МАЛОГАБАРИТНЫЙ ТУННЕЛЬНЫЙ ВОЗДУХОЗАБОРНИК ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ДОЗВУКОВОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к области самолетостроения, в частности, к разработке входных воздухозаборных устройств (ВЗУ) воздушно-реактивных двигателей (ВРД) дозвуковых летательных аппаратов.
Известно входное устройство силовой установки самолета (см. патент на изобретение РФ №1793650, МПК B64D 33/02, дата публикации 28.01.1991, «Входное устройство силовой установки самолета»), содержащее внутренний канал, обечайку и лоток, подводящий воздух с наружной поверхности летательного аппарата к внутреннему каналу воздухозаборника и состоящий из направляющей поверхности и боковых стенок, направляющая поверхность лотка выполнена криволинейной формы с горизонтальным участком, расположенным перед воздухозаборником. Воздухозаборник также содержит клин сжатия. Перед плоскостью входа воздухозаборника установлена перфорированная разделительная перегородка. Данное техническое решение принято за прототип как наиболее близкий аналог.
Недостатком такого воздухозаборника является то, что лоток с горизонтальным участком имеет большую длину. Наличие большой длины, плоских боковых стенок канала и, особенно, перфорированной разделительной перегородки, требующих усиленного поперечного силового набора, приводит к снижению тяги двигателя и увеличению веса воздухозаборника. Указанные выше недостатки существенно снижают возможность применения воздухозаборников такого типа, особенно на перспективных ЛА, имеющих высокую весовую эффективность и не располагающих объемами, необходимыми для размещения таких каналов.
Задачей и техническим результатом предлагаемой полезной модели являются разработка конструкции малогабаритного туннельного воздухозаборника воздушно-реактивного двигателя дозвукового летательного аппарата, обеспечивающей повышение его аэродинамической эффективности и малый уровень демаскирующих признаков.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что малогабаритный туннельный воздухозаборник воздушно-реактивного двигателя дозвукового летательного аппарата содержит внутренний канал, обечайку и лоток, подводящий воздух с наружной поверхности летательного аппарата к внутреннему каналу воздухозаборника и состоящий из направляющей поверхности и боковых стенок. Существенное отличие предлагаемой полезной модели заключается в том, что сопряжение лотка с корпусом летательного аппарата осуществлено по поверхности с непрерывной кривизной как в продольном, так и в поперечном направлениях от оси лотка, а обечайка, выполненная с закругленной передней кромкой, выступает над поверхностью корпуса летательного аппарата таким образом, что находится в зоне затенения носовой частью корпуса.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен внешний вид малогабаритного туннельного воздухозаборника воздушно-реактивного двигателя дозвукового летательного аппарата с несущим корпусом.
На фиг.2 показано схематическое изображение малогабаритного туннельного воздухозаборника в осевом сечении летательного аппарата.
На фиг.3 представлена расчетная картина обтекания летательного аппарата с несущим корпусом с предложенным малогабаритным туннельным воздухозаборником, полученная расчетном вязкого обтекания.
Основными конструктивными элементами (см. фиг.1, 2) малогабаритного туннельного воздухозаборника являются: внешний канал 2, ограниченный наклонным лотком 3, внутренний канал 4, расположенный внутри фюзеляжа 1 летательного аппарата и ограниченный обечайкой 5.
Для обеспечения безотрывного течения лоток 3 сопрягается с несущим корпусом летательного аппарата по поверхности с непрерывной кривизной как в продольном, так и в поперечном направлениях к оси летательного аппарата.
Обечайка 5, выполненная с закругленной передней кромкой, выступает над поверхностью летательного аппарата таким образом, что находится в зоне затенения носовой частью несущего корпуса (линия визирования 6 на фиг.2).
Разработанная форма и профилировка воздухозаборника и лотка обеспечивает безотрывное обтекание верхней поверхности корпуса и плавное течение воздуха на входе во внутренний канал воздухозаборника. Распределение кривизны поверхности лотка в продольном направлении минимизирует градиенты давления, а непрерывная кривизна поверхности лотка в поперечном направлении обеспечивает безотрывное безвихревое течение в поперечном направлении, поскольку разрежение вдоль оси лотка приводит к появлению бокового перетекания воздуха, направленному к оси лотка.
Работоспособность такого воздухозаборника подтверждается расчетными и экспериментальными исследованиями. На фиг.3 приведены результаты расчета распределения коэффициента давления и линии тока при обтекании носовой части самолета с числом М=0,2 и углом атаки α=15°. Из приведенных результатов следует, что течение безотрывное и безвихревое. При этом, согласно расчетам, на основных режимах полета обеспечивается значение коэффициента восстановления полного давления на уровне 0,980…0,985, что практически не уступает значению коэффициента восстановления полного давления для лобовых воздухозаборников.
Таким образом, предложенная конструкция малогабаритного туннельного воздухозаборника воздушно-реактивного двигателя дозвукового летательного аппарата, содержащего лоток, сопряженный с корпусом летательного аппарата по поверхности непрерывной кривизны, внутренний канал, обечайку с закругленной передней кромкой, выступающую над поверхностью корпуса летательного аппарата таким образом, что она находится в зоне затенения носовой частью корпуса, обеспечивает малый уровень демаскирующих признаков за счет затенения канала воздухозаборника элементами планера при сохранении высокого уровня аэродинамической эффективности летательного аппарата, поскольку приводит к незначительному увеличению веса конструкции и обеспечивает высокий уровень коэффициента восстановления полного давления.