Изобретение относится к средствам визуализации, связанным со сбрасыванием в полете жидких или газообразных веществ.
К самолетам здесь отнесены летательные аппараты с двигателями, питаемыми жидким топливом, в частности, самолеты с винтовым и реактивным двигателем, вертолеты, мотодельтапланы.
Известны средства визуализации посредством пирофорного трассера (FR, заявка 2690411). Дороговизна ограничивает возможность использования этих средств.
Известна визуализация посредством дыма, смешиваемого с выхлопными газами двигателя (US, пат. 3632067). Генератор дыма имеет несколько дымообразующих головок, впрыскивающих жидкость в выхлопные газы двигателя. Головки генератора смонтированы внутри выхлопной трубы по ее окружности. Между дымообразующими головками расположены отражательные пластины, простирающиеся вдоль выхлопной трубы и уменьшающие турбулентность в трубе.
Сложность генератора ограничивает возможность его использования.
Наиболее близкое известное устройство для визуализации траектории полета самолета по пат. US N 3774871 содержит средство нагрева жидкости для образования аэрозоля, по меньшей мере одно сопло, установленное с возможностью образования дымообразного следа в атмосфере за самолетом относительно направления полета, и трубопровод или канал для транспортировки этой жидкости, входной конец этого трубопровода или канала сообщен с источником жидкости, а выходной конец с указанным соплом. Устройство содержит также побудитель расхода жидкости и средство управления, предназначенное для обеспечения принудительной подачи и выброса жидкости.
В известных устройствах предусматривается использование побудителя расхода дымообразующей жидкости, специально предназначенного для этой цели. Вследствие этого усложняется и удорожается само устройство, что также ограничивает возможность его использования.
Цель изобретения исключение специального побудителя расхода для транспортировки дымообразующей жидкости к соплу устройства путем обеспечения возможности использования для этого насоса для перекачки топлива, предназначенного для использования в силовой установке самолета.
Для достижения этой цели в устройстве для визуализации траектории полета самолета, содержащем средство нагрева жидкости для образования аэрозоля, по меньшей мере одно сопло, установленное с возможностью образования дымообразного следа в атмосфере за самолетом относительно направления полета, трубопровод или канал для транспортировки этой жидкости, в котором входной конец сообщен с источником жидкости, а выходной конец с указанным соплом, побудитель расхода той же жидкости и средство управления, предназначенное для обеспечения принудительной подачи и выброса жидкости согласно с изобретением побудителем расхода жидкости, предназначенной для образования аэрозоля, является штатный топливный насос для перекачки топлива из топливной емкости в двигатель, а входной конец трубопровода или канала для транспортировки этой жидкости подключен к выходу этого топливного насоса.
В одном из вариантов изобретения побудителем расхода жидкости, предназначенной для образования аэрозоля, является штатный топливный насос, предназначенный для перекачки топлива из одной топливной емкости в другую топливную емкость, а входной конец трубопровода или канала для транспортировки указанной жидкости подключен к выходу этого топливного насоса.
Одновременно с перекачкой топлива из одной топливной емкости в другую топливную емкость для последующей подачи топлива в двигатель осуществляется транспортировка части перекачиваемого указанным насосом топлива к соплу устройства в качестве жидкости для образования аэрозоля с использованием этого насоса для перекачки этой жидкости.
В другом варианте изобретения побудителем расхода жидкости, предназначенной для образования аэрозоля, является штатный топливный насос, предназначенный для перекачки топлива из топливной емкости в магистраль питания двигателя, а входной конец трубопровода или канала для транспортировки указанной жидкости подключен к выходу этого топливного насоса.
Одновременно с перекачкой топлива из топливной емкости в магистраль питания двигателя осуществляется транспортировка части перекачиваемого указанным насосом топлива к соплу устройства в качестве жидкости для образования аэрозоля с использованием насоса для перекачки этой жидкости.
В еще одном варианте изобретения побудителем расхода жидкости, предназначенной для образования аэрозоля, является штатный топливный насос, имеющий привод от указанного двигателя и предназначенный для перекачки топлива в форсунки камеры сгорания этого двигателя, а входной конец трубопровода или канала для транспортировки указанной жидкости подключен к выходу этого топливного насоса.
Одновременно с перекачкой топлива в форсунки камеры сгорания двигателя осуществляют транспортировку части перекачиваемого указанным насосом топлива к соплу устройства в качестве жидкости для образования аэрозоля с использованием насоса для перекачки этой жидкости.
В этом же варианте изобретения возможно, что входной конец трубопровода или канала для транспортировки указанной жидкости подключен к выходу топливного насоса, имеющего привод от двигателя и предназначенного для перекачки топлива в форсунки камеры сгорания этого двигателя посредством магистрали приводного топлива, предназначенной для питания гидравлического привода топливного насоса, предназначенного для перекачки топлива из одной топливной емкости в другую или из топливной емкости в магистраль питания двигателя.
В этом случае осуществляют транспортировку указанным насосом топлива к соплу устройства в качестве жидкости для образования аэрозоля одновременно с перекачкой топлива, предназначенного для питания гидравлического привода другого топливного насоса. При этом статическое давление данной жидкости равно статическому давлению топлива, используемого для привода другого насоса.
В еще одном, следующем варианте изобретения побудителем расхода жидкости, предназначенной для образования аэрозоля, является топливный насос, предназначенный для перекачки топлива в форсунки форсажной камеры сгорания, а входной конец трубопровода или канала для транспортировки указанной жидкости подключен к выходу этого топливного насоса.
Одновременно с перекачкой топлива в форсунки форсажной камеры сгорания реактивного движителя осуществляют транспортировку части перекачиваемого указанным насосом топлива к соплу устройства в качестве жидкости для образования аэрозоля с использованием насосом для перекачки этой жидкости.
Предпочтительно, если в каждом из указанных устройств средство управления включает в себя перекрывное устройство с гидроприводом, установленное в трубопроводе или канале для транспортировки указанной жидкости, перекрывное устройство с электроприводом, установленное в линии командного давления, посредством которой гидропривод указанного перекрывного устройства сообщен со входом этого перекрывного устройства, и электропереключатель, включенный в цепь, связывающую источник электропитания с электроприводом указанного перекрывного устройства в линии командного давления.
При срабатывании электропереключателя по сигналу начала или прекращения образования дымообразного следа срабатывает электропривод перекрывного устройства, вызывающий соответственно открытие или закрытие этого перекрывного устройства, что ведет также к открытию или закрытию гидроприводного перекрывного устройства.
Любое из патентуемых устройств может быть снабжено средством для окраски дымового следа, включающим в себя по меньшей мере одну емкость с жидким красителем и инжекционный смеситель, который установлен в трубопроводе или канале транспортировки указанной жидкости на его участке между перекрывным устройством и соплом и сообщен с емкостью с жидким красителем посредством линии подачи жидкого красителя.
Смешение жидкости для образования аэрозоля перед ее выбросом в атмосферу с красителем ведет к соответствующей окраске дымообразного аэрозольного следа за самолетом.
При этом во многих случаях целесообразно, чтобы емкость с красителем была сообщена с атмосферой вне самолета линией дренажа-наддува емкости и снабжена инерционным клапаном, установленным в этой линии дренажа-наддува с возможностью перекрытия ее при нулевой и отрицательных перегрузках, и заборником жидкого красителя, который выполнен и установлен с возможностью перемещения или изменения формы и забора жидкого красителя при отрицательных перегрузках.
При таком выполнении емкости с жидким красителем дымообразный след с окраской осуществляется также и при нулевой или отрицательных перегрузках.
На фиг. 1 представлено патентуемое устройство согласно изобретению на самолете с реактивными двигателями, схема в плане; на фиг. 2 то же, на самолете с винтовыми движителями, схема в плане; на фиг. 3 то же, на самолете с винтовым движителем, схема вид сбоку.
Устройство содержит средство нагрева жидкости для образования аэрозоля и по меньшей мере одно сопло 1 (фиг. 1) или 2 (фиг. 2 и 3), установленное с возможностью образования дымообразного следа в атмосфере за самолетом 3 (фиг. 1) или 4 (фиг. 2 и 3) относительно направления полета. Устройство содержит также трубопровод или канал 5 (фиг. 1) или 6 (фиг. 2 и 3) для транспортировки жидкости, обеспечивающей образование аэрозоля. Входной конец канала или трубопровода 5, 6 соединен с источником этой жидкости. Выходной конец трубопровода или канала 5, 6 соединен с соплом 1, 2 соответственно.
Самолеты 3 и 4 оборудованы двигателями 7 и 8 соответственно. В конкретном примере самолет 3 оборудован топливными емкостями 9 и 10, а самолет 4 -топливными емкостями 11 и 12. Топливо в этих емкостях предназначено для питания двигателей 7 или 8.
На самолетах 3 и 4 имеются топливные насосы для перекачки топлива.
На самолете 3 установлены:
топливный насос 13 для перекачки топлива из топливной емкости 9 в топливную емкость 10;
топливный насос 14 для перекачки топлива из топливной емкости 10 в магистраль 15 питания двигателя 7;
-топливный насос 16 для перекачки топлива из магистрали 15 в камеру сгорания (не показана) двигателя 7;
топливный насос 17 для перекачки топлива из магистрали 15 в форсажную камеру сгорания (не показана) реактивного движителя.
В описываемом примере топливные насосы 13 и 14 выполнены с гидроприводами (не показаны), которые подключены к выходу топливного насоса 16, имеющего привод от двигателя 7, посредством магистрали 18 приводного топлива.
На самолете 4 установлен топливный насос 19 для перекачки топлива из топливных емкостей 10 и 11 в двигатель 8.
В описываемых примерах выполнения средством нагрева жидкости для образования аэрозоля являются выхлопные газы двигателя.
На самолете 3 таким средством являются выхлопные газы за реактивным соплом 20.
На самолете 4 таким средством являются газы за выхлопным патрубком 21.
Входной конец трубопровода или канала 5,6 для транспортировки жидкости, предназначенной для образования аэрозоля, сообщен с источником этой жидкости посредством трубопровода 22 на самолете 3 или трубопровода 23 на самолете 4.
На самолете 3 трубопровод 22 может быть подключен к выходу топливного насоса 13, либо к выходу топливного насоса 14, либо к выходу топливного насоса 16, либо к выходу топливного насоса 17. При этом трубопровод 23 может быть частью трубопровода 24, магистрали 15, или трубопровода 18, или трубопровода 25 соответственно.
На самолете 4 трубопровод 22 подключен к выходу топливного насоса 19, являясь частью магистрали 26.
В каждом из перечисленных случаев побудителем расхода жидкости для образования аэрозоля является тот топливный насос, к выходу которого подключен трубопровод 22 и 23.
В описываемых примерах выполнения каждое устройство для визуализации траектории полета самолета содержит средство управления в виде перекрывного устройства 27 с гидроприводом, перекрывного устройства 28 с электроприводом и электропереключателя 29. Перекрывное устройство 27 установлено в трубопроводе или канале 5, 6. Перекрывное устройство 28 установлено в трубопроводе 30 линии командного давления, посредством которой гидропривод перекрывного устройства 27 сообщен с трубопроводом или каналом 5, 6 перед входом перекрывного устройства 27. Электропереключатель 29 включен в цепь, связывающую источник 31 электропитания с электроприводом перекрывного устройства 28.
Описываемые устройства снабжены средством окраски дымового следа. Это средство включает в себя емкость 32 с жидким красителем и инжекционный смеситель 33, установленный в трубопроводе 5, 6 транспортировки жидкости для образования аэрозоля между перекрывным устройством 27 и соплом 1. Пассивный вход инжектора 33 сообщен с емкостью 32 трубопроводом 34 линии подачи жидкого красителя. Емкость 32 сообщена наджидкостной частью с атмосферой вне самолета посредством трубопровода 35 линии дренажа-наддува. Емкость 32 снабжена также инерционным клапаном (не показан), установленным в трубопроводе 35 или в самой емкости с возможностью перекрытия указанной линии дренажа-наддува при нулевой и отрицательной перегрузке. Емкость 32 снабжена также заборником 36 жидкого красителя. Заборник 36 выполнен и установлен с возможностью перемещения или изменения формы и забора жидкого красителя при отрицательных перегрузках. В трубопроводе 34 установлено перекрывное устройство 37 с электроприводом.
Визуализация траектории полета самолета происходит в результате образования дымообразного следа за самолетом относительно направления его полета. Аэрозоль образуется вследствие выброса из сопла 1 или 2 жидкости, образующей аэрозоль. В качестве такой жидкости используется топливо для двигателя самолета. Это может быть бензин, используемый в двигателях с искровым зажиганием, или керосин, используемый в реактивных двигателях.
В качестве жидкого красителя может быть использовано дизельное топливо и красители фирмы Morton International LTD.
Указанное топливо подается одним из указанных топливных насосов по трубопроводу 5 или 6 для транспортировки аэрозолеобразующей жидкости и выбрасывается через сопло 1 или 2 в атмосферу. Выбрасываемое жидкое топливо рассеивается в высокоскоростном потоке выхлопных газов до очень малых капель и, нагревшись, испаряется. Под воздействием окружающего холодного воздуха пар конденсируется с образованием дымообразного аэрозольного следа за самолетом относительно направления полета. Сопло 1 или 2 располагается таким образом, чтобы жидкое топливо поступало в струю горячего газа. При этом должно быть обеспечено распыление капель до минимальной дисперсности.
Струя горячего газа, в частности, выхлопного потока двигателя должна иметь температуру не ниже 90 o-100 oC.
Использование топливного насоса из состава топливной системы самолета, помимо исключения необходимости в специальном насосе, обеспечивает эффективное диспергирование топлива при выбросе его из сопла 1 или 2.
Использование этих насосов обеспечивает также эффективное подмешивание жидкого красителя к жидкому топливу в инфекционном смесителе 33.
Может быть осуществлен предварительный подогрев жидкого топлива до выброса его из сопла 1 или 2 при помощи специального нагревателя (не показан) или тепловым контактом трубопровода 5, 6 с горячими частями двигателя 7, 8 соответственно.
Начало создания дымообразного следа за самолетом может быть инициировано воздействием на электропереключатель 29. Подключение электроприводов перекрывных устройств 28 и 37 к источнику электропитания приводит к их открытию. В результате перекрывное устройство 27 открывается, и на входы инжекционного смесителя 33 поступает жидкое топливо из трубопровода 22 или 23 и жидкий краситель из емкости 32. Смесь этих жидкостей выбрасывается из сопла 1 или 2, обеспечивая создание дымообразного следа нужной окраски.
При отключении электроприводов перекрывных устройство 28 и 37 они закрываются, отключая сопло 1 или 2 от трубопровода 22 или 23 и емкости 32.
Заборник 36 благодаря наличию в нем шарнира (не показан) или выполнения его гибким с грузом на конце всегда расположен входным отверстием в части емкости 32, содержащей жидкий краситель.
В качестве средства нагрева жидкости может быть, например, электрический или иной известный нагреватель, охватывающий трубопровод для транспортировки жидкости. Аэрозолеобразующая жидкость может выбрасываться в атмосферу путем, например, эжектирования ее потоком газа из специального компрессора или иного источника сжатого, лучше всего горячего газа.
Средство управления может быть выполнено также с использованием любых других известных устройств подобного назначения.
Описанные примеры не исключают других форм реализации патентуемого решения, охарактеризованного в приведенной далее формуле.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ЗАКРЫТОЙ ЗАПРАВКИ ТОПЛИВНОГО БАКА ЖИДКИМ ТОПЛИВОМ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2012 |
|
RU2489327C1 |
ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА САМОЛЕТА | 2005 |
|
RU2287458C1 |
АВИАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС (ВАРИАНТЫ) | 2003 |
|
RU2242404C2 |
СИСТЕМА ЗАПРАВКИ ТОПЛИВНЫХ ОТСЕКОВ САМОЛЕТА | 1997 |
|
RU2140380C1 |
СИСТЕМА АНТИВЗРЫВНОЙ ЗАЩИТЫ ЕМКОСТИ | 2009 |
|
RU2413582C1 |
ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА САМОЛЕТА | 1997 |
|
RU2140379C1 |
ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА САМОЛЕТА | 2007 |
|
RU2356800C1 |
АВИАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС | 2006 |
|
RU2317227C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДЫМОВОГО ЦВЕТНОГО СЛЕДА | 2006 |
|
RU2323130C1 |
ПЛАЗМЕННО-РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | 1995 |
|
RU2099572C1 |
Использование: авиация. Сущность: способ визуализации траектории полета самолета заключается в предварительном нагреве жидкого топлива и его после следующей конденсации с образованием дымообразного аэрозольного следа за самолетом. Устройство, реализующее способ, содержит средство для нагрева жидкости для образования аэрозоля, сопло, установленное с возможностью образования дымообразного следа в атмосфере, трубопровод или канал для транспортировки жидкости, входной конец которого связан с побудителем расхода жидкости - топливным насосом для перекачки топлива из топливной емкости в двигатель самолета, а выходной конец - с соплом, средство управления для обеспечения принудительной подачи жидкости. В вариантах устройства побудителем расхода жидкости является топливный насос для перекачки топлива из топливной емкости в магистраль питания двигателя, насос для перекачки топлива в форсунки камеры сгорания и насос для перекачки топлива в форсунки форсажной камеры сгорания. 5 с. и 23 з.п. ф-лы, 3 ил.
Патент США N 3774871, кл.D 64D 1/18, 1974. |
Авторы
Даты
1997-11-10—Публикация
1995-08-30—Подача