Устройство радиолокационной маскировки самолетного двигателя Российский патент 2022 года по МПК H01Q17/00 

Изобретение относится к области радиолокационной техники, а именно, к устройствам для снижения уровня обратного радиолокационного сигнала от воздухозаборника самолетного двигателя в рабочем диапазоне длин волн.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбрано устройство радиолокационной маскировки самолетного двигателя в рабочем диапазоне длин волн, содержащее полый корпус, в котором установлена объемная решетка (RU 2170480 С1).

Основными недостатками такого технического решения являются недостаточное перекрытие видимой двигающейся части самолетного двигателя и выполнение устройства, создающим турбулентные возмущения потока воздуха за собой, то есть перед входом в самолетный двигатель, что приводит к потерям потока воздуха и создает предпосылки к потере газодинамической устойчивости вентилятора за счет неравномерности скоростного напора на входе в самолетный двигатель, а также снижает уровень радиолокационных отражений от видимой части самолетного двигателя.

Задачей предлагаемого изобретения является исключение описанных выше недостатков.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного устройства, является снижение уровня радиолокационных отражений от видимых вращающихся частей самолетного двигателя при облучении его широким спектром длин радиоволн, а также задание требуемого направления потока воздуха для обеспечения улучшения аэродинамических характеристик на входе в самолетный двигатель, что повышает коэффициент полезного действия и снижает уровень радиолокационного отражения самолетного двигателя в целом.

Ожидаемый технический результат достигается тем, в известном устройстве радиолокационной маскировки самолетного двигателя в рабочем диапазоне длин волн, содержащем полый корпус, в котором установлена объемная решетка, согласно настоящему изобретению, полый корпус выполнен с возможностью фиксации на корпусе самолетного двигателя, с образованием единого воздушного канала с последним и воздухозаборником, объемная решетка выполнена в виде кольца с радиальными, s-образными в поперечном сечении, элементами аэродинамического профиля, установленными по окружности и жестко соединенными с кольцом и полым корпусом, а также дополнительными радиальными, s-образными в поперечном сечении, элементами аэродинамического профиля, выполненными меньшей длины, чем элементы аэродинамического профиля, каждый из которых установлен между близлежащими элементами аэродинамического профиля и жестко соединен с полым корпусом, при этом элементы аэродинамического профиля и дополнительные элементы аэродинамического профиля установлены так, что заслоняют подвижные конструктивные элементы самолетного двигателя со стороны входа в полый корпус, а на поверхность объемной решетки нанесено радиопоглощающее покрытие.

Опыт исследования радиолокационных характеристик самолетных двигателей со стороны воздухозаборника показал, что наибольший вклад в его эффективную площадь рассеяния вносят элементы без радиопоглощающего покрытия. Общеизвестно, что на рабочие лопатки вентилятора наносить подобное покрытие не целесообразно, так как это ухудшает аэродинамические характеристики как вентилятора, так и самолетного двигателя в целом. При этом радиопоглощающее покрытие под действием значительных центробежных сил имеет тенденцию к отделению от рабочих лопаток. Поэтому в мировой практике широкое распространение получили устройства радиолокационной маскировки самолетных двигателей, установленные перед последними в каналах воздухозаборников.

Выполнение полого корпуса с возможностью фиксации на корпусе самолетного двигателя с образованием единого воздушного канала с последним и воздухозаборником и с объемной решеткой, установленной в полом корпусе, позволяет закрывать видимые подвижные части самолетного двигателя пропускать за себя радиоволны с минимизацией их уровня радиолокационного отражения, что повышает коэффициент полезного действия и снижает уровень радиолокационного отражения самолетного двигателя в целом.

Выполнение объемной решетки в виде кольца с радиальными, s-образными в поперечном сечении, элементами аэродинамического профиля, установленными по окружности и жестко соединенными с кольцом и полым корпусом, а также дополнительными радиальными, s-образными в поперечном сечении, элементами аэродинамического профиля, выполненными меньшей длины, чем элементы аэродинамического профиля, каждый из которых установлен между близлежащими элементами аэродинамического профиля и жестко соединен с полым корпусом, позволяет сформировать объемную решетку в виде кольца внутри полого корпуса, при этом закрыть видимые вращающиеся части самолетного двигателя и задать требуемое направление потока воздуха для обеспечения улучшения аэродинамических характеристик на входе в самолетный двигатель, что повышает коэффициент полезного действия и снижает уровень радиолокационного отражения самолетного двигателя в целом.

Установка элементов аэродинамического профиля и дополнительных элементов аэродинамического профиля таким образом, что они заслоняют подвижные конструктивные элементы самолетного двигателя со стороны входа в полый корпус, позволяет закрыть части самолетного двигателя без радиопоглощающего покрытия, что снижает уровень радиолокационного отражения самолетного двигателя в целом.

Нанесение на поверхность объемной решетки радиопоглощающего покрытия позволяет снизить уровень радиолокационного отражения как объемной решетки, так и самолетного двигателя в целом.

Преимущественно, геометрические параметры объемной решетки выбраны из условий, что внутренний диаметр кольца больше максимальной длины волны рабочего диапазона, минимальные расстояния между максимально удаленной от корпуса точкой на кромке дополнительного элемента аэродинамического профиля со стороны воздухозаборника до передних кромок элементов аэродинамического профиля больше, чем максимальная длина волны рабочего диапазона, расстояние между близлежащими точками пересечения передних кромок элементов аэродинамического профиля с кольцом больше, чем максимальная длина волны рабочего диапазона.

Такой выбор геометрических параметров объемной решетки позволяет обеспечить прохождение радиоволн за решетку с последующим их рассеиванием за счет переотражения и отражение их от входных кромок объемной решетки, имеющих минимальную площадь, что снижает уровень радиолокационного отражения самолетного двигателя в целом.

Сущность настоящего изобретения поясняется чертежом.

На фигуре представлен вид в изометрии на заявленное изобретение.

Устройство радиолокационной маскировки самолетного двигателя в рабочем диапазоне длин волн содержит полый корпус 1, установленный перед самолетным двигателем 2 в воздухозаборнике 3. Полый корпус 1 закреплен на переднем корпусе 4 самолетного двигателя 2. При этом воздухозаборник 3, полый корпус 1 и передний корпус 4 образуют единый воздушный канал. Полый корпус 1 содержит установленные внутри него кольцо 5, элементы 6 аэродинамического профиля и дополнительные элементы 7 аэродинамического профиля, образующие объемную решетку. Элементы 6 аэродинамического профиля и дополнительные элементы 7 аэродинамического профиля жестко закреплены на полом корпусе 1, имеют s-образное поперечное сечение, то есть сечение перпендикулярное радиусу полого корпуса 1, сориентированы в радиальном направлении относительно последнего и установлены равномерно по окружности через один. В частном случае реализации тех и других по девятнадцать штук, так как данное число является простым, что способствует снижению количества возможных кратностей колебаний рабочих и статорных лопаток самолетного двигателя 2, которые могут быть вызваны возмущениями воздушного потока на входе в последний, то есть способствует более благоприятной неравномерности воздушного потока за устройством маскировки. Кольцо 5 установлено таким образом, что его ось совпадает с осью полого корпуса 1 и оно жестко закреплено на свободных концах элементов 6 аэродинамического профиля. На поверхность объемной решетки нанесено радиопоглощающее покрытие. В частном случае реализации со стороны проточной части на полый корпус 1, а также на передний корпус 4, нанесено радиопоглощающее покрытие. За передним корпусом 4 расположены рабочие лопатки 8 первой ступени вентилятора самолетного двигателя 2 без радиопоглощающего покрытия. При этом объемная решетка выполнена таким образом, чтобы перекрыть видимые части рабочих лопаток 8 во всех возможных ракурсах со стороны воздухозаборника 3.

В частном случае реализации геометрические параметры объемной решетки выбраны из условий, что внутренний диаметр кольца 5 больше максимальной длины волны рабочего диапазона, минимальные расстояния между максимально удаленной от полого корпуса 1 точкой на кромке дополнительного элемента 7 аэродинамического профиля со стороны воздухозаборника до передних кромок элементов 6 аэродинамического профиля больше, чем максимальная длина волны рабочего диапазона, расстояние между близлежащими точками пересечения передних кромок элементов 6 аэродинамического профиля с кольцом 5 больше, чем максимальная длина волны рабочего диапазона.

В работе на заявленное устройство через воздухозаборник 3 падают радиоволны, которые частично отражаются от него и частично проходят за него. При этом за счет нанесения радиопоглощающего покрытия на заявленное устройство и передний корпус 4 самолетного двигателя, а также за счет выбора геометрических параметров объемной решетки полого корпуса 1, способствующего обеспечить прохождение радиоволн за решетку с последующим их рассеиванием за счет дальнейшего переотражения, снижается уровень радиолокационного отражения от самолетного двигателя 2. Притом отражение радиоволн от заявленного устройства происходит в основном от передних кромок объемной решетки, имеющих минимальную площадь. Последняя выполнена в виде кольца внутри полого корпуса 1 таким образом, что закрывает видимые рабочие лопатки 8 вентилятора самолетного двигателя 2, которые выполнены без радиопоглощающего покрытия, и позволяет задать требуемое направление потока воздуха для обеспечения улучшения аэродинамических характеристик на входе в самолетный двигатель 2.

В целом, применение заявленного устройства радиолокационной маскировки за счет установки его перед самолетным двигателем 2 и реализации внутри его объемной решетки в виде кольца с определенными геометрическими параметрами и с нанесением на определенных элементах конструкции радиопоглощающего покрытия позволяет повысить коэффициент полезного действия и снизить уровень радиолокационного отражения самолетного двигателя 2 в целом.

Изобретение относится к антенной технике, а именно, к устройствам для снижения уровня обратного радиолокационного сигнала от воздухозаборника самолетного двигателя. Технический результат - снижение уровня радиолокационных отражений от видимых вращающихся частей двигателя при облучении и задание направления потока воздуха для улучшения аэродинамических характеристик. Результат достигается тем, что в устройстве полый корпус выполнен с возможностью фиксации на корпусе самолетного двигателя, с образованием единого воздушного канала с последним и воздухозаборником, объемная решетка выполнена в виде кольца с радиальными, s-образными в поперечном сечении, элементами аэродинамического профиля, установленными по окружности и жестко соединенными с кольцом и полым корпусом, а также дополнительными радиальными, s-образными в поперечном сечении, элементами аэродинамического профиля, выполненными меньшей длины, чем элементы аэродинамического профиля, каждый из которых установлен между близлежащими элементами аэродинамического профиля и жестко соединен с полым корпусом, при этом все элементы аэродинамического профиля установлены так, что заслоняют подвижные конструктивные элементы двигателя со стороны входа в полый корпус, а на поверхность объемной решетки нанесено радиопоглощающее покрытие. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство радиолокационной маскировки самолетного двигателя в рабочем диапазоне длин волн, содержащее полый корпус, в котором установлена объемная решетка, отличающееся тем, что полый корпус выполнен с возможностью фиксации на корпусе самолетного двигателя, с образованием единого воздушного канала с последним и воздухозаборником, объемная решетка выполнена в виде кольца с радиальными, s-образными в поперечном сечении, элементами аэродинамического профиля, установленными по окружности и жестко соединенными с кольцом и полым корпусом, а также дополнительными радиальными, s-образными в поперечном сечении, элементами аэродинамического профиля, выполненными меньшей длины, чем элементы аэродинамического профиля, каждый из которых установлен между близлежащими элементами аэродинамического профиля и жестко соединен с полым корпусом, при этом элементы аэродинамического профиля и дополнительные элементы аэродинамического профиля установлены так, что заслоняют подвижные конструктивные элементы самолетного двигателя со стороны входа в полый корпус, а на поверхность объемной решетки нанесено радиопоглощающее покрытие.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что геометрические параметры объемной решетки выбраны из условий, что внутренний диаметр кольца больше максимальной длины волны рабочего диапазона, минимальные расстояния между максимально удаленной от корпуса точкой на кромке дополнительного элемента аэродинамического профиля со стороны воздухозаборника до передних кромок элементов аэродинамического профиля больше, чем максимальная длина волны рабочего диапазона, расстояние между близлежащими точками пересечения передних кромок элементов аэродинамического профиля с кольцом больше, чем максимальная длина волны рабочего диапазона.