Воздухозаборное устройство Советский патент 1981 года по МПК B64D33/02 B01D45/06 

(54) ВОЗДУХОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкции воздухозаборных устройств, предотвращающих попадание вместе с воздухом посторонних предметов, песка и пыли к потребителю, например к газотурбинному двигателю летательного аппарата.

Известны устройства инерционного типа для очистки воздуха, поступающего в двигатель, от содержащихся в нем механических примесей 1 и 2.

Известно воздухоочистительное устройство, предназначенное для забора воздуха из атмосферы с одновременным отводом посторонних частиц, например, за борт летательного аппарата, и подачей очищенного воздуха к вертолетному газотурбинному двигателю, включающее корпус, по оси цилиндрической полости которого на входе установлен обтекатель в виде тела вращения и конический жалюзийный сепаратор 3.

В известном воздухоочистительном устройстве при полете в незапыленной атмос)ере по мере роста скорости полета возрастают гидравлические потери на входе в двигатель, вследствие чего возрастает километровый расход топлива, и, следовательно, снижается дальность и продолжительность полета, возрастает стоимость перевозок.

Цель изобретения - снижение гидравлических потерь воздухозаборного устройства при полете летательного аппарата в незапыленной атмосфере.

Указанная цель достигается тем, что в известном воздухоочистительном устройстве, содержащем корпус, по оси цилиндрической полости которого на входе установлен обтекатель в виде тела вращения и конический жалюзийный сепаратор, воздухозаборное устройство снабжено кольцом, расположенным перед корпусом вокруг обтекателя и поворотными створками с приводом, щарнирно закрепленными по всей внутренней поверхности кольца, причем внутренний диаметр кольца не менее диаметра цилиндрической полости корпуса на входе.

Кроме того, внутренняя поверхность кольца выполнена многогранной.

Обтекатель выполнен с переменным диаметром по сечениям, причем максимальный диаметр сечения обтекателя не более диаметра входной части конического жалюзийного сепаратора.

На фиг. 1 изображена схема воздухозаборного устройства; на фиг. 2 - одна из ступеней очистки конического жалюзийного сепаратора - инерционный сепаратор.

Воздухозаборное устройство состоит из первой ступени очистки 1 (фиг. 1), выполненной в виде искривленного канала, образованного кольцом 2, внутренней криволинейной стенкой 3 корпуса 4, поворотными створками 5, шарнирно закрепленными по всей внутренней поверхности кольца с тягами 6 механизма их поворота 7, задней криволинейной стенкой 8 обтекателя 9 со входом 10 (А-А) и выходом И (Б-Б).

Угол поворота потока в канале составляет величину 70°.

За первой ступенью, т. е. за выходом 11 установлены конический жалюзийный сепаратор 12, представляющий собой набор последовательно установленных элементов инерционных сепараторов 13-16 и пылесборник 17.

Элементы 13-16 формируют совместно с продолжением задней стенки 8 обтекателя 9 сужающийся канал пылевого концентрата 18, а совместно с внутренней стенкой 19 корпуса4 - расщиряющийся выходной канал 20. Разделение выхода 11 на каналы 18-20 осуществляется первым элементом 13 конического жалюзийного сепаратора таким образом, что площадь входа в канал пылевого концентрата составляет величину не менее 0,15 от общей площади входа 11. Элементы 13-16 и пылесборник 17 установлены на некотором расстоянии друг от друга и образуют между собой перепускные каналы 12, которые сообщают канал пылевого концентрата 18 с выходным каналом 20.

Форма элементов 13-16 такова, что направление входа в перепускные каналы составляет с направлением потока в канале пылевого концентрата 18 угол р 45-90°, а направление выхода из перепускного канала совпадает с направлением потока в выходном канале 20.

Участки перепускных каналов, на которых происходит поворот потока, имеют радиусы округлений. Каждый перепускной канал имеет по своей длине примерно постоянные площади проходных сечений. Минимальная площадь проходного сечения каждого последующего перепускного канала не больще, чем соответствующая площадь предыдущего перепускного канала, а минимальная площадь проходных сечений всех перепускных каналов приблизительно равна площади в канал пылевого концентрата.

Инерционный сепаратор (фиг. 2) включает в себя участок входа пылевого концентрата а-а (располагается в канале пылевого концентрата 18), участок сепарации 6-б с углом поворота потока на участке сепарации 45-90°, участок выхода очищенного воздуха 6-6 (перепускной канал 12) и участок отвода пылевого концентрата г-2, причем участок отвода пылевого концентрата из предыдущей ступени, одновременно является участком входа в последующую ступень.

Участок отвода пылевого концентрата из последнего сепаратора (фиг. 1) примыкает к пылеприемной щели 21, образованной пространством между пылесборником 17 и задней цилиндрической стенкой 22. Устройство имеет канал 23 с эжектором 24 для отвода пылевого концентрата.

Воздухозаборное устройство работает на двух режимах: режиме очистки воздуха от посторонних частиц при отклонении поворотных створок к задней стенке обтекателя и режиме перепуска неочищенного воздуха при отклонении поворотных створок к корпусу.

При работе на первом режиме загрязненный воздух, поступив во вход 10 первой ступени очистки 1, проходит по искривленному каналу к выходу 11. Под действием инерционных сил частицы концентрируются у поворотных створок сил частицы концентрируются у поворотных створок 5 и задней криволинейной стенки 8 обтекателя 9 и вместе с частью воздуха (15%) поступают 5 в канал пылевого концентрата 18, а основная часть воздуха, очистивщись от посторонних частиц, поступает в выходной канал 20.

Разделение потока осуществляется у передней кромки первого элемента 13 конического жалюзийного сепаратора.

Двигаясь по каналу пылевого концентрата 1-8, загрязненный воздух разделяется на две части.в каждой из последующих ступеней очистки. Одна часть перед входом 5 в перепускной канал 12 соверщает поворот на участке сепарации на угол 90°, за счет чего посторонние частицы под действием инерционных сил выводятся из потока и в перепускной канал 12 поступает очищенный воздух, который далее сливается с основным потоком. Другая часть загрязненного воздуха, двигаясь по каналу пылевого концентрата, поступает в следующую ступень очистки и т. д.

Окончательно пылевой концентрат поступает в пылеприемную щель 21 откуда отводится по каналу 23 за борт эжектором 24.

Второй режим (режим перепуска) используется на скоростях и высотах полета,

когда воздух практически не загрязнен. При этом створки 5 тягами 6 механизма их поворота 7 перемещаются к передней криволинейной стенке 3 корпуса 4. Воздух на этом режиме, не меняя направления, проходит между кольцом 2 и обтекателем 9 и

частично, проходя через конический жаюзийный сепаратор, поступает в двигатель. Вследствие уменьщения гидравлического сопротивления снижаются расход топлива