СИЛОВАЯ УСТАНОВКА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к силовым установкам летательных аппаратов, в частности к плоским соплам двигателей.
Известны силовые установки с плоскими соплами двигателей (фиг.1, 2), состоящие из переходного участка от круглого сечения двигателя к плоскому соплу, сопла, вертикальных перегородок, нижней панели (см. Aviation week and space texhnology, April 30, 1990).
К их недостаткам относятся:
отсутствие регулирования величины тяги в боковом направлении помощью отклонения панели сопла;
направление тяги изменяется только за счет отклоняемой нижней панели, что в ряде случаев (для совершений, например, летательным аппаратом быстрых маневров в боевых условиях) может быть недостаточно эффективным и требует наличия крупногабаритного хвостового оперения;
значительная заметность силовой установки в радиолокационном, инфракрасном, акустическом диапазонах длин волн и значительная заметность летательного аппарата с боковых ракурсов в радиолокационном диапазоне длин волн из-за наличия хвостового оперения.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей силовой установки и устранение указанных недостатков.
Указанный результат достигается тем, что силовая установка летательного аппарата, содержащая двигатель, воздухозаборники, плоское сопло с переходным участком от круглого сечения, отклоняемую панель, размещенные в сопле вертикальные перегородки, снабжена, по крайней мере, одной дополнительной отклоняемой панелью, а вертикальные перегородки выполнены поворотными.
Каждая панель может быть выполнена со своим приводом, а одна из сторон панелей может иметь зубцы треугольной формы, что позволяет при смыкании панелей зубцы одной панели расположить в пазах другой панели.
Вертикальные перегородки могут быть выполнены с возможностью перемещения от общего привода и с различным профилем, например, криволинейным.
Расстояние между перегородками определяется соотношением: S=К L/V, где S - число Струхаля;
К - частота;
L - расстояние между перегородками;
V - скорость истечения газа.
В случае однодвигательной силовой установки плоское сопло разделено перегородкой, каждая часть сопла имеет свои панели и вертикальные перегородки, при этом перегородки в указанных частях сопла устанавливаются с возможностью поворота в противоположные стороны.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 - приведена схема известного плоского сопла (аналога);
На фиг.2 - вид сбоку на предлагаемое сопло;
На фиг.3 - вид сверху на предлагаемое сопло с отклоняемыми перегородками;
На фиг.4 - панели с пилообразными сторонами
На фиг.5 - перегородки специально спрофилированные по длине.
На фиг.6 - разделенная на две части перегородкой переходная зона.
Силовая установка летательного аппарата содержит сопло 1 с переходным участком 2, плоским срезом 3 и вертикальными перегородками 4, отклоняемые панели 5, управляемые устройствами 6 и 7.
Перегородки имеют привод 8. Панели 5 имеют пилообразные (зубчатые) стороны 9.
Работа предлагаемой силовой установки с малозаметным регулируемым соплом 1 осуществляется следующим образом.
При двухдвигательной компоновке летательного аппарата для выполнения маневра в горизонтальной плоскости создается разность тяги двигателей. При этом газы идущие через сопло 1 по переходной части сопла 2, достигая среза сопла 3, пройдя перегородки 4, воздействуют на панели 5, отклоняемые к оси сопла соответственно устройствами 6 и 7 (например, гидравлическими цилиндрами) - тяга двигателя с отклоненными панелями 5 изменяется и летательный аппарат разворачивается в горизонтальной плоскости.
2
1
2
1
Для выполнения разворота с креном панели 5 в зависимости от направления крена отклоняются на разные углы - появляются разные по величине вертикальные составляющие силы (см. фиг.2: α>α, отсюда F>F), заставляющие летательный аппарат осуществить поворот с креном.
Створки второго сопла могут или не отклоняться совсем или отклоняться на другие, чем у первого сопла углы - это зависит от необходимой скорости маневра, определяемой или летчиком, или автоматически по заложенной в вычислительную систему программе.
2
1
2
1
На быстроту выполнения маневра влияет угол β (см. фиг.3) установки перегородок 4, устанавливаемый с помощью устройства 8 (например, гидравлическим цилиндром с тягами переменной длины, жестко скрепленными с осями перегородок 4) так же летчиком или в автоматическом режиме. Чем больше угол β по отношению к продольной оси летательного аппарата, тем больше боковая составляющая тяги и тем маневр осуществляется быстрее (см. фиг.3: β>β и Q>Q).
В целях уменьшения заметности силовой установки в радиолокационном диапазоне длин волн стороны 9 панелей 5 выполнены зубчатыми - в виде ломаной линии, состоящей из треугольников, причем при смыкании панелей 5 зубцы одной из них входят в пазы другой.
Для уменьшения заметности силовой установки в радиолокационном, инфракрасном, акустическом диапазонах длин волн перегородки 4 выполнены специально спрофилированными (фиг.5) таким образом, чтобы не просматривались нагретые части силовой установки с направлений возможной атаки (направление W на фиг.5), например, за счет изгиба перегородок (фиг.5), при этом внешняя точки А перегородки перекрывается внутренней точкой В соседней перегородки. Кривизна перегородок (вплоть до нулевой) - переменная по ширине сопла -в зависимости от ее положения и исходя из условия экранирования горячих точек круглого сопла.
Расстояние между перегородками 4 определяется также необходимой степенью уменьшения акустической заметности силовой установки из известного (см. Седов Л.И. "Методы подобия и размерности в механике" М., 1987, стр.132) соотношения: S=(k·1)/v (S - число Струхаля, k - частота, v - скорость истечения газа, 1 - расстояние между перегородками).
Известно (см. тот же источник), что чем выше частота колебаний звука, тем быстрее звук затухает в воздухе по дальности - т.е. звук от силовой установки летательного аппарата слышен на меньшей дальности и летательный аппарат по шуму может быть услышан, когда он успевает нанести удар по противнику.
Для однодвигательной компоновки летательного аппарата отличие заключается в том (см. фиг.6), что переходная зона 2 сопла 1 перегорожена перегородкой 10, образуя как бы два плоских сопла, снабженных двумя парами панелей 5 и перегородками 4, отклоняющимися в разные стороны для создания боковой составляющей тяги силовой установки.
Работа однодвигательного сопла аналогична вышеописанной двухдвигательной.
Управление полетом летательного аппарата в вертикальной плоскости осуществляется как при двухдвигательной, так и при однодвигательной компоновке летательного аппарата с помощью отклонения или только верхних или только нижних панелей 5.
Использование регулируемого плоского сопла позволяет отказаться от хвостового оперения летательного аппарата, что снижает не только его массу, но и заметность с боковых ракурсов в радиолокационном диапазоне длин волн.