Лопасть винтовентиляторной установки

Лопасть винтовентиляторной установки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области авиации , в частности к устройству лопастей винтовентиляторных силовых установок летательных аппаратов, имеющих вязко е антиэрозионное покрытие. Целью изобретения является повышение КПД и снижение уровня шума силовой установки путем оптимизации процесса обтекания лопастей воздушным потоком . Достижение этой цели обеспечивается тем, что вязкое антиэрозионное покрытие имеет риблетную структуру, при этом риблеты ориентированы по соответствующим продольным линиям тока, а их высота и шаг соизмеримы с толщиной вязкого подслоя и прогрессивно убывают в направлении от комля кзаконцовке пера лопасти. При работе силовой установки на режиме наиболее продолжительного полета направление струек тока является определяющим для положения риблет, началу риблет соответствует линия ламинарно-турбулёнтного перехода вблизи передней кромки пера лопасти . 2 з.п.ф-лы, 3 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 64 С 11/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ”

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 4878305/23 (22) 29.10.90 (46) 30.05.93. Бюл. N 20 (71) Харьковский авиационный институт им.

Н. Е:Жуковского (72) И.В.Фадеев (56) Аэродинамика и акустика винтовентиляторов. / Под ред, Г.П.Свищева, Труды ЦАГИ, 1982,. вып.2189, с.21.

Проблемы разработки турбовинтовентиляторных двигателей. / По материалам открытой зарубежной печати/, Обзор ОНТИ

ЦАГИ, 1985, М 695, с.115, абз.1. (54) ЛОПАСТЬ ВИНТОВ ЕНТИЛЯТОРНОЙ

УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к области авиации, в частности к устройству лопастей винтовентиляторных силовых установок летательныхаппаратов, имеющих вязкое.антиэрозионИзобретение относится к области авиации и может быть использовано при конструировании винтовентиляторных установок летательных аппаратов.

Цель изобретения — повышение КПД и снижение уровня шума винтовентиляторной установки.

Достижение поставленной цели объясняется тем, что выполнение вязкого антиэрозионного покрытия в зонах между соответствующими линиями ламинарнотурбулентного перехода и задней кромки пера в виде совокупности соответствующим образам ориентированных риблет (микроребер размером порядка сотых долей миллиметра), высота и шаг которых прогрессивно убывают от комля к заканцовке пера. позволяет уменьшить зону интен,,5U,, 18182б9 А1 ное покрытие. Целью изобретения является повышение КПД и снижение уровня шума силовой установки путем оптимизации процесса обтекания лопастей воздушным потоком. Достижение этой цели обеспечивается тем, что вязкое антиэрозионное покрытие имеет риблетную структуру, при этом рибле.ты ориентированы по соответствующим продольным линиям тока, а их высота и шаг соизмеримы с толщиной вязкого подслоя и прогрессивно убывают в направлении от комля к законцовке пера лопасти. При рабате силовой установки на режиме наиболее продолжительного полета направление струек тока является определяющим для положения риблет, началу риблет соответству- 3 ет линия ламинарно-турбулентного перехода вблизи передней кромки пера лопасти. 2 з,п.ф-лы, 3 ил.

Ю сивной генерации турбулентных вихрей в погранслое на рабочих режимах винтовентиляторной установки. Благодаря этому в значительной, степени снижается сопротивление турбулентного трения каждой лопасти, что обеспечивает повышение КПД установки, и уменьшается диссипация энергии, что обеспечивает снижение уровня шума работающей установки.

На фиг.1 представлена в плане предлагаемая лопасть; на фиг.2 и 3 — соответственно сечения А-А и Б-Б на фиг.1.

Лопасть винтовентиляторной установки (устанавка на чертежах не показана) содержит комель 1 и саблевидное перо 2.

Последнее с обоих сторон снабжено вязким антиэрозионным покрытием 3. На каждой стороне пера 2 покрытие 3 разделено на две

1818269 зоны: слева (flo чертежу) расположена зона, ограниченная передней кромкой 4 пера 2 и линией 5 ламинарно-турбулентного перехода, а справа — эона, огранИченная той же линией 5 и задней кромкой 6 пера 2; Покрытие 3 в левой зоне имеет гладкую поверхность, а в правой зоне имеет риблетную структуру. Риблеты 7 и 8 в правой зоне (а также все другие риблеты) ориентированы по соответствующим линиям 9 тока, которые представляют собой пространственные кривые различной кривизны; Так как профилирующие поверхности с обеих сторон пера

2 не идентичны, соответствующие линии 5 ламинарно-турбулентного перехода в общем случае отличаются друг от друга как по форме, так и по расположению на поверхности пера 2. Аналогичное утверждение касается и предельных линий 9 тока.

Принципиальное расположение линий 5 и 9 может быть выбрано для любого режима работы винтовентиляторной установки. Однако наибольший эффект от реализации изобретения будет иметь место если расположение линий 5 и 9 на соответствующих сторонах лопасти будет выбрано на крейсерском режиме работы установки. Периметры риблет 7 и 8, т,е. их высота Н и шаг

S, в соответствии с изменением толщины вязкого подслоя турбулентного погранслоя прогрессивно убывают в радиальном направлении от комля 1 к законцовке 10 пера

2 (Н и Sl соответственно больше чем Н2 и

Я ). Риблетная структура покрытия в правой зоне может быть обеспечена, в частности, за счет наклейки пленки, имеющей соответствующий микрорельеф, либо за счет нанесения лакокрасочного материала с риблетной структурой поверхности.

Лопасть работает следующим образом.

В процессе вращения лопастей винтовентиляторной установки и движения летательного аппарата на лопасть воздействуют два набегающих воздушных потока. Один из потоков обусловлен вращением винта, а другой — движением аппарата. В результате в каждой точке пера 2 лопасти действует результирующий воздушный поток, вектор скорости которого направлен по касательной к местной линии 9 тока. Если силовая установка работает в крейсерском или близком к крейсерскому режиме. вектор скорости результирующего воздушного потока справа (по чертежу) от линии 5 ламинарнотурбулентного перехода в каждой точке Gyдет совпадать с направлением соответствующей риблеты в рассматриваемой точке, в частности с направлением риблет 7 и 8. Благодаря этому, несмотря на эначительнйе скорости набегающего воздушного потока тока, справа от линии 5 интенсивность генерации турбулентности в пограничном слое будет снижена. Это приводит к уменьшению . сопротивления турбулентного трения и, сле"0 довательно, к снижению суммарного аэро15

40 ф:

55 динамического сопротивления лопасти, что обеспечивает повышение КПД, а также снижение уровня шума работающей винтовентиляторной установки.

Расчеты показывают, что КПД винтовентиляторной установки, содержащей 6-12 соосно вращающихся в два ряда лопастей предлагаемого типа, по сравнению с аналогичной установкой, но с лопастями, вязкое антикоррозийное покрытие которых имеет гладкую поверхность по всей площади, повышается на 2...2,5, Аналогичные показания и по снижению уровня шума.

Формула изобретения

1, Лопасть винтовентиляторной установки, содержащая комель и саблевидное перо с вязким антиэрозионным покрытием, которое на каждой стороне пера от передней кромки до соответствующей линии ламинарно-турбулентного перехода имеет гладкую поверхность, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД и снижения уровня шума, вязкое антиэрозионное покрытие от линии ламинарно-турбулентного перехода до задней кромки имеет риблетную структуру, при этом риблеты ориентированы по соответствующим предельным линиям тока, а их высота и шаг соизмеримы с толщиной вязкого подслоя и прогрессивно убывают в направлении от комля к законцовке пера.

2. Лопасть по п.1, отличающаяся тем, что на каждой стороне пера в качестве линии ламинарно-турбулентного перехода принята разграничительная линия между соответствующими зонами ламинарного и турбулентного пограничных слоев при работе силовой установки в условиях крейсерского полета.

3. Лопасть по п.1, отличающаяся тем, что ориентация, риблет выполнена по соответствующим линиям тока при работе силовой установки в условиях крейсерского полета.

1818269

Фига

Составитель И. Фадеев

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор А. Обручар

Заказ 1922 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101