ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ С ВОЗДУХОЗАБОРНИКОМ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО ВОЗДУХ КАК ОКИСЛИТЕЛЬ Российский патент 2017 года по МПК B64D33/02 F02C7/05 

Изобретение относится к летательному аппарату с фюзеляжем, который содержит по меньшей мере один двигатель, использующий воздух как окислитель, причем упомянутый фюзеляж снабжается воздухозаборником, через который поток всасываемого воздуха подается к упомянутому по меньшей мере одному двигателю, использующему воздух как окислитель, при работе, упомянутый летательный аппарат содержит признаки из пункта 1 формулы изобретения.

В летательных аппаратах с двигателями, использующими воздух как окислитель, такими как газотурбинные двигатели, бензиновые двигатели или дизельные двигатели, должна обеспечиваться достаточная подача воздуха к двигателям, использующим воздух как окислитель, так чтобы эти двигатели были способны сжигать предоставленную воздушно-топливную смесь правильно, для того чтобы обеспечивать количество мощности соответствующей системе привода. Если, однако, поток всасываемого воздуха, который поступает в двигатель, использующий воздух как окислитель, не удовлетворяет определенным требованиям двигателя, например, к потере давления, температуре, закрутке, возмущению и т.д., двигатель может не функционировать достаточно эффективно или как ожидается, в частности это касается расхода топлива и выбросов отработавших газов, на которые может оказываться негативное влияние. Соответственно, эти требования для двигателя должны рассматриваться при реализации воздухозаборника для такого двигателя, использующего воздух как окислитель, в летательном аппарате.

В случаях, когда летательный аппарат реализован как винтокрылый летательный аппарат, например как вертолет, интеграция двигателя, использующего воздух как окислитель, в фюзеляж вертолета безусловно приводит в результате к ухудшению эксплуатационных характеристик относительно соответствующих спецификаций эксплуатационных характеристик, предоставленных производителем двигателя, т.е. относительно соответствующих потерь производительности. Эти потери производительности вследствие установки двигателя в фюзеляж вертолета, которые также называются "потерями при установке двигателя", как правило, делятся на потери на впуске, потери на выпуске и потери при отборе стравливаемого воздуха, при этом потери на впуске вызваны общим падением давления, статическим ростом температуры, углом закрутки, возмущением давления и т.п.

Однако, поскольку фюзеляж вертолета, как правило, представляет ограниченное пространство и объем, только ограниченная область воздухозаборника может быть реализована. Дополнительно, поток всасываемого воздуха для двигателя, использующего воздух как окислитель, должен быть направлен из окружающей области снаружи фюзеляжа вертолета в напорную камеру двигателя. Кроме того, поток всасываемого воздуха должен быть очищен, поскольку он может быть загрязнен посторонними объектами, такими как пыль, гравий и т.д., которые, в идеале, не должны всасываться в двигатель, поскольку они могут повреждать двигатель и тем самым создавать дополнительные усилия, связанные с трудозатратами в контексте технического обслуживания и надежности.

Кроме того, поскольку вертолет приспособлен для множества режимов полета, т.е. висения, полета вперед, полета назад, полета в боковом направлении, рыскания и т.д., двигатель, использующий воздух как окислитель, снабжается всасываемым воздухом с различных направлений с различными давлениями и температурами. Поэтому обычно два различных типа воздухозаборников в настоящее время реализуются на вертолетах, которые предназначены в основном только для одного конкретного условия полета: так называемые статические воздухозаборники и динамические воздухозаборники. Эти воздухозаборники подходят для обеспечения сравнительно хороших выходных характеристики двигателя в конкретном условии полета, для которого они предназначены, в то время как при дополнительных или иных конкретных условиях полета может возникать нехватка в производительности.

Более конкретно, динамический воздухозаборник является воздухозаборником, который обеспечивает низкие потери давления в условиях полета вперед. Поэтому динамический воздухозаборник обычно подразумевает некоторый вид совка, для того чтобы обеспечивать достаточным количеством воздуха высокого давления напорную камеру двигателя, при этом динамическое давление вводится в напорную камеру двигателя.

Документ EP 2133265 B1 описывает такой динамический воздухозаборник вертолета. Этот динамический воздухозаборник реализован как двойной воздухозаборник и содержит внешний воздухозаборник, который направляет поток всасываемого воздуха в основной двигатель вертолета, и внутренний воздухозаборник, направляющий поток всасываемого воздуха к вспомогательным блокам, например масляному радиатору.

В отличие от этого, статический воздухозаборник является воздухозаборником с низкими потерями при установке, который, во время условий медленного полета или полета в режиме висения, благодаря практичной установке, которая, главным образом, не обеспечивает высокие динамические давления, при этом динамическое давление, подаваемое в напорную камеру двигателя, либо минимально, либо вовсе отсутствует. Такие статические воздухозаборники, главным образом, используются для вертолетов и обычно снабжены впускными барьерными фильтрами, однако эти статические воздухозаборники не функционируют идеально в условиях обычного крейсерского полета вследствие повышенных потерь при установке.

В качестве примера, документы US 8163050 B2, US 6595742 B2, US 2009/0261208 A1 и US 5697394 соответственно описывают такой статический воздухозаборник, который снабжен впускным барьерным фильтром для устранения загрязняющих частиц из потока всасываемого воздуха. Согласно US 6595742 B2 и US 2009/0261208 A1 впускной барьерный фильтр подвижен между различными соответствующими рабочими положениями, а согласно US 5697394 часть обтекателя фюзеляжа, которая находится выше по потоку от впускного барьерного фильтра, является подвижной между такими различными соответствующими рабочими положениями.

Однако, поскольку статические воздухозаборники, как правило, расположены рядом или у напорной камеры двигателя для того, чтобы гарантировать правильное функционирование, соответствующее расстояние между данным статическим воздухозаборником и соответствующим выпускным отверстием двигателя обычно сравнительно невелико. Вследствие этого небольшого расстояния горячие газы, выходящие из выпускного отверстия двигателя, могут входить в статический воздухозаборник двигателя, использующего воздух как окислитель, во время висения, полета назад или задних воздушных порывов. Поскольку эти горячие газы могут иметь температуры между 500°C и 700°C, это может не только приводить к серьезнейшим падениям производительности двигателя, но также приводить к большим проблемам в полете по заданию и сертификации всего вертолета. Поэтому для того чтобы исправлять эту проблему, выхлоп двигателя зачастую удлиняется для того, чтобы увеличивать его расстояние от статического воздухозаборника.

Другая проблема, которая возникает со статическими воздухозаборниками по сравнению с динамическими воздухозаборниками, заключается в том, что статический воздухозаборник засасывает весь доступный окружающий воздух при любых условиях полета. В то время как это полезно, например, при висении, это является неблагоприятным, например, в условиях быстрого полета вперед. Кроме того, в условиях полета вперед при скорости от медленной до средней и, соответственно, условиях воздушного потока со скоростью от медленной до средней, скошенный вниз поток от несущего винта вертолета взаимодействует со статическим воздухозаборником, приводя к изменению массового потока, входящего в статический воздухозаборник, поскольку верхняя часть статического воздухозаборника, которая ориентирована по направлению к несущему винту, может всасывать больше массового потока, чем его нижняя часть. В целом, это ведет к повышенным потерям при установке двигателя вследствие дополнительной закрутки в напорной камере двигателя.

Кроме того, как описано выше, статические воздухозаборники все чаще и чаще оснащаются впускными барьерными фильтрами, а также другими воздухопроницаемыми средствами защиты двигателя, например канавками от повреждения посторонними объектами, пылезащитными устройствами, сетками защиты от обледенения и т.п., для того, чтобы защищать двигатель, использующий воздух как окислитель, от потенциально повреждающих воздействий. Однако вследствие использования этих традиционных воздухопроницаемых средств защиты двигателя динамическое давление не увеличивается достаточно в соответствующих статических воздухозаборниках, которые поэтому, как правило, испытывают недостаток в своей производительности в условиях быстрого полета вперед.

Следовательно, целью настоящего изобретения является предоставление нового летательного аппарата с одним или более воздухозаборниками, имеющими уменьшенные потери при установке двигателя, которые оснащены подходящим средством защиты двигателя против потенциально повреждающих воздействий, дающими возможности управления массовым потоком, входящим в воздухозаборники, снижения соответствующего риска повторного всасывания горячего газа и обеспечивающими простую и эффективную систему обхода для поступающего воздуха.

Эта цель решается посредством летательного аппарата с фюзеляжем, который содержит по меньшей мере один двигатель, использующий воздух как окислитель, причем упомянутый фюзеляж снабжен воздухозаборником, через который поток всасываемого воздуха подается к упомянутому по меньшей мере одному двигателю, использующему воздух как окислитель, при работе, упомянутый летательный аппарат содержит признаки пункта 1 формулы изобретения.

Более конкретно, согласно изобретению летательный аппарат содержит фюзеляж, который содержит по меньшей мере один двигатель, использующий воздух как окислитель. Фюзеляж имеет максимальную ширину фюзеляжа, определенную в области по меньшей мере одного двигателя, использующего воздух как окислитель, и содержит по меньшей мере один передний обтекатель фюзеляжа и по меньшей мере один задний обтекатель фюзеляжа, каждый из которых закрывает по меньшей мере один двигатель, использующий воздух как окислитель, по меньшей мере частично. По меньшей мере один передний и задний обтекатели фюзеляжа разнесены друг от друга в направлении, поперечном продольной оси по меньшей мере одного двигателя, использующего воздух как окислитель, посредством предварительно определенного смещения обтекателей, определяя динамический воздухозаборник, через который, при работе, поток всасываемого воздуха подается к по меньшей мере одному двигателю, использующему воздух как окислитель. Динамический воздухозаборник определяет, по меньшей мере, частично воронкообразный воздушный канал, направленный к встроенному в двигатель входному устройству и снабжен, по меньшей мере, одним воздухопроницаемым средством защиты двигателя, которое выполнено с возможностью очистки потока всасываемого воздуха выше по потоку от встроенного в двигатель входного устройства в соответствующем режиме защиты. По меньшей мере одно воздухопроницаемое средство защиты двигателя, использующего воздух как окислитель, размещено поперечно по меньшей мере одному переднему обтекателю фюзеляжа с предварительно определенным углом наклона средства защиты.

Согласно одному аспекту заявляемый летательный аппарат содержит по меньшей мере один воздухозаборник с уменьшенными потерями при установке двигателя, который объединяет функциональные возможности и преимущества статического и динамического воздухозаборника. Более конкретно по меньшей мере один воздухозаборник спроектирован на основе статического воздухозаборника, определенного посредством расположенных ступенями, для увеличения их динамического давления, переднего и заднего обтекателей, и с наклоненным средством защиты двигателя, которое присоединено к расположенным ступенями обтекателям. В результате по меньшей мере один воздухозаборник, в основе своей являющийся статическим воздухозаборником, ведет себя аэродинамически подобно динамическому воздухозаборнику и, следовательно, определяет динамический воздухозаборник. Соответственно по меньшей мере один воздухозаборник далее в данном документе называется "динамическим воздухозаборником".

Преимущественно наклоненное воздухопроницаемое средство защиты двигателя защищает динамический воздухозаборник по меньшей мере от посторонних объектов, таких как пыль, птицы, гравий, листья, камни, полиэтиленовые пакеты и т.д. Однако следует отметить, что в контексте настоящего изобретения термин "посторонние объекты" не ограничен вышеперечисленными объектами и содержит согласно своему самому широкому понятию, и за исключением воздуха, любой объект, который является посторонним и который может повреждать двигатель, использующий воздух как окислитель, или снижать его эксплуатационные характеристики, такой как снег, лед, капли, влага и т.п.

Предпочтительно воздухопроницаемое средство защиты двигателя содержит экраноподобный элемент очистки воздуха. В качестве примера, этот экраноподобный элемент очистки воздуха осуществлен как входной барьерный фильтр с плоским фильтром. Однако настоящее изобретение не ограничено такими входными барьерными фильтрами и может аналогично быть реализовано с канавками от повреждения посторонними объектами, пылезащитными устройствами, сетками для защиты от обледенения и т.п. Кроме того, также предполагается комбинация двух или более таких экраноподобных элементов очистки воздуха. Например, канавка от повреждения посторонними объектами может быть объединена с впускным барьерным фильтром и т.п.

Согласно одному аспекту динамический воздухозаборник аэродинамически оптимизирован для условий медленного полета и полета в режиме висения посредством реализации воздухопроницаемого средства защиты двигателя с большой поверхностью средства защиты двигателя, которое при этом наклонено по направлению к воздушному потоку. Это достигается посредством смещения, которое создается между передним обтекателем фюзеляжа, например передним обтекателем главного редуктора, и задним обтекателем фюзеляжа, например задним обтекателем двигателя.

Наклон поверхности средства защиты двигателя сам преимущественно увеличивает соответствующий динамический эффект динамического воздухозаборника вследствие изменения высоты между передней кромкой и задней кромкой воздухопроницаемого средства защиты двигателя. Кроме того, данное падение давления уменьшается, поскольку поток всасываемого воздуха проникает в воздухопроницаемое средство защиты двигателя под более благоприятным углом. В идеале, поток всасываемого воздуха ударяет поверхность средства защиты двигателя под углом в 90°, в частности, в условиях полета вперед.

Однако с увеличением угла наклона уменьшается падение давления благодаря, в частности, действию фильтра в случаях, когда воздухопроницаемое средство защиты двигателя реализовано как фильтрующий элемент, который является хорошо известным аспектом в фильтрующей промышленности. Этот аспект уже используется в статических воздухозаборниках, которые особенно полезны в условиях полета в режиме висения, когда поток всасываемого воздуха засасывается в фильтрующий элемент перпендикулярно фильтрующему элементу.

Более того, при данной продольной длине, которая может быть выбрана для поверхности средства защиты двигателя, любой угол α наклона будет увеличивать эффективную поверхность средства защиты двигателя на tanα. Это предоставляет возможность обеспечивать более эффективную защитную поверхность и ведет к уменьшению объема работ по техническому обслуживанию благодаря увеличившейся продолжительности времени до возможного засорения воздухопроницаемого средства защиты двигателя. Это дополнительно защищает двигатель, использующий воздух как окислитель, от повторного засасывания горячих выхлопных газов и предоставляет возможностью регулирования значения массового расхода потока, входящего в динамический воздухозаборник.

Встроенное в двигатель входное устройство преимущественно закрыто динамическим воздухозаборником. Таким образом, могут быть достигнуты улучшенные акустические и шумоизлучающие характеристики. Дополнительно, заявляемый динамический воздухозаборник не требует предоставления дополнительного внешнего совка, за счет чего могут быть достигнуты минимизация явления аэродинамической интерференции, такого как хвостовая тряска, и уменьшение паразитного сопротивления.

Согласно предпочтительному варианту осуществления упомянутое предварительно определенное смещение обтекателя выбирается из диапазона между +0,025 и +0,5 от упомянутой максимальной ширины фюзеляжа, при этом упомянутое предварительно определенное смещение обтекателя предпочтительно составляет +0,2 от упомянутой максимальной ширины фюзеляжа.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления упомянутый предварительно определенный угол наклона средства защиты выбирается из диапазона между +1° и +100°, при этом упомянутый предварительно определенный угол наклона средства защиты предпочтительно составляет +15°.

Согласно одному аспекту упомянутое по меньшей мере одно воздухопроницаемое средство защиты двигателя определяет, по существу, плоскую или плоскостную поверхность очистки воздуха. Альтернативно, упомянутое по меньшей мере одно воздухопроницаемое средство защиты двигателя определяет изогнутую, ломаную и/или прерывистую поверхность очистки воздуха. В других вариантах по меньшей мере одно воздухопроницаемое средство защиты двигателя имеет поверхность очистки воздуха, которая объединяет две или более различных форм, т.е. которая частично является плоской и частично изогнутой, или частично ломаной и частично прерывистой, и т.д.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления упомянутый динамический воздухозаборник содержит внешний воздухозаборный кожух, который проходит по меньшей мере от одного заднего обтекателя фюзеляжа в направлении, противоположном упомянутому встроенному в двигатель входному устройству, упомянутый внешний воздухозаборный кожух определяет внешний совок упомянутого, по меньшей мере, частично воронкообразного воздушного канала.

Согласно дополнительно предпочтительному варианту осуществления упомянутый внешний воздухозаборный кожух выступает из упомянутого по меньшей мере одного заднего обтекателя фюзеляжа в направлении, поперечном упомянутой продольной оси упомянутого по меньшей мере одного двигателя, использующего воздух как окислитель. на предварительно определенное поперечное смещение кожуха. Упомянутое предварительно определенное поперечное смещение кожуха предпочтительно выбрано из диапазона между -0,19 и +1,01 от упомянутой максимальной ширины фюзеляжа, при этом упомянутое предварительно определенное поперечное смещение кожуха предпочтительно составляет +0,01 от упомянутой максимальной ширины фюзеляжа.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления упомянутый внешний воздухозаборный кожух определяет переднюю кромку кожуха, упомянутое по меньшей мере одно воздухопроницаемое средство защиты двигателя определяет переднюю кромку средства защиты и заднюю кромку средства защиты, упомянутая передняя кромка средства защиты размещается, в соответствующем режиме защиты, выше по потоку от упомянутой передней кромки кожуха на упомянутом по меньшей мере одном переднем обтекателе фюзеляжа, а упомянутая задняя кромка средства защиты размещается, в упомянутом соответствующем режиме защиты, ниже по потоку от упомянутой передней кромки кожуха на упомянутом по меньшей мере одном заднем обтекателе фюзеляжа.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления упомянутая передняя кромка кожуха упомянутого внешнего воздухозаборного кожуха разнесена от упомянутой задней кромки средства защиты упомянутого по меньшей мере одного воздухопроницаемого средства защиты двигателя в направлении, параллельном упомянутой продольной оси упомянутого по меньшей мере одного двигателя, использующего воздух как окислитель, посредством предварительно определенного продольного смещения кожуха. Упомянутое предварительно определенное продольное смещение кожуха предпочтительно выбирается из диапазона между 0 и +1,23 от упомянутой максимальной ширины фюзеляжа, при этом упомянутое предварительно определенное продольное смещение кожуха предпочтительно составляет +0,23 от упомянутой максимальной ширины фюзеляжа.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления упомянутый, по меньшей мере, частично воронкообразный воздушный канал содержит по меньшей мере один внутренний воздухозаборный совок с линейной, изогнутой, ломаной и/или прерывистой формой.

Внутренние воздухозаборные совки в значительной степени защищают динамический воздухозаборник от повторного засасывания горячего газа, увеличивая расстояние до воздухоотвода. Они дополнительно приводят к увеличению динамического давления динамического воздухозаборника, так что, в основном, статический воздухозаборник превращается даже больше в динамический воздухозаборник, каким он уже является, посредством своей соответствующей конфигурации, как описано выше.

Кроме того, такие внутренние воздухозаборные совки, которые могут быть реализованы как единая часть на конце, могут быть выполнены с возможностью регулирования объема воздуха, входящего в динамический воздухозаборник, а также для регулирования массового расхода в конкретной области встроенного в двигатель входного устройства. Кроме того, путем установки этих внутренних воздухозаборных совков в предварительно определенных областях динамического воздухозаборника возможно устранение любых интерференций или негативного влияния совков на производительность при полете в режиме висения и при медленном полете.

Внутренние воздухозаборные совки предпочтительно имеют определенную внутреннюю форму, предназначенную для уменьшения скорости поступающего воздуха и увеличения статического давления на входе встроенного в двигатель входного устройства. Эта определенная внутренняя форма в основном представляет собой диффузор, встроенный в поперечное сечение внутренних воздухозаборных совков.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления упомянутый по меньшей мере один внутренний воздухозаборный совок содержит по меньшей мере один из внутреннего верхнего совка, который наклонен относительно верхней кромки средства защиты упомянутого по меньшей мере одного воздухопроницаемого средства защиты двигателя с предварительно определенным углом наклона верхнего совка, внутреннего нижнего совка, который наклонен относительно нижней кромки средства защиты упомянутого по меньшей мере одного воздухопроницаемого средства защиты двигателя с предварительно определенным углом наклона нижнего совка, и внутреннего заднего совка, который наклонен относительно нижней кромки средства защиты упомянутого по меньшей мере одного воздухопроницаемого средства защиты двигателя с предварительно определенным углом наклона заднего совка. Упомянутый предварительно определенный угол наклона верхнего совка предпочтительно выбирается из диапазона между 0° и +180° и предпочтительно составляет +10°. Упомянутый предварительно определенный угол наклона нижнего совка предпочтительно выбирается из диапазона между 0° и +180° и предпочтительно составляет +10°. Упомянутый предварительно определенный угол наклона заднего совка предпочтительно выбирается из диапазона между +5° и +150° и предпочтительно составляет +80°.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления, упомянутое по меньшей мере одно воздухопроницаемое средство защиты двигателя содержит верхнюю кромку и нижнюю кромку. Упомянутая верхняя кромка предпочтительно наклонена относительно горизонтальной плоскости упомянутого летательного аппарата на предварительно определенный угол наклона верхней кромки, который выбирается из диапазона между +15° и +155°, при этом упомянутый предварительно определенный угол наклона верхней кромки предпочтительно составляет +45°. Упомянутая нижняя кромка предпочтительно наклонена относительно упомянутой горизонтальной плоскости упомянутого летательного аппарата на предварительно определенный угол наклона нижней кромки, который выбирается из диапазона между -140° и +55°, при этом упомянутый предварительно определенный угол наклона нижней кромки предпочтительно составляет +10°.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления внутренняя поверхность канала для упомянутого, по меньшей мере, частично воронкообразного воздушного канала наклонена относительно упомянутого по меньшей мере одного переднего обтекателя фюзеляжа на предварительно определенный угол наклона внутренней поверхности канала, при этом упомянутый предварительно определенный угол наклона внутренней поверхности канала выбирается из диапазона между 0° и +35° и предпочтительно составляет +5°.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления внешняя поверхность канала для упомянутого, по меньшей мере, частично воронкообразного воздушного канала наклонена относительно упомянутого по меньшей мере одного заднего обтекателя фюзеляжа на предварительно определенный угол наклона внешней поверхности канала, при этом упомянутый предварительно определенный угол наклона внешней поверхности канала выбирается из диапазона между -5° и +35° и предпочтительно составляет +5°.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления по меньшей мере один привод средства защиты предусмотрен для перемещения упомянутого по меньшей мере одного воздухопроницаемого средства защиты двигателя между закрытым положением, связанным с упомянутым соответствующим режимом защиты, и отрытым положением, связанным с обходным режимом, в котором упомянутый поток всасываемого воздуха течет, по меньшей мере, частично неочищенным в упомянутое встроенное в двигатель входное устройство.

Предпочтительно, упомянутый привод средства защиты выполнен с возможностью поворачивания упомянутого по меньшей мере одного воздухопроницаемого средства защиты двигателя вокруг по меньшей мере одной оси вращения, которая размещена рядом с задней кромкой средства защиты. Альтернативно, упомянутое по меньшей мере одно воздухопроницаемое средство защиты двигателя может быть смещено посредством линейного движения или объединенного линейного/вращательного движения.

Вследствие потенциального засорения воздухопроницаемого средства защиты двигателя при работе, например, полиэтиленовым пакетом, песком, травой и т.д., требуется, чтобы поток всасываемого воздуха, текущий в динамический воздухозаборник, имел возможность обходить загрязненное воздухопроницаемое средство защиты двигателя через подходящий обходной канал. Такой обходной канал предпочтительно создается посредством перемещения воздухопроницаемого средства защиты двигателя в его открытое положение, т.е. в положение, в котором воздухопроницаемое средство защиты двигателя является неактивным и в котором может быть создано дополнительное динамическое давление, таким образом, в основном, статический воздухозаборник превращается даже больше в динамический воздухозаборник, каким он уже является посредством лежащей в его основе конфигурации, как описано выше. Обходной канал, в сравнении с традиционными обходными каналами, предусматривает увеличенные обходные поверхности по сравнению с традиционными обходными каналами, и, таким образом, заданная производительность двигателя может быть увеличена во всех режимах полета, также и в условиях чистого воздуха.

Преимущественно средством для создания обходного канала является часть динамического воздухозаборника, так что оба объединены в одну систему. Кроме того, функция самоочистки воздухопроницаемого средства защиты двигателя может быть реализована в его открытом положении, т.е. в режиме обхода, при этом потери при установке двигателя, использующего воздух как окислитель, преимущественно уменьшаются.

Согласно одному аспекту, путем регулирования положения воздухопроницаемого средства защиты двигателя между его закрытым и открытым положениями, заявляемый динамический воздухозаборник может быть приспособлен к многообразным различным условиям работы. Более конкретно, в закрытом положении воздухопроницаемое средство защиты двигателя активно в режиме защиты, а динамический воздухозаборник, в частности, подходит для условий полета на низких скоростях летательного аппарата и полета в режиме висения. В открытом положении воздухопроницаемое средство защиты двигателя является неактивным, и динамический воздухозаборник, в частности, подходит для высоких скоростей летательного аппарата и условий полета, требующих повышенной выходной мощности двигателя, например, режим полета с одним двигателем, аварийный режим, а также в случаях, когда только необходима повышенная мощность, или желателен пониженный расход топлива и/или для увеличения дальности полета при условиях чистого окружающего воздуха. В частности, если воздухопроницаемое средство защиты двигателя находится в своем открытом положении для создания обходного канала, по причине того, например, что воздухопроницаемое средство защиты двигателя засорено посторонними объектами, то воздухопроницаемое средство защиты двигателя неактивно и находится в режиме обхода, и поток всасываемого воздуха может протекать в двигатель, использующий воздух как окислитель непосредственно.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления упомянутый динамический воздухозаборник содержит вторичный воздухозаборник, установленный на упомянутом по меньшей мере одном переднем обтекателе фюзеляжа, при этом упомянутый вторичный воздухозаборник выполнен с возможностью, по меньшей мере, засасывать воду и/или поток пограничного слоя на упомянутом по меньшей мере одном переднем обтекателе фюзеляжа по направлению к упомянутому динамическому воздухозаборнику и/или засасывать неочищенный воздух.

Такой вторичный воздухозаборник улучшает эксплуатационные характеристики установки воздухозаборника заявляемого динамического воздухозаборника, поскольку аэродинамический пограничный слой, который обычно и физически существует, отделяется и не засасывается в напорную камеру двигателя. Этот вторичный воздухозаборник также улучшает общие эксплуатационные характеристики двигателя, использующего воздух как окислитель, поскольку он не только отделяет пограничный слой от потока всасываемого воздуха, но также собирает воду, которая присутствует на переднем обтекателе фюзеляжа в условиях дождя. Хотя всасывание воды в напорную камеру двигателя не является большой проблемой, поскольку двигатели, использующие воздух как окислитель, обычно спроектированы с возможностью всасывать воду, устранение или, по меньшей мере, уменьшение такого всасывания воды, тем не менее, ведет к улучшению системы воздухозаборника.

Кроме того, воздушный поток, который формируется через вторичный воздухозаборник, может быть либо отправлен за борт, либо привнесен в объем переднего отсека двигателя. Следовательно, этот воздушный поток может быть использован для охлаждения механических и электрических частей или для дополнительных вспомогательных средств, таких как электрические двигатели.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления упомянутый вторичный воздухозаборник располагается между упомянутым по меньшей мере одним передним обтекателем фюзеляжа и отделителем пограничного слоя, упомянутый отделитель пограничного слоя разнесен от упомянутого по меньшей мере одного переднего обтекателя фюзеляжа посредством предварительно определенного смещения отделителя, которое выбрано из диапазона между +0,004 и +0,01 от упомянутой максимальной ширины фюзеляжа, упомянутое предварительно определенное смещение отделителя предпочтительно составляет +0,005 от упомянутой максимальной ширины фюзеляжа.

Предпочтительно упомянутый, по меньшей мере, частично воронкообразный воздушный канал содержит в области упомянутого по меньшей мере одного заднего обтекателя фюзеляжа отверстие, причем упомянутое отверстие размещается выше по потоку от упомянутого по меньшей мере одного заднего обтекателя фюзеляжа и выполнено с возможностью прохождения сквозь него посторонних, устраненных из воздушного потока объектов. Таким образом, засорение воздухопроницаемого средства защиты двигателя может быть, по меньшей мере, существенно устранено, за счет чего увеличивается интервал необходимого технического обслуживания и очистки.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения обозначены в качестве примера в последующем описании со ссылкой на присоединенные чертежи. На этих присоединенных чертежах идентичные или идентично функционирующие компоненты и элементы обозначены идентичными ссылочными номерами и символами и, следовательно, описываются только один раз в последующем описании.

Фиг. 1 показывает вид сбоку вертолета по меньшей мере с одним двигателем, использующим воздух как окислитель и связанным динамическим воздухозаборником согласно изобретению.

Фиг. 2 показывает вид сверху вертолета на фиг. 1,

Фиг. 3 показывает упрощенный горизонтальный разрез двигателя, использующего воздух как окислитель и связанного динамического воздухозаборника на фиг. 1 и фиг. 2, видимый в направлении стрелки III на фиг. 1,

Фиг. 4 показывает упрощенный профильный разрез динамического воздухозаборника на фиг. 3, видимый в направлении стрелки IV на фиг. 3, с внутренними воздухозаборными совками согласно первому варианту осуществления,

Фиг. 5 показывает упрощенный горизонтальный разрез динамического воздухозаборника на фиг. 3 с подвижным воздухопроницаемым средством защиты двигателя в закрытом положении,

Фиг. 6 показывает динамический воздухозаборник на фиг. 5 с подвижным воздухопроницаемым средством защиты двигателя в открытом положении,

Фиг. 7 показывает динамический воздухозаборник на фиг. 5 с другого угла обзора,

Фиг. 8 показывает перспективный вид подвижного воздухопроницаемого средства защиты двигателя на фиг. 5-7 с приводом средства защиты согласно первому варианту осуществления,

Фиг. 9 показывает перспективный вид подвижного воздухопроницаемого средства защиты двигателя на фиг. 5-7 с приводом средства защиты согласно второму варианту осуществления,

Фиг. 10 показывает перспективный вид подвижного воздухопроницаемого средства защиты двигателя на фиг. 5-7 с приводом средства защиты согласно третьему варианту осуществления,

Фиг. 11 показывает динамический воздухозаборник на фиг. 3 с вторичным воздухозаборником,

Фиг. 12 показывает динамический воздухозаборник на фиг. 3 с неподвижным воздухопроницаемым средством защиты двигателя согласно первому варианту осуществления,

Фиг. 13 показывает динамический воздухозаборник на фиг. 3 с неподвижным воздухопроницаемым средством защиты двигателя согласно второму варианту осуществления,

Фиг. 14 показывает упрощенный секционный вид сбоку динамического воздухозаборника на фиг. 3 с внутренними воздухозаборными совками согласно второму варианту осуществления,

Фиг. 15 показывает упрощенный секционный вид сверху двигателя, использующего воздух как окислитель, на фиг. 1 и фиг. 2 с упрощенной версией динамического воздухозаборника на фиг. 3 в режиме защиты, и

Фиг. 16 показывает упрощенный секционный вид сверху конфигурации на фиг. 15 в режиме обхода.

Фиг. 1 показывает летательный аппарат 1 с фюзеляжем 2. Согласно одному аспекту летательный аппарат 1 с силовой установкой 8. Предпочтительно, эта силовая установка 8 содержит по меньшей мере один двигатель 8a, использующий воздух как окислитель, со связанным газоотводом 10. По меньшей мере один двигатель 8a, использующий воздух как окислитель, предпочтительно снабжается потоком всасываемого воздуха (14 на фиг. 13) посредством по меньшей мере одного связанного динамического воздухозаборника 9. Этот по меньшей мере один динамический воздухозаборник 9 иллюстративно представлен в области главного редуктора 7 вертолета 1 и, в частности, слегка ниже по потоку от упомянутого главного редуктора 7, но может альтернативно также быть расположен особым образом в других местоположениях на фюзеляже 2.

В качестве примера, летательный аппарат 1 иллюстрируется как винтокрылый летательный аппарат, а более конкретно - как вертолет. Таким образом, в целях простоты и ясности, летательный аппарат 1 далее в данном документе также называется "вертолетом 1". Должно, однако, быть отмечено, что настоящее изобретение не ограничено вертолетами и может аналогично быть применено к другим винтокрылым летательным аппаратам, и летательным аппаратам в целом, которые оснащены одним или более двигателями, использующими воздух как окислитель, независимо от их конкретной конфигурации.

Иллюстративно фюзеляж 2 вертолета 1 соединен с шасси 6 и определяет хвостовую балку 2a и кабину 2b. Вертолет 1 дополнительно содержит по меньшей мере один многолопастный несущий винт 1a для обеспечения подъемной силы, а также прямой и обратной тяги во время работы. По меньшей мере один многолопастный несущий винт 1a содержит множество лопастей 1b, 1c (и 1d, 1e на фиг. 2) несущего винта, которые установлены на соответствующей втулке 1f несущего винта на валу 1g несущего винта, который вращается при работе вертолета 1 вокруг соответствующей оси несущего винта.

В качестве примера, вертолет 1 дополнительно содержит по меньшей мере одно предпочтительно огражденное устройство 3 реактивного момента, сконфигурированное, чтобы обеспечивать реактивный момент во время работы, т.е. противодействовать крутящему моменту, создаваемому посредством вращения по меньшей мере одного многолопастного несущего винта 1a, в целях стабилизации вертолета 1 в отношении поворота вокруг вертикальной оси. По меньшей мере одно устройство 3 реактивного момента иллюстративно предоставлено в задней секции хвостовой балки 2a, которая предпочтительно дополнительно содержит предохранительную опору 4, хвостовое крыло 5a и киль 5. Хвостовое крыло 5a предпочтительно является регулируемым по своему наклону и может, таким образом, выполнять функцию горизонтального стабилизатора. Альтернативно или дополнительно вертолет 1 снабжен подходящим горизонтальным стабилизатором.

Фиг. 2 показывает вертолет 1 на фиг. 1 с силовой установкой 8 и двумя дополнительными лопастями 1d, 1e несущего винта по меньшей мере одного многолопастного несущего винта 1a. Согласно одному аспекту силовая установка 8 содержит два двигателя 8a, использующих воздух как окислитель, каждый из которых снабжен связанным динамическим воздухозаборником 9, которые предпочтительно аналогично сконструированы, по меньшей мере, в пределах предварительно определенных производственных допусков. В области этих двух воздушно-реактивных двигателей 8a максимальная ширина AW фюзеляжа вертолета 1 может быть измерена или определена.

Следует отметить, что два двигателя 8a, использующих воздух как окислитель, иллюстративно расположены скорее сбоку на вертолете 1. Однако они могут альтернативно быть расположены в других позициях, например - в области вертолета 1, находящейся выше и ближе к плоскости симметрии, и т.д.

Фиг. 3 показывает один двигатель 8a, использующий воздух как окислитель, силовой установки 8 на фиг. 1 и фиг. 2, который размещается в фюзеляже 2 вертолета 1 на фиг. 1 и фиг. 2, имеющем максимальную ширину AW фюзеляжа. Один двигатель 8a, использующий воздух как окислитель, связан с одним динамическим воздухозаборником 9 и одним газоотводом 10 согласно фиг. 1 и фиг. 2. В последующем, примерная конфигурация этого одного двигателя 8a, использующего воздух как окислитель, с одним динамическим воздухозаборником 9 и одним газоотводом 10 описывается как образец для каждого из двух двигателей 8a, использующих воздух как окислитель, на фиг. 1 и фиг. 2.

Двигатель 8a, использующий воздух как окислитель, может быть сконфигурирован как любой тяговый двигатель содержащий встроенное в двигатель входное устройство 8b, которое далее в данном документе для краткости также называется "напорной камерой 8b двигателя", через которую всасываемый воздух подается в камеру сгорания для сжигания полученной воздушно-топливной смеси. Другими словами, двигатель 8a, использующий воздух как окислитель, может быть реализован, например, посредством любого известного газотурбинного двигателя, бензинового двигателя, дизельного двигателя и т.д. Иллюстративно двигатель 8a, использующий воздух как окислитель, содержит встроенный в двигатель газоотвод 8c, который определяет продольную ось 8d и поперечную ось 8e.

Следует отметить, что поперечная ось 8e перпендикулярна продольной оси 8d и соосна с соответствующей поперечной осью другого двигателя 8a, использующего воздух как окислитель, на фиг. 2. Поэтому поперечная ось 8e также называется "горизонтальной осью 8e" в контексте настоящего изобретения.

Согласно одному аспекту, двигатель 8a, использующий воздух как окислитель, по меньшей мере, частично закрыт по меньшей мере одним передним обтекателем 12a фюзеляжа и по меньшей мере одним задним обтекателем 12b фюзеляжа для фюзеляжа 2. Иллюстративно один передний обтекатель 12a фюзеляжа закрывает переднюю часть двигателя 8a, использующего воздух как окислитель, приблизительно вплоть до напорной камеры 8b двигателя, и один задний обтекатель 12b фюзеляжа закрывает заднюю часть двигателя 8a, использующего воздух как окислитель, приблизительно начиная от напорной камеры 8b двигателя.

Задний обтекатель 12b фюзеляжа предпочтительно содержит газоотвод 10, который соединяется с газоотводящей трубой 10a, которая далее в данном документе также называется "выпускным соплом 10a" для простоты и ясности. Это выпускное сопло 10a выполнено с возможностью направления потока 10b горячего газа, который создается двигателем 8a, использующим воздух как окислитель, при работе, от последнего через газоотвод 10 наружу из фюзеляжа 2. В зависимости от соответствующего режима полета поток 10b горячего газа будет тогда, например, течь в направлении динамического воздухозаборника 9, что иллюстрировано с помощью стрелок 10d, например, в режиме полета назад, или потоком в противоположном направлении, что иллюстрировано с помощью стрелок 10c, например, в режиме полета вперед. Поток 10d горячего газа, который течет по направлению к динамическому воздухозаборнику 9, потенциально может повторно засасываться в упомянутый динамический воздухозаборник 9, что иллюстрировано с помощью стрелок 10e.

Согласно одному аспекту, передний и задний обтекатели 12a, 12b фюзеляжа определяют динамический воздухозаборник 9. Более конкретно, передний и задний обтекатели 12a, 12b фюзеляжа предпочтительно разнесены друг от друга в направлении, поперечном продольной оси 8d, т.е. в направлении горизонтальной оси 8e, посредством предварительно определенного смещения W обтекателя. Таким образом, канал 9a воздухозаборника с внутренней поверхностью 11a канала и внешней поверхностью 11b канала сформирован посредством упомянутых переднего и заднего обтекателей 12a, 12b фюзеляжа и предпочтительно, по меньшей мере, частично является воронкообразным по направлению к напорной камере 8b двигателя. Этот канал 9a воздухозаборника, через который поток 14 всасываемого воздуха подается к двигателю 8a, использующему воздух как окислитель, при работе, а более конкретно - к напорной камере 8b двигателя, имеет ширину в направлении горизонтальной оси 8e, которая соответствует предварительно определенному смещению W обтекателя.

Предварительно определенное смещение W обтекателя предпочтительно выбирается из диапазона между +0,025 и +0,5 от максимальной ширины AW фюзеляжа. Предварительно определенное смещение W обтекателя предпочтительно составляет +0,2 от упомянутой максимальной ширины AW фюзеляжа.

Согласно одному аспекту динамический воздухозаборник 9 снабжен одним или более, а иллюстративно только одним воздухопроницаемым средством 13 защиты двигателя, которое выполнено с возможностью очищать поток 14 всасываемого воздуха выше по потоку от напорной камеры 8b двигателя, так что поток 14a очищенного всасываемого воздуха подается в напорную камеру 8b двигателя в соответствующем режиме защиты. Воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя предпочтительно защищает динамический воздухозаборник 9, по меньшей мере, от посторонних объектов (29 на фиг. 11).

Предпочтительно, воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя определено посредством экраноподобного воздухоочистительного элемента, имеющего практически плоскую или плоскостную поверхность воздухоочистки. Следует отметить, что выражение "практически плоский или плоскостной" ссылается в контексте настоящего изобретения на двухмерную форму, которая является, по меньшей мере, почти линейной в одном измерении или направлении, и которая может, например, быть изогнута в другом измерении или направлении, как объяснено более подробно ниже со ссылкой на фиг. 7. Альтернативно, упомянутое по меньшей мере одно воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя определяет изогнутую, ломаную и/или прерывистую поверхность очистки воздуха. В других вариантах по меньшей мере одно воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя имеет поверхность очистки воздуха, которая объединяет две или более различных форм, т.е. которая частично является плоскостной и частично изогнутой, или частично ломаной и частично прерывистой, и т.д. В качестве примера, изогнутое воздухопроницаемое средство 13a защиты двигателя также иллюстрировано как представляющее все другие возможные варианты.

В качестве примера, воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя содержит входной барьерный фильтр с плоским фильтром. Однако настоящее изобретение не ограничено такими входными барьерными фильтрами и может аналогично быть реализовано с канавками от повреждения посторонними объектами, пылезащитными устройствами, сетками для защиты от обледенения и т.п. Кроме того, комбинация из двух или более таких элементов также может быть реализована. Например, канавка от повреждения посторонними объектами может быть объединена с впускным барьерным фильтром и т.п.

Воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя предпочтительно размещается поперечно переднему обтекателю 12a фюзеляжа в динамическом воздухозаборнике 9 с предварительно определенным углом α наклона средства защиты. Этот предварительно определенный угол α наклона средства защиты предпочтительно выбирается из диапазона между +1° и +100°. Предварительно определенный угол α наклона средства защиты между передним обтекателем 12a фюзеляжа и воздухопроницаемым средством 13 защиты двигателя предпочтительно составляет +15°.

Согласно одному аспекту динамический воздухозаборник 9 содержит внешний воздухозаборный кожух 16, который проходит от заднего обтекателя 12b фюзеляжа в направлении, противоположном напорной камере 8b двигателя. Этот внешний воздухозаборный кожух 16 предпочтительно определяет внешний совок канала 9a воздухозаборника.

Более конкретно, внешний воздухозаборный кожух 16 предпочтительно определяет переднюю кромку 16a кожуха, которая, в режиме защиты воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя, предпочтительно размещается ниже по потоку от передней кромки 15a средства защиты для воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя и выше по потоку от задней кромки 15b средства защиты для воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя. Передняя кромка 15a средства защиты предпочтительно размещается в соответствующем режиме защиты на переднем обтекателе 12a фюзеляжа, а задняя кромка 15b средства защиты тогда предпочтительно размещается на заднем обтекателе 12a фюзеляжа.

Предпочтительно, передняя кромка 16a кожуха наружного кожуха 16 воздухозаборника разнесена от задней кромки 15b средства защиты для воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя в направлении, параллельном продольной оси 8d двигателя 8a, использующего воздух как окислитель, посредством предварительно определенного продольного смещения O1 кожуха. Это предварительно определенное продольное смещение O1 кожуха предпочтительно выбрано из диапазона между 0 и +1,23 от максимальной ширины AW фюзеляжа. Предварительно определенное продольное смещение O1 кожуха предпочтительно составляет +0,23 от максимальной ширины AW фюзеляжа.

Кроме того, внешний воздухозаборный кожух 16 предпочтительно выступает из заднего обтекателя 12b фюзеляжа в направлении, поперечном продольной оси 8d двигателя 8a, использующего воздух как окислитель, т.е. в направлении горизонтальной оси 8e, на предварительно определенное поперечное смещение O2 кожуха. Это предварительно определенное поперечное смещение O2 кожуха предпочтительно выбрано из диапазона между -0,19 и +1,01 от максимальной ширины AW фюзеляжа. Предварительно определенное смещение O2 кожуха предпочтительно составляет +0,01 от максимальной ширины AW фюзеляжа.

Фиг. 4 показывает динамический воздухозаборник 9 на фиг. 3 с задним обтекателем 12b фюзеляжа, который определяет внешнюю поверхность 11b канала для канала 9a воздухозаборника на фиг. 3. Динамический воздухозаборник 9 иллюстрирован со своей продольной осью 8d и поперечной осью 8f, которая иллюстративно перпендикулярна продольной оси 8d, а также перпендикулярна горизонтальной оси 8e на фиг. 3. Поэтому поперечная ось 8f также называется "вертикальной осью 8f" в контексте настоящего изобретения.

Согласно одному аспекту, динамический воздухозаборник 9 снабжен вторичным воздухозаборником 20, как описано более подробно ниже со ссылкой на фиг. 5, и воздухопроницаемым средством 13 защиты двигателя на фиг. 3, которое иллюстративно содержит верхнюю кромку 15c и нижнюю кромку 15d. Верхняя кромка 15c предпочтительно наклонена относительно горизонтальной плоскости (24a на фиг. 7) вертолета 1 на фиг. 1 и фиг. 2 на предварительно определенный угол (β на фиг. 7) наклона верхней кромки так, что воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя помещается на вертолет 1. Нижняя кромка 15d предпочтительно наклонена относительно горизонтальной плоскости (24a на фиг. 7) на предварительно определенный угол (γ на фиг. 7) наклона нижней кромки, так что воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя соединено с вертолетом 1.

Предварительно определенный угол (β на фиг. 7) наклона верхней кромки предпочтительно выбирается из диапазона между +15° и +155° и предпочтительно составляет +45°. Предварительно определенный угол (γ на фиг. 7) наклона нижней кромки предпочтительно выбирается из диапазона между -140° и +55° и предпочтительно составляет +10°.

Согласно одному аспекту, динамический воздухозаборник 9, и, более конкретно, канал 9a воздухозаборника, содержит по меньшей мере один внутренний воздухозаборный совок с линейной, изогнутой, ломаной и/или прерывистой формой. Предпочтительно, канал 9a воздухозаборника содержит по меньшей мере один внутренний задний совок 19a, внутренний нижний совок 19b и внутренний верхний совок 19c. Однако реализация одного или более внутренних воздухозаборных совков предпочтительно зависит от их пригодности для увеличения соответствующего расстояния до выпускного сопла 10 на фиг. 3 для защиты динамического воздухозаборника 9 от повторного всасывания потока 10d, 10e горячего газа на фиг. 3, для увеличения данного динамического давления потока 14 всасываемого воздуха, для регулирования объема потока 14 всасываемого воздуха, входящего в напорную камеру 8b двигателя на фиг. 3, а также для регулирования массового потока в конкретных областях динамического воздухозаборника 9, и/или к тому, чтобы эти внутренние воздухозаборные совки не препятствуют или не влияют негативно на эксплуатационные характеристики двигателя 8a, использующего воздух как окислитель, на фиг. 3 во время условий полета в режиме висения и медленного полета.

Предпочтительно, внутренние воздухозаборные совки имеют особую внутреннюю форму для того, чтобы уменьшать скорость поступающего воздуха и увеличивать статическое давление на входе напорной камеры 8b двигателя на фиг. 3. Эта особая форма предпочтительно, в основном является диффузором, который встроен в поперечное сечение внутренних воздухозаборных совков. Следует, однако, отметить, что соответствующая конфигурация каждого реализованного внутреннего воздухозаборного совка и конкретное местоположение в канале 9a воздухозаборника, где каждый реализованный внутренний воздухозаборный совок должен быть расположен, должны определяться во время разработки динамического воздухозаборника 9 специальным образом.

Более конкретно, эта конфигурация и конкретное местоположение могут изменяться в зависимости от соответствующей конфигурации вертолета 1 на фиг. 1 и фиг. 2 в совокупности вследствие большого изменения конструкции вертолета в целом. Следует дополнительно отметить, что соответствующая конфигурация и конкретное местоположение каждого реализованного внутреннего воздухозаборного совка является сущностью конструкции, которая хорошо известна специалисту в области техники и которая поэтому не объясняется более подробно далее в данном документе, за исключением следующих основных характеристик.

В качестве примера, канал 9a воздухозаборника содержит внутренний задний совок 19a, который наклонен относительно нижней кромки 15d средства защиты для воздухопроницаемого средства 13 защиты с предварительно определенным углом δ наклона заднего совка, внутренний нижний совок 19b, который наклонен относительно нижней кромки 15d средства защиты с предварительно определенным углом ψ наклона нижнего совка, и внутренний верхний совок 19c, который наклонен относительно верхней кромки 15c средства защиты для воздухопроницаемого средства 13 защиты с предварительно определенным углом ϕ наклона верхнего совка. Однако реализация только одного или двух из внутреннего заднего совка 19a, внутреннего нижнего совка 19b и внутреннего верхнего совка 19c может быть выполнена и должна быть определена во время разработки динамического воздухозаборника 9, как объяснено выше.

Предварительно определенный угол ϕ наклона верхнего совка предпочтительно выбирается из диапазона между 0° и +180° и предпочтительно составляет +10°. Предварительно определенный угол ψ наклона нижнего совка предпочтительно выбирается из диапазона между 0° и +180° и предпочтительно составляет +10°. Предварительно определенный угол δ наклона заднего совка предпочтительно выбирается из диапазона между +5° и +150° и предпочтительно составляет +80°.

Предпочтительно, конкретные значения для предварительно определенного угла ϕ наклона верхнего совка, предварительно определенного угла ψ наклона нижнего совка и предварительно определенного угла δ наклона заднего совка определяются так, чтобы конфигурация внутреннего заднего совка 19a, внутреннего нижнего совка 19b и внутреннего верхнего совка 19c оставалась благоприятна для висения вертолета 1 на фиг. 1 и фиг. 2, что является главной проблемой функционирования для динамического воздухозаборника 9. Следовательно, открывающаяся поверхность для размещения воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя, которое доступно после предоставления внутреннего заднего совка 19a, внутреннего нижнего совка 19b и/или внутреннего верхнего совка 19c в канале 9a воздухозаборника, должна влиять позитивно и подходить для того, чтобы всасывать соответствующий скошенный вниз поток 17 несущего винта для многолопастного несущего винта 1a на фиг. 1 и фиг. 2, а также неподвижный окружающий воздух (17a на фиг. 5) во время висения или медленного полета вертолета 1 на фиг. 1 и фиг. 2.

Фиг. 5 показывает динамический воздухозаборник 9 на фиг. 3 и фиг. 4 с передним и задним обтекателями 12a, 12b фюзеляжа, которые определяют внутреннюю и внешнюю поверхности 11a, 11b канала для канала 9a воздухозаборника на фиг. 3 и фиг. 4, который снабжен воздухопроницаемым средством 13 защиты двигателя. Согласно одному аспекту, последний содержит несущий каркас 18, который иллюстративно соединен с по меньшей мере одним приводом 22 посредством по меньшей мере одной тяги 22b управления.

Привод 22 предпочтительно выполнен с возможностью поворачивания воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя в направлении 22a вращения вокруг по меньшей мере одной оси 21 вращения, которая иллюстративно расположена рядом с задней кромкой 15b воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя. Соответственно, воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя может, по меньшей мере, перемещаться между иллюстрированным закрытым положением, связанным с режимом защиты, в котором воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя активно, и открытой позицией, связанной с режимом обхода, что иллюстрировано на фиг. 6, в котором воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя неактивно, так что поток 14 всасываемого воздуха течет, по меньшей мере, частично неочищенным в напорную камеру 8b двигателя на фиг. 3. В иллюстрированном закрытом положении поток 14 всасываемого воздуха проходит через воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя и, таким образом, очищается, и освобождается от посторонних объектов (29 на фиг. 11), так что поток 14a очищенного всасываемого воздуха входит в напорную камеру 8b двигателя на фиг. 3.

Однако следует отметить, что по меньшей мере одна ось 21 вращения не обязательно должна быть размещена рядом с задней кромкой 15b и может быть альтернативно размещена рядом, например, с передней кромкой 15a воздухопроницаемого средства защиты двигателя или может быть реализована посредством любой другой произвольной оси. Кроме того, следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается поворотом воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя вокруг одной или более осей вращения. Вместо этого, линейное и/или объединенное линейное и вращательное движение для смещения воздухопроницаемого средства защиты двигателя также рассматривается.

Как описано выше со ссылкой на фиг. 3, воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя предпочтительно наклонено в канале 9a воздухозаборника на предварительно определенный угол α наклона средства защиты на фиг. 3. Соответственно, эффективная длина SE эффективной поверхности защиты воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя может быть увеличена относительно ее фактической длины SL на tanα, так как SL=SE/cosα. Другими словами, при данной фактической длине SL воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя соответствующее расстояние до выпускного сопла 10 на фиг. 3 может быть увеличено посредством увеличения предварительно определенного угла α наклона средства защиты в канале 9a воздухозаборника.

Предпочтительно определяется канал 9a воздухозаборника с внутренней и внешней поверхностями 11a, 11b канала для направления потока 14 всасываемого воздуха и неподвижный окружающий воздух 17a во время висения или медленного полета вертолета 1 на фиг. 1 и фиг. 2 аэродинамически оптимизированным образом в напорную камеру 8b двигателя на фиг. 3. Поэтому внутренняя поверхность 11a канала предпочтительно наклонена относительно переднего обтекателя 12a фюзеляжа с предварительно определенным углом μ наклона внутренней поверхности канала, и/или внешняя поверхность 11b канала предпочтительно наклонена относительно заднего обтекателя 12b фюзеляжа с предварительно определенным углом ρ наклона внешней поверхности канала.

Предварительно определенный угол μ наклона внутренней поверхности канала предпочтительно выбирается из диапазона между 0° и +35° и предпочтительно составляет +5°. Предварительно определенный угол ρ наклона внешней поверхности канала предпочтительно выбирается из диапазона между -5° и +35° и предпочтительно составляет +5°.

Следует отметить, что предварительно определенный угол μ наклона внутренней поверхности канала и предварительно определенный угол ρ наклона внешней поверхности канала предпочтительно определены так, что с помощью канала 9a воздухозаборника возникает эффект диффузора, т.е. внутренняя скорость потока 14 всасываемого воздуха уменьшается, в то время как статическое давление увеличивается. Это, по меньшей мере, частично благоприятно для функционирования двигателя 8a, использующего воздух как окислитель, на фиг. 3 и уменьшает потери при установке в целом, а также возможность отделения потока в конкретных областях.

Вышеупомянутый эффект диффузора по меньшей мере частично получается посредством оснащения внешним воздухозаборным кожухом 16, а более конкретно, внешней поверхностью 11b воздухозаборника с формой диффузора. Поскольку последняя предпочтительно согласуется со всей формой заднего обтекателя 12b фюзеляжа, предварительно определенный угол ρ наклона внешней поверхности канала может иметь отрицательные значения.

Как описано выше со ссылкой на фиг. 4, динамический воздухозаборник 9 предпочтительно содержит вторичный воздухозаборник 20, который, согласно одному аспекту, установлен на переднем обтекателе 12a фюзеляжа. Этот вторичный воздухозаборник 20 предпочтительно выполнен, по меньшей мере, с возможностью всасывать поток 20b воды и/или пограничный слой, протекающий по переднему обтекателю 12a фюзеляжа по направлению к динамическому воздухозаборнику 9. Вторичный воздухозаборник 20 предпочтительно дополнительно выполнен с возможностью всасывать неочищенный воздух 20b.

Согласно одному аспекту, вторичный воздухозаборник 20 размещен в местоположении выше по потоку от передней кромки 15a воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя. Более конкретно, вторичный воздухозаборник 20 предпочтительно предусматривается между передним обтекателем 12a и отделителем 20a пограничного слоя, который предпочтительно разнесен от переднего обтекателя 12a фюзеляжа посредством предварительно определенного смещения O3 отделителя. Последнее предпочтительно выбирается из диапазона между +0,004 и +0,015 от максимальной ширины AW фюзеляжа вертолета 1 на фиг. 2 и предпочтительно составляет +0,005 от этой максимальной ширины AW фюзеляжа.

Фиг. 6 показывает двигатель 8a, использующий воздух как окислитель, на фиг. 3 и динамический воздухозаборник 9 на фиг. 5 с передним и задним обтекателями 12a, 12b фюзеляжа, которые определяют внутреннюю и внешнюю поверхности 11a, 11b канала для канала 9a воздухозаборника на фиг. 5. Динамический воздухозаборник 9 снабжен воздухопроницаемым средством 13 защиты двигателя на фиг. 5, которое иллюстративно показано в своем открытом положении.

В открытом положении поток 14 всасываемого воздуха не очищается. Следовательно, открытое воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя используется в качестве обхода и улучшает характеристики динамического воздухозаборника 9. Кроме того, воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя является предпочтительно негерметичным в открытом положении, так что воздух 23 утечки может протекать из канала 9a воздухозаборника через открытое воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя наружу из фюзеляжа 2 на фиг. 1 и фиг. 2. Это очищает потенциально загрязненное воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя, если последнее выполнено с такой возможностью.

Более конкретно, согласно одному аспекту воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя поворачивается посредством привода 22 вокруг оси 21 вращения на соответственный угол λ поворота относительно его закрытого положения, который предпочтительно содержится в диапазоне между -90° и +90° и предпочтительно составляет +15°. Иллюстративно, соответственный угол λ поворота составляет +22°, и дальнейший поворот воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя блокируется внешним воздухозаборным кожухом 16. Следует отметить, что эти значения угла могут изменяться, поскольку максимально достижимый угол λ поворота определяется внешним воздухозаборным кожухом 16, о который воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя ударяется в открытом режиме. Угол λ поворота может также быть отрицательным, поскольку воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя может поворачиваться дальше наружу при необходимости.

Поскольку воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя поворачивается против направления полета вперед, сильные нагрузки будут действовать на него, а также на его несущий каркас 18 и, таким образом, на привод 22. Для того чтобы уменьшать эти нагрузки, внутренние совки 19a, 19b, 19c воздухозаборника на фиг. 4 и/или внешний воздухозаборный кожух 16 действуют как предельный ограничитель для воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя в его открытом положении и, следовательно, будет амортизировать нагрузки и напряжение, которое будет возникать во время операций полета вперед.

Однако следует отметить, что максимальный достижимый угол λ поворота, как правило, зависит от реализованных внутренних воздухозаборных совков 19a, 19b, 19c на фиг. 4 и необходимой фронтальной поверхности воздухозаборника канала 9a воздухозаборника, которая должна быть определена так, чтобы поток 14 всасываемого воздуха, достаточный для условий полета вперед, может подаваться к двигателю 8a, использующему воздух как окислитель. Однако, поскольку угол λ поворота сильно зависит от конструкции переднего и заднего обтекателей 12a, 12b фюзеляжа, верхнее и нижнее значения вышеописанного диапазона значений будут предоставлять возможность полного поворота на 180°.

Фиг. 7 показывает динамический воздухозаборник 9 с воздухопроницаемым средством 13 защиты двигателя на фиг. 3 и фиг. 4, имеющим несущий каркас 18 и верхнюю и нижнюю кромки 15c, 15d, которые размещены в канале 9a воздухозаборника на фиг. 3 и фиг. 4. Фиг. 7 дополнительно иллюстрирует привод 22 с тягой 22b управления и примерным местоположением оси 21 вращения на фиг. 5 в канале 9a воздухозаборника, а также примерное размещение воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя в его закрытом положении в нем.

Как описано выше со ссылкой на фиг. 4, верхняя кромка 15c предпочтительно наклонена относительно горизонтальной плоскости 24a вертолета 1 на фиг. 1 и фиг. 2 на предварительно определенный угол β наклона верхней кромки, а нижняя кромка 15d предпочтительно наклонена относительно горизонтальной плоскости 24a на предварительно определенный угол γ наклона нижней кромки. Горизонтальная плоскость 24a определяется или образуется продольной осью 8d на фиг. 3 и горизонтальной осью 8e на фиг. 3.

Для иллюстрации возможного наклонного размещения динамического воздухозаборника 9 также показана вертикальная плоскость 24b, которая перпендикулярна горизонтальной плоскости 24a. Эта вертикальная плоскость 24b определяется или образуется продольной осью 8d на фиг. 3 и вертикальной осью 8f на фиг. 4.

Фиг. 7 также иллюстрирует практически плоскую или плоскостную форму воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя более подробно. Более конкретно, воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя имеет линейную форму, видимую в направлении продольной оси 8d, и, следовательно, считается практически плоским или плоскостным, даже если воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя изогнуто в вертикальной плоскости 24b.

Фиг. 8 показывает воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя на фиг. 5 с несущим каркасом 18, который согласно одному аспекту соединен по меньшей мере через один выходной кулачок 26, по меньшей мере один трансмиссионный вал 27 и по меньшей мере один входной кулачок 25a с тягой 22b управления привода 22 на фиг. 5. Предпочтительно привод 22 устанавливается на фюзеляж 2 вертолета 1 на фиг. 1 и фиг. 2.

Иллюстративно несущий каркас 18 соединяется с двумя выходными кулачками 26, которые жестко установлены на один трансмиссионный вал 27, который, в свою очередь, жестко установлен на один входной кулачок 25a. Последний установлен с возможностью вращения на тягу 22b управления, например, посредством подходящего сферического или шарикового подшипника.

При работе тяга 22b управления предпочтительно линейно перемещается в направлении 22c перемещения тяги управления для толкания или вытягивания входного кулачка 25a. Когда входной кулачок 25a, например, вытягивается, он поворачивает трансмиссионный вал 27a вокруг соответствующей оси 27b вращения трансмиссионного вала в направлении 27a вращения. Выходные кулачки 26, таким образом, толкаются в направлении 27a вращения вплотную к несущему каркасу 18 и толкают последний так, что воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя поворачивается в направлении 22a вращения вокруг оси 21 вращения на фиг. 5, например, в открытое положение на фиг. 6. Для того чтобы перемещать воздухопроницаемое средство 13 защиты в описанной конфигурации назад в его закрытое положение, входной кулачок 25a должен толкаться посредством тяги 22b управления.

Фиг. 9 показывает воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя на фиг. 8 с несущим каркасом 18, который соединяется с двумя выходными кулачками 26, которые жестко установлены на один трансмиссионный вал 27, который, в свою очередь, жестко установлен на один входной кулачок 25a, который установлен с возможностью вращения на тягу 22b управления привода 22 на фиг. 8. Однако, в отличие от фиг. 8, привод 22 теперь установлен на несущий каркас 18.

Фиг. 10 показывает воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя на фиг. 5 с несущим каркасом 18, которая согласно одному аспекту соединяется через механизм коленчатого рычага или аналогичный механизм посредством механических подкосов 28b, 28a с тягой 22b управления привода 22 на фиг. 5. Предпочтительно, привода 22 устанавливается на фюзеляж 2 вертолета 1 на фиг. 1 и фиг. 2 аналогично конфигурации на фиг. 8, и механические подкосы 28a, 28b и тяга 22b управления взаимосвязываются посредством подходящих шарниров.

При работе тяга 22b управления предпочтительно линейно перемещается в направлении 22c перемещения тяги управления для толкания или вытягивания механического подкоса 28a. Когда механический подкос 28a, например, толкается, он толкает механический подкос 28b в направлении 28c для поворота несущего каркаса 18 в направлении 22a вращения вокруг оси 21 вращения на фиг. 5 и, таким образом, толкает воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя, например, в открытое положение на фиг. 6. Для того чтобы перемещать воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя в описанной конфигурации назад в его закрытое положение, механический подкос 28a должен тянуться посредством тяги 22b управления.

Фиг. 11 показывает двигатель 8a, использующий воздух как окислитель, с фюзеляжем 2 на фиг. 3, который содержит передний и задний обтекатели 12a, 12b фюзеляжа, которые определяют динамический воздухозаборник 9, который снабжен вторичным воздухозаборником 20 на фиг. 4. Динамический воздухозаборник 9 снабжен воздухопроницаемым средством 13 защиты двигателя на фиг. 3, имеющим заднюю кромку 15b. Задний обтекатель 12b фюзеляжа снабжен внешним воздухозаборным кожухом 16 на фиг. 3.

Согласно одному аспекту, внешний воздухозаборный кожух 16 со своей передней кромкой 16a находится вровень с задним обтекателем 12b фюзеляжа. Предпочтительно, внешний воздухозаборный кожух 16 и/или задний обтекатель 12b фюзеляжа снабжены отверстием 16b, которое может содержать канальный элемент, размещенный между внешним воздухозаборным кожухом 16 и/или задним обтекателем 12b фюзеляжа в зависимости от их конфигурации. Отверстие 16b иллюстративно установлено в канале 9a воздухозаборника в области выше по потоку от задней кромки 15b воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя. Предпочтительно отверстие 16b выполнено с возможностью предоставлять возможность прохождения сквозь него посторонних объектов 29, которые должны быть устранены из потока 14 всасываемого воздуха в предпочтительном направлении 29a удаления.

Фиг. 12 показывает двигатель 8a, использующий воздух как окислитель, с фюзеляжем 2 на фиг. 3, который содержит передний и задний обтекатели 12a, 12b фюзеляжа, которые определяют динамический воздухозаборник 9 на фиг. 3. Последний снабжен воздухопроницаемым средством 13 защиты двигателя на фиг. 3, имеющим заднюю кромку 15b. Задний обтекатель 12b фюзеляжа снабжен внешним воздухозаборным кожухом 16 на фиг. 3, имеющей переднюю кромку 16a. Согласно одному аспекту, задняя кромка 15b воздухопроницаемого средства 13 защиты двигателя размещается на передней кромке 16a внешнего воздухозаборного кожуха 16 или, по меньшей мере, в непосредственной близости к ней.

Фиг. 13 показывает двигатель 8a, использующий воздух как окислитель, с фюзеляжем 2 на фиг. 3, который содержит передний и задний обтекатели 12a, 12b фюзеляжа, и дополнительно показывает воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя динамического воздухозаборника 9 на фиг. 3. Согласно одному аспекту, передний обтекатель 12a фюзеляжа находится вровень с задним обтекателем 12b фюзеляжа, а воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя находится вровень как с передним, так и с задним обтекателями 12a, 12b фюзеляжа. В этом случае внешний воздухозаборный кожух 16 определяет внешний совок динамического воздухозаборника 9.

Фиг. 14 показывает динамический воздухозаборник 9 на фиг. 4 с внутренним задним совком 19a, внутренним нижним совком 19b и внутренним верхним совком 19c. Согласно одному аспекту, эти совки 19a, 19b, 19c снабжены нелинейными передними кромками, иллюстративно изогнутыми передними кромками. Однако следует отметить, что другие формы также рассматриваются.

Фиг. 15 показывает двигатель 8a, использующий воздух как окислитель, с фюзеляжем 2 на фиг. 13, который содержит передний и задний обтекатели 12a, 12b фюзеляжа, и дополнительно показывает воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя динамического воздухозаборника 9 на фиг. 13. Воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя может приводиться в действие посредством привода 22 на фиг. 5, и передний обтекатель 12a фюзеляжа находится вровень с задним обтекателем 12b фюзеляжа, и воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя находится в своем закрытом положении, т.е. в режиме защиты, вровень как с передним, так и с задним обтекателями 12a, 12b фюзеляжа. В этой конфигурации поперечно проходящий воздушный поток 30 всасывается в двигатель 8a, использующий воздух как окислитель.

Фиг. 16 показывает конфигурацию на фиг. 15, в которой воздухопроницаемое средство 13 защиты было перемещено посредством привода 22 в свое открытое положение. Соответственно, воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя находится в режиме обхода, когда поток 14 всасываемого воздуха входит в двигатель 8a, использующий воздух как окислитель, неочищенным. Однако в этом режиме воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя может очищаться посредством поперечно проходящего воздушного потока 30, как объяснено выше со ссылкой на фиг. 6.

Следует отметить, что модификации в вышеописанных вариантах осуществления находятся в пределах обычного знания специалиста в области техники и, таким образом, также рассматриваются как часть настоящего изобретения. Более конкретно, многообразные различные конфигурации динамического воздухозаборника 9 описаны выше, при этом воздухопроницаемое средство 13 защиты двигателя может приводиться в действие или нет, и при этом оно может быть размещено множеством различных способов. Однако все эти конфигурации и размещения могут, и должны, быть модифицированы специалистом в области техники специализированным образом в зависимости от соответствующих характеристик динамического воздухозаборника, который должен быть реализован для данного летательного аппарата.

Список обозначений

1 летательный аппарат

1a многолопастный несущий винт

1b, 1c, 1d, 1e лопасти несущего винта

1f втулка несущего винта

1g вал несущего винта

2 фюзеляж

2a хвостовая балка

2b кабина

3 устройство реактивного момента

4 предохранительная опора

5 киль

5a хвостовое крыло

6 шасси

7 главный редуктор

8 система выработки мощности

8a двигатель, использующий воздух как окислитель,

8b встроенное в двигатель входное устройство (напорная камера)

8c встроенный в двигатель газоотвод

8d продольная ось тягового двигателя

8e горизонтальная поперечная ось тягового двигателя

8f вертикальная поперечная ось тягового двигателя

9 воздухозаборник

9a канал воздухозаборника

10 газоотвод

10a газоотводящий тракт (выпускное сопло)

10b поток горячего отработавшего газа

10c направление течения отработавшего газа при полете вперед

10d направление течения отработавшего газа при полете назад

10e направление повторного всасывания отработавшего газа

11a внутренняя поверхность канала воздухозаборника

11b внешняя поверхность канала воздухозаборника

12a передний обтекатель фюзеляжа

12b задний обтекатель фюзеляжа

13 воздухопроницаемое средство защиты двигателя

13a вариант воздухопроницаемого средства защиты двигателя

14 поток всасываемого воздуха

14a поток очищенного всасываемого воздуха

15a передняя кромка средства защиты

15b задняя кромка средства защиты

15c верхняя кромка средства защиты

15d нижняя кромка средства защиты

16 внешний воздухозаборный кожух

16a передняя кромка внешнего воздухозаборного кожуха

16b отверстие внешнего воздухозаборного кожуха

17 скошенный вниз поток от несущего винта

17a поток окружающего всасываемого воздуха

18 несущий каркас средства защиты

19a задний совок воздухозаборника

19b нижний совок воздухозаборника

19c верхний совок воздухозаборника

20 вторичный воздухозаборник

20a отделитель пограничного слоя

20b воздух и/или поток воды и/или пограничный слой

21 ось вращения средства защиты

22 привод средства защиты

22a направление вращения средства защиты

22b тяга управления

22c направление перемещения тяги управления

23 воздух утечки

24a горизонтальная плоскость

24b вертикальная плоскость

25a входной кулачок

26 выходные кулачки

27 трансмиссионный вал

27a направление вращения трансмиссионного вала

27b ось вращения трансмиссионного вала

28a, 28b механизм подкосов

28c направление перемещения механизма подкосов

29 посторонние объекты

29a направление удаления постороннего объекта

30 поперечно проходящий воздушный поток

α угол наклона средства защиты

β угол окончания верхней кромки средства защиты

γ угол начала нижней кромки средства защиты

δ угол наклона заднего совка воздухозаборника

ψ угол наклона нижнего совка воздухозаборника

ϕ угол наклона верхнего совка воздухозаборника

ρ угол наклона внешней поверхности канала воздухозаборника

μ угол наклона внутренней поверхности канала воздухозаборника

λ угол поворота средства защиты

AW ширина летательного аппарата

W ширина воздухозаборника

O1 продольное смещение кожуха

O2 поперечное смещение кожуха

O3 смещение отделителя пограничного слоя

SE расширение средства защиты

SL длина средства защиты

Изобретение относится к летательным аппаратам. Летательный аппарат (1) содержит фюзеляж (2) с двигателем (8a). Максимальная ширина фюзеляжа (2) определена в области двигателя (8a). Передний обтекатель фюзеляжа и задний обтекатель фюзеляжа закрывают двигатель (8a) частично и разнесены друг от друга в направлении, поперечном продольной оси двигателя (8a), посредством предварительно определенного смещения обтекателя, для определения динамического воздухозаборника (9), через который поток всасываемого воздуха подается к упомянутому по меньшей мере одному двигателю (8a), использующему воздух как окислитель при работе. Изобретение повышает защиту двигателя летательного аппарата. 14 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Летательный аппарат (1) с фюзеляжем (2), который содержит по меньшей мере один двигатель (8a), использующий воздух как окислитель, упомянутый фюзеляж (2) имеет максимальную ширину (AW) фюзеляжа, определенную в области упомянутого по меньшей мере одного двигателя (8a), использующего воздух как окислитель, и содержит по меньшей мере один передний обтекатель (12a) фюзеляжа и по меньшей мере один задний обтекатель (12b) фюзеляжа, каждый из которых закрывает упомянутый по меньшей мере один двигатель (8a), использующий воздух как окислитель, по меньшей мере частично, упомянутые по меньшей мере одни передний и задний обтекатели (12a, 12b) фюзеляжа разнесены друг от друга в направлении, поперечном продольной оси (8d) упомянутого по меньшей мере одного двигателя (8a), использующего воздух как окислитель, посредством предварительно определенного смещения (W) обтекателя, определяя динамический воздухозаборник (9), через который, при работе, поток (14) всасываемого воздуха подается к упомянутому по меньшей мере одному двигателю (8a), использующему воздух как окислитель, причем упомянутый динамический воздухозаборник (9) определяет по меньшей мере частично воронкообразный воздушный канал (9a) по направлению к встроенному в двигатель входному устройству (8b) и снабжен по меньшей мере одним воздухопроницаемым средством (13) защиты двигателя, выполненным с возможностью очищать упомянутый поток (14) всасываемого воздуха выше по потоку от упомянутого встроенного в двигатель входного устройства (8b) в соответствующем режиме защиты, при этом упомянутое по меньшей мере одно воздухопроницаемое средство (13) защиты двигателя размещено поперечно упомянутому по меньшей мере одному переднему обтекателю (12a) фюзеляжа с предварительно определенным углом (α) наклона средства защиты.

2. Летательный аппарат (1) по п. 1,

отличающийся тем, что упомянутое предварительно определенное смещение (W) обтекателя выбрано из диапазона между +0,025 и +0,5 от упомянутой максимальной ширины (AW) фюзеляжа,

упомянутое предварительно определенное смещение (W) обтекателя предпочтительно составляет +0,2 от упомянутой максимальной ширины (AW) фюзеляжа.

3. Летательный аппарат (1) по п. 1,

отличающийся тем, что упомянутый предварительно определенный угол (α) наклона средства защиты выбран из диапазона между +1° и +100°, причем упомянутый предварительно определенный угол (α) наклона средства защиты предпочтительно составляет +15°.

4. Летательный аппарат (1) по п. 1,

отличающийся тем, что упомянутый динамический воздухозаборник (9) содержит внешний воздухозаборный кожух (16), который проходит от по меньшей мере одного заднего обтекателя (12b) фюзеляжа в направлении, противоположном упомянутому встроенному в двигатель входному устройству (8b), причем упомянутый внешний воздухозаборный кожух (16) определяет внешний совок упомянутого по меньшей мере частично воронкообразного воздушного канала (9a).

5. Летательный аппарат (1) по п. 4,

отличающийся тем, что упомянутый внешний воздухозаборный кожух (16) выступает из упомянутого по меньшей мере одного заднего обтекателя (12b) фюзеляжа в направлении, поперечном упомянутой продольной оси (8d) упомянутого по меньшей мере одного двигателя (8a), использующего воздух как окислитель, на предварительно определенное поперечное смещение (O2) кожуха, при этом упомянутое предварительно определенное поперечное смещение (O2) кожуха выбрано из диапазона между -0,19 и +1,01 от упомянутой максимальной ширины (AW) фюзеляжа, при этом упомянутое предварительно определенное поперечное смещение (O2) кожуха предпочтительно составляет +0,01 от упомянутой максимальной ширины (AW) фюзеляжа.

6. Летательный аппарат (1) по п. 4,

отличающийся тем, что упомянутый внешний воздухозаборный кожух (16) определяет переднюю кромку (16a) кожуха и что упомянутое по меньшей мере одно воздухопроницаемое средство (13) защиты двигателя определяет переднюю кромку (15a) средства защиты и заднюю кромку (15b) средства защиты, причем упомянутая передняя кромка (15a) средства защиты размещена, в упомянутом соответствующем режиме защиты, выше по потоку от упомянутой передней кромки (16a) кожуха на упомянутом по меньшей мере одном переднем обтекателе (12a) фюзеляжа, а упомянутая задняя кромка (15b) средства защиты размещена, в упомянутом соответствующем режиме защиты, ниже по потоку от упомянутой передней кромки (16a) кожуха на упомянутом по меньшей мере одном заднем обтекателе (12a) фюзеляжа.

7. Летательный аппарат (1) по п. 6,

отличающийся тем, что упомянутая передняя кромка (16a) кожуха упомянутого внешнего воздухозаборного кожуха (16) разнесена от упомянутой задней кромки (15b) средства защиты упомянутого по меньшей мере одного воздухопроницаемого средства (13) защиты двигателя в направлении, параллельном упомянутой продольной оси (8d) упомянутого по меньшей мере одного двигателя (8a), использующего воздух как окислитель, посредством предварительно определенного продольного смещения (O1) кожуха, причем упомянутое предварительно определенное продольное смещение (O1) кожуха выбрано из диапазона между 0 и +1,23 от упомянутой максимальной ширины (AW) фюзеляжа, при этом упомянутое предварительно определенное продольное смещение (O1) кожуха предпочтительно составляет +0,23 от упомянутой максимальной ширины (AW) фюзеляжа.

8. Летательный аппарат (1) по п. 1,

отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере частично воронкообразный воздушный канал (9a) содержит по меньшей мере один внутренний воздухозаборный совок (19a, 19b, 19c) с линейной, изогнутой, ломаной и/или прерывистой формой.

9. Летательный аппарат (1) по п. 8,

отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один внутренний воздухозаборный совок (19a, 19b, 19c) содержит по меньшей мере один из: внутренний верхний совок (19c), который наклонен относительно верхней кромки (15c) средства защиты упомянутого по меньшей мере одного воздухопроницаемого средства (13) защиты двигателя на предварительно определенный верхний угол (φ) наклона, внутренний нижний совок (19b), который наклонен относительно нижней кромки (15d) средства защиты упомянутого по меньшей мере одного воздухопроницаемого средства (13) защиты двигателя на предварительно определенный нижний угол (Ψ) наклона, и внутренний задний совок (19a), который наклонен относительно нижней кромки (15d) средства защиты упомянутого по меньшей мере одного воздухопроницаемого средства (13) защиты двигателя на предварительно определенный задний угол (δ) наклона, при этом упомянутый предварительно определенный верхний угол (φ) наклона выбран из диапазона между 0° и +180° и предпочтительно составляет +10°, упомянутый предварительно определенный нижний угол (Ψ) наклона выбран из диапазона между 0° и +180° и и предпочтительно составляет +10°, и упомянутый предварительно определенный задний угол (δ) выбран из диапазона между +5° и +150° и предпочтительно составляет +80°.

10. Летательный аппарат (1) по п. 1,

отличающийся тем, что упомянутое по меньшей мере одно воздухопроницаемое средство (13) защиты двигателя содержит верхнюю кромку (15c) и нижнюю кромку (15d), при этом упомянутая верхняя кромка (15c) наклонена относительно горизонтальной плоскости (24a) упомянутого летательного аппарата (1) на предварительно определенный угол (β) наклона верхней кромки, который выбран из диапазона между +15° и +155°, при этом упомянутый предварительно определенный угол (β) наклона верхней кромки предпочтительно составляет +45°, и упомянутая нижняя кромка (15d) наклонена относительно упомянутой горизонтальной плоскости (24a) упомянутого летательного аппарата (1) на предварительно определенный угол (γ) наклона нижней кромки, который выбран из диапазона между -140° и +55°, при этом упомянутый предварительно определенный угол (γ) наклона нижней кромки предпочтительно составляет +10°.

11. Летательный аппарат (1) по п. 1,

отличающийся тем, что поверхность (11a) внутреннего канала упомянутого по меньшей мере частично воронкообразного воздушного канала (9a) наклонена относительно упомянутого по меньшей мере одного переднего обтекателя (12a) фюзеляжа на предварительно определенный угол (μ) наклона внутреннего канала, при этом упомянутый предварительно определенный угол (μ) наклона внутреннего канала выбран из диапазона между 0° и +35° и предпочтительно составляет +5°.

12. Летательный аппарат (1) по п. 1,

отличающийся тем, что поверхность (11b) внешнего канала упомянутого по меньшей мере частично воронкообразного воздушного канала (9a) наклонена относительно упомянутого по меньшей мере одного заднего обтекателя (12b) фюзеляжа на предварительно определенный угол (ρ) наклона внешнего канала, при этом упомянутый предварительно определенный угол (ρ) наклона внешнего канала выбран из диапазона между -5° и +35° и предпочтительно составляет +5°.

13. Летательный аппарат (1) по п. 1,

отличающийся тем, что по меньшей мере один привод (22) средства защиты предусмотрен для перемещения упомянутого по меньшей мере одного воздухопроницаемого средства (13) защиты двигателя между закрытым положением, связанным с упомянутым соответствующим режимом защиты, и открытым положением, связанным с режимом обхода, в котором упомянутый поток (14) всасываемого воздуха течет по меньшей мере частично неочищенным в упомянутое встроенное в двигатель входное устройство (8b).

14. Летательный аппарат (1) по п. 1,

отличающийся тем, что упомянутый динамический воздухозаборник (9) содержит вторичный воздухозаборник (20), установленный на упомянутом по меньшей мере одном переднем обтекателе (12a) фюзеляжа, причем упомянутый вторичный воздухозаборник (20), выполнен с возможностью по меньшей мере засасывать воду (20b) и/или пограничный слой, текущий на упомянутом по меньшей мере одном переднем обтекателе (12a) фюзеляжа по направлению к упомянутому динамическому воздухозаборнику (9) и/или засасывать неочищенный воздух (20b).

15. Летательный аппарат (1) по п. 14,

отличающийся тем, что упомянутый вторичный воздухозаборник (20) расположен между упомянутым по меньшей мере одним передним обтекателем (12a) фюзеляжа и отделителем (20a) пограничного слоя, причем упомянутый отделитель (20a) пограничного слоя разнесен от упомянутого по меньшей мере одного переднего обтекателя (12a) фюзеляжа посредством предварительно определенного смещения (O3) отделителя, которое выбрано из диапазона между +0,004 и +0,015 от упомянутой максимальной ширины (AW) фюзеляжа, причем упомянутое предварительно определенное смещение (O3) отделителя предпочтительно составляет +0,005 от упомянутой максимальной ширины (AW) фюзеляжа.