Устройство для защиты силовой установки самолета от попадания посторонних предметов
Патент 865694
Авторы
Устройство для защиты силовой установки самолета от попадания посторонних предметов
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЮЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистичвскик
Реслублик
g»865694 (61) Дополмительиое к авт. саид-ву (22) Заявлемо 210377 (21) 2464170/4 0-23 (ЗЦМ. Кл.з с присоедимением заявкм No (23) Прморитет
В 64 0 33/02
F 02 С 7/04
Государствеиинй комитет
СССР по делам изобретеиий и открнти Й
Опубликовано 230981. Ьюллетемь 89 3S
Ю) УАК 629.7.036. . 3 (088.8) Дата опубликования описаммя 230981 (72) Авторы изобретения
К. Х. Григорян, М. Г. Миримский и И. Б. Мовча (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ
САМОЛЕТА ОТ ПОПАДАНИЯ ПОСТОРОННИХ
ПРЕДМЕТОВ
Изобретение относится к авиационному оборудованию в части размещения на самолете элементов заборников первичного воздуха для силовой установки и может быть реализовано там,где
5 входной канал образован элементами конструкции самолета.
Необходимость защиты силовой установки вызвана тем, что при взлете и посадке в воздухозаборники 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.Средст- ® ва защиты размещают во входном канале между самолетным воздухозаборником и входом в компрессор двигателя, перед которым, как правило, имеется центрирующая проставка для компенсации несоосности входного канала и двигателя, обусловленной сложностью точности подвески последнего.
Известно устройство, rîäåðæàùåå снабженную:приводом рьь",иижную решет- ЗО ку и укрепленную на ней защитную сетку (1).
Недостатками этого устройства являются сложность конструкции и большой вес.
Известно также устройство, основанное на сепарации посторонних предметов, содержащее неподвижные лопат". ки, установленные под углом к направлению движения воздуха. 3а лопатками в стенке входного канала имеются входные отверстия сборника посторонних предметов (2).
Такие устройства имеют пониженную надежность защиты. Кроме того, искажается геометрия проточного канала, что ухудшает характеристики силовой установки на сверхзвуковых режимах полета.
Известно также устройство, содержащее одноступенчатый ротор с повернутыми к продольной оси радиальными лопатками, установленными во.входном канале между воэдухоэаборником и двигателем на участке, ограниченном центральным обтекателем, а также привод ротора и сборник посторонних предметов со входным отверстием (3 ).
Недостатком этого устройства является отсутствие гарантии защиты и
865694
20 большие гидравлические сопротивления на входе в двигатель на нерабочих режимах, а также сложность.
Цель изобретения — уменьшение гидравлических сопротивлений на нерабочих режимах, упрощение устройства и повышение эффективности и надежности защиты при снижении веса и упрощении эксплуатации.
Поставленная цель достигается тем, что входное отверстие сборника посторонних предметов выполнено на участке между воздухозаборНИком и лопатками ротора, каждая из которых установлена в тормозном положении к приводу относительно проходящей через ее корневую часть диаметральной 3$ плоскости симметрии, с угловым шагом
К2
43 =К«003(а«ttII — „) где угловой шаг лопаток, радианй;
К -=0,3-0,35 — безразмерный коэффициент, зависящий от формы лопаток, К = 35-45 — безразмерный коэффи2
IJHBHT зависящий OT 25 соотношения диаметров входного канала и центрального обтекателя и максимально возскорости пото 30 ка на входе в двигатель; временное сопротивление материала лопаток, кг/м, 35 удельный вес материала лопаток, кг/м ;
n — принятый запас прочности
Ротор может быть смонтирован в центрирующей проставке. При этом 40 центральный обтекатель укреплен на расположенных за лопатками ротора радиальных стойках, образующих спрямляющий аппарат, а сборник посторонних предметов — на наружной поверх- 4 ности проставки между ее торообразными наконечниками.
На фиг. 1 представлено устройство в составе конструкции самолета; на фиг. 2 — узел крепления ротора в центрирующей проставке; на фиг. 3 развернутая решетка лопаток ротора. устройство содержит одноступенчатый ротор 1 с повернутыми к фронту решетки лопатками 2. Лопатки 2 установлены в канале 3 между самолетньм воздухоэаборником 4 и двигателем 5 на участке, ограниченном изнутри центрадьным обтекателем б, а снаружи — центрирующей проставкой 7. В обтекателе 6 смонтирован привод ро- Ю тора — воздушная турбина 8i ° соединенная каналом 9 в радиальных стойках
10 с трубопроводом 11, оборудованньм краном 12, с выходом компрессора двигателя, а каналом 13 — с атмосферой. 45
На наружной поверхности центрирующей проставки 7 между ее торообразными наконечниками 14 укреплен сборник 15 посторонних предметов, имеющий на участке перед лопатками 2 входное отверстие 16.
Каждая из лопаток 2 установлена в тормозном положении к приводу 8 относительно проходящей через корневую часть лопатки диаметральной плоскости симметрии.
Лопатки 2 установлены по отношению к фронту решетки под острым углом с = grotg (RltpJI),уменьшающимся к периферии лопатки, причем r — радиальное расстояние до измеряемого сечения, и =(С,ЗСВ р„), где С = 0,3-0,5 скорости звука (330 м/с — максимально возможная скорость воздушного потока на входе в двигатель (ТРД), Допустимая угловая скорость ротора определяется из условия прочности лопатки
®а D Ofb t 4-и где с3 — временное сопротивление материала лопатки," удельный вес материала лопатки; и — запас прочности;
0 — диаметр ротора.
d:a«0tg — ««= 0«0333 0«СС0 к С 04. 330 0
t4l3 l 4,/ „
К2 в.@
С 2 046 =Зс бабин 2
Шаг лопаток определяется иэ условия таким образом, чтобы время прохождения воздушным потоком расстояния с. Мн сс, где E — ширина лопатки, было не больше, чем время перемещения задней кромки лопатки на величину просвета между смежными лопатками на любом радиусе.
Из этого условия следует, что с,- МИСС )
"и где Ь вЂ” просвет между лопатками;
u — окружная скорость лопатки, "и=1-142- коэффициент перекрытия, Ь = Е Ми а (0 С) (Ц К„>. и GO5*
Так как — = c tgd, то Ь
С г ки
Угловой шаг лопаток ротора Ч= —, 4f22) где с R. cos oC+ Ь вЂ” круговой шаг лопаток на периферии ротора
t=COOS4 8 = СО543С И+11Ки)
СОМ ки
Поскольку оптимальным, с точки зрения газодинамики, является соотношение с, 0,07-0,10, принимается
Й = 0,090. . „.„„,, «* — "««а
1 2 3) ф3 / у. и ) К 099.2(3+1((,2) 00,32Е(0,5 —;O,Ж), 90K„co5(arctic. К / @ -„-, 865694
° ротора и сборник посторонних предме гов со входным отверстием, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты при уменьшении сопротивления на нерабочих режимах и упрощении монтажа и эксплуатации, входное отверстие сборника посторонних предметов выполнено на участке перед лопатками ротора, каждая из которых установлена в тормозном положении к приводу относительно проходи-leй через ее корне- . вую часть диаметральной плоскости симметрии, с угловым шагом ч =K,.со9(агс1Я к (.фУ ..и )
Ч вЂ” угловой шаг лопаток;
К =0,3-0,"5 — безразмерный коэффициент, зависящий от формы лопатки рото1
;ра, L
К = 35-45 — безразмерный коэффи20 2 циент, зависящий от соотношения диаметров входного канала и центрального обтекателя и максимально возможной скорости воздушного потока на входе в двигатель, 6 — временное сопротивление материала ло30 патки, — удельный вес материала лопатки;
n — запас прочности лопатки.
Я5 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что ротор смонтирован в центрирующей проставке непосредственно перед двигателем с креплением центрального обтекателя на ее расположенных за лопатками ротора радиальных стойках, образующих спрямляющий аппарат,а сборника посторонних предметов — на наружной поверхности проставки между ее торообраэными наконечниками.
На режимах, когда возможно забрасывание в воздухозаборник посторонних предметов от переднего шасси и под действием вихря, устройство необходимо включать на рабочий режим. Для этого одновременно с запуском двигателя перед взлетом и при посадке кран
12 открывают и подают на турбину 8 воздух из компрессора двигателя.
Ротор начинает вращаться против тормозного момента лопаток. При этом во входном канале создается небольшое противодавление (0,008 кг/см ).
Посторонние частицы, попавшие во входной канал движутся вместе с воздушным потоком. с той же или меньшей скоростью.
При столкновении с лопаткой ротора частице сообщается радиальная М„ и направленная против потока Ч составляющие скорости.
В результате частицы отбрасываются против потока и попадают через отверстие 16 в сборник 15.
Зависимость, определяющая величину углового шага лопатки, обеспечивает 100%-ный отбой посторонних предметов, поскольку время прохождения попавшей частицы на глубину лопаточной. решетки больше времени поворота лопаток на величину просвета между ними.
Монтаж ротора в центрирующей проставке позволяет реализовать данное техническое решение без каких-либо доработок воздухозаборника и входного канала. Кроме того, в данном случае удобство установки устройства значительно облегчает регламентные работы при его эксплуатации.
В полете кран 12 закрывают и ротор под действием потока воздуха,подаваемого в двигатель, работает в турбинном режиме, сглаживая неравномерности и пульсации потока, повышая запас устойчивости двигателя.
Формула изобретения
1. Устройство для защиты силовой установки самолета от попадания посторонних предметов, содержащее одноступенчатый ротор с повернутыми к фронту решетки радиальными лопатками, установленными во входном канале между воздухозаборником и двигателем на участке, ограниченном центральным обтекателем, а также привод S5
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Великобритании 91272938, кл. I= 1 G, 1972 °
2. Патент CIIIA 9 3362155 кл. 60-39.09, 1968.
3. Патент CIIIA 9 3979903, кл. 60-39.09, 1976 (прототип) 865694
Составитель Н. Берг
Редактор Л. Алексеенко Техред И.Рейвес Корректор- × ° Коста
Заказ 7961/28 Тираж 477 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4