СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ШУМА ОТ РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК F02K1/44 F02K1/46 

Изобретение относится к реактивным двигательным установкам, в частности к способам уменьшения воспринимаемого на земной поверхности шума от реактивного двигателя летательного аппарата и к устройствам для осуществления этого способа. Изобретение может быть использовано по его назначению на всех типах воздушно-реактивных двигателей.

Известен способ уменьшения шума от двигателей реактивных самолетов, при котором выходящую из сопла реактивного двигателя струю газа окружают воздушной оболочкой, которую образуют при помощи указанного двигателя, управляют температурой и скоростью движения этой оболочки и при этом уменьшают распространение шума (патент США 591627 А, МПК F 02 К 1/40, 1999 г.).

Осуществление этого способа связано с серьезными затруднениями, поскольку требует существенных изменений в устройстве реактивного двигателя.

Наиболее близким по совокупности признаков является способ уменьшения шума от реактивного двигателя, при котором осуществляют поглощение части анергии истекающего из сопла двигателя газового потока путем направления его в емкость, с помощью которой отклоняют поток газов от его первоначального направления и рассеивают его на множество меньших реактивных потоков с применением препятствия в виде установленной поперек потока газов внутренней цилиндрической поверхности емкости с большим числом отверстий, имеющих в сечении форму сопла, при этом шум от потока газов вместе с самим потоком газов направляют назад, вверх и вниз от реактивного двигателя (патент США 4686533 А, МПК F 02 К 1/44, 1987 г.).

При осуществлении этого способа уменьшения шума от реактивного двигателя существенно уменьшается тяга реактивного двигателя в связи с поглощением в применяемой емкости значительной части импульса истекающей из сопла газовой струи.

Известно устройство для уменьшения интенсивности шума от реактивного двигателя в виде охватывающей двигатель цилиндрической твердой оболочки с образованием кругового пространства между двигателем и оболочкой, в котором размещены установленный на валу двигателя вентилятор и горелки, что обеспечивает возможность движения воздуха в атом пространстве с регулированием его температуры и скорости движения и создает при выходе из кругового пространства оболочку вокруг выходящей из сопла двигателя струи газа (патент США 5916127 А, МПК F 02 К 1/40, 1990 г.).

Указанное устройство значительно более сложно по сравнению с обычными реактивными двигателями и приводит к дополнительному расходу топлива в горелках, размещенных в круговом пространстве.

Наиболее близким по совокупности признаков техническим решением к заявленному изобретению является устройство по ослаблению и рассеиванию выходящей из сопла реактивного двигателя струи газа, содержащее размещенное поперек струи газа твердое препятствие с большим числом отверстий для прохода газа с отклонением его струи от первоначального направления (патент США 4685533 А, МПК F 02 К 1/44, 1987 г.).

Указанное устройство уменьшает тягу реактивного двигателя в связи с рассеиванием и поглощением части энергии импульса истекающей из сопла струи газа и отклонением этого импульса в стороны от его первоначального направления.

Предлагаемое изобретение по способу уменьшения шума от реактивного двигателя и устройству по осуществлению этого способа обеспечивает достижение технического результата, который заключается в снижении интенсивности звука, воспринимаемого на земной поверхности без уменьшения при этом тяги реактивного двигателя и без усложнения устройства непосредственно самого двигателя.

Указанный технический результат по способу уменьшения шума от реактивного двигателя достигается тем, что рассеивают энергию звуковых волн и при этом используют явление поглощения препятствием этой энергии.

Согласно изобретению шум от реактивного двигателя уменьшают за счет того, что звуковые волны отражают с их переизлучением и направляют их в боковые стороны и вверх от земной поверхности, для этого используют препятствие в виде экрана, который располагают вдоль газовой струи из реактивного сопла реактивного двигателя и одновременно обеспечивают частичное поглощение энергии звуковых волн этим экраном.

Устройство для уменьшения шума от реактивного двигателя, осуществляющее указанный выше способ, содержит препятствие, частично поглощающее энергию звуковых волн.

Согласно изобретению препятствие выполнено в виде экрана в форме открытого сверху жесткого лотка с нижней и боковыми отражающими звуковые волны и частично поглощающими звуковую энергию поверхностями, лоток экрана установлен за реактивным соплом с возможностью свободного прохождения по нему и над ним газового потока от реактивного двигателя и прикреплен непосредственно к реактивному двигателю или к элементам летательного аппарата.

Между внутренней поверхностью лотка экрана и реактивным соплом реактивного двигателя имеется открытое пространство, обеспечивающее возможность свободного движения встречного потока воздуха по лотку экрана вместе с газовой струей из реактивного сопла реактивного двигателя.

Внутренняя поверхность лотка экрана может примыкать непосредственно к нижней и боковым поверхностям реактивного сопла реактивного двигателя и упомянутый лоток может быть выполнен как открытое продолжение реактивного сопла реактивного двигателя.

На приведенных графических изображениях фиг.1 и фиг.2 показано в общем виде в двух проекциях устройство для уменьшения шума от реактивного двигателя. На фиг.1 лоток экрана дан в разрезе фронтальной плоскостью. Короткими стрелками с более толстыми линиями показано направление газовой струи из реактивного сопла реактивного двигателя, а длинными стрелками с тонкими линиями - направление преимущественного распространения звуковых волн с учетом их отражения от поверхности лотка экрана. Эти же графические изображения иллюстрируют способ уменьшения шума от реактивного двигателя.

Описание способа уменьшения шума от реактивного двигателя дается на примере работы устройства по осуществлению этого способа.

Устройство для уменьшения шума от реактивного двигателя (фиг.1 и фиг.2) содержит препятствие в виде экрана, выполненного в форме открытого сверху жесткого лотка 1 с нижней и боковыми отражающими звуковые волны и частично поглощающими звуковую энергию поверхностями. Лоток 1 экрана установлен за реактивным соплом 2 реактивного двигателя 3 и прикреплен непосредственно к реактивному двигателю или к другим частям летательного аппарата при помощи несущих элементов 4. Расположение лотка 1 экрана обеспечивает возможность свободного прохождения по нему и над ним газового потока от реактивного двигателя 3.

Между внутренней поверхностью лотка 1 экрана и реактивным соплом 2 реактивного двигателя 3 имеется открытое пространство 5, обеспечивающее возможность свободного движения встречного потока воздуха по лотку 1 экрана вместе с газовой струей из реактивного сопла 2 реактивного двигателя 3.

Внутренняя поверхность лотка 1 экрана может примыкать непосредственно к нижней и боковым поверхностям реактивного сопла 2 реактивного двигателя 3 и упомянутый лоток экрана может быть выполнен как открытое сверху продолжение реактивного сопла реактивного двигателя.

Предложенный способ уменьшения шума от реактивного двигателя с помощью приведенного выше устройства осуществляется следующим образом.

Источником шума от реактивного двигателя 3 является выходящая из реактивного сопла 2 газовая струя. Реактивное сопло и начало указанной газовой струи с наибольшей интенсивностью звука находится в пределах лотка 1 экрана, поверхность которого отражает вверх и в стороны звуковые волны и частично поглощает энергию звуковых волн. В связи с этим уменьшается интенсивность звука, направленного в сторону земной поверхности, и уменьшается воспринимаемый шум от реактивного двигателя.

При наличии открытого пространства между внутренней поверхностью лотка экрана и реактивным соплом реактивного двигателя в пределы лотка 1 экрана направляется встречный поток воздуха. Это обеспечивает возможность уменьшения температуры нагрева стенок лотка 1 экрана. Кроме того, внедрение потока воздуха в выходящую из реактивного сопла 2 газовую струю уменьшает интенсивность звука в этой струе, поскольку встречный поток воздуха не является источником шума.

При непосредственном примыкании внутренней поверхности лотка 1 экрана к нижней и боковым поверхностям реактивного сопла 2 реактивного двигателя 8 обеспечивается решение основной задачи по уменьшению шума от реактивного двигателя и вместе с тем упрощается возможность жесткого крепления лотка экрана к реактивному двигателю.

Способ уменьшения шума от реактивного двигателя включает поглощение звуковой энергии экраном, представляющим собой открытый сверху жесткий лоток, расположенный вдоль газовой струи из реактивного сопла, в который направляют встречный поток воздуха. Устройство для уменьшения шума от реактивного двигателя включает экран, выполненный в виде открытого сверху жесткого лотка и установленный за реактивным соплом с возможностью прохождения по нему и над ним газового потока от реактивного двигателя. Между внутренней поверхностью лотка и реактивным соплом двигателя имеется открытое пространство, обеспечивающее возможность свободного движения по лотку экрана вместе с газовой струей из реактивного сопла встречного потока воздуха. Изобретения позволят снизить интенсивность звука, воспринимаемого на земной поверхности. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ уменьшения шума от реактивного двигателя, включающий отражение звуковых волн и поглощение звуковой энергии, отличающийся тем, что звуковые волны отражают и направляют в боковые стороны и вверх от земной поверхности, а поглощение звуковой энергии обеспечивают экраном, представляющим собой открытый сверху жёсткий лоток, расположенный вдоль газовой струи из реактивного сопла, в который направляют встречный поток воздуха.2. Устройство для уменьшения шума от реактивного двигателя, включающее экран для отражения звуковых волн и поглощения звуковой энергии, отличающееся тем, что экран выполнен в виде открытого сверху жёсткого лотка с нижней и боковыми отражающими звуковые волны и поглощающими звуковую энергию поверхностями и установлен за реактивным соплом с возможностью прохождения по нему и над ним газового потока от реактивного двигателя, причём между внутренней поверхностью лотка и реактивным соплом двигателя имеется открытое пространство, обеспечивающее возможность свободного движения по лотку экрана вместе с газовой струёй из реактивного сопла встречного потока воздуха.