подробно. Все вы знаете, что во время работы двигателя под капотом температура растет очень существенно. Это приводит к нагреву, а иногда и перегреву. Разные воздухозаборники, решетка радиатора и прочие входные отверстия, предусмотренные производителем, нужны именно для обдува.

То есть вроде как инженеры заранее просчитывают необходимость в дополнительном охлаждении подкапотного пространства. Но почему-то многие дополнительно ставят своими руками или обращаются к мастерам, чтобы сделать дополнительный воздухозаборник. Вот давайте попытаемся узнать, зачем это делается и оправдывает ли себя установка такого элемента.

Зачем это нужно

Чтобы двигатель хорошо работал, ему требуется большое количество воздуха и кислорода в частности. Кислород поступает в камеру сгорания, смешиваясь с топливом, образуя топливовоздушную смесь. Она воспламеняется, что приводит в движение поршни, коленчатый вал и в конечном итоге колеса.

Причем количество поступающего кислорода в камеру сгорания напрямую зависит от того, какой температуры воздух. Из-за того что двигатель греется во время работы, количество кислорода от этого падает. Отсюда и западение мощности силовой установки. Поскольку в цилиндры поступает недостаточный объем кислорода, топливовоздушная смесь получается неполноценный, не может полностью сгорать.

Чтобы кислород лучше поступал, требуется обеспечить его лучшее проникновение. Можно говорить, что воздухозаборники тут играют самую непосредственную роль. Причем выполняют они сразу две функции. А именно охлаждают двигатель, и обеспечивают приток свежего воздуха с большим содержанием кислорода.

Установив воздухозаборник, его специальная конфигурация обеспечивает эффективное проникновение кислорода в подкапотное пространство, повышая мощность и отдачу. Потому можно с уверенностью сказать, что этот элемент лишним не будет. Только если речь идет не о декоративной накладке.

Куда устанавливать

Купить и установить дополнительный воздухозаборник можно на любой автомобиль. Тут важно понимать, что все машины уже заранее предусматривают наличие входных путей для прохождения воздуха с его дальнейшим попаданием на двигатель и внутрь мотора для создания топливовоздушной смеси.

Потому ставят сугубо вспомогательные элементы. Их можно встретить на таких автомобилях как:

  • УАЗ Патриот;
  • Газель;
  • ВАЗ 2107;
  • Нива 2121;
  • Нива 21214;
  • Субару Импреза;
  • Мазда 6;
  • Хендай Купе;
  • Хонда Аккорд;
  • Митсубиси Лансер и пр.

В некоторых авто уже заранее есть специальные окна с решетками на капоте, через которые поступает воздух для дальнейшего перехода в систему отопления.

Есть ряд фирм, которые изготавливают воздухозаборники под имеющиеся окна или под конкретные модели р

pricep-vlg.ru

Воздухозаборник для двигателя грузового автомобиля

 

Полезная модель относится к машиностроению, преимущественно к автомобилестроению, в частности к воздухозаборникам для двигателей грузовых автомобилей. В заявляемой конструкции воздухозаборник выполнен в виде воздухопровода определенной формы, с одной стороны сообщающегося с воздушным фильтром, а с другой снабженного входным окном, выведенным в оптимальную зону забора воздуха на автомобиле, при этом входное окно (окна) выполнены так, что поток воздуха после входного окна имеет горизонтальный участок движения и далее, поворот на 90°, а в нижней части воздухопровода, перед входом в воздушный фильтр установлен экран, частично перекрывающий сечение воздухопроводу и с его стенками образующий кольцевой канал снабженный сбрасывающим устройством отделенной воды, что исключает попадание воды на фильтрующий элемент и его блокирование.

Полезная модель относится к машиностроению, преимущественно к автомобилестроению, в частности к воздухозаборникам для двигателей внутреннего сгорания в грузовых автомобилях.

На большинстве грузовых автомобилей с целью забора в двигатель более «холодного» и с меньшей запыленностью воздуха, воздухозаборник выносят из моторного отсека и- располагают над, за или впереди кабины автомобиля (см.Вихерт М.М., Грудский Ю.Г. Конструирование впускных систем быстроходных дизелей. М., Маш-е, 1982 г., стр.73-75). При этом наиболее характерна форма в виде колпака с решеткой на входе. Такие воздухозаборники в какой-то степени исключают прямое попадание во впускную систему влаги (воды) и крупных частиц пыли, но при работе автомобиля в сильный дождь, большое количество влаги (воды) попадает в воздушный фильтр, и если это фильтр с бумажным фильтрующим элементом, что сегодня наиболее распространено, то это может заблокировать поток воздуха, и в лучшем случае, к останову двигателя (автомобиля), а в худшем, к прорыву фильтрующей шторы элемента, и попаданию загрязнений в двигатель и к выходу его из строя и, как следствие, выводу из эксплуатации автомобиля на длительный срок, что связано с большими материальными потерями. Ведущие фирмы, производители грузовиков (MB, Scania, Volvo, и др.). большое внимание уделяют решению проблемы удаления влаги (воды) из воздуха, поступающего в двигатель.

Наиболее близким, по совокупности существенных признаков, является воздухозаборник, содержащий воздуховод с впускным окном и отводящий воздуховод, сообщенный с воздухоочистителем, внутри воздуховода ниже впускного окна и на противоположной, относительно последнего, стенке установлен экран образующий вместе с этой стенкой карман, сообщающийся в нижней части с атмосферой, через сбрасывающее устройство (см. Патент на изобретение РФ 1472291).

Недостатком данного технического решения является, во-первых: при такой конструкции воздухозаборника сложно организовать оптимальную зону расположения забора воздуха с минимальным попаданием влаги (воды) в воздухозаборпик; во-вторых, получить минимальное сопротивление на впуске, что влияет на мощностные показатели двигателя и, в третьих, добиться высокой эффективности удаления воды из всасываемого воздуха.

Была поставлена задача: сконструировать воздухозаборник для грузового автомобиля, который позволяет вывести забор воздуха в наиболее оптимальную зону с минимальным количеством попадаемой влаги (воды) в воздушный фильтр и имеет высокую эффективность отделения воды за счет оптимизации движения потока воздуха в воздухопроводе, и при этом, имеет простую конструкцию, хорошо компонуется на автомобиле в не зависимости от надстроек устанавливаемых на этом автомобиле, имеет эстетичный вид и дешев в производстве.

Задача решается за счет того, что воздухозаборник выполнен в виде воздухопровода, с одной стороны сообщающегося с воздушным фильтром, а с другой снабжен входным окном, выведенным в оптимальную зону автомобиля, с точки зрения попадания воды, и после входного окна имеет горизонтальный участок далее поворот, который изменяет направление потока воздуха на 90° и в воздухопроводе перед входом в воздушный фильтр установлен экран выполненный в виде втулки повторяющей сечение воздухопровода и частично перекрывающей это сечение а и образующей со стенками воздухопровода кольцевой канал снабженный сбрасывающим устройством. Также воздухозаборник может быть снабжен двумя входными окнами расположенными напротив друг друга и после окон выполнены горизонтальные участки и при повороте объединяющиеся в единый воздухопровод. Сбрасывающее устройство может быть выполнено в виде ниппельного клапана.

В результате проведенного анализа уровня техники, включая поиск по патентам и другим научно-техническим источникам информации, аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого технического решения не обнаружено.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения и прототипа позволяет выявить следующие новые существенные признаки:

- воздухозаборник выполнен в виде воздухопровода определенной формы, с одной стороны, сообщающегося с воздушным фильтром, а с другой, снабжен входным окном (окнами), выведенным в оптимальную зону автомобиля и после входного окна (окон) имеет горизонтальный участок;

- после горизонтального участка воздухопровод имеет поворот на 90°;

- воздухопровод (воздухозаборник) на входе в воздушный фильтр снабжен экраном выполненным в виде втулки образующей со стенками воздухонролвода кольцевой канал снабженный сбрасывающим устройством.

-сбрасывающее устройство, может быть выполнено в виде лепесткового клапана.

Наличие вышеперечисленных признаков обеспечивает заявляемому техническому решению соответствие критерию «новизна».

Полезная модель поясняется чертежами:

Фиг.1 - воздухозаборник. Обыщи вид;

Фиг.2 - вид но стрелке А на фиг.1.Воздухозаборник

с двумя входными окнами.

Фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.1.Воздухозаборник

с одним входным окном.

Фиг.4 - вид Б на фиг.1;

Фиг.5 - сечение В-В на фиг.1.

Фиг.6 - воздухозаборник, установка на автомобиле.

Воздухозаборник содержит корпус 1, выполненный в виде воздухопровода, определенной формы, который, с одной стороны, снабжен уплотнителем 2, через который сообщается с воздушным фильтром (не показан), а с другой стороны, выполнено входное окно 3 (окна), снабженное входной решеткой 4, и имеющий горизонтальный участок 5, далее воздухопровод имеет поворот 6 на 90° вниз, в нижней части перед входом в воздушный фильтр установлен экран 7, выполненный в виде втулки, частично перекрывающей сечение воздухопровода, и образующий со стенками воздухопровода кольцевой канал 8, снабженный сбрасывающим устройством в виде отверстия простого отверстия 9 или, лепесткового клапана 10.

Воздухозаборник работает следующим образом.

При работе двигателя воздух с частицами воды, засасывается через входную решетку 4 и поступает во входное окно 3 и движется по прямому участку воздухопровода 5 с определенной скоростью, далее, за счет поворота потока на 90° на участке 6 под действием инерционных сил частицы воды (капли) отбрасываются к стенкам воздухопровода и сгоняются вниз и попадают в кольцевой канал 8 откуда, через сбрасывающее устройство 9 или 10 удаляются наружу, не поступая в воздушный фильтр. Снабжение сбрасывающего устройства лепестковым клапаном 10 позв

poleznayamodel.ru

Воздухозаборник двигателя самолета

 

Изобретение относится к авиационной промышленности. Воздухозаборник содержит канал, ограниченный крылом и фюзеляжем, на котором с возможностью поворота и расположения заподлицо с его верхней поверхностью закреплена створка. Конструкция воздухозаборника позволяет обеспечить подачу воздуха либо через осевой вход или через верхний вход, выполненный в крыле самолета. Изобретение направлено на повышение безопасности полетов. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к авиационной технике.

Для расширения возможностей использования самолета воздухозаборники двигателей оборудованы специальным устройством, обеспечивающим защиту от попадания посторонних предметов при движении по земле, что особенно важно при эксплуатации на грунтовых аэродромах. Известен воздухозаборник двигателя самолета (см патент США 3347496 от 17.10.1967), содержащий ограниченный частью фюзеляжа канал и две створки, выполненные с возможностью перекрытия канала и входа в верхней части фюзеляжа. Недостатком известного устройства является сложность конструкции переключения воздушных потоков воздухозаборника. Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в упрощении конструкции приспособления для переключения воздухозабора и в повышении эффективности воздухозаборника. Указанный технический результат достигается тем, что в воздухозаборнике, содержащем ограниченный верхним элементом самолета канал и створку, выполненную с возможностью перекрытия канала и входа в верхнем элементе, створка установлена на верхнем элементе с возможностью поворота и расположения заподлицо с его верхней поверхностью. Механизм поворота створки располагается в самой створке. За входом на фюзеляже может быть расположен по крайней мере один клапан дополнительной подпитки. Сущность изобретения поясняется чертежом. Воздухозаборник двигателя самолета содержит канал 1, сверху ограниченный крылом 2 и фюзеляжем. В канале 1 на крыле 2 с возможностью поворота на оси 3 закреплена створка 4. В фюзеляже 2 выполнены клапаны 5 дополнительной подпитки двигателя.
Функционирует воздухозаборник следующим образом. В полете створка 4 находится в верхнем (открытом) положении и является частью стенки канала воздухозаборника. Воздухозаборник имеет традиционный вид с обычным осевым входом. При движении самолета по земле (на взлете и при посадке) створка 4 находится в нижнем (закрытом) положении и полностью перекрывает осевой вход воздухозаборника. При этом в стенке канала открывается верхний вход в воздухозаборник, который был закрыт створкой, находившейся в верхнем положении. Для обеспечения необходимого сечения входа предусмотрены клапаны 5 дополнительной подпитки двигателя, которые могут открываеться (закрываться) по мере изменения расхода воздуха. Перемещение створки 4 из одного положения в другое осуществляется гидравлическим цилиндром 6. В верхнем положении створка фиксируется замком. В нижнем положении створка удерживается гидравлическим цилиндром 6.

Формула изобретения

1. Воздухозаборник двигателя самолета, содержащий ограниченный верхним элементом самолета канал и створку, выполненную с возможностью перекрытия канала и входа в верхнем элементе, отличающийся тем, что створка установлена на верхнем элементе с возможностью поворота и расположения заподлицо с его верхней поверхностью, а механизм поворота створки расположен в самой створке. 2. Воздухозаборник по п.1, отличающийся тем, что в верхнем элементе за входом расположен по крайней мере один клапан дополнительной подпитки. 3. Воздухозаборник по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве верхнего элемента использовано крыло и фюзеляж.

РИСУНКИ

Рисунок 1

findpatent.ru

14.2. Воздухозаборники и сопла двигателей самолета

   Для подвода необходимого количества воздуха и поддержания устойчивой работы газотурбинного двигателя на всех режимах полета служат воздухозаборники. Воздухозаборники обеспечивают торможение потока воздуха, повышая его давление перед входом в компрессор.    На самолетах с дозвуковыми и небольшими сверхзвуковыми режимами полета (до скоростей, соответствующих числам М =1,21,5) применяются воздухозаборники с нерегулируемой геометрией. Конфигурация таких входных устройств в ГТД (дозвуковых воздухозаборников) показана на рис. 14.5, 14.6, 11.15 и на рисунках в главе 20, иллюстрирующих внешний вид (облик) дозвуковых самолетов.

Рис. 14.10. Схема гондолы двигателя СПС

Начало формы

Конец формы

При дозвуковых скоростях полета степень повышения давления в воздухозаборнике незначительна по сравнению с повышением давления в компрессоре ГТД; при скоростях полета, соответствующих числам М =1,21,5, воздухозаборник и компрессор практически в одинаковой степени сжимают воздушный поток; при больших сверхзвуковых скоростях полета (М >3) степень сжатия воздуха в воздухозаборнике превышает степень сжатия в компрессоре и становится возможным создание реактивной тяги двигателем, не имеющим компрессора (и, как следствие, турбины) - так называемым прямоточным воздушно-реактивным двигателем (ПВРД), газодинамический тракт которого аналогичен тракту форсажной камеры ТРДФ (см. рис. 14.3). Естественно, что ПВРД не создает тягу на старте (при М = 0) и может быть использован на ЛА только в комбинации с другими типами двигателей.
Применение на сверхзвуковых самолетах регулируемых воздухозаборников, безусловно, усложняет конструкцию входных устройств, увеличивает их массу и стоимость, однако позволяет обеспечить более надежную и экономичную работу двигателей в широком диапазоне скоростей и высот полета. На рис. 14.10 показана схема двигательной гондолы СПС.
Щель1 между фюзеляжем и гондолой служит для слива пограничного слоя. Накопившийся по длине фюзеляжа турбулентный пограничный слой не попадает, таким образом, в тракт двигателя, что улучшает режим работы лопаток компрессора.
Обеспечение на всех режимах полета оптимальных параметров воздушного потока, подходящего к двигателю, осуществляется за счет автоматическогорегулирования геометрии воздухозаборника подвижной рампой 2 (с щелями 3 для слива пограничного слоя с плоскости рампы) и створками перепуска воздуха 4 и 5. При изменении положения рампы изменяется не только площадь входа воздушного потока в тракт двигателя, но и система скачков уплотнения, возникающих при сверхзвуковых скоростях на передних кромках воздухозаборника и на отдельных участках подвижной рампы.

Рис. 14.11. Принцип действия реверсера

Рис. 14.12. Глушители шума

Напомним, что при переходе воздушного потока через скачки уплотнения (см. раздел 5.5) в зависимости от угла наклона скачка меняются скорость, давление, плотность и температура потока, что используется в сверхзвуковых регулируемых воздухозаборниках для обеспечения необходимой степени сжатия воздушного потока. В этом случае регулируемый воздухозаборник фактически выполняет роль регулируемого компрессора двигателя.

Рис. 14.13. Плоское сопло с управлением вектором тяги

Одновременно с регулированием воздухозаборника осуществляется регулирование сопла 7. Реверсер 6 позволяет сократить длину пробега при посадке.
Принцип действия реверсера, отклоняющего струю двигателя вперед, проиллюстрирован рис. 14.11.

Иногда на выходе из мотогондолы устанавливаютглушители шума (рис. 14.12), которые за счет "дробления" струи газа, выходящего из двигателя, снижают шум от взлетающих и садящихся самолетов в районе аэродрома. Естественно, что это уменьшает тягу двигателей.
Существенное влияние на ЛТХ сверхзвуковых маневренных самолетов интегральной компоновки могут оказать круглые или плоские (с прямоугольным поперечным сечением) сопла, позволяющие осуществлять поворот вектора тяги в любом направлении для повышения маневренных характеристик самолета и обеспечить эффект суперциркуляции на несущем фюзеляже. Плоское сопло (рис. 14.13) суправлением вектором тяги (УВТ) обеспечивает отклонение вектора тяги (а) в плоскости симметрии самолета и реверсирование (б).

studfiles.net

воздухозаборник турбореактивного двигателя самолета - патент РФ 2039880

Использование: в самолетостроении. Сущность изобретения: воздухозаборник турбореактивного двигателя содержит по меньшей мере один профилированный участок, размещенный в верхней по отношению к самолету зоне входной кромки корпуса двигателя, и второй профилированный участок, размещенный в нижней по отношению к самолету зоне входной кромки двигателя, установленные с возможностью регулирования положения, с образованием целевого верхнего и нижнего каналов и поворота вокруг горизонтальной оси. Щелевые каналы имеют синусоидальную форму по высоте. Верхний канал ориентирован по ходу движения воздуха в радиальном направлении наружу, а нижний внутрь. 10 ил. Изобретение относится к двигателям. Известен воздухозаборник к турбореактивному двигателю самолета, содержащий размещенные по окружности входной кромки корпуса двигателя профилированные участки и установленные между корпусом и отдельными профилированными участками, срабатывающие при изменении давления исполнительные механизмы, причем профилированные участки установлены с возможностью автоматического регулирования их положения с помощью установочных механизмов с образованием щелевых каналов (см. выложенную заявку ДЕ 2048588, кл. F 02 C 7/04, 1971). Наличие воздухозаборника к турбореактивным двигателям служит для возможно полного предотвращения отделения воздушного потока вследствие невыгодного направления поступающего воздушного потока как на внутренней, так и на наружной сторонах корпуса двигателя. Невыгодное направление воздушного потока в области передней кромки корпуса может приводить к отделению воздушного потока, в частности, при старте, т.е. при разбеге и при взлете, а также во время набора высоты. Особенно критическим является отделение воздушного потока сверху на наружной стороне корпуса из-за того, что тогда воздушный поток поступает на обычно размещенное за ней крыло самолета по невыгодному направлению, чего следует избегать. Такая ситуация возникает при большом угле атаки двигателя или самолета, например, в момент ротации при наборе высоты. Кроме того, при этом, например, в случае двухконтурного турбовинтового двигателя существует опасность критического в отношении поступления воздуха на лопасти отделения воздушного потока вниз на внутренней стороне корпуса, что может отрицательно сказываться на безопасности полета. Недостаток известного воздухозаборника к турбореактивному двигателю самолета заключается в том, что вследствие автоматического регулирования положения профилированных участков могут возникать обусловленные вибрацией проблемы. Кроме того, влияние на направление воздушного потока на наружной стороне корпуса невозможно. Наряду с этим конструкция известного воздухозаборника сравнительно сложна из-за наличия нескольких профилированных участков. Целью изобретения является повышение безопасности полета при одновременном упрощении конструкции. Цель достигается в предлагаемом воздухозаборнике к турбореактивному двигателю самолета, содержащем по меньшей мере один размещенный по окружности выходной кромки корпуса двигателя профилированный участок и по меньшей мере один установочный механизм, установленный между корпусом и профилированным участком, установленным с возможностью регулирования положения с помощью установочного механизма с образованием щелевого канала, за счет того, что профилированный участок размещен в верхней по отношению к самолету зоне кромки корпуса, а канал направлен назад вверх. Предпочтительно профилированный участок и примыкающая к нему кромка корпуса выполнены с обеспечением ориентированного радиально наружу и вниз по течению воздуха направления канала. При этом канал, образующийся при выдвигании размещенного на верхней стороне корпуса профилированного участка, имеет конфигурацию, обеспечивающую поступление воздушного потока с внутренней стороны корпуса, его направление через канал косо вверх на наружную сторону корпуса. Таким образом эффективно предотвращается отделение воздушного потока сверху на наружной стороне корпуса. Предлагаемый воздухозаборник может содержать дополнительный профилированный участок, размещенный в нижней зоне кромки корпуса. В этом случае дополнительный профилированный участок и нижняя зона кромки корпуса выполнены с обеспечением ориентированного радиального внутрь и вниз по течению воздуха направления нижнего канала, образующегося при выдвижении дополнительного профилированного участка. Таким образом, нижний канал, при выдвижении дополнительного профилированного участка образующийся на нижней стороне корпуса, имеет конфигурацию, позволяющую поступление воздушного потока снаружи через канал, что предотвращает отделение воздушного потока вниз на внутренней стороне корпуса. Это означает, что задние стороны обоих установленных с возможностью регулирования положения профилированных участков имеют разную конфигурацию. Главное преимущество изобретения заключается в том, что в результате выдвижения профилированного участка и, при его наличии, дополнительного профилированного участка надежно предотвращается отделение воздушного потока. Благодаря этому в случае самолета с двухконтурным турбовинтовым двигателем, снабженным предлагаемым воздухозаборником, возможен больший угол атаки без отделения воздушного потока, что также приводит к повышению безопасности полета в таких условиях. Кроме того, выгодна возможность выполнения корпуса с ротационно-симметричной наружной конфигурацией и с оптимальной в отношении аэродинамического сопротивления, т. е. узкой, формой, причем нет необходимости учитывать вышеописанные случаи невыгодного направления воздушного потока. Конкретные геометрию и конфигурацию профилированных участков можно выбрать в соответствии с описанными ниже, особенно критическими вариантами невыгодного направления воздушного потока. Согласно предпочтительной форме выполнения предлагаемого воздухозаборника профилированные участки установлены с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси. При этом каждый такой участок на концах с помощью шарниров закреплен с возможностью поворота на корпусе, причем установочные механизмы воздействуют на середину соответствующего профилированного участка. Данная форма выполнения имеет то преимущество, что такой воздухозаборник можно намного эффективнее механически регулировать, чем известные заслонки или кольца. Выгодно и то, что достигается при- мерно синусоидальная форма канала по высоте, соответствующая желаемому импульсу по окружности, содействующему течению воздуха, т. е. создается распределяемый по окружному участку профилированного участка воздушный поток, расход которого соответствует степени склонности и отделению воздушного потока, имеющейся на соответствующем окружном участке. На фиг. 1 показана схема поступления воздушного потока при большой мощности и большом угле атаки; на фиг. 2 схема поступления воздушного потока при небольшой мощности и большом угле атаки; на фиг. 3 изображен турбореактивный двигатель, снабженный предлагаемым водухозаборником, с выдвинутыми профилиро- ванными участками, осевой разрез; на фиг. 4 то же, причем представлен и установочный механизм; на фиг. 5 передний участок корпуса с двумя вдвинутыми профилированными участками, осевой разрез; на фиг. 6 то же, но с одним профилированным участком; на фиг. 7 корпус согласно фиг. 5, вид спереди; на фиг. 8 представлена схема высоты канала как функция окружного угла; на фиг. 9 схема угловых корреляций; на фиг. 10 входная кромка корпуса, продольный разрез. На фиг. 1 и 2 схематически представлены две особенно критические ситуации. На фиг. 1 представлена ситуация двигателя при большой мощности и большом угле атаки , т.е. воздух по направлению стрелки 1 поступает в корпус 2. Такая ситуация возникает, например, при старте самолета. Линии 3 и 4 точек полного торможения потока имеют выпуклую наружу форму, что означает, что в корпус 2 всасывается большое количество воздуха. При этом на нижней кромке корпуса возникает сильная тенденция к отделению воздушного потока (стрелка 5). Такое отделение отрицательно сказывается на размещенной за кромкой лопасти, и поэтому его следует избежать, так как при этом имеется опасность отделения лопастей, лопасти подвергаются сильной механической нагрузке и, кроме того, возникает значительный шум. Представленная на фиг. 2 ситуация большого угла атаки при работающем на холостом ходу двигателе или при выключенном двигателе также является критической, В этом случае в корпус 2 поступает лишь небольшое количество воздуха, так что линии 3 и 4 точек полного торможения потока имеют выпуклую внутрь форму. В таком случае, в частности, имеется опасность отделения воздушного потока на верхней кромке корпуса 2 (стрелка 6). Такого отделения следует избегать потому, что оно может отрицательно сказываться на размещенном за кромкой крыле самолета. На фиг. 3 представлен снабженный предлагаемым воздухозаборником двухконтурный туpбовинтовой двигатель, содержащий два ротора 7,8, размещенных в корпусе 2. Вниз по течению воздушного потока за задним ротором 8 воздушный канал 9 разделяется на байпасный канал 10 и впуск 11 приводящего роторы 7, 8 центрального двигателя 12. Центральный двигатель содержит компрессор 13 среднего давления, компрессор 14 высокого давления, камеру 15 сгорания, турбину 16 высокого давления, соединенную с помощью на представленных на чертеже валов с компрессором 14 высокого давления, и турбину 17 низкого давления, таким же образом соединенную с компрессором 13 среднего давления и с обоими роторами 7, 8, вращающимися в противоположных направлениях. При этом турбина 17 низкого давления может быть выполнена в виде турбины со встречным вращением роторов, с помощью двух вращающихся в противоположных направлениях валов соединенной с роторами 7, 8, или одна единственная турбина 17 низкого давления с помощью одного вала соединена с передачей, распределяющей создаваемую турбиной 17 мощность на оба ротора 7,8. Корпус 2 с помощью размещенных по окружности ребер 18 жесткости соединен с центральным двигателем 12, а последний закреплен на самолете, в частности на его крыле, с помощью крепежного приспособления 19. Согласно изобретению на входной кромке 20 корпуса 2 по меньшей мере в одном секторе выполнен профилированный участок 21 и 22 соответственно в виде участка кольца, установленный на корпусе 2 с возможностью регулирования положения так, что между профилированным участком 21, 22 и корпусом 2 образуется канал 23 и 24 соответственно. Согласно представленной на фиг. 5 форме выполнения и наверху, и внизу размещены профилированные участки 21, 22. Однако в случае необходимости возможно использование лишь одного участка 21 или 22, размещенного или внизу, или наверху, как показано на фиг. 6, если в другой зоне благодаря другим мероприятиям или специальной конфигурации существует лишь небольшая склонность к отделению воздушного потока, или если такая склонность вообще отсутствует. Однако особенно предпочтительно выполнение верхнего 21 и нижнего 22 профилированных участков, причем благодаря независимому регулированию положения достигается поступление воздушного по тока на корпус 2 без каких-бы то ни было явлений отделения. Профилированные участки 21, 22 установлены с возможностью регулирования положения по направлению оси двигателя с помощью установочных механизмов 25, 26, предпочтительно установленных в корпусе 2. Установочные механизмы 25, 26, могут быть выполнены в виде гидравлических цилиндров, шпинделей или других пригодных приспособлений. На фиг. 5 показан предлагаемый воздухозаборник с вдвинутыми профилированными участками 21, 22, т.е. в данном случае участки 21, 22 прилегают к корпусу 2, так что каналы 23, 24, образующиеся при выдвинутом состоянии этих участков 21, 22 (см. фиг. 3),закрыты. Важным признаком изобретения является направление каналов 23, 24 (в плоскости чертеже они направлены снизу с левой стороны, вверх с первой стороны), так как таким образом достигается желаемый проход воздуха. Соответственно на фиг. 1 показан случай при большом угле атаки при большой мощности двигателя, т.е. воздух набегает в направлении, показанном стрелкой 1. Линии 3 и 4 означают линии торможения потока, а стрелкой 5 показана тенденция срыва потока на нижней внутренней поверхности 27 корпуса 2. Соответственно фиг. 2 показывает случай для большого угла атаки при низкой мощности двигателя, причем тенденция срыва потока наступает на верхней внешней поверхности 28 корпуса 2, что показано стрелкой 6. На фиг. 7 представлен корпус 2, причем в верхнем секторе 29 установлен профилированный участок 21, а в нижнем секторе 30 профилированный участок 22. Оба сектора 29, 30 охватывают примерно одну четверть окружности корпуса 2, т.е. угол o к горизонтали составляет примерно 45о. Однако в зависимости от конкретных требований данный угол может быть меньше или больше. Профилированные участки 21, 22 закреплены на корпусе 2 с помощью шарниров 31, причем последние размещены на окружных концах 32 участков 21, 22. Установочные механизмы 25, 26 (фиг. 3) воздействуют на профилированные участки 21, 22 в местах 33, 34 крепления, находящихся в середине участков 21, 22. Предпочтительно шарниры 31 снабжены горизонтальными болтами, с одной стороны размещенными в соответствующем участке 21, 22, а с другой на примыкающих участках 35, 36 входной кромки корпуса 2. На фиг. 8 представлена диаграмма, на которой ширина канала (фиг. 10) показана в виде функции вписанного угла o (фиг. 7).Ширина S канала зависит от угла на который профилированный участок 21, 22 выдвинут относительно вертикали (фиг. 3 или 9). Ширина канала 23 у верхнего профилированного участка 21 представлена пределами угла от 40 до 140о (на фиг. 8 этот случай обозначен словом "наверху"), а ширина канала 23 у нижнего профилированного участка 22 пределами угла от 220 до 320о (на фиг. 8 этот случай обозначен словом "внизу"). Данные на ординате в каждом конкретном случае зависят от выбираемого угла наклона , причем конкретная ширина S каналов определяется по уравнению
S= tg R(sin-sino), где угол наклона выдвинутого профилированного участка 21 или 22 относительно к вертикальной оси корпуса 2 плоскости;
R радиус корпуса;
- угол против направления часовой стрелки относительно горизонтали;
o- угол, под которым установлены шарниры 31. На фиг. 8 в качестве примера угол o составляет 45о, что означает, что каждый профилированный участок 21, 22 охватывает одну четверть окружности корпуса 2. На фиг. 9 показано отношение для ширины S каналов, на основе которой была составлена диаграмма фиг. 8, причем видны угловые корреляции. В частности, представлены максимальная ширина S каналов, равна 90о, имеющаяся в высшей точке корпуса 2, и S что соответствует соответственно меньшей ширине канала по обеим сторонам максимума. На фиг. 10 представлена верхняя зона входной кромки 20 корпуса 2, причем профилированный участок 21 находится в выдвинутом положении. При этом образуется канал 23 длиной l и шириной S. Ширина канала 31 составляет примерно 1/5 до 1/3 его длины, причем длина l равна примерно 1,5 кратной толщине d корпуса 2. Предпочтительно канал 23 имеет дугообразно изогнутую назад форму с тем, чтобы обеспечить хорошее обтекание воздуха по наружной поверхности 28 корпуса 2. Предлагаемый воздухозаборник снабжен блоком 37 управления (фиг. 4), подключенным через сигнальные линии 38, 39 к установочным механизмам 25, 26. На вход линии блока 37 управления подаются четыре параметра режима полета и двигателя, а именно числа М набегающего потока, угол атаки (фиг. 1 и 2), угол под которым установлены лопасти, степень дросселирования двигателя. В зависимости от этих параметров блок 37 управления по сигнальным линиям 38, 39 управляет вдвиганием (Е) и выдвиганием (А) профилированных участков 21, 22.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВОЗДУХОЗАБОРНИК ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ САМОЛЕТА, содержащий по меньшей мере один профилированный участок, размещенный в верхней по отношению к самолету зоне входной кромки корпуса двигателя, первый установочный механизм, установленный между корпусом и первым профилированным участком, второй профилированный участок, размещенный в нижней по отношению к самолету зоне входной кромки корпуса двигателя, второй установочный механизм, установленный между корпусом и вторым профилированным участком, причем профилированные участки установлены с возможностью регулирования положения с помощью установочных механизмов с образованием щелевых верхнего и нижнего каналов и поворота вокруг горизонтальной оси, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности полета, щелевые каналы имеют синусоидальную форму по высоте, при этом верхний канал ориентирован по ходу движения воздуха в радиальном направлении наружу, а нижний внутрь.

www.freepatent.ru

Воздухозаборник газотурбинного двигателя в гондоле

Настоящее изобретение относится к области авиационных газотурбинных двигателей и, в частности, касается воздухозаборника газотурбинного двигателя, при этом последний включает в себя собственно двигатель и гондолу, в котором он установлен.

Как правило, газотурбинный двигатель содержит газогенератор, образованный одним или несколькими наборами роторов, вращающихся вокруг одной и той же оси. Каждый набор, называемый корпусом, состоит из компрессора и турбины, чаще всего соединенных валом или барабаном и расположенных один на входе, а другая на выходе камеры сгорания по отношению к течению газового потока в двигателе. С этим газогенератором связан вращаемый им вентилятор или один, или несколько винтов.

Когда ротор вентилятора или винта расположен спереди двигателя, воздухозаборник генератора находится сзади этого ротора. Посторонние объекты, такие как птицы, град, вода или камни, которые могут всасываться генератором, по меньшей мере, частично замедляются или задерживаются передним ротором, которые за счет своей инерции и своих размеров частично образует экран, или отклоняются за счет центробежного действия вентилятора в направлении вторичного контура. Эта защита отсутствует на двигателях, в которых ротор вентилятора или винта не находится на входе воздухозаборника газогенератора.

Это относится к случаю двигателя с винтами, не закрытыми обтекателем, которые обозначают англо-саксонским термином “unducted fun”, UDF, или “open rotor”. Двигатель этого типа содержит пару винтов противоположного вращения, расположенных радиально снаружи гондолы, охватывающей генератор, напротив двух колес турбины, которыми они непосредственно приводятся в движении. Газогенератор является одноконтурным. Этот тип двигателя представлен в патентной заявке, поданной на имя заявителя: FR 2606081.

Одним из решений является усиление первых ступеней компрессора, однако это усиление может привести к увеличению размерности элементов с точки зрения массы и габаритов, так они должны выдерживать прямые удары.

Задачей настоящего изобретения является реализация воздухозаборника, который позволил бы уменьшить энергию удара объемных объектов таким образом, чтобы, достигая компрессора, они уже теряли энергию в достаточной степени, чтобы не повредить его органы.

Задачей изобретения является также выполнение воздухозаборника, который позволял бы отклонять объекты меньших размеров, такие как песок, лед, камни и вода, и удалять их, теряя при этом как можно меньше энергии.

Известны воздухозаборники для двигателей, которыми оборудуют вертолеты или летательные аппараты вертикального взлета и посадки (VTOL). Они содержат, например, средства, отклоняющие воздушный поток на входе, и после отклонения - средства, задерживающие всасываемые объекты, в частности песок.

Настоящее изобретение призвано предложить воздухозаборник, усовершенствованный по сравнению с известными решениями, обеспечивающий защиту двигателя от попадания посторонних объектов и в то же время позволяющий сохранить аэродинамические характеристики гондолы.

В связи с этим объектом настоящего изобретения является система газотурбинного двигателя и гондолы, в которой он установлен, с обтекателем впуска воздуха, образующим воздухозаборник, содержащая:

- орган отклонения посторонних объектов, образующий вместе с упомянутым обтекателем впускной воздушный канал, и на выходе отклоняющего органа

- вторичный отклоняющий канал,

- главный канал подачи воздуха в двигатель,

при этом упомянутый впускной воздушный канал выполнен с возможностью отклонения, по меньшей мере, части посторонних объектов, засасываемых через воздухозаборник, в направлении вторичного отклоняющего канала, отличающаяся тем, что вторичный отклоняющий канал выполнен таким образом, чтобы скорость проходящего через него воздушного потока увеличивалась от входа к выходу, при этом вторичный канал содержит выход с отверстием, выходящим на наружную стенку гондолы.

Благодаря изобретению можно, таким образом, сохранить аэродинамические характеристики и ограничивать общее лобовое сопротивление гондолы. При этом сечение вторичного канала, поперечное относительно направления воздушного потока, имеет площадь, уменьшающуюся между входом и выходом вторичного канала.

Согласно предпочтительному варианту выполнения уменьшение поперечных сечений является азимутальным. В частности, вторичный отклоняющий канал образован, по меньшей мере, двумя отдельными каналами с общим кольцевым входом и с выходами с отверстиями, распределенными по контуру гондолы.

Отверстие удаления воздуха в стенке гондолы предпочтительно предусмотрено таким образом, чтобы воздушный поток направлялся вдоль оси двигателя.

Предпочтительно орган отклонения посторонних объектов перекрывает главный канал для любой баллистической траектории, проходящей через воздухозаборник. Согласно предпочтительному варианту выполнения он представляет собой тело вращения каплевидной формы, образуя кольцевой впускной воздушный канал с обтекателем воздухозаборника тоже кольцевой формы.

Согласно варианту выполнения вторичный отклоняющий канал образован, по меньшей мере, двумя отдельными каналами с общим кольцевым входом и с выходами, отверстия которых распределены по контуру гондолы. Например, вторичный канал может содержать четыре или пять и более отдельных каналов.

Согласно другому варианту выполнения в системе, состоящей из газотурбинного двигателя и гондолы, в которой он установлен, при этом гондола содержит обтекатель воздухозаборника и съемный элемент капота в продолжении упомянутого обтекателя воздухозаборника, упомянутая система отличается тем, что вторичный отклоняющий канал содержит, по меньшей мере, один участок вторичного канала, образующий ковшеобразный отклоняющий лоток, неподвижно соединенный с упомянутым съемным элементом капота.

При этом решается проблема установки одного или нескольких каналов отклонения объектов и сохранения удовлетворительных аэродинамических характеристик в ограниченной по габаритам окружающей среде двигателя. Решение позволяет сохранить изостатический монтаж, передающий минимально возможное усилие через упомянутый участок вторичного канала, образующий ковшеобразный отклоняющий лоток.

Кроме того, решение позволяет получить выигрыш в массе по сравнению с вариантом выполнения, когда двигатель должен выдерживать прямые удары.

Это решение хорошо подходит для системы, в которой элемент капота шарнирно установлен вокруг оси, параллельной оси двигателя, чтобы открывать двигатель.

Это решение облегчает техническое обслуживание: при открытых капотах участок или участки каналов не мешают техническому обслуживанию газотурбинного двигателя. Можно осматривать детали воздухозаборника, которые могли подвергаться ударам. Они являются съемными, и их можно легко заменить в случае повреждения от удара.

Согласно предпочтительному варианту выполнения система газотурбинного двигателя и гондолы содержит отклоняющий орган, который представляет собой круглую каплевидную форму, образующий кольцевой впускной воздушный канал вместе с обтекателем воздухозаборника тоже кольцевой формы, при этом отклоняющий орган, по меньшей мере, частично установлен на первом картере с внутренней втулкой, заходя в упомянутую внутреннюю втулку.

В частности, упомянутый первый картер с втулками закреплен на двигателе и, в частности, первый картер с втулками закреплен на двигателе через второй картер с втулками.

Такой вариант выполнения позволяет оптимизировать срок службы и надежность системы, поскольку пути прохождения усилий и монтаж являются простыми.

Предпочтительно второй картер с втулками образует плоскость подвески двигателя к летательному аппарату.

Кроме того, система в соответствии с настоящим изобретением содержит следующие отличительные признаки, взятые отдельно или в комбинации:

Учитывая, что элемент капота шарнирно установлен вокруг оси, параллельной оси двигателя, таким образом, чтобы открывать двигатель, участок вторичного отклоняющего канала, неподвижно соединенный с шарнирным элементом капота, содержит входные поверхности, герметично опирающиеся на опорные поверхности, образующие вторичный канал внутри обтекателя воздухозаборника. В частности, упомянутые опорные поверхности выполнены на картере с втулками.

Вторичный канал выполнен таким образом, чтобы скорость течения воздуха, проходящего через него, увеличивалась от входа к выходу, при этом выход вторичного канала находится на наружной стенке гондолы. Этого увеличения скорости добиваются за счет уменьшения сечения вторичного канала, поперечного по отношению к направлению течения воздуха, между входом и выходом вторичного канала. Это уменьшение поперечных сечений предпочтительно является азимутальным, чтобы получать выходные отверстия, распределенные на поверхности гондолы.

Предпочтительно орган отклонения посторонних объектов перекрывает главный канал для любой баллистической траектории, проходящей через воздухозаборник. Таким образом, избегают прямого попадания любого постороннего объекта в двигатель.

Изобретение касается, в частности, двигателей с винтами, не закрытыми обтекателем; винты расположены сзади входа двигателя.

Настоящее изобретение, его другие цели, детали, отличительные признаки и преимущества будут более очевидны из нижеследующего подробного описания одного или нескольких вариантов выполнения, представленных в качестве не ограничительных примеров, со ссылками на прилагаемые схематичные чертежи, на которых:

Фиг.1 - схематичный вид в частичном осевом разрезе газотурбинного двигателя с винтами, не закрытыми обтекателем, содержащего воздухозаборник в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 - вид в перспективе воздухозаборника, показанного на фиг.1, с показом элементов воздухозаборника согласно первому варианту выполнения.

Фиг.3 - вид в перспективе в разборе системы двигателя и его гондолы согласно другому варианту выполнения, в котором в гондолу встроены ковшеобразные лотки и гондола содержит два капота, шарнирно установленных вокруг продольных осей.

Фиг.4 - вид в разрезе варианта выполнения, показанного на фиг.3, с показом промежуточной конструкции между вторым картером с втулками и элементами капота, при этом капот открыт.

Фиг.5 - вид в разрезе варианта выполнения, показанного на фиг.3, с показом промежуточной конструкции между вторым картером с втулками и элементами капота, при этом капот закрыт.

Фиг.6 - вид в разрезе фиг.4 по оси двигателя.

Фиг.7 - вид в разрезе фиг.4 не по оси двигателя.

Фиг.8 - схематичный вид в частичном осевом разрезе газотурбинного двигателя с винтами, не закрытыми обтекателем, в варианте выполнения изобретения, касающемся второго картера с втулками.

Обратимся сначала к фиг.1, где показаны основные элементы газотурбинного двигателя 10 с винтами, не закрытыми обтекателем. От входа к выходу в направлении течения газов внутри газотурбинного двигателя он содержит компрессор 12, кольцевую камеру 14 сгорания, турбину 16 высокого давления, при этом на фигуре показаны только ее картеры. На выходе турбины 16 высокого давления расположены не показанные две турбины низкого давления противоположного вращения, то есть вращающиеся в двух противоположных направлениях вокруг продольной оси А двигателя.

Каждая из этих выходных турбин неподвижно соединена во вращении с наружным винтом 22, 24, расположенным радиально снаружи гондолы 26 газотурбинного двигателя, причем эта гондола 26 является по существу цилиндрической и проходит вдоль оси А от воздухозаборника вокруг компрессора 12, камеры 14 сгорания и турбин.

Воздушный поток 28, заходящий в двигатель, сжимается, затем смешивается с топливом и сгорает в камере 14 сгорания, после чего газообразные продукты горения проходят в турбины для приведения во вращение винтов 22, 24, которые обеспечивают основную часть тяги, создаваемой газотурбинным двигателем. Выходящие из турбин отработавшие газы выбрасываются через сопло 32 (стрелки 30), увеличивая тягу.

Винты 22, 24 расположены коаксиально один за другим и содержат множество лопастей, равномерно распределенных вокруг оси А газотурбинного двигателя. Эти лопасти расположены по существу радиально и являются лопастями с переменным углом установки, то есть они могут поворачиваться вокруг своих осей таким образом, чтобы оптимизировать свое угловое положение в зависимости от условий работы газотурбинного двигателя.

Гондола 26 содержит обтекатель 26а воздухозаборника на входе, имеющий кольцевую форму. Внутри обтекателя 26а воздухозаборника расположен орган 40 отклонения посторонних объектов. Вместе с внутренней стенкой 26а2 обтекателя 26а воздухозаборника он ограничивает входной воздушный канал 41 для двигателя. В данном случае этот канал 41 является кольцевым. Орган отклонения объектов в основном имеет яйцевидную форму, ось которой является коллинеарной с осью АА двигателя. Вершина 40а яйцевидной формы выходит спереди входной кромки 26а1 обтекателя 26а. Отклоняющий орган имеет максимальный диаметр в своей расширенной части 40b сзади кромки 26а1. Предпочтительно отклоняющий орган установлен на не показанном картере с втулкой, стойки которого проходят между внутренней втулкой, в которой установлен отклоняющий орган, и наружной обечайкой.

На выходе расширенной части 40b входной воздушный канал 41 расширяется и делится на два концентричных канала: внутренний главный канал 42 и наружный по отношению к нему вторичный канал 43. Главный канал 42 ведет к входу компрессора 12 и питает двигатель первичным воздухом. Вторичный канал 43 проходит внутри гондолы 26 снаружи различных картеров двигателя. Он выходит в стенку гондолы 26 через ее отверстие 43а. Канал ограничен двумя радиальными или по существу радиальными стенками 432с и 432d, которые проходят в продольном направлении между кромкой 43b и отверстием 43а, и двумя стенками в виде участков цилиндров: радиально внутренней стенкой 43f и радиально наружной стенкой 43е. Последняя находится в продолжении внутренней стенки 26а2 обтекателя 26а воздухозаборника.

Согласно представленному варианту выполнения двигатель содержит два вторичных канала 432 и 432', проходящих от входной кромки 43b поверхности разделения входного воздушного потока на два канала, главный 42 и вторичный 43. Согласно отличительному признаку изобретения вторичные каналы 432 и 432' имеют сечение, поперечное относительно направления течения, которое постепенно уменьшается, начиная от кромки 43b разделения потоков. Это уменьшение сечения приводит к повышению скорости воздуха во вторичном канале 43. Таким образом, с одной стороны, избегают любого всасывания воздуха через выходные отверстия 43а вторичного канала 43, и, с другой стороны, воздушный поток участвует в создании тяги.

Предпочтительно уменьшение сечения, поперечного относительно направления течения от входа к выходу, получают посредством азимутального уменьшения сечения, при этом расстояние между двумя продольными стенками 432с и 432d постепенно уменьшается от кромки 43b до отверстия 432а. Между двумя участками цилиндра радиальная толщина вторичного канала отклонения посторонних объектов является постоянной или по существу постоянной от входа, соответствующего кромке 43b, до отверстия 432а. Как показано на фиг.2, отверстие 43а каждого канала 43 выполнено по окружной ширине, намного меньшей ширины входа, образованного частью кромки 43b и расположенного на половине ее окружности.

Различные элементы, образующие этот воздухозаборник, выполняют следующую функцию. Посторонний объект всасывается воздухозаборником во время полета; он ударяет по отклоняющему органу 40 и отскакивает от него рикошетом. Его траектория отклоняется к внутренней стенке обтекателя воздухозаборника. Сзади расширенной части отклоняющего органа объект направляется в один из отклоняющих каналов 432 или 432', откуда он уносится наружу через отверстие 43а.

Предпочтительно отклоняющий орган установлен в первом картере 51 с втулками, стойки которого проходят между внутренней втулкой, в которой установлен отклоняющий орган, и наружной обечайкой. В свою очередь, первый картер 51 с втулками установлен на расположенном сзади втором картере 52 с втулками. Этот второй картер 52 закреплен на двигателе, например на картере компрессора 12.

На фиг.3 в разборе и в перспективе показана система, представленная на фиг.1, согласно варианту выполнения с четырьмя ковшеобразными лотками. На выходе обтекателя 26а воздухозаборника гондола 26 содержит капот, образованный двумя элементами 26b и 26с капота, шарнирно установленными на пилоне 60, через который систему крепят на летательном аппарате. Каждый из элементов шарнирно установлен вокруг оси, параллельной оси АА двигателя. Согласно представленному варианту выполнения на каждом элементе 26b или 26с капота выполнены два ковшеобразных лотка, верхний 434' и нижний 434”. Все четыре ковшеобразных лотка являются участками вторичного канала 43. В данном случае они имеют идентичный профиль, учитывая их симметричное расположение вокруг оси двигателя.

Ковшеобразный лоток 434' или 434” вторичного канала 43 ограничен двумя радиальными или по существу радиальными стенками 434с и 434d, которые проходят в продольном направлении между кромкой 43b и отверстием 434а, и двумя стенками в виде участков цилиндров: радиально внутренней стенкой 434f и радиально наружной стенкой 434е. Последняя находится в продолжении внутренней стенки 26а2 обтекателя 26а воздухозаборника, когда капот закрыт. Ковшеобразные лотки проходят, начиная от входной кромки 43b поверхности разделения входного воздушного потока на два канала, главный 42 и вторичный 43.

Согласно отличительному признаку изобретения ковшеобразные лотки вторичного канала 43 имеют сечение, поперечное относительно направления течения, которое постепенно уменьшается, начиная от кромки 43b разделения потока. Это уменьшение сечения приводит к повышению скорости воздуха во вторичном канале 43. Таким образом, с одной стороны, избегают любого всасывания воздуха через выходные отверстия 434а вторичного канала, и, с другой стороны, воздушный поток участвует в создании тяги.

Предпочтительно уменьшение сечения, поперечного относительно направления потока, от входа к выходу получают посредством азимутального уменьшения сечения, при этом промежуток между двумя продольными стенками 434с и 434d постепенно уменьшается между кромкой 43b и отверстием 434а. Между двумя участками цилиндра радиальная толщина ковшеобразных лотков является постоянной или по существу постоянной от входа, соответствующего кромке 43b, до отверстия 43а. Как показано на фиг. 2, отверстие 434а каждого ковшеобразного лотка 434' и 434” выполнено по окружной ширине, намного меньшей окружной ширины входа, образованного частью кромки 43b и расположенного на четверти ее окружности. На фиг.4 и 5 показан элемент 26b капота в закрытом положении (фиг.5) и в открытом положении (фиг.4), позволяющем производить осмотр двигателя.

Согласно другому отличительному признаку изобретения отклоняющий орган 40 установлен на двигателе при помощи двух картеров 51 и 52 с втулками. Первый картер 51 с втулками образован внутренней втулкой 51in и наружной обечайкой или втулкой 51ех, соединенных радиальными стойками 51b. Пространство между двумя втулками 51in и 51ех образует отверстие входного воздушного канала 41. Внутренняя втулка 51in удерживает каплевидный отклоняющий орган 40. Второй картер 52 с втулками тоже содержит внутреннюю втулку 52in и наружную втулку 52ех, соединенные радиальными стойками 52b. Второй картер 52 с втулками образует часть вторичного канала 43.

На фиг.6 в частичном продольном разрезе фиг.5 показано расположение двух картеров с втулками. Оба картера 51 и 52 неподвижно соединены друг с другом посредством болтового соединения между их соответствующими наружными обечайками 51ех и 52ех. Внутренняя втулка 52in второго картера с втулками неподвижно соединена с картером двигателя, например с картером компрессора 12, не показанного на фиг.6. Таким образом, обеспечивают крепление отклоняющего органа 40 на находящемся сзади газотурбинном двигателе. Благодаря такому монтажу избегают появления вибраций на этом двигателе.

Как показано на фиг.4 и 5, элемент 26b или 26с капота шарнирно установлен вокруг оси, параллельной оси АА. Ковшеобразные лотки расположены в заднем продолжении второго картера 52 и выполнены с возможностью обеспечения герметичного соединения между вторым картером 52 с втулками и ковшеобразными лотками 434' и 434”. Если рассматривать фиг.6 и 7, которые представляют собой соответственно вид в продольном разрезе по оси и в продольном разрезе не по оси вторичного канала, герметичность между картером 52 и ковшеобразными лотками 434' и 434” обеспечивают следующим образом.

Между задними продолжениями двух обечаек втулки 52ех и 52in и передними продолжениями двух цилиндрических стенок 434е и 434f ковшеобразных лотков 434' и 434” устанавливают прокладки 70. Например, речь идет о прокладках с ребордами.

Как показано на фиг.6, прокладки установлены между боковыми стенками 434с и 434d ковшеобразных лотков и боковинами радиальных стоек 52b картера 52 с втулками. Предпочтительно боковые стенки 434с и 434d ковшеобразных лотков имеют наклон относительно нормали к цилиндрическим стенкам, чтобы обеспечивать центровку ковшеобразных лотков относительно радиальных стоек 52b.

Различные элементы, образующие этот воздухозаборник, выполняют следующую функцию. Посторонний объект всасывается воздухозаборником во время полета; он ударяет по отклоняющему органу 40 и отскакивает от него рикошетом. Его траектория отклоняется к внутренней стенке обтекателя 26а воздухозаборника. Сзади расширенной части отклоняющего органа объект направляется в один из ковшеобразных лотков 434' или 434” отклоняющего канала, откуда он удаляется наружу через отверстие 434а. Если в результате рикошета он попадает при всасывании в главный канал, он в достаточной степени теряет свою энергию, чтобы не повредить двигатель.

Согласно варианту выполнения, показанному на фиг.6, второй картер с втулками выполнен таким образом, чтобы образовать промежуточный картер в плоскости передней подвески двигателя.

Двигатель, показанный на фиг.8, идентичен двигателю, показанному на фиг.1. Отличие касается второго картера с втулками, обозначенного позицией 152. Этот второй картер 152 с втулками содержит внутреннюю втулку 152in, образующую опору переднего подшипника вала двигателя. Он содержит центральную втулку 152m, соответствующую внутренней втулке картера с втулками из предыдущего варианта выполнения, и наружную втулку 152ех, соответствующую наружной втулке из предыдущего варианта. Передние средства 161 крепления двигателя на летательном аппарате связаны с этой наружной втулкой 152ех. В данном случае схематично показан пример подвески двигателя. Она содержит пилон 160, который с одной стороны закреплен на летательном аппарате и на котором закреплен двигатель. Крепление двигателя содержит упомянутый передний узел 161 подвески, задний узел подвески 162 в задней плоскости подвески и тяги 163 восприятия усилий. Впускной воздушный канал 42 образован между двумя втулками, внутренней 161in и центральной 151m, между которыми расположены лопатки 152r первой направляющей ступени компрессора.









edrid.ru

Система управления воздухозаборником двигателя самолета

 

Изобретение относится к области авиационной техники и, в частности, касается систем управления воздухозаборником двигателя самолета. Система управления воздухозаборником двигателя самолета содержит корректирующее устройство с сумматором и измерителем высоты, блок фиксирования приведенного числа оборотов двигателя, формирователь программ, блок запрета коррекции программ, корректор программ и привод перемещения панели воздухозаборника. Формирователь программ связан с приводом перемещения панели воздухозаборника, выход привода перемещения панели воздухозаборника через блок обратной связи подключен к формирователю программ. Измеритель высоты подключен к сумматору. Блок разовых команд включает преобразователи, связанные с сумматором. Выход сумматора соединен со входом блока запрета коррекции программ. Блок запрета коррекции программ соединен с корректором программы. Корректор программы связан с блоком формирования числа приведенных оборотов двигателя и с формирователем программ. Такое выполнение системы улучшает характеристики воздухозаборника при компоновке самолета с треугольным крылом и передним горизонтальным оперением. 3 ил.

Изобретение относится к области авиационной техники и, в частности, касается системы управления воздухозаборником двигателя самолета.

Известна система управления воздухозаборником, содержащая блок формирования приведенного сила оборотов двигателя, формирователь программы, привод положения панели воздухозаборника и корректирующее устройство ("Теория автоматического управления силовыми установками ЛА", Шевяков А.А., М., Машиностроение, 1976, с. 134-137). Недостатком известной системы является падение эффективной тяги силовой установки при полете на малых высотах с большими приборными скоростями, а также уменьшение диапазона устойчивой работы силовой установки при применении бортовых средств поражения и срабатывания противопомпажной системы двигателя. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является система для управления воздухозаборником двигателя, содержащая корректирующее устройство с сумматором, блок формирования приведенного числа оборотов двигателя, формирователь программ, связанный с приводом перемещения панели воздухорзаборника, выход которого через блок обратной связи подключен к формирователю программы (SU 716238 A1, 27.03.96). Недостатком прототипа является неэффективные характеристики воздухозаборника при его подкрыльевой компоновке на самолете с треугольным крылом с наплывом и передним горизонтальным оперением. Новой задачей, решаемой предлагаемой системой управления воздухозаборником, является улучшение характеристик последнего при компоновке самолета с треугольным крылом, наплавом и передним горизонтальным оперением. Также предлагаемая система обеспечивает увеличение области устойчивой работы силовой установки при применении бортовых средств поражения и срабатывании противопомпонажной системы двигателя. Решение поставленной задачи достигается тем, что в системе управления воздухозаборником двигателя самолета, содержащей корректирующее устройство с сумматором, блок формирования приведенного числа оборотов двигателя, формирователь программ, связанный с приводом перемещения панели воздухозаборника, выход которого через блок обратной связи подключен к формирователю программ, корректирующее устройство дополнительно снабжено измерителем высоты, подключенным к сумматору, блоком разовых команд, включающим преобразователи, связанные с сумматором, выход которого соединен со входом блока запрета коррекции программы, соединенного с корректором программы, связанным с блоком формирования числа приведенных оборотов двигателя и с формирователем программ. На фиг. 1 изображена системы управления воздухозаборником. На фиг. 2 - зависимость коэффициента полного давления в воздухозаборнике по числу М полета. На фиг. 3 - увеличение запасов устойчивости работы воздухозаборника при наличии сигналов применения бортовых средств поражения и от противопомпажной системы двигателя. Предлагаемая система управления воздухозаборником двигателя самолета содержит блок формирования числа приведенных оборотов двигателя 1, формирователь программы 2, связанный с приводом 3 перемещения панели воздухозаборника, соединенным через блок обратной связи 4 по положению панели с формирователем программы 2. В систему входят корректирующее устройство 5, содержащее измеритель высоты 6, и блок разовых команд 7. Блок разовых команд включает в себя преобразователи 8 и 9, подключенные к сумматору 10, к которому подсоединен и измеритель высоты 6. Сумматор 10 подключен к блоку запрета коррекции программы 11, связанному с корректором программы 12. Входы блока формирования числа приведенных оборотов двигателя 1 соединены с датчиками оборотов (п) и температуры (Т0), а выход через корректор программы 12, формирователь программы 2 подключен к приводу 3 перемещения панели воздухозаборника. Вход измерителя высоты 6 соединен с датчиком высоты полета Н, а выход - с первым входом сумматора 10, второй и третий входы которого соединены с блоком разовых команд 7 через преобразователи 8, 9, а выход - со входом блока запрета коррекции программы 1. Принцип действия системы управления воздухозаборником двигателя самолета заключается в следующем: В процессе полета на вход блока формирования числа приведенных оборотов двигателя 1 подаются сигналы от датчика числа оборотов двигателя (п) и датчика температуры (Т0) наружного воздуха, по которым в нем формируются сигналы по приведенному числу оборотов двигателя. Эти сигналы поступают через корректор программ 12 на вход формирователя программы 2, выдающего сигнал управления на привод 3 перемещения панели воздухозаборника. При изменении высоты полета и при поступлении сигналов из блока разовых команд 7 (К1 и К2) корректирующее устройство 5 посредством измерителя высоты 6, блока разовых команд 7 с преобразователями 8,9, сумматора 10 и блока запрета коррекции программы 11 формирует дополнительные сигналы на перемещение панели воздухозаборника: h1= f1(H), h2= f2(k1) и h3= f3(k2), которые, суммируясь на корректоре программы 12, поступают на вход привода 3 перемещения панели воздухозаборника. Этим самым обеспечивается увеличение эффективной тяги (увеличение ) силовой установки при полете на малых высотах и больших приборных скоростях и увеличение запасов устойчивой работы воздухозаборника при применении бортовых средств поражения и срабатывании противопомпажной системы двигателя в условиях подкрыльевой компоновки воздухозаборника на самолете с треугольным крылом с наплывом и наличии переднего горизонтального оперения.

Формула изобретения

Система управления воздухозаборником двигателя самолета, содержащая корректирующее устройство с сумматором, блок формирования приведенного числа оборотов двигателя, формирователь программ, связанный с приводом перемещения панели воздухозаборника, выход которого через блок обратный связи подключен к формирователю программ, отличающаяся тем, что корректирующее устройство дополнительно снабжено измерителем высоты, подключенным к сумматору, блоком разовых команд, включающим преобразователи, связанные с сумматором, выход которого соединен со входом блока запрета коррекции программ, соединенного с корректором программы, связанным с блоком формирования числа приведенных оборотов двигателя и с формирователем программ,

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

findpatent.ru

Автор: admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о