ПОДЪЕМНОЕ ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО В КАНАЛЕ ВОЗДУХОЗАБОРНИКА СВЕРХЗВУКОВОГО МАЛОЗАМЕТНОГО САМОЛЕТА Российский патент 2024 года по МПК B64D33/02 F02C7/55 

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к системе защиты воздухозаборника летательного аппарата от попадания посторонних предметов на режимах взлета и посадки, а более точно к системам защиты воздухозаборников сверхзвуковых маневренных самолетов.

Из уровня техники известны различные варианты систем защиты от посторонних предметов воздухозаборников летательных аппаратов.

Техническая проблема заключается в высокой вероятности попадания твердых предметов в воздушный тракт двигателя из окружающей среды или вследствие разрушения окружающей конструкции. Впоследствии попавший в тракт двигателя твердый предмет может нанести механические повреждения, ведущие к выходу из строя двигателя, объекта или отдельных его агрегатов и систем. При расположении защитных устройств вдали от входа в воздушный канал требуется защитить от 90 до 100% площади проходного сечения воздушного канала, так как посторонний предмет, попавший в воздушный канал сложного контура сверхзвукового малозаметного самолета, под средством закрученного воздушного потока продвигаясь внутрь воздушного канала дальше от входа может неконтролируемо находится в любом месте площади поперечного сечения воздушного канала, а расположение защитного устройства в близи обечайки входа в воздушный канал позволяет уловить посторонние предметы еще на малой высоте, но данная реализация затруднена в связи с малыми строительными высотами воздушного канала и воздухозаборника, и как следствие стесненного размещения кинематики в таких системах. Сложный контур входного устройства воздушного канала накладывает ограничения по форме защитного устройства, а также необходимость открытия и закрытия защитного устройства на соответствующих режимах работы объекта совместно с другими подвижными элементами воздушного регулируемого канала сверх маневренного малозаметного самолета.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является патент на изобретение «Защитное устройство воздухозаборника летательного аппарата» (RU 2271964 С1, опубликован 20.03.2006), которое содержит две секции, каждая из которых представляет собой каркас с закрепленной на нем сеткой, имеющей перфорацию по всей поверхности, и установленной внутри воздухозаборника. В выпущенном положении между секциями имеется зазор, а в проекции на плоскость, перпендикулярную каналу воздухозаборника, имеется перекрытие передних краев секций. Каждая из секций установлена на своем валу вращения. Валы вращения секций кинематически связаны с друг другом. Вал задней секции соединен с силовым приводом, который приводит в движение всю систему защиты. Каждая секция состоит как минимум из двух частей и имеет как минимум одну ось складывания, относительно которой части секции могут складываться.

Недостатком данного технического решения являются достаточно большая радиолокационная заметность за счет большой площади устройства, а также недостаточная эффективность прямого функционирования - обеспечение газодинамической работы устройства, так как при нахождении защитного устройства внутри воздушного канала далеко от входа, требует защиты всей поверхности воздушного канала от посторонних предметов.

Таким образом, техническим результатом заявленного изобретения является улучшение конструктивных особенностей защитного устройства, повышение надежности защиты воздушного тракта двигателя, с обеспечением эффективности газодинамической работы воздухозаборника без снижения его радиолокационной заметности и ослабления каркаса.

Заявленный технический результат достигается совокупностью признаков, заявленных в формуле настоящего изобретения.

Подъемное защитное устройство в канале воздухозаборника сверхзвукового малозаметного самолета расположено на нижней поверхности входа в воздушный канал. Контур защитного устройства ограничен замкнутым силовым ребром, улавливающим посторонние предметы, а дополнительную жесткость обеспечивают продольные и поперечные ребра. Поперечные силовые ребра выполнены под углом к поверхности воздушного канала, что в сою очередь дает возможность прямого прохода воздушных масс через перфорацию защитного устройства без искривления потока.

Защитное устройство состоит из единой фрезерованной перфорированной панели, соответствующей сложной форме входного устройства малозаметного самолета. Ячейки перфорированной панели имеют размер 2,5*2,5 мм и наклон 60° к поверхности перфорированной обшивки и обеспечивают достаточную воздухопроницаемость, но задерживают твердые частицы размером 2.5*2.5 мм и более.

В конструкцию фрезерованной панели в основании, на максимально возможном расстоянии, поперек воздушного канала интегрированы проушины, которые образуют совместно с приводным механизмом единый вал.

В зоне вала привода, в основании защитного устройства выполнен улавливающий карман для посторонних предметов, а для исключения прохождения посторонних предметов под приводным валом в конструкции кармана предусмотрена защитная шторка-экран, обеспечивающая минимальные зазоры от поворотной секции защитного устройства до каркаса воздухозаборника.

В передней части защитного устройства интегрированы упорные элементы, не дающие всей конструкции проваливаться за теоретические обводы воздушного канала.

Для исключения выступания защитного устройства в канал воздухозаборника, работа по закрытию осуществляется с преднатягом и постановкой защитного устройства в закрытом положении на замок.

Из-за предельно малых строительных высот межканального пространства сверхзвукового малозаметного самолета, система привода защитного устройства выносится на боковые поверхности воздушного канала с передачей усилия на открытие/закрытие защитного устройства через систему тяг и качалок.

В нижней части каркаса воздухозаборника установлена рама с системой замков и упоров закрытого положения защитного устройства. Из-за предельных малых высот межканального пространства на входе в воздушный канал, данная рама дает дополнительную жесткость каркаса воздушного канала.

Заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых:

Фиг. 1 - схема расположения защитного устройства в канале воздухозаборника;

Фиг. 2 - вид на воздушный канал с открытым защитным устройством;

Фиг. 3 - разрез воздухозаборника в зоне установки защитного устройства.

Заявленное защитное устройство содержит цельно фрезерованную перфорированную панель защитного устройства (1), отверстия в которой выполнены в виде квадратных ячеек размером 2,5*2,5 мм, имеющих наклон 60° к поверхности. Ячейки выполняются электроэрозионным прожитом.

Перфорированная панель (1) 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 защитного устройства на поверхности канала воздухозаборника.

Панель (1) состоит из контурного силового ребра (2), продольного силового ребра (3), профилированного под углом поперечного ребра (4), перфорированной обшивки (5), вала вращения, интегрированного в конструкцию защитного устройства (6).

Для удержания защитного устройства в закрытом положении на всех режимах полета предусмотрен замок убранного положения (7) и упорные механизмы убранного положения (8). Для удержания посторонних предметов под защитным устройством предусмотрен карман сбора посторонних предметов с защитным экраном (9). В движение защитное устройство приводится приводным валом (6) и механизмом тяг и качалок привода защитного устройства (10). Для сохранения жесткости воздушного канала по внешнему контуру выреза в обшивке под защитное устройство, размещена усиливающая окантовка (11), а также весь контур замкнут силовыми продольными и поперечными элементами каркаса (12).

Заявленное защитное устройство предназначено для установки на внутренней аэродинамической поверхности воздушного канала на входе в воздухозаборник сверхзвукового малозаметного летательного аппарата под системой регулируемых панелей (101) в соответствии с фиг. 1, на которой позицией (100) обозначено направление полета летательного аппарата.

Заявленное защитное устройство работает следующим образом.

Перед запуском основной двигательной установки происходит открытие защитного устройства на определенный угол, тем самым перекрывая им переднюю нижнюю часть воздушного канала. Одновременно с открытием защитного устройства, для защиты верхнего сечения воздушного канала происходит открытие регулируемых панелей сверхзвукового малозаметного реактивного самолета. Открытие регулируемых панелей происходит с минимально допустимыми зазорами от открытого положения защитного устройства. Так как в данной конфигурации идет максимальное перекрытие передней полусферы воздушного канала, то данная система, для обеспечения нормальной газодинамической работы силовой установки, работает совместно с конструкцией зоны створок подпитки, имеющей также защиту от посторонних предметов. Образование газодинамических вихрей способных поднять посторонние предметы с полосы аэродрома всегда фиксируются при максимальных тягах двигательной установки на неподвижном объекте, а с ростом скорости, данные вихри разрушаются и уже не несут в себе такой угрозы. В связи с этим заявленное защитное устройство осуществляет свою работу на скоростях самолета от 0 км/ч до ~60 км/ч, после чего вероятность попадания постороннего предмета в воздушный канал сводится к минимуму и защитное устройство можно убирать.

Изобретение относится к воздухозаборнику летательного аппарата. Подъемное защитное устройство в канале воздухозаборника сверхзвукового малозаметного самолета содержит поворотную перфорированную панель (1). Форма защитного устройства соответствует форме входного устройства. Панель (1) выполнена в виде единой фрезерованной перфорированной плиты, ячейки которой имеют размер 2,5*2,5 мм и наклон 60° к поверхности воздушного канала. Перфорированная панель (1) содержит продольные и поперечные ребра жесткости. Достигается повышение надежности защиты воздушного тракта двигателя. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Подъемное защитное устройство в канале воздухозаборника сверхзвукового малозаметного самолета, содержащее поворотную перфорированную панель, отличающееся тем, что форма защитного устройства соответствует форме входного устройства малозаметного самолета, а панель выполнена в виде единой фрезерованной перфорированной плиты, ячейки которой имеют размер 2,5*2,5 мм и наклон 60° к поверхности воздушного канала, с возможностью открытия и закрытия защитного устройства на соответствующих режимах полета, при этом перфорированная панель содержит продольные и поперечные ребра жесткости, сохраняющие достаточную жесткость панели при ее малых строительных высотах.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поперечные ребра жесткости имеют наклон к поверхности обшивки канала.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по внешнему контуру поверхности выполнено силовое ребро, задерживающее посторонние предметы внутри защитного устройства.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что работает совместно с регулируемыми панелями сверхзвукового малозаметного самолета.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выполнено минимально допустимой площади, повторяющей сложный контур воздушного канала воздухозаборника сверхзвукового малозаметного самолета.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в зоне вала оси привода защитного устройства выполнен карман улавливаемых посторонних предметов.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в зоне вала оси привода защитного устройства расположена фторопластовая шторка-экран, которая делает минимальный зазор между каркасом воздухозаборника и защитным устройством.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм управления системой прокачки защитного устройства выполнен посредством системы тяг и качалок, размещенных в ограниченном пространстве теоретических обводов сверхзвукового малозаметного самолета с размещением привода в боковой части воздушного канала.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ось вращения защитного устройства выполнена на едином валу, соединенном с панелью защитного устройства при помощи болтового соединения, а вал привода защитного устройства закреплен в каркасе воздухозаборника на силовой раме, имеющей кронштейны-опоры со встроенными пресс-масленками, обеспечивающими постоянную смазку опор.