БОРТОВОЕ УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ДВИГАТЕЛЯ ОТ ПОПАДАНИЯ ПОСТОРОННИХ ПРЕДМЕТОВ Российский патент 2016 года по МПК B64D33/02 

Изобретение относится к области авиации, в частности к средствам защиты силовых установок летательных аппаратов от попадания посторонних предметов.

Известно устройство для защиты силовой установки с воздушно-реактивными двигателями от попадания посторонних предметов, содержащее поворотный защитный экран, размещенный перед входом в воздухозаборник двигателя (патент США №3168999, кл. B64D 33/02, 1965).

Известное устройство неэффективно при нахождении летательного аппарата на стоянке из-за наличия вихревого шнура на входе в воздухозаборник, способствующего попаданию посторонних предметов в его тракт, а также неизвестны рациональные размеры поворотного защитного экрана и его расположение от поверхности аэродрома.

Известно устройство для защиты двигателя летательного аппарата от попадания посторонних предметов, содержащее подвижную нижнюю панель, установленную в корпусе воздухозаборника, имеющую возможность возвратно-поступательного перемещения в горизонтальном направлении. Панель выполнена из силового П-образного каркаса и шарнирно закрепленных в его внешних продольных трубках двух панелек, способных к совершению одновременного колебательного перемещения от уровня кромки воздухозаборника вниз на угол α=30-60° с периодом колебаний T=1,0-3,0 с, расположенных на расстоянии c=0,005-0,01 м от его передней кромки, причем длина l_H панелек и высота B миделевого сечения воздухозаборника выполнены в соотношении $${\overline{l}}_H=l_H/B=\mathrm{0,3}-\mathrm{1,2}$$ , ширина b_H панелек и ширина L миделевого сечения воздухозаборника выполнены в соотношении $${\overline{b}}_H=b_H/L=\mathrm{0,3}-\mathrm{0,5}$$ (патент RU №2204037, МПК⁷ F02C 7/05, B64D 33/02, заявлен 21.02.2000).

К недостаткам данного устройства следует отнести то, что из-за одновременного колебательного перемещения двух панелек от уровня кромки воздухозаборника вниз на угол α=30-60° с периодом колебаний T=1,0-3,0 с на входе в воздухозаборник образуется нестационарное вихревое течение потока, которое может привести к срывным режимам на передних кромках воздухозаборника и, следовательно, к снижению запаса газодинамической устойчивости двигателя.

Известно устройство защиты двигателя от попадания посторонних предметов, содержащее подвижную нижнюю панель, которая шарнирно соединена со штоком привода, жестко закрепленного на корпусе воздухозаборника. Нижняя панель выполнена с относительной длиной нижней панели $$\overline{l}=\raisebox{1ex}{$l$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.=\mathrm{0,9}-\mathrm{1,05}$$ и боковыми кромками с относительной высотой $$\overline{h}=\raisebox{1ex}{$h$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.=\mathrm{0,08}-\mathrm{0,1}$$ , с относительной шириной нижней панели $$\overline{b}=\raisebox{1ex}{$b$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.=\mathrm{0,9}-\mathrm{1,1}$$ , и способна к перемещению на относительную длину выдвижения нижней панели $$\overline{\lambda }=\raisebox{1ex}{$\lambda $}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.$$ равную от 0,6 до 0,3, при пропорциональном изменении относительной высоты расположения нижней кромки воздухозаборника от поверхности аэродрома $$\overline{H}=\raisebox{1ex}{$H$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.$$ от 0,8 до 1,25, и установлена под углом α=15 - 25° относительно оси передней кромки воздухозаборника, где λ - длина выдвижения нижней панели, м; l - длина нижней панели, м; b - ширина нижней панели, м; h - высота боковой кромки нижней панели, м; H - высота расположения нижней кромки воздухозаборника от поверхности аэродрома, м; $$D_{ЭКВ}=2\sqrt{\left(A\ast B\right)/\pi }$$ - эквивалентный диаметр входа в воздухозаборник, м; A - высота воздухозаборника, м; B - ширина воздухозаборника, м (патент RU №2490177, МПК B64D 33/02, заявлен 21.09.2011).

К недостаткам данного устройства следует отнести то, что на входе в воздухозаборник образуется вихревое течение потока, которое может привести к срывным режимам на передних кромках воздухозаборника и, следовательно, к снижению запаса газодинамической устойчивости двигателя.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности бортового устройства защиты двигателя от попадания посторонних предметов на всех режимах работы на земле посредством уменьшения интенсивности вихреобразования перед воздухозаборником путем поочередного колебательного перемещения вниз двух панелек в поперечной плоскости нижней панели, а также устранение срывных режимов течений потока на передних кромках воздухозаборника.

Для решения этой задачи в бортовом устройстве защиты двигателя от попадания посторонних предметов, содержащем подвижную нижнюю панель, расположенную в корпусе воздухозаборника, имеющую возможность возвратно-поступательного перемещения в горизонтальном направлении, установленную относительно оси передней кромки воздухозаборника под углом α=15-25°, причем нижняя панель выполнена с относительной длиной нижней панели $$\overline{l}=\raisebox{1ex}{$l$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.=\mathrm{0,9}-\mathrm{1,05}$$ , с относительной шириной нижней панели $$\overline{b}=\raisebox{1ex}{$b$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.=\mathrm{0,9}-\mathrm{1,1}$$ и способной к перемещению на относительную длину выдвижения нижней панели $$\overline{\lambda }=\raisebox{1ex}{$\lambda $}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.$$ , равную от 0,6 до 0,3, при пропорциональном изменении относительной высоты расположения нижней кромки воздухозаборника от поверхности аэродрома $$\overline{H}=\raisebox{1ex}{$H$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.$$ от 0,8 до 1,25, имеются две панельки нижней панели, которые со стороны корпуса воздухозаборника на одной продольной оси совершают поочередно колебательные перемещения вниз в поперечной плоскости нижней панели на углы α_n=25-30° с периодами колебаний T=0,5-4,0 с, причем панельки расположены от нижней кромки нижней панели на относительном расстоянии $$\overline{c}=c/l=\mathrm{0,15}-\mathrm{0,2}$$ с относительной шириной $$\overline{d}=d/b=\mathrm{0,9}-\mathrm{1,0}$$ , где λ - длина выдвижения нижней панели, м; l - длина нижней панели, м; b - ширина нижней панели, м; c - длина панелек нижней панели, м; d - ширина панелек нижней панели, м; H - высота расположения нижней кромки воздухозаборника от поверхности аэродрома, м; $$D_{ЭКВ}=2\sqrt{\left(A\ast B\right)/\pi }$$ - эквивалентный диаметр входа в воздухозаборник, м; A - высота воздухозаборника, м; B - ширина воздухозаборника, м.

На фиг. 1 изображен общий вид описываемого бортового устройства защиты, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид спереди, вид А; на фиг. 3 - то же, вид спереди, вид Б; на фиг. 4 - то же, вид сверху, разрез В-В.

Бортовое устройство защиты включает в себя нижнюю панель 1, снабженной ребрами жесткости 2, на которой расположены узлы 3 на ее передней и задней кромках. В узлах 3 шарнирно закреплены односторонние выпуклые профили 4 и 5, вторые концы которых закреплены шарнирно в узлах 6 на корпусе воздухозаборника 7 летательного аппарата 8, расположенного на поверхности аэродрома 9. На двух задних профилях 5 шарнирно закреплены штоки приводов 10, закрепленные жестко на корпусе воздухозаборника 7. Приводы 10 закрыты обтекателями 11. Нижняя панель 1 имеет в нижней части фиксаторы 12 и установленные шарнирно на одной оси 13 панельки 14 и 15, которые соединены с приводами 16 и 17.

Нижняя панель 1 выполнена с относительной длиной нижней панели $$\overline{l}=\raisebox{1ex}{$l$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.=\mathrm{0,9}-\mathrm{1,05}$$ и с относительной шириной нижней панели $$\overline{b}=\raisebox{1ex}{$b$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.=\mathrm{0,9}-\mathrm{1,1}$$ , и имеет в нижней части панельки 14 и 15, расположенные от нижней кромки нижней панели 1 на относительном расстоянии $$\overline{c}=c/l=\mathrm{0,15}-\mathrm{0,2}$$ , с относительной шириной $$\overline{d}=d/b=\mathrm{0,9}-\mathrm{1,0}$$ , где l - длина нижней панели 1, м; b - ширина нижней панели 1, м; с - длина панелек нижней панели 1, м; d - ширина панелек нижней панели 1, м; $$D_{ЭКВ}=2\sqrt{\left(A\ast B\right)/\pi }$$ - эквивалентный диаметр входа в воздухозаборник 6, м; А - высота воздухозаборника 6, м; В - ширина воздухозаборника 6, м.

Выдвижение нижней панели 1 осуществляется на относительную длину выдвижения нижней панели 1 $$\overline{\lambda }=\raisebox{1ex}{$\lambda $}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.$$ , равную от 0,6 до 0,3, при пропорциональном изменении относительной высоты расположения нижней кромки воздухозаборника 7 от поверхности аэродрома 9 $$\overline{H}=\raisebox{1ex}{$H$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.$$ от 0,8 до 1,25, где λ - длина выдвижения нижней панели 1, м; Н - высота расположения нижней кромки воздухозаборника 7 от поверхности аэродрома 9, м.

Нижняя панель 1 установлена под углом α=15°-25° относительно оси передней кромки воздухозаборника 7.

Панельки 14 и 15 способны на одной оси 13 при помощи приводов 16 и 17 к поочередному колебательному перемещению вниз в поперечной плоскости нижней панели 1 на углы α_n=25°-30° с периодами колебаний T=0,5-4,0 с.

Бортовое устройство защиты двигателя от попадания посторонних предметов работает следующим образом.

Во время запуска двигателя на газовочной стоянке системой автоматического управления летательного аппарата 8 подаются сигналы на приводы 10 на выпуск устройства защиты. Штоки приводов 10 перемещаются вперед и перемещают по своим окружностям вперед профили 4 и 5 относительно своих осей в узлах 6. Одновременно с ними перемещается вперед и нижняя панель 1 в узлах 3 на угол α=15°-25° и на относительную длину выдвижения нижней панели 1 $$\overline{\lambda }=\raisebox{1ex}{$\lambda $}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.$$ , равную от 0,6 до 0,3, при пропорциональном изменении относительной высоты расположения нижней кромки воздухозаборника 7 от поверхности аэродрома 8 $$\overline{H}=\raisebox{1ex}{$H$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$D_{ЭКВ}$}\right.$$ от 0,8 до 1,25. Например, при расположении воздухозаборника 7 на высоте $$\overline{H}=\mathrm{0,8}$$ необходимо выдвигать нижнюю панель 1 на $$\overline{\lambda }=\mathrm{0,6}$$ , при $$\overline{H}=\mathrm{0,95}$$ - соответственно на $$\overline{\lambda }=\mathrm{0,5}$$ и т.д.

Затем подаются сигналы на приводы 16 и 17, которые начинают поочередно на оси 13 перемещать панельки 14 и 15 вниз в поперечной плоскости нижней панели 1 на углы α_n=25 - 30° с периодами колебаний T=0,5-4,0 с.

На поверхности аэродрома 9 вихревые шнуры не образуются, так как панельки 14 и 15 за счет поочередных колебательных перемещений вниз уменьшают интенсивность вихреобразования на входе в воздухозаборник 7 или вообще исключают его образование, а, следовательно, и посторонние предметы не попадают в тракт воздухозаборника 7.

При рулении летательного аппарата 8 по аэродрому 9 бортовое устройство защиты работает аналогично.

В процессе взлета летательного аппарата 8 подаются сигналы на выключение приводов 16 и 17, при этом фиксаторы 12 фиксируют панельки 14 и 15 в обводах нижней панели 1, которая перекрывает зону разлета посторонних предметов из-под колеса передней стойки шасси. В момент отрыва колеса передней стойки шасси от поверхности аэродрома 9 подаются сигналы на включения приводов 10, которые производят уборку нижней панели 1 в корпус воздухозаборника 7.

Повторное включение устройства производится при посадке летательного аппарата 8 в момент касания колеса передней стойки шасси поверхности аэродрома 9.

Повторное выключение устройства защиты из работы осуществляется при выключении двигателя летательного аппарата 8.

Применение предлагаемого изобретения позволит повысить эффективность бортового устройства защиты двигателя от попадания посторонних предметов на всех режимах работы на земле посредством уменьшения интенсивности вихреобразования перед воздухозаборником и щитовой защитой от попадания посторонних предметов в его тракт, а также обеспечит исключение срывных режимов на передних кромках воздухозаборника.

Изобретение относится к области авиации, в частности к средствам защиты двигателей летательных аппаратов от попадания посторонних предметов. Бортовое защитное устройство расположено на нижней части воздухозаборника и содержит способную к выдвижению подвижную нижнюю панель. В задней части нижней панели расположены две панельки, способные совершать поочередно колебательные перемещения вниз в поперечной плоскости нижней панели. Достигается повышение эффективности бортового защитного устройства двигателя от попадания посторонних предметов. 4 ил.

Бортовое устройство защиты двигателя от попадания посторонних предметов, содержащее подвижную нижнюю панель, расположенную в корпусе воздухозаборника, имеющую возможность возвратно-поступательного перемещения в горизонтальном направлении, установленную относительно оси передней кромки воздухозаборника под углом α=15-25°, где нижняя панель выполнена с относительной длиной нижней панели , с относительной шириной нижней панели , и способной к перемещению на относительную длину выдвижения нижней панели , равную от 0,6 до 0,3, при пропорциональном изменении относительной высоты расположения нижней кромки воздухозаборника от поверхности аэродрома от 0,8 до 1,25, и имеющей в нижней части две панельки, способных к совершению колебательных перемещений вниз на углы α с периодами колебаний T, отличающееся тем, что две панельки нижней панели, которые со стороны корпуса воздухозаборника на одной продольной оси совершают поочередно колебательные перемещения вниз в поперечной плоскости нижней панели на углы α_n=25-30° с периодами колебаний T=0,5-4,0 с, причем панельки расположены от нижней кромки нижней панели на относительном расстоянии с относительной шириной , где λ - длина выдвижения нижней панели, м; l - длина нижней панели, м; b - ширина нижней панели, м; c - длина панелек нижней панели, м; d - ширина панелек нижней панели, м; H - высота расположения нижней кромки воздухозаборника от поверхности аэродрома, м; - эквивалентный диаметр входа в воздухозаборник, м; A - высота воздухозаборника, м; B - ширина воздухозаборника, м.