СИСТЕМА ПОДПИТКИ СВЕРХЗВУКОВОГО РЕГУЛИРУЕМОГО ВОЗДУХОЗАБОРНИКА МАЛОЗАМЕТНОГО САМОЛЕТА Российский патент 2023 года по МПК B64D33/02 F02C7/42 

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к системам подпитки воздухозаборников летательных аппаратов, а более точно к системам подпитки воздухозаборников сверхзвуковых маневренных самолетов.

Из уровня техники известны различные варианты систем подпитки воздухозаборников летательных аппаратов.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является защитное устройство воздухозаборника, известное из источника RU 187080 U1, опубликованного 18.02.2019, которое содержит стационарные сетки для защиты, имеющие перфорацию по всей плоской поверхности сетки, ячейки которой выполнены электроэрозионным способом. С целью повышения коэффициента использования материала заготовки, сетки выполнены с продольными пазами под установку профиля, а в конструкцию устройства введен профиль фигурного сечения, закрепленный с рамой через болтовое соединение, при помощи которого защитные сетки устанавливаются.

Недостатком наиболее близкого аналога являются достаточно большая радиолокационная заметность, а также недостаточная эффективность прямого функционирования - обеспечение газодинамической работы устройства.

Таким образом, задачей заявленного изобретения является устранение недостатков известного уровня техники.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является снижение радиолокационной заметности зоны подпитки воздухозаборника с сохранением защиты от попадания посторонних предметов в воздухозаборник и высокой эффективности газодинамической работы системы подпитки воздухозаборника. При этом заявленное устройство обеспечивает газодинамическую саморегулируемость.

Заявленный технический результат полностью достигается заявленной в независимом пункте формулы совокупностью признаков.

Система подпитки сверхзвукового регулируемого воздухозаборника малозаметного самолета содержит раму, окантовку, поворотные створки, поворотные опоры и перфорированную обшивку. Рама выполнена в виде единой фрезерованной из алюминиевой плиты детали и содержит два продольных и набор поперечных силовых элементов в виде балок таврового, двутаврового и Z-образного поперечного сечения. В продольных силовых элементах выполнены отверстия, в которых при помощи поворотных опор своими торцевыми сторонами установлены поворотные створки. Ось поворота поворотной створки смещена относительно центра торцевой поверхности поворотной створки. Поворотные створки представляют собой прямоугольные фрезерованные панели с плоской поверхностью и оребренной противоположной поверхностью, на которой вдоль длинной стороны в плоскости оси поворотной створки выполнено основное силовое ребро от которого отходят поперечные ребра жесткости. В перфорированной обшивке выполнены отверстия в виде квадратных ячеек, имеющих наклон к ее поверхности.

Ячейки перфорированной обшивки имеют квадратную форму с размером 2,5×2,5 мм и наклон 60° к поверхности перфорированной обшивки в направлении полета. Шаг ячеек - 3,1 мм (в обоих направлениях), а сама перфорированная обшивка в зоне ячеек имеет толщину не менее 3 мм.

Каждая поворотная опора содержит обойму с подшипником, крышку обоймы и поворотный держатель, выполненный в виде единой детали и состоящий из цилиндрической части и фиксатора. На обоймах опор установлена пресс-масленка для обеспечения смазки подшипника. Опора в сборе, крепится на раме при помощи болтового соединения. Створка крепится к оси опоры при помощи болтового соединения.

К нижним сторонам поперечных силовых элементов при помощи болтовых соединений прикреплена окантовка своей верхней стороной.

Перфорированная обшивка закреплена при помощи болтовых соединений на нижней стороне окантовки и на поперечных силовых элементах.

Далее более подробно заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых:

На фиг. 1 представлен общий вид заявленной системы,

На фиг. 2 представлен общий вид заявленной системы с разнесенными компонентами,

На фиг. 3 представлено сечение А-А на фиг. 1,

На фиг. 4 представлено сечение Б-Б на фиг. 1,

На фиг. 5 представлен вид В на фиг. 4,

На фиг. 6 представлен вид Г на фиг. 4,

На фиг. 7 представлен вид Д на фиг. 4,

На фиг. 8 представлен вид Е на фиг. 4,

На фиг. 9 представлена поворотная опора.

Заявленное устройство предназначено для расположения между внешней и внутренней аэродинамическими поверхностями воздухозаборника и устанавливается определенным образом в воздухозаборнике летательного аппарата в соответствии с фиг. 1, на которой позицией (100) обозначено направление полета летательного аппарата, расположение элементов в изделии осуществлено в зависимости от направления полета (100).

Заявленная система содержит прямоугольную на виде сверху раму (1), окантовку (2), перфорированную обшивку (4), поворотные опоры (5, 6) и створки (3).

Рама (1) выполнена в виде единой фрезерованной из алюминиевой плиты детали без применения сборочных операций и содержит две продольные (1б) и набор поперечных силовых элементов (1а) в виде балок таврового, двутаврового и Z-образного поперечного сечения. Выполнение рамы (1) в виде единой фрезерованной детали без применения сборочных операций обеспечивает монолитность, необходимую жесткость и прочность зоны подпитки воздухозаборника.

К нижним сторонам поперечных (1а) силовых элементов при помощи болтовых соединений (22) прикреплена окантовка (2) своей верхней стороной. Перфорированная обшивка (4) закреплена по периметру при помощи болтовых соединений (22а) и (22б) на нижней стороне окантовки и в центральной части при помощи болтовых соединений (19) на поперечных силовых элементах (на фиг. 7 створки и перфорированная обшивка для удобства условно не показаны).

Окантовка (2) образует по периметру рамы (1) внешний пояс, который обеспечивает возможность крепления заявленного устройства к обшивкам каркаса воздухозаборника.

Отверстия в перфорированной обшивке выполнены в виде квадратных ячеек размером 2,5×2,5 мм, имеющих наклон 60° к ее поверхности в направлении полета, которые выполняются электроэрозионным прожигом. Отверстия выполнены по всей поверхности перфорированной обшивки кроме зон установки болтовых соединений ее крепления. Перфорированная обшивка за счет выполнения ячеек приведенным образом одновременно выполняет три функции: защита от попадания посторонних предметов, формирование нужного направления воздушного потока и снижение радиолокационной заметности зоны подпитки на внешней поверхности воздухозаборника. Для снижения радиолокационной заметности болтовые соединения, фиксирующие перфорированную обшивку в центральной части, на поперечных балках рамы расположены в шахматном порядке и имеют бесшлицевые потайные головки.

В продольных силовых элементах (1б) рамы (1) выполнены отверстия, в которых при помощи поворотных опор (5, 6) своими торцевыми сторонами установлены поворотные створки (3), причем ось поворота поворотной створки (3) смещена относительно центра торцевой поверхности поворотной створки (3), обеспечивая закрытое положение поворотных створок под действием собственного веса с опиранием противоположной от оси поворота стороной створки на поперечные силовые элементы.

Поворотные створки (3) представляют собой прямоугольные фрезерованные панели с плоской поверхностью со стороны, обращенной в канал воздухозаборника, и оребренной поверхностью с обратной стороны. Вдоль длинной стороны каждой поворотной створки (3) в плоскости оси ее вращения выполнено основное силовое ребро (3а) для восприятия изгиба от воздействия давления на плоскую поверхность и крепления створки к поворотному держателю опоры, и поперечные ребра (3б).

Поворотные опоры (5, 6) закреплены на продольных силовых элементах (1б) при помощи болтовых соединений (21).

Каждая поворотная опора (5, 6) содержит обойму (10) с шарнирным подшипником (15) и с установленной на ней пресс-масленкой (11), крышку (12) обоймы и поворотный держатель, выполненный в виде единой детали и состоящий из цилиндрической части (14) и фиксатора (13). Конец цилиндрической части (14) поворотного держателя проходит в отверстие обоймы (10), вставляется в отверстие подшипника (15) и фиксируется относительно него гайкой (23) устанавливаемой на резьбовую часть (24) поворотного держателя. Крышка обоймы (12) фланцевым соединением крепится к обойме (10) и закрывает зону подшипникового узла. При этом, подшипник (15) в правых поворотных опорах (5) фиксируется жестко, а в левых поворотных опорах (6) имеет возможность осевого перемещения в обойме (10), что обеспечивает компенсацию сборочных (монтажных) погрешностей при установке створки (3) в прорези фиксатора (13).

Кроме того, на фиксаторе (13) установлен упорный выступ (16), а на обойме (10) - ответный упорный выступ (17), ограничивающие угол поворота створки (3). Крепление створки (3) в фиксаторе (13) осуществляется при помощи болтового соединения (18). Масленка (11) установлена на обойме (10) для обеспечения смазки шарнирного подшипника (15).

При сборке заявленного устройства поворотные опоры в сборе устанавливаются в отверстия продольных силовых элементов с обеспечением центровки по общей оси и фиксируются при помощи болтового соединения (21).

Для снижения виброударного воздействия закрывающихся поворотных створок на контактирующих с ними поверхностях поперечных силовых элементов рамы выполнено демпфирующее гермотиснение (20) из эластичного материала.

Заявленная конструкция системы вносит значительный вклад в величину эффективной площади рассеивания самолета.

Применение приведенной сплошной обшивки с перфорацией параметров, указанных выше, позволяет практически полностью исключить прохождение электромагнитных волн в зону подпитки и их переотражение от внутренних элементов конструкции. Снижение эффективной площади рассеивания также происходит за счет снижения конструктивных стыков на внешней поверхности.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Поворотные створки находятся в закрытом положении под действием собственного веса, опираясь на поперечные силовые элементы рамы. На определенных режимах полета самолета и работы двигателя возникает перепад давления между каналом воздухозаборника и его внешней поверхностью. Под действием перепада давления поворотные створки открываются и воздух «подсасывается» в канал воздухозаборника через перфорированную обшивку и полости между поперечными силовыми элементами рамы. Угол отклонения поворотных створок регулируется величиной перепада давления, предельное значение которого ограничивается упорными выступами на поворотных опорах. При выравнивании давления в канале воздухозаборника и на внешней поверхности поворотные створки закрываются под действием собственного веса, ложась на поперечные силовые элементы, и в дальнейшем, при нарастании давления в канале воздухозаборника продолжают находиться в закрытом положении.

Изобретение относится к воздухозаборникам летательных аппаратов. Система подпитки сверхзвукового регулируемого воздухозаборника малозаметного самолета содержит прямоугольную на виде сверху раму (1), окантовку (2), перфорированную обшивку (4), поворотные опоры (5, 6) и створки (3). Рама (1) содержит две продольные и набор поперечных силовых элементов в виде балок таврового, двутаврового и Z-образного поперечного сечения. К нижним сторонам поперечных силовых элементов прикреплена окантовка (2) своей верхней стороной. Перфорированная обшивка (4) закреплена по периметру на нижней стороне окантовки и в центральной части на поперечных силовых элементах. В продольных силовых элементах (1б) рамы (1) выполнены отверстия, в которых при помощи поворотных опор (5, 6) своими торцевыми сторонами установлены поворотные створки (3). Ось поворота поворотной створки (3) смещена относительно центра торцевой поверхности поворотной створки (3). Поворотные створки (3) представляют собой прямоугольные фрезерованные панели с плоской поверхностью со стороны, обращенной в канал воздухозаборника, и оребренной поверхностью с обратной стороны. Достигается снижение радиолокационной заметности, защита от попадания посторонних предметов в воздухозаборник и высокая эффективность газодинамической работы системы подпитки воздухозаборника. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Система подпитки сверхзвукового регулируемого воздухозаборника малозаметного самолета, содержащая раму, окантовку, поворотные створки, поворотные опоры и перфорированную обшивку, отличающаяся тем, что рама выполнена в виде единой фрезерованной из алюминиевой плиты детали и содержит две продольные и набор поперечных силовых элементов в виде балок таврового, двутаврового и Z-образного поперечного сечения, при этом в продольных силовых элементах выполнены отверстия, в которых при помощи поворотных опор своими торцевыми сторонами установлены поворотные створки, причем ось поворота поворотной створки смещена относительно центра торцевой поверхности поворотной створки, при этом поворотные створки представляют собой прямоугольные фрезерованные панели с плоской поверхностью и оребренной противоположной поверхностью, на которой вдоль длинной стороны в плоскости оси поворотной створки выполнено основное силовое ребро, от которого отходят поперечные ребра жесткости, причем в перфорированной обшивке выполнены отверстия в виде квадратных ячеек, имеющих наклон к поверхности, на которой закреплена перфорированная обшивка.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что ячейки перфорированной обшивки имеют квадратную форму с размером 2,5×2,5 мм и наклон 60° к поверхности перфорированной обшивки в направлении полета, шаг ячеек - 3,1 мм в обоих направлениях.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что каждая поворотная опора содержит обойму с шарнирным подшипником и с установленной на ней пресс-масленкой, крышку обоймы и поворотный держатель, выполненный в виде единой детали и состоящий из цилиндрической части и фиксатора.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что к нижним сторонам поперечных силовых элементов при помощи болтовых соединений прикреплена окантовка своей верхней стороной.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что перфорированная обшивка закреплена при помощи болтовых соединений на нижней стороне окантовки и на поперечных силовых элементах.