ВОЗДУХОЗАБОРНИК САМОЛЕТА С ТУРБОВИНТОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ Российский патент 2007 года по МПК B64D33/02 F02C7/52 

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к воздухозаборникам, подводящим воздух к турбовинтовому двигателю, главным образом на самолетах местных воздушных линий, эксплуатирующихся как на аэродромах с бетонным покрытием, так и на грунтовых аэродромах.

На данных самолетах в наземных условиях, таких как запуск и опробование двигателей на стоянке, руление по аэродрому, разбег при взлете, пробег после посадки, без принятия специальных мер защиты в двигатели могут попасть через воздухозаборник частицы пыли различного размера, мелкие камни или кусочки бетона, вылетающие из-под переднего колеса. Кроме того, при запуске двигателя в него могут попасть оставленные при наземных работах возле входа в воздухозаборник или непосредственно в нем небольшие крепежные болты, гайки, шайбы, контровочная проволока и т.д.

Использование в силовых установках самолетов пылезащитных устройств, подобных установленным на вертолетах, нецелесообразно, ввиду существенно больших скоростей полета самолетов и вследствие этого, больших потерь полного давления воздуха в канале пылезащитного устройства.

Известна конструкция воздухозаборника фирмы Rolls-Royce (Англия) применительно к самолету с турбовинтовыми двигателями RB-550, проспект фирмы Rolls-Royce по двигателю RB-550, 1986 г., стр.1-2, 12.

В данной конструкции канал подвода воздуха на самолете к двигателю по конструкции напоминает λ-образное пылезащитное устройство вертолетного двигателя в отношении раздвоения в его канале потока на поток очищенного воздуха, поступающего к компрессору двигателя, и поток, отсасываемый с посторонними частицами и предметами.

Недостатком данного технического решения является то, что на участке от входного сечения до разделителя потоков канал практически не изогнут, и он не создает необходимых центробежных сил в потоке для сепарации частиц мелких и средних размеров.

Известно, что крупные частицы и посторонние предметы, попадая во вход канала воздухозаборника под некоторым углом к его оси и могут сепарироваться только в результате направленных отскоков в отсасываемый поток. Однако организация направленнных отскоков частиц в воздухозаборнике в результате удара их о стенки его канала, а также о какие-либо препятствия в нем фирмой «Роллс-Ройс» не предусмотрена.

Технической задачей заявляемого технического решения является повышение эффективности работы воздухозаборника в отношении функции защиты двигателя самолета от попадания в его тракт посторонних частиц и предметов.

Технический результат достигается в заявляемом воздухозаборнике самолета с турбовинтовым двигателем, выполненном в виде кольцевого канала, разделителя потока, выходного канала очищенного воздуха, выходного канала выброса посторонних частиц и предметов, пылезащитного устройства, причем пылезащитное устройство установлено в месте перегиба канала, на его внутренней стенке, и выполнено кольцевым створчатым, при этом створки в закрытом положении расположены с перекрытием друг друга и повторяют форму внутренней стенки канала в месте их расположения, а в открытом положении - створки образуют веерную конструкцию, установленную под углом к внутренней стенке канала по потоку, причем угол установки створок составляет не более 70° для изменения формы профиля кольцевого канала и направления частиц и предметов в канал выброса.

Наличие в канале воздухозаборника пылезащитного устройства, выполненного кольцевым створчатым, обеспечивает при рабочем веерном расположении его створок эффективную сепарацию посторонних частиц и предметов за счет создания в нем криволинейного течения потока и кроме того, лопатки образуют препятствия, при ударе о которые крупные частицы и посторонние предметы отскакивают в отсасываемый поток и удаляются.

На фиг.1 схематично изображен внешний вид воздухозаборника самолета с турбовинтовым двигателем и размещенное в воздухозаборнике пылезащитное кольцевое створчатое устройство.

На фиг.2 схематично показано положение створок пылезащитного устройства на профильном сечении кольцевого канала воздухозаборника в сложенном их виде с перекрытием друг друга.

На фиг.3 схематично показано положение створок пылезащитного устройства на профильном сечении кольцевого канала воздухозаборника, установленных под углом к его внутренней стенке по потоку.

На фиг.4 схематично изображен внешний вид створок в сложенном виде с перекрытием друг друга на внутренней стенке кольцевого канала воздухозаборника и повторяющих форму кольцевого канала.

На фиг.5 схематично изображен внешний вид створок в рабочем положении, а именно установленных под углом к внутренней стенке кольцевого канала воздухозаборника по потоку.

Воздухозаборник самолета с турбовинтовым двигателем, включающий на фиг.1 пылезащитное кольцевое створчатое устройство, которое размещенно на внутренней стенке его кольцевого канала, состоит из канала 1, внешней стенки 2, внутренней стенки 3, и имеет створки 4, установленные на внутренней стенке 2 кольцевого канала 1, разделителя потока 5, выходного канала 6 очищенного воздуха, выходного канала 7 для выброса посторонних частиц и предметов. Воздухозаборник распложен в мотогондоле 8 самолета с турбовинтовым двигателем. Позиции 9 и 10 - соответственно втулка воздушного винта и воздушный винт самолета.

Работа воздухозаборника самолета с турбовинтовым двигателем, включающим пылезащитное кольцевое створчатое устройство, осуществляется следующим образом.

При полете самолета, когда попадание пыли и посторонних предметов в двигатель исключено, пылезащитное кольцевое створчатое устройство, состоящее из створок 4, находится в сложенном положении, фиг.2 и 4, при котором створки 4 совместно с остальной частью внутренней стенки 3 кольцевого канала 1 воздухозаборника образуют ровную поверхность и повторяют форму канала. При этом воздухозаборник работает в расчетном для полета режиме.

Дополнительных гидравлических потерь от наличия створок 4 в воздухозаборнике практически не возникает.

При нахождении самолета в условиях возможного попадания пыли и посторонних предметов в двигатель, створки 4 внутренней стенки 3 устанавливают под некоторым углом, но не более 70° к остальной части внутренней стенки кольцевого канала 1 воздухозаборника, фиг.3 и 5. При этом плавность течения потока в кольцевом канале 1 воздухозаборника существенно не нарушается, т.к. угол обращен в сторону, противоположную направлению течения потока в канале 1.

Величину угла установки створок 4 выбирают в зависимости от конкретной конструкции воздухозаборника самолета, но не более 70° для изменения формы профиля кольцевого канала и направления частиц и предметов в канал выброса.

Установка створок 4 под углом к внутренней стенке 3 кольцевого канала 1 изменяет форму его профиля и, тем самым, повышает эффективность сепарации частиц и посторонних предметов, в виду возникновения центробежных сил в потоке, воздействующих на частицы и посторонние предметы, а также в виду придания ударившимся о створки 4 частицам и предметам направления отскока, способствующего их попаданию в канал 7 выброса.

Управление положением створок 4 в воздухозаборнике может осуществляться любым из приемлемых в каждом конкретном случае способов - электрическим, пневматическим или механическим, например тросовая проводка. Это упрощается тем, что створки конструктивно связаны между собой в едином узле.

Для того чтобы избежать образования льда на створках в условиях возможного обледенения, створки могут оснащаться, например, электрическим противообледенительным устройством.

Таким образом, применение предлагаемого технического решения позволяет в значительной степени повысить защищенность двигателей от попадания в их тракт посторонних частиц и предметов в условиях эксплуатации на самолетах с турбовинтовым двигателем.

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к воздухозаборникам. Воздухозаборник самолета с турбовинтовым двигателем включает кольцевой канал (1), разделитель потока (5), выходной канал (6) очищенного воздуха, выходной канал (7) выброса посторонних частиц и предметов и пылезащитное устройство. Пылезащитное устройство установлено в месте перегиба канала, на его внутренней стенке (3), и выполнено кольцевым створчатым. Створки (4) в закрытом положении расположены с перекрытием друг друга и повторяют форму внутренней стенки канала в месте их расположения, а в открытом положении - створки образуют веерную конструкцию, установленную под углом к внутренней стенке канала по потоку, причем угол установки створок составляет не более 70° для изменения формы профиля кольцевого канала и направления частиц и предметов в канал выброса. Изобретение повышает эффективность работы воздухозаборника в отношении функции защиты двигателя самолета от попадания в его тракт посторонних частиц и предметов. 5 ил.

Воздухозаборник самолета с турбовинтовым двигателем, выполненный в виде кольцевого канала, разделителя потока, выходного канала очищенного воздуха, выходного канала выброса посторонних частиц и предметов, пылезащитного устройства, отличающийся тем, что пылезащитное устройство установлено в месте перегиба канала на его внутренней стенке и выполнено кольцевым створчатым, при этом створки в закрытом положении расположены с перекрытием друг друга и повторяют форму внутренней стенки канала в месте их расположения, а в открытом положении створки образуют веерную конструкцию, установленную под углом к внутренней стенке канала по потоку, причем угол установки створок составляет не более 70° для изменения формы профиля кольцевого канала и направления частиц и предметов в канал выброса.