МАСЛОБАК ДВИГАТЕЛЯ САМОЛЕТА Российский патент 2000 года по МПК F02C7/06 

Изобретение относится к авиадвигателестроению и касается устройства маслобака маслосистемы двигателя самолета, предназначенного для установки на боевые и спортивные самолеты, выполняющие во время полета фигуры высшего пилотажа.

Известен маслобак двигателя самолета с отсеком для питания двигателя маслом при отрицательных перегрузках, отделенным от полости маслобака горизонтальной перегородкой, в которой встроен центробежный статический воздухоотделитель и выполнен канал для пополнения отсека. [1]
Недостатком известного маслобака является то, что при перевернутом полете либо полете с отрицательными перегрузками из-за утечки масла из отсека в полость маслобака по каналам пополнения и отвода воздуха из воздухоотделителя питание двигателя маслом быстро нарушается, что резко снижает надежность работы двигателя при упомянутых эволюциях самолета и требует жесткого ограничения времени для выполнения фигур высшего пилотажа (не более 15 с).

Другим недостатком упомянутого маслобака является заглубленный в масляную ванну воздухоотделитель, что затрудняет процесс сепарации масловоздушной смеси из-за отсутствия в нем свободного объема. Этот недостаток обусловлен ограниченными размерами маслобака, который должен вписываться в кольцеобразное пространство между мотогондолой самолета и двигателем, и приводит к ухудшению отделения воздуха из масловоздушной эмульсии и, как следствие этого, к снижению надежности работы двигателя.

Задачами изобретения является удержание части масла в отсеке при выполнении фигур высшего пилотажа с отрицательными перегрузками путем перекрытия каналов пополнения отсека и отвода воздуха из воздухоотделителя и повышение эффективности центробежной закрутки масловоздушной эмульсии в последнем при горизонтальном полете путем получения внутри воздухоотделителя дополнительного свободного объема, благодаря выдавливанию из него части масла в отсек посредством дросселирования воздухоотводящего канала. Все это повышает надежность работы маслосистемы.

Указанные задачи достигаются тем, что в маслобаке двигателя самолета, содержащем отсек для питания двигателя маслом при отрицательных перегрузках, отделенный от полости маслобака горизонтальной перегородкой, в которой встроен центробежный статический воздухоотделитель и выполнен канал для пополнения отсека, в нем воздухоотводящий канал воздухоотделителя сообщен с дренажной полостью маслобака через отключающий клапан инерционного действия с седлом, ось которого параллельна вертикальной оси самолета. Причем затвор отключающегося клапана может быть подпружинен в сторону седла, а пружина снабжена устройством для регулировки усилия предварительного сжатия, а канал пополнения отсека может быть сообщен с дренажной полостью маслобака через отключающий клапан инерционного действия с седлом, ось которого параллельна вертикальной оси самолета.

Новым здесь является то, что воздухоотводящий канал воздухоотделителя сообщен с дренажной полостью маслобака через отключающий клапан инерционного действия с седлом, ось которого параллельна вертикальной оси самолета.

Новым является и то, что затвор отключающего клапана может быть подпружинен в сторону седла, а пружина снабжена устройством для регулировки усилия предварительного сжатия, а канал пополнения отсека может быть сообщен с дренажной полостью маслобака через отключающий клапан инерционного действия с седлом, ось которого параллельна вертикальной оси самолета.

Снабдив каналы пополнения отсека и сброса воздуха из воздухоотделителя отключающими клапанами, автоматически перекрывающими каналы в момент действия на самолет отрицательных перегрузок, мы предотвращаем утечку масла из отсека в полость маслобака, что позволит более длительное время поддерживать стабильное давление масла на входе в двигатель и в итоге повысить надежность его работы при выполнении самолетом фигур высшего пилотажа.

Установка подпружиненного в сторону седла затвора в отключающем клапане, расположенном в канале сброса воздуха из воздухоотделителя, позволит благодаря его дросселированию получить избыточное давление воздуха внутри воздухоотделителя относительно давления воздуха внутри отсека и тем самым выдавить часть масла из воздухоотделителя в отсек, увеличив свободный объем внутри воздухоотделителя.

Увеличение свободного объема внутри воздухоотделителя повышает эффективность центробежной закрутки поступающей в него масловоздушной эмульсии и улучшает процесс ее сепарации с возвратом в контур масляной системы масла, очищенного от включений воздуха, что повысит надежность работы двигателя на горизонтальных участках полета самолета.

Из уровня техники известны маслобаки двигателей самолета, в которых воздухоотводящий канал воздухоотделителя и канал пополнения отсека отрицательных перегрузок сообщены с дренажной полостью маслобака через отключающий клапан инерционного действия с седлом, ось которого параллельна вертикальной оси самолета, а затвор отключающего клапана подпружинен в сторону седла и снабжен устройством для регулировки усилия предварительного сжатия.

Поэтому можно сделать вывод о том, что предложенное техническое решение соответствует критериям "новизны" и "изобретательского уровня".

На чертеже изображена схема маслобака двигателя самолета.

В нижней части корпуса 1 маслобака посредством горизонтальной перегородки 2 образован отсек 3 для питания двигателя маслом при действии на самолет отрицательных перегрузок. В перегородку 2 вмонтирован статический центробежный воздухоотделитель 4 так, что канал 5 сброса воздуха из него сообщен с дренажной полостью 6 маслобака через затвор 7 отключающего клапана инерционного действия, а канал 8 сброса отсепарированного масла выведен внутрь отсека 3 для повторного его использования. Затвор 7 поджат пружиной 9 к седлу 10, ось которого параллельна вертикальной оси самолета. Усилие предварительного сжатия пружины 9 регулируется с помощью винта 11 и определяет величину давления P₁ внутри воздухоотделителя 4, которая при заданном давлении P₂ в отсеке 3 будет соответствовать определенной величине дополнительного свободного объема. В перегородке 2 выполнен канал 12 для пополнения отсека 3 маслом и суфлирования его при горизонтальном полете самолета в дренажную полость 6.

Канал 12 со стороны отсека 3 снабжен седлом 13, ось которого также параллельна вертикальной оси самолета, и затвором 14 отключающего клапана инерционного действия, взаимодействующего с седлом 13.

Для удаления воздуха из дренажных полостей маслобака в нем предусмотрена система суфлирования, включающая в себя трубопроводы: 15 - для суфлирования полости маслобака при перевернутом полете и полетах с отрицательными перегрузками; 16 - для суфлирования маслобака при наборе высоты; 17 - для суфлирования маслобака при пикировании самолета. Суфлирование маслобака при горизонтальном полете осуществляется одновременно через два трубопровода 16 и 17. Для предотвращения утечки масла из маслобака через его систему суфлирования предусмотрен отключающий клапан инерционного действия, затвор 18 которого взаимодействует с седлом 19.

При горизонтальном полете самолета отделившийся в воздухоотделителе 4 в результате центробежной закрутки масловоздушной эмульсии воздух поступает в канал 5.

Поскольку канал 5 задросселирован затвором 7, давление P₁ внутри воздухоотделителя 4 начнет увеличиваться, а уровень масла в нем понижаться до тех пор, пока усилие на затвор от сил давления P₁ не превысит усилие предварительного сжатия пружины 9. Затвор 7 откроется, а уровень масла внутри воздухоотделителя 4 будет зафиксирован.

Обычно винтом 11 регулируют усилие предварительного сжатия пружины 9 исходя из условия, при котором зафиксированный уровень масла внутри воздухоотделителя 4 будет несколько выше нижнего среза канала 8, чтобы исключить попадание воздуха внутрь отсека 3. Однако если из-за колебаний давления P₁ прорыв воздуха внутрь отсека 3 и произойдет, он будет удален также в дренажную полость 6 через клапан 12, минуя затвор 14 и открытое седло 13.

Суфлирование дренажной полости 6 при горизонтальном полете будет осуществляться через трубопроводы 16 и 17, минуя затвор 18 и седло 19, в атмосферу.

При перевернутом полете самолета либо полетах с отрицательными перегрузками затвор 7 под действуем сил инерции переместится на прикрытие седла 10 (усилие сжатия 9 будет способствовать срабатыванию затвора 7), что исключит утечку масла из отсека 3 в полость 6. Затвор 14 переместится на перекрытие седла 13, что исключит утечку масла из отсека 3 через канал 12 в полость 6. Отделившийся в воздухоотделителе 4 воздух через канал 8 поступит на вход трубопровода 15 и далее на выброс в атмосферу. Затвор 18 переместится на прикрытие седла 19, что исключит утечку масла из полости 6 по трубопроводам 16 и 17 в атмосферу.

Как видно из описания изобретения, для его реализации используются элементы, каждый из которых в отдельности широко используется в промышленности, вследствие чего можно сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию "промышленная применимость".

Источники информации:
1. Поликовский В. И. "Самолетные силовые установки". - М.: ОБОРОНГИЗ, 1952, с. 152, фиг. 102.

Маслобак предназначен для установки на боевые и спортивные самолеты, выполняющие во время полета фигуры высшего пилотажа. Маслобак двигателя самолета содержит отсек для питания двигателя маслом при отрицательных перегрузках. Отсек отделен от полости маслобака горизонтальной перегородкой, в которой встроен центробежный статический воздухоотделитель и выполнен канал для пополнения отсека. Воздухоотводящий канал воздухоотделителя сообщен с дренажной полостью маслобака через отключающий клапан инерционного действия с седлом, ось которого параллельна вертикальной оси самолета. Затвор отключающего клапана подпружинен в сторону седла, а пружина снабжена устройством для регулировки усилия предварительного сжатия. Канал пополнения сообщен с дренажной полостью маслобака через отключающий клапан инерционного действия с седлом, ось которого параллельна вертикальной оси самолета. Такое выполнение маслобака позволяет удерживать часть масла в отсеке при выполнении фигур высшего пилотажа с отрицательными перегрузками путем перекрытия каналов пополнения отсека и отвода воздуха из воздухоотделителя и повысить эффективность центробежной закрутки масловоздушной эмульсии в последнем при горизонтальном полете путем получения внутри воздухоотделителя дополнительного свободного объема, благодаря выдавливанию из него части масла в отсек посредством дросселирования воздухоотводящего канала. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Маслобак двигателя самолета, содержащий отсек для питания двигателя маслом при отрицательных перегрузках, отделенный от полости маслобака горизонтальной перегородкой, в которой встроен центробежный статический воздухоотделитель и выполнен канал для пополнения отсека, отличающийся тем, что воздухоотводящий канал воздухоотделителя сообщен с дренажной полостью маслобака через отключающий клапан инерционного действия с седлом, ось которого параллельна вертикальной оси самолета. 2. Маслобак по п.1, отличающийся тем, что затвор отключающего клапана подпружинен в сторону седла, а пружина снабжена устройством для регулировки усилия предварительного сжатия. 3. Маслобак по п.1, отличающийся тем, что канал пополнения отсека сообщен с дренажной полостью маслобака через отключающий клапан инерционного действия с седлом, ось которого параллельна вертикальной оси самолета.