СПОСОБ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ЗОН ПОПАДАНИЯ ПОТОКА ЖИДКОЙ ФРАКЦИИ В ВОЗДУХОЗАБОРНИКИ ДВИГАТЕЛЕЙ САМОЛЕТА СО ВЗЛЕТНО-ПОСАДОЧНОЙ ПОЛОСЫ
METHOD OF IMAGING ZONES OF RUNWAY FLUID PENETRATION INTO AIRCRAFT AIR INTAKES

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использовано для определения защищенности воздухозаборников (ВЗ) двигателей самолета от попадания воды или слякоти (жидкой фракции) с взлетно-посадочной полосы (ВПП), рулежных дорожек (РД) или других эксплуатационных поверхностей аэропорта для подтверждения соответствия самолета требованиям Авиационных Правил АП-25(25.1091(d)(2)) при сертификационных испытаниях самолетов.
При движении по РД и ВПП, покрытых слоем воды, слякоти или снега, при выполнении взлета, посадки и руления происходит выброс потоков жидкой фракции из-под колес стоек шасси и поднятие потоков реверсивными струями двигателей, которые затем могут попасть в каналы ВЗ и на вход в двигатели. Попадание большого количества воды, слякоти или снега с поверхности РД и ВПП в каналы воздухозаборников двигателей может вызвать потерю тяги двигателей, помпаж двигателей или их остановку из-за срыва пламени в камере сгорания. В подтверждение соответствия самолета требованиям АП-25(25.1091(d)(2)) проводят тестовые пробежки самолета на определенных методикой испытания скоростях по контрольному участку - бассейну с водой.
Для определения попадания воды при тестовом пробеге самолета по бассейну наносят на исследуемые поверхности специально подобранную побелку, состоящую из меловой пасты с добавкой воды, мездрового клея и синьки, доведенной до консистенции побелки. При попадании струи воды на исследуемые поверхности от увлажнения побелка меняет цвет, что фиксируется визуально и фотосъемкой.
С момента пробежки самолета по бассейну до остановки для фотографирования проходит какое-то время, и специально нанесенный слой побелки может успеть частично высохнуть под набегающим потоком воздуха и приобрести первоначальный цвет. Невозможно оценить интенсивность воздействия водяного потока из-под колес шасси самолета как по отдельности, так и суммарно на конкретные участки поверхности, особенно в труднодоступных местах.
Известен способ аэродинамических испытаний модели ВЗ двигателя летательного аппарата, включающий исследование условий вихреобразования и попадания посторонних частиц в ВЗ ЛА, проводимых на имитирующем ВПП экране с емкостью, расположенной под ВЗ (RU №2349888, кл. G01M 9/00). Емкость заполняют покрытые флуоресцентной краской твердые частицы заданных размеров. Источником света, обеспечивающим возникновение эффекта флуоресценции, и средствами фото и/или видеофиксации траектории светящихся красок фиксируют траектории разлетающихся частиц и оценивают характер движения частиц, определяют степень защищенности двигателя и определяют безопасные режимы руления самолета по аэродрому.
Известный способ заявлен для модельных исследований, может использоваться только для оценки защищенности ВЗ двигателей самолета и не может быть применен при его натурных испытаниях из-за использования твердых частиц.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в получении устойчивой во времени, наглядно документируемой визуализации попадания жидкой фракции с ВПП в ВЗ двигателей самолета для повышения достоверности оценки интенсивности воздействия потока на конструктивные элементы ВЗ двигателей при контрольной тестовой пробежке самолета по контрольному участку - бассейну с жидкой фракцией, определения защищенности каналов ВЗ двигателей самолета от попадания жидкой фракции, которые могли бы привести к неустойчивой работе двигателей, для аргументированного подтверждения соответствия самолета требованиям АП-25(25.1091(d)(2)).
Для достижения названного технического результата в предлагаемом способе визуализации зон попадания потока жидкой фракции в ВЗ самолета с ВПП, включающем контрольную тестовую пробежку самолета по специально подготовленному контрольному участку - специальному бассейну, выполненному с тремя продольными ячейками, по которым проедут колеса соответствующих стоек шасси самолета, предварительно заполненных жидкой фракцией, дополнительно в каждую ячейку добавляют флуоресцентные краски соответственно красного, синего, зеленого цветов, осмотр и фотографирование после пробега самолета при ультрафиолетовом освещении зон попадания жидкой фракции с флуоресцентной краской, поднятой из под колес шасси на элементы ВЗ испытуемого самолета, определяют по яркости и цвету их свечения интенсивность воздействия потока жидкой фракции в совокупности и отдельно по каждой из стоек шасси.
Возможен вариант визуализации зон попадания потока жидкой фракции в ВЗ самолета с ВПП для достижения названного технического результата, когда покрывают элементы конструкции ВЗ несколькими равномерными слоями смываемой жидкой фракцией флуоресцентной краски разных цветов, например синий, зеленый, красный цвета, на основе меловой пасты, высушивая каждый слой перед нанесением следующего, при этом нижний слой не должен просвечивать сквозь верхний, продольные ячейки специального бассейна наполняют жидкой фракцией, после контрольного тестового пробега и остановки самолета осматривают и фотографируют поверхности элементов конструкции ВЗ под освещением ультрафиолетового осветителя, по уменьшению интенсивности излучения от флуоресцентных красок определяют зоны попадания воды и по проявлению цвета красок с нижних слоев определяют интенсивность воздействия потока.
После проведения контрольной тестовой пробежки и фотографирования результатов краску с поверхности самолета смывают механическим способом с помощью воды.
Качественный зрелищный результат может быть получен при фотографировании элементов конструкции ВЗ и самолета в темное время суток (ночью) во время/после пробега по бассейну с жидкой фракцией с использованием ультрафиолетового осветителя.
Заявляемый способ позволит определить зоны попадания и интенсивность воздействия жидкой фракции на элементы конструкции ВЗ двигателей самолета из под колес всех и отдельных стоек шасси при контрольной тестовой пробежке самолета по контрольному участку в обеспечение сертификационных испытаний.
Изобретение поясняется чертежом.
На Фиг.1 показан контрольный участок - бассейн с жидкой фракцией для контрольной тестовой пробежки самолета.
Способ осуществляется следующим образом.
Составной бассейн, расположенный на ровном участке ВПП 1, состоящий из трех отдельных продольных ячеек 2, 3, 4, по которым проедут колеса 5 соответствующих стоек шасси самолета 6 при тестовой пробежке, заливают водой до требуемой методикой испытаний глубины, далее в каждую ячейку добавляют флуоресцентные краски соответственно красного, синего, зеленого цветов и тщательно перемешивают с водой. После тестового пробега по бассейну и остановки самолета визуально осматривают и фотографируют поверхности элементов конструкции ВЗ 7 двигателей самолета под освещением ультрафиолетового осветителя. По наличию флуоресцентного излучения определяют зоны попадания воды, а по яркости и цвету их свечения - интенсивность воздействия потока жидкой фракции из-под колес стоек шасси в совокупности и отдельно по каждой из них. После фиксации результатов испытаний краску с самолета смывают механическим способом с помощью воды.
Возможен другой вариант визуализации зон попадания потока жидкой фракции в ВЗ самолета, когда подготавливают три специальные краски на основе раствора меловой пасты на воде с добавлением флуоресцентных красок, красного, зеленого, синего цветов, готовые краски наносят равномерным слоем на исследуемую поверхность каналов ВЗ самолета по слоям, давая высохнуть, каждый слой в такой последовательности - синий, зеленый, красный слои. Толщину нанесения каждого последующего слоя определяют подсветкой поверхности ультрафиолетовой лампой - нижний слой не должен просвечивать сквозь верхний. Составной бассейн, состоящий из трех отдельных продольных ячеек, по которым проедут колеса соответствующих стоек шасси самолета при тестовой пробежке, заливают водой до требуемой методикой испытаний глубины. После пробега по бассейну и остановки самолета визуально осматривают и с помощью фотоаппарата фотографируют исследуемые поверхности элементов конструкции ВЗ под освещением ультрафиолетового осветителя и по проявлению цветов красок нижних слоев красок, и по уменьшению интенсивности флуоресцентного излучения определяют зоны попадания воды на них и оценивают интенсивность воздействия потока воды. После фиксации результатов краску с самолета смывают механическим способом с помощью воды.
Таким образом, заявляемый способ визуализации обеспечит документируемый, доказательный результат тестовых пробежек самолета по контрольному участку в подтверждение соответствия самолета требованиям АП-25(25.1091(d)(2)) в обеспечении безопасности полетов.