(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ САМОЛЕТА ОТ ПОПАДАНИЯ ПОСТОРОННИХ ПРЕДМЕТОВ
1
Изобретение относится к авиационному оборудованию в части разме-. щения на самолете элементов заборников первичного воздуха для силовой установки.
Необходимость защиты силовой установки вызвана тем, что при взлете и посадке в воздухозаборник могут попасть посторонние предметы, подброшенные передним шасси и поднятые вихрем, образующимся между поверхностью взлетно-посадочной полосы и поверхностью входного канала. Поскольку вихрь образуется при сравнительно малых скоростях, время включения и отключения средств защиты лимитируется контактом переднего шасси со взлетно-посадочной полосой. Средство защиты размещают во входном канале между самолетным воздухозаборником и входом в компрессор двигателя.
Известно устройство, содержащее одноступенчатый ротор с повернутыми к продольной оси радиальными лопатками, установленными во входном канале между воздухозаборником и двигателем на участке ограниченном центральным обтекателем, в котором смонтирован привод, а также сборник посторонних предметов со входным отверстием II .
Недостатком этого устройства является отсутствие гарантии защиты и большие гидравлические сопротивления на входе в двигатель на перабочих режимах, а также сложность устройства.
По основному авт.св. N 8б5б9 известно устройство для защиты силовой установки самолета от попадания посторонних предметов при взлете и посадке, содержащее одноступенчатый ротор с повернутыми к фронту
30 решетки радиальными лопатками, установленными во входном канале между воздухозаборником и двигателем на участке, ограниченном центральным обтекателем, а также привод ротора и сборник посторонних предметов со входным отверстием, выполненным на участке перед лопатками ротора, каждая из которых установлена в тормозном положении к приводу с угловым шагом Ч -k, cosCarctg.|i) , VF где j - угловой шаг лопаток; k - безразмерный коэффициент,зависящий от формы лопатки рото k,j- безразмерный коэффициент, зависящий от соотношения диаметров входного канала и цент рального обтекателя и максимально возможной скорости воздушного потока на входе в двигатель; временное сопротивление материала лопатки; удельный вес материала лопатки;п - запас прочности лопатки 2 В этом устройстве приводная турбин ротора подключена к компрессору двига теля. Монтаж турбины обтекателя опре деляет относительно малый диаметр ее колеса и потому пониженный КПД. Необ ходимость отбора воздуха, сжатого в компрессоре двигателя и средств пода чи и отключения ее на режимах, когда защита не требуется, несколько огран чивают экономичность и надежность устройства и характеризуют определен ную сложность управления им. Целью изобретения является.повыше ние экономичности устройства путем увеличения КПД привода при упрощении его конструкции. Поставленная цель достигается в результате того, что на концах лопаток ротора смонтирован бандаж с вы полненным на нем приводом ротора, об разованным турбинными лопатками,равномерно распределенными по периферии ротора, а в обечайке входного канала размещен канал подвода приводного воздуха с сопловым аппаратом. При этом, канал подвода приводног воздуха может быть соединен через створки подпитки с атмосферой. Обращенную к лопаткам, ротора поверхность бандажа целесообразно выполнять в виде конфузора. На чертеххе представлено описывамое устройство в составе конструкции мотогондолы двигателя. Одноступенчатый ротор 1 имеет повернутые к фронту решетки радиальные опатки 2. Ротор установлен во входном канале 3 между воздухозаборником и двигателем 5 на участке, ограниченном центральным обтекателем 6. Лопатки 2 установлены с угловым шагом1 (arctg где - угловой шаг; kj- коэффициент, -зависящий от формы лопатки; k,- коэффициент, зависящий от соотношения диаметров входного канала 3 обтекателя 6; О - временное сопротивление материала лопатки; j - удельный вес материала лопатки;п - запас прочности лопатки. Каждая из лопаток 2 установлена в тормозном положении к приводу,образованному турбиннУми лопатками 7, выполненными на бандаже 8, который смонтирован на периферии ротора на концах лопаток 2. В обечайке входного канала 3 перед лопатками 2 имеется входное отверстие 9 сборника 10 посторонних предметов и укреплен сопловой аппарат 11. Канал 12 подвода приводного воздуха к сопловому аппарату 11 соединен с компрессором двигателя 5 или через створки 13 подпитки и защитную сетку 1 с атмосферой. Обращенную к лопаткам 2 поверхность бандажа 8 целесообразно выполнять в виде конфузора. При запуске двигателя 5 перед ним создается разряжение, обеспечивающее всасывание атмосферного воздуха компрессором двигателя. Атмосферный воздух, имеющий избыточное давление по отношению к давлению, перед двигателем всасывается через створки подпитки 13 которые открываются под действием этого избыточного давления. Изменением или предварительным подбором сечения канала 12 обеспечивается вращение ротора в диапазоне угловых скоростей, при котором время перемещения в потоке воздуха постороннего предмета на ширину лопаточной решетки больше времени перемещения лопатки 2 на величину шага - просвета между лопатками Отработанный воздух с температурой, пониженной относительно атмосфе|эной, смешивается с очищенным воздухом за ротором 1, Вращательный момент привода превышает противоположно направленный момент от взаимодействия лопаток 2 с потоком из воздухозаборника. При столкновении посторонних предметов с лопатками 2 они отбрасываются против потока и либо выбрасываются через воздухозаборник «, либо попадают через отверстие 9 в сборник 10.
Данное расположение привода значительно (пропорционально соотношению диаметра турбины при размещении ее в обтекателе и диаметра входного канала, т.е. по крайней мере, в ij-S раза) повышает приводной момент устройства, благодаря этому можно пропорционально уменьшить расход приводного воздуха при отборе его от компрессора двигателя. Предложенное расположение приводной турбины позволяет, кроме того, в ряде слу-. чаев вообще отказаться от отбора сжатого воздуха и осуществлять привод подпиточным воздухом, используя разрежение в канале. В этом случае предельно упрощается автоматизация переключения ротора с режима защиты на режим авторотации. Как только относительная скорость встречного потока воздуха увеличится до значения, при котором давление перед двигателе
повысится, что произойдет на режиме, когда необходимость в защите отпала, створки 13 закроются, отключая питани привода.
Формула изобретения
1. Устройство для защиты силовой установки самолета от попадания посторонних предметов по авт.св. № 86569, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности путем увеличения КПД при упрощении его конструкции, на концах лопаток ротора смонтирован бандаж с выполненным на нем приводом ротора, образованным турбинными лопатками, равномерно распределенными по периферии ротора, а в обечайке входного канла размещен канал подвода приводного воздуха с сопловым аппаратом.
2.Устройство по пп.I и 2,о т л и ч аю щ е е с я тем, что канал подвода приводного воздуха соединен через створки подпитки с атмосферой.
3. Устройство по nn.t и 2, отличающееся тем, что обращенная к лопаткам ротора поверхность бандажа выполнена в виде конфузора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Патент США № 9979903,кл.60-39.09 1976.
2.Авторское свидетельство СССР № 86569 по заявке № 2 6i|170AO-23, кл. В 6i D 33/02, 1977.
