Результат интеллектуальной деятельности: Защитное устройство двигателя от попадания посторонних предметов

Изобретение относится к области авиации, в частности, к средствам защиты силовых установок летательных аппаратов от попадания посторонних предметов.

Известно устройство для защиты силовой установки с воздушно-реактивными двигателями от попадания посторонних предметов, содержащее поворотный защитный экран, размещенный перед входом в воздухозаборник двигателя (патент США №3168999, кл. B64D 33/02, 1965).

Известное устройство неэффективно при нахождении летательного аппарата на стоянке из-за наличия вихревого шнура на входе в воздухозаборник, способствующего попаданию посторонних предметов в его тракт, а также не известны рациональные размеры поворотного защитного экрана и его расположение от поверхности аэродрома.

Известно устройство защиты двигателя от попадания посторонних предметов, содержащее подвижную нижнюю панель, которая шарнирно соединена со штоком привода, жестко закрепленного на корпусе воздухозаборника, при этом нижняя панель выполнена с относительной длиной нижней панели , с относительной шириной нижней панели , имеет в кормовой части закрылок с относительной длиной закрылка нижней панели , и способна к перемещению на относительную длину выдвижения нижней панели , равную от 0,6 до 0,3, при пропорциональном изменении относительной высоты расположения нижней кромки воздухозаборника от поверхности аэродрома от 0,8 до 1,25, установлена под углом α=15°-20° относительно оси передней кромки воздухозаборника, при этом закрылок нижней панели совершает колебательные движения на угол α_З=25°-30° относительно оси передней кромки воздухозаборника с периодом колебаний Т=1,0-4,0 с, где λ - длина выдвижения нижней панели, м; - длина нижней панели, м; b - ширина нижней панели, м; с - длина закрылка нижней панели, м; H- высота расположения нижней кромки воздухозаборника от поверхности аэродрома, м; - эквивалентный диаметр входа в воздухозаборник, м; А - высота воздухозаборника, м; В - ширина воздухозаборника, м (патент RU №2491208, МПК⁷ B64D 33/02, заявлен 21.09.2011).

К недостаткам данного устройства следует отнести то, что из-за колебательного перемещения закрылка нижней панели относительно оси передней кромки воздухозаборника на угол α_З=25°-30° с периодом колебаний Т=1,0-4,0 с на его законцовках образуется нестационарное вихревое течение потока, приводящее к возможности увеличения ее интенсивности и образованию вихря, который способен отклоняться в сторону воздухозаборника и может привести к срывным режимам на передних кромках воздухозаборника и, следовательно, к снижению запаса газодинамической устойчивости двигателя.

Задача предложенного изобретения - повышение эффективности защитного устройства двигателя от попадания посторонних предметов на всех режимах работы на земле посредством уменьшения интенсивности вихреобразования перед воздухозаборником и щитовой защитой от попадания посторонних предметов в его тракт путем одновременного колебательного перемещения вверх двух панелек нижней панели в ее поперечной плоскости.

Для решения этой задачи в известном защитном устройстве двигателя от попадания посторонних предметов, содержащем подвижную нижнюю панель, расположенную в корпусе воздухозаборника, имеющую возможность возвратно-поступательного перемещения в горизонтальном направлении, установленную относительно оси передней кромки воздухозаборника под углом α =15°-25°, где нижняя панель выполнена с относительной длиной нижней панели , с относительной шириной нижней панели , и способной к перемещению на относительную длину выдвижения нижней панели , равную от 0,6 до 0,3, при пропорциональном изменении относительной высоты расположения нижней кромки воздухозаборника от поверхности аэродрома от 0,8 до 1,25, и, имеющей в нижней части две панельки нижней панели на двух поперечных осях, которые совершают одновременно колебательные перемещения вверх в поперечной плоскости нижней панели на углы α_n=25°-30° с периодами колебаний Т=1,0-4,0 с, причем кормовая панелька расположена от кромки нижней панели на относительной длине , поперечная панелька расположена на относительной длине , обе выполнены с относительной шириной , где λ - длина выдвижения нижней панели, м; - длина нижней панели, м; b - ширина нижней панели, м; с - длина кормовой панельки нижней панели, м; k - длина поперечной панельки нижней панели, м; d - ширина панелек нижней панели, м; Н - высота расположения нижней кромки воздухозаборника от поверхности аэродрома, м; - эквивалентный диаметр входа в воздухозаборник, м; А - высота воздухозаборника, м; В - ширина воздухозаборника, м.

На фиг. 1 изображен общий вид описываемого защитного устройства, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид спереди, вид Б; на фиг. 3 - то же, вид сверху, разрез А-А.

Защитное устройство включает в себя нижнюю панель 1, снабженной ребрами жесткости 2, на которой расположены узлы 3 на ее передней и задней кромках. В узлах 3 шарнирно закреплены односторонние выпуклые профили 4 и 5, вторые концы которых закреплены шарнирно в узлах 6 на корпусе 7 воздухозаборника летательного аппарата 8, расположенного на поверхности аэродрома 9. На двух задних профилях 5 шарнирно закреплены штоки приводов 10, закрепленные жестко на корпусе 7 воздухозаборника. Приводы 10 закрыты обтекателями 11.

Нижняя панель 1 установлена под углом α =25°-30° относительно оси передней кромки воздухозаборника 7.

Нижняя панель 1 выполнена с относительной длиной нижней панели и с относительной шириной нижней панели , и имеет в нижней части кормовую панельку 12 с относительной длиной и поперечную панельку 13 с относительной длиной , которые выполнены с относительной шириной , и соединены соответственно с приводами 14 и 15, где - длина нижней панели, м; b - ширина нижней панели, м; с - длина кормовой панельки нижней панели, м; к - длина поперечной панельки нижней панели, м; d - ширина панелек нижней панели, м; - эквивалентный диаметр входа в воздухозаборник, м; А - высота воздухозаборника, м; В - ширина воздухозаборника, м.

Выдвижение нижней панели 1 осуществляется на относительную длину выдвижения нижней панели , равную от 0,6 до 0,3, при пропорциональном изменении относительной высоты расположения нижней кромки воздухозаборника 7 от поверхности аэродрома 9 от 0,8 до 1,25. где λ - длина выдвижения нижней панели 1, м; Н- высота расположения нижней кромки воздухозаборника 7 от поверхности аэродрома 9, м.

Кормовая панелька 12 и поперечная панелька 13 способны к колебательным перемещениям в приводах соответственно 14 и 15 вверх на угол α_n=25°-30° относительно оси передней кромки воздухозаборника 7 с периодом колебаний Т=1,0 - 4,0 с.

Защитное устройство двигателя от попадания посторонних предметов работает следующим образом.

Во время запуска двигателя на газовочной стоянке системой автоматического управления летательного аппарата 8 подаются сигналы на приводы 10 на выпуск устройства защиты. Штоки приводов 10 перемещаются вперед и перемещают по своим окружностям вперед профили 4 и 5 относительно своих осей в узлах 6. Одновременно с ними перемещается вперед и нижняя панель 1 в узлах 4 на угол α=25°-30° и на относительную длину выдвижения нижней панели , равную от 0,6 до 0,3, при пропорциональном изменении относительной высоты расположения нижней кромки воздухозаборника от поверхности аэродрома от 0,8 до 1,25. Например, при расположении воздухозаборника 7 на высоте необходимо выдвигать нижнюю панель 1 на , при соответственно на и т.д. Подаются сигналы на приводы 14 и 15, которые начинают перемещать соответственно кормовую панельку 12 и поперечную панельку 13 вверх на угол α_n=25°-30°, которые совершают колебательные перемещения с периодом колебаний Т=1,0-4,0 с.

На поверхности аэродрома 9 вихревые шнуры не образуются, так как они обладают малой интенсивностью, а, следовательно, и посторонние предметы не попадают в тракт воздухозаборника 7.

При рулении летательного аппарата 8 по аэродрому 9 защитное устройство работает аналогично.

В процессе взлета летательного аппарата 8 подаются сигналы на выключение приводов 14 и 15, которые фиксируют на угле α=25°-30° кормовую 12 и поперечную 13 панельки, нижняя панель 1 перекрывает зону разлета посторонних предметов из-под колеса передней стойки шасси. В момент отрыва колеса передней стойки шасси от поверхности аэродрома 9 подаются сигналы на включения приводов 10, которые производят уборку нижней панели 1 в корпус 7 воздухозаборника.

Повторное включение защитного устройства производится при посадке летательного аппарата 8 в момент касания колеса передней стойки шасси с поверхностью аэродрома 9.

Повторное выключение защитного устройства из работы осуществляется при выключении двигателя летательного аппарата 8.

Применение предлагаемого изобретения позволит повысить эффективность защитного устройства двигателя от попадания посторонних предметов на всех режимах работы на земле посредством уменьшения интенсивности вихреобразования перед воздухозаборником и щитовой защитой от попадания посторонних предметов в его тракт.