ЭЖЕКТОРНАЯ СИСТЕМА МАСЛЯНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДЛЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО АВИАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1999 года по МПК B64D33/08 

Изобретение относится к эжекторной системе масляного охлаждения для вспомогательного авиационного двигателя, которая установлена в монтажном отсеке заостренной хвостовой части самолета, причем монтажный отсек имеет доступ через люк обслуживания, а струйный насос использует кинетическую энергию струи выхлопных газов вспомогательного двигателя для создания всасывающего потока, посредством которого охлаждающий воздух всасывается из монтажного отсека через масляный радиатор.

У большинства известных вспомогательных авиационных двигателей для подготовки охлаждающего воздуха для охлаждения монтажного отсека и системы масляного охлаждения используются нагнетатели. Другая возможность состоит в использовании кинетической энергии струи выхлопных газов вспомогательного двигателя с помощью струйного насоса, с тем чтобы создать протекающий через масляный радиатор поток охлаждающего воздуха. За счет струйного насоса, для безупречной работы которого требуется достаточное количество всасываемого воздуха, нагнетатель тогда не нужен.

Из патента США N 4504030 известны охладители для охлаждения создающего энергию агрегата, закрепленного на картере двигателя в гондоле, без использования нагнетателя. Этот агрегат установлен в охлаждающем канале, который в зависимости от условий давления на отверстиях обтекается окружающим охлаждающим воздухом. Перепад давлений на выходном и входном отверстиях используется для создания потока охлаждающего воздуха.

В патенте ФРГ N 733564 описано устройство для охлаждения радиатора двигателя летательного аппарата, у которого отбираемый от торцевой поверхности обтекаемого воздухом тела охлаждающий воздух подают после поворота на 180^o и отводят от того места самолета, где при полете имеется разрежение. Также в этом устройстве используется имеющаяся разность давлений, с тем чтобы радиатор обтекался окружающим охлаждающим воздухом без включения нагнетателя только за счет соответствующего расположения в самолете отверстий для натекающего и стекающего потоков.

Из патента ФРГ N 1803156 известен воздухоохлаждаемый теплообменник для летательных аппаратов с реактивным приводом, причем вместо нагнетателя предусмотрено особое устройство воздухопадачи и воздухоотвода. Указания на использование струйного насоса в этой публикации не содержится.

Из авторского свидетельства SU 118364 известна эжекторная система масляного охлаждения для вспомогательного авиационного двигателя, содержащая масляный радиатор, расположенный в потоке воздуха, созданного с помощью эжектора, находящегося вблизи выхлопного сопла двигателя.

В основе изобретения лежит задача создания эжекторной системы масляного охлаждения для вспомогательного авиационного двигателя, которая обеспечивает безупречную охлаждающую функцию масляного радиатора как при наземной, так и при полетной эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в эжекторной системе масляного охлаждения для вспомогательного авиационного двигателя, содержащей масляный радиатор, расположенный в потоке воздуха, созданного с помощью эжектора, находящегося вблизи выхлопного сопла двигателя, согласно изобретению масляный радиатор расположен в монтажном отсеке двигателя в заостренной хвостовой части самолета, причем в люке обслуживания монтажного отсека заподлицо с внешней обшивкой установлен воздухозаборник.

Целесообразно, чтобы воздухозаборник был выполнен прямоугольной формы и в воздуховпускной зоне был приведен в соответствие с конструкцией самолета.

Предпочтительно за воздуховпускным отверстием воздухозаборника установить диффузор.

Эжекторная система масляного охлаждения работает по описанному выше принципу струйного насоса за счет использования кинетической энергии струи выхлопных газов для создания всасывающего потока для всасываемого через масляный радиатор охлаждающего воздуха. Необходимое для этого в монтажном отсеке количество воздуха подготавливается предпочтительным образом для двух экстремальных случаев, а именно для наземной эксплуатации при высоких окружающих температурах, например 50^oC, и для полетной эксплуатации при избыточном давлении, возникающем вследствие рекомпрессии в хвостовой части самолета, а также при возникающем, тем самым, на выхлопном сопле противодавлении, посредством воздуховпускного отверстия, которое следует рассматривать как существенную составную часть системы масляного охлаждения.

Варианты исполнения изобретения отличаются тем, что
- воздухозаборник выполнен прямоугольной формы и в воздуховпускной зоне приведен в соответствие с конструкцией самолета;
- за воздуховпускным отверстием установлен диффузор.

Преимущества изобретения следует усматривать в том, что расположенное в люке обслуживания воздуховпускное отверстие обеспечивает безупречное функционирование эжекторной системы масляного охлаждения во вспомогательных авиационных двигателях при очень низких конструктивных и стоимостных затратах. Благодаря отсутствию охлаждающего нагнетателя предпочтительным образом становятся ненужными привод передачи, а также ряд вращающихся деталей и уплотнений валов, чем достигается значительное сокращение затрат на эксплуатацию и обслуживание вспомогательных двигателей, оборудованных эжекторной системой масляного охлаждения согласно изобретению. Кроме того, предпочтительным образом полностью исключено попадание утечек масла использовавшегося прежде в охлаждающий воздух масляного радиатора.

Примеры выполнения изобретения схематично изображены на чертежах, где показано:
- на фиг. 1 - функциональная схема системы масляного охлаждения с эжекторным приводом;
- на фиг. 2 - пространственное расположение вспомогательного двигателя с масляным радиатором и люком обслуживания в заостренной хвостовой части самолета;
- на фиг. 3 - фрагмент люка обслуживания с воздуховпускным отверстием в разрезе.

На фиг. 1 в монтажном отсеке 1 заостренной хвостовой части 2 самолета установлен вспомогательный двигатель 3, воздухозаборник вспомогательной турбины которого обозначен поз. 4, выхлопное сопло для струи 5 выхлопных газов - поз. 6. Непосредственно вблизи зоны присоединения вспомогательного двигателя 3 и выхлопного сопла 6, которое своим выпускным отверстием заканчивается в основании 7 хвостовой части, расположен эжектор 8, с которым в механической и аэродинамической связи находится масляный радиатор 10. Этот масляный радиатор через подающий 11 и отводящий 12 маслопроводы соединен с масляным контуром вспомогательного двигателя 3. Поток 13 охлаждающего воздуха для масляного радиатора 10 отбирается из монтажного отсека 1, который через расположенное в люке 15 обслуживания воздуховпускное отверстие 14 сообщается с окружающим самолет пространством (фиг. 2, 3), причем на фиг. 2 в пространственном элементе из фиг. 1. Для уменьшения потерь давления при наземной эксплуатации может быть предусмотрено расположение за воздуховпускным отверстием 14 диффузора 16.

На фиг. 3 через люк 15 обслуживания проходит воздуховпускное отверстие 14, длина которого обозначена 1, а высота - d. Не показана ширина w аэродинамического воздуховпускного отверстия 14. За счет заданного расчета названных конструктивных элементов обеспечивается, с одной стороны, при наземной эксплуатации подача без потерь охлаждающего воздуха 13 в монтажный отсек 1 при большом расходе и малом падении давления, а, с другой стороны, при полетной эксплуатации - достаточное избыточное давление в монтажном отсеке 1 по сравнению с противодавлением, возникающим на основании 7 хвостовой части или на выхлопном сопле 6.

Эжекторная система масляного охлаждения для вспомогательного авиационного двигателя используется в авиации. Содержит масляный радиатор, расположенный в потоке воздуха, созданного с помощью эжектора, находящегося вблизи выхлопного сопла двигателя. Масляный радиатор расположен в монтажном отсеке двигателя в заостренной хвостовой части самолета, причем в люке обслуживания монтажного отсека заподлицо с внешней обшивкой установлен воздухозаборник. Воздухозаборник выполнен прямоугольной формы и в воздуховпускной зоне приведен в соответствие с конструкцией самолета. За воздуховпускным отверстием воздухозаборника установлен диффузор. Улучшается степень охлаждения двигателя. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Эжекторная система масляного охлаждения для вспомогательного авиационного двигателя, содержащая масляный радиатор, расположенный в потоке воздуха, созданного с помощью эжектора, находящегося вблизи выхлопного сопла двигателя, отличающаяся тем, что масляный радиатор расположен в монтажном отсеке двигателя в заостренной хвостовой части самолета, причем в люке обслуживания монтажного отсека заподлицо с внешней обшивкой установлен воздухозаборник. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что воздухозаборник выполнен прямоугольной формы и в воздуховпускной зоне приведен в соответствие с конструкцией самолета. 3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что за воздуховпускным отверстием воздухозаборника установлен диффузор.