УСТРОЙСТВО СНИЖЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ВИХРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОД ВОЗДУХОЗАБОРНИКАМИ САМОЛЕТА СУ-27 НА ГАЗОВОЧНОЙ ПЛОЩАДКЕ

Модель относится к области авиации, в частности, к наземным средствам защиты авиационных газотурбинных двигателей от попадания посторонних предметов (камни, лед, грязь и т.д.).
Известно бортовое средство защиты, выполненное в виде решетки на входе в воздухозаборник самолета Су-27, поднимающейся при запуске двигателя. Решетка препятствует попаданию посторонних предметов с поверхности аэродрома в результате вихревого засасывания.
Недостатком решетки является: запрет ее использования в условиях, сопутствующих образованию льда на решетке, кромках воздухозаборника и входных направляющих аппаратах двигателя (октябрь-апрель); ограниченное использование решетки только на одном типе авиационной техники.
На других типах летательных аппаратов применяется штатное наземное средство защиты, изолирующее небольшой участок поверхности аэродрома под срезом воздухозаборника от попадания посторонних предметов с поверхности аэродрома (11.9966.0.000.000 Единый регламент технического обслуживания №10). Оно представляет собой небольшую
площадку специальной формы на колесах с заградительной решеткой по периметру, располагаемое под воздухозаборником.
Недостатком наземного средства защиты является сравнительно небольшие размеры площадки, а при встречно-боковом направлении ветра интенсивность вихреобразования резко увеличивается в 2-3 раза и вихрь, перемещаясь по поверхности, выходит за пределы площадки.
Предложенная модель позволяет: снизить интенсивность вихреобразования при встречно-боковом направлении ветра до интенсивности вихря при безветрии; уменьшить площадь блуждания вихря по поверхности аэродрома до площади наземного средства защиты.
Решаемая техническая задача представляет собой снижение влияния ветровых возмущений на интенсивность вихреобразования под двумя воздухозаборниками с подфюзеляжным расположением на газовочной площадке.
Параметром, отражающим интенсивность вихревых шнуров, может служить величина максимальной горизонтальной скорости,  у поверхности аэродрома, которая зависит от ряда конструктивных и эксплуатационных факторов.
, где
Н - высота расположения воздухозаборника;
в
G - расход воздуха через воздухозаборник;
в
V - скорость набегающего потока;
β - угол набегающего потока;
- эквивалентный диаметр входа в воздухозаборный канал (S - площадь входного сечения воздухозаборника).
Исследования зависимости интенсивности вихреобразования под воздухозаборниками самолета Су-27 от ветровых условий и размещения средств технического обслуживания проводились на специальной установке. Ветер моделировался с помощью ветродувки, которая представляет собой
кр
экв
короб с вентилятором на входе и спрямительной решеткой на выходе. Скорость ветра регулировалась радиальной щелевой заслонкой на входе. Переход от реального самолета к его модели потребовал соблюдения газодинамического подобия: Re>Re, за характерный линейный размер принят эквивалентный диаметр воздухозаборника D. Модель самолета изготовлена в масштабе 1:24. Скорость потока в обоих воздухозаборниках одинакова с=100 м/с.
Г
экв
экв
Исследования влияния направления и скорости ветра на интенсивность вихреобразования под воздухозаборниками проводились при помощи микропроцессорного термоанемометра ТТМ-2. За нулевое направление ветра принято встречное направление. Замеры V выполнялись вдоль средней линии каждого воздухозаборника на поверхности аэродрома на расстоянии 3D от среза воздухозаборника с интервалом 0,3D.
Результаты показали, что:
в
1. Вихрь начинает сдуваться набегающим потоком, V>6 м/с.
2. При β=30°÷60° образуется один мощный вихрь под левым воздухозаборником с подветренной стороны.
3. Значительное увеличение интенсивности вихреобразования наблюдается при направлении β=30°÷60°, β=120°÷150° (см. Фиг.1, 2).
в
в
4. Максимальная интенсивность вихреобразования наблюдается при скорости ветра V=3-6 м/с, направление β=30°÷60° и скорости ветра V=5-8 м/с, направление β=120°÷150°.
z
экв
Устройство снижения интенсивности вихреобразования под воздухозаборниками самолета Су-27 на газовочной площадке состоит: щит 1, телега на колесах 2, соединительные петли 3, шарнир упора щита 4, упор щита 5. Щит соединяется поворотными петлями с телегой на колесах, а упор под щит соединяется с телегой через шарнирное соединение (см. Фиг.4). Щит устанавливается на газовочной площадке на расстоянии R=15D от входного среза воздухозаборника.
Размеры щита:
L=2z - длинна щита, где z - расстояние между внешними боковыми кромками воздухозаборников;
вз
вз
Н=Нв - высота верхней кромки щита, где Нв - высота верхней кромки воздухозаборника;
α=45° - угол установки щита.
Устройство снижения интенсивности вихреобразования под воздухозаборниками самолета Су-27 на газовочной площадке работает следующим образом. При возникновении ветровых воздействий на газовочной площадке горизонтальная составляющая скорости ветра складывается с горизонтальной скоростью стягиваемых в воздухозаборник воздушных масс. В результате сложения скоростей интенсивность вихревых течений увеличивается. Щит располагается поперек встречно-боковому направлению ветра (см. Фиг.5). При установке устройства снижения интенсивности вихреобразования набегающий поток ветра сталкиваясь с устройством снижения интенсивности вихреобразования под воздухозаборниками самолета, изменяет направление. Следовательно, интенсивность вихреобразования зависит только от режима работы и характеристик силовой установки. Рекомендуемые условия для применения устройства снижения интенсивности вихреобразования под воздухозаборниками самолета на газовочной площадке:
в
1. скорость V=3-6 м/с, направление β=±30°÷60°.
в
2. скорость V=3-8 м/с, направление β=±120°÷150°.
в
На Фиг.3 представлена зависимость  под воздухозаборниками от удаленности щита Rz, для направления ветра β=30°÷60° со скоростью V=3-5 м/с.
Применение предполагаемого устройства позволит исключить влияние ветра, увеличивающего интенсивность вихреобразования под
воздухозаборниками и как следствие снизить вероятность досрочного снятия двигателей из-за попадания посторонних предметов.