Защитный блок двигателя самолета от попадания посторонних предметов и птиц
AIRCRAFT ENGINE BLOCK FOR PROTECTION AGAINST INGESTION AND BIRDS

Изобретение относится к устройствам для защиты воздухозаборника двигателя самолета от попадания посторонних предметов.
Пишет пресса: Птицы губят самолеты и разоряют авиакомпании.
Самой частой причиной аварий самолетов являются, как ни странно, птицы. Именно столкновения железных птиц с пернатыми вызывают миллионные убытки авиакомпаний и человеческие жертвы. Только за один январь 2009 года в мире случилось три крупных авиааварии, причиной которых стали летающие создания. Международная организация гражданской авиации в Монреале каждый год регистрирует около 5400 столкновений воздушных судов с птицами. Даже в случае, когда эти аварии не угрожают безопасности людей, они вызывают колоссальные финансовые потери.
Замена лопастей, простой самолетов, слив топлива при аварийной посадке - десятки тысяч долларов - цена за одного воробья, попавшего в турбину.
Большинство аварий из-за пернатых происходят на взлете или посадке. И это понятно, встретить стаю высоко летящих птиц самолет конечно, может, но шансов на это куда меньше, чем когда машина входит в зону, где птиц много. На высоте до 300 метров происходит 75% всех столкновений, тогда как на высоте от 300 до 1500 метров - 20% и только 5% - на высоте больше 1,5 километров. Неудивительно, что наибольшую угрозу самолетам представляют птицы, обитающие около аэродромов.
К каким только средствами ни прибегают службы воздушных портов, чтобы отвадить с территории пернатых. И траву покороче подстригают, чтобы не колосилась и птичкам было нечего кушать, и с собаками патрулируют, и крики тревожные, записанные на пленку, проигрывают, и хищных птиц специально заводят и обучают, чтобы прогнать лишних летающих подальше от взлетных полос. Самая большая вероятность встретиться с самолетом у птиц в утренние и дневные часы - между 8 и 12 часами случается 40,3% всех аварий, связанных с птицами, и между 12 и 16 часами - 28,5%. В остальное время частота трагических встреч резко падает.
Исследования показали, что в 45% случаев столкновения птицы попадают в двигатель самолета. И в 12% случаев - в кабину пилотов. Инженеры, проектируя двигатели авиалайнеров, конечно же, рассчитывают на возможное столкновение, однако предел прочности механизмов ограничен. Так, двигатели А-320, выполнявшего известный рейс из Нью-Йорка в Шарлот и приводнившегося на Гудзон, должны, по замыслу конструкторов, выдерживать столкновение с птицей весом до 1,8 килограммов - достаточно, чтобы не бояться ворон или чаек. Однако, по одной из версий, самолет столкнулся со стаей диких гусей, вес которых может достигать пяти с лишним килограмм. Впрочем, и «расчетные» птички весом до 2 кг не столь уж безобидны.
Источник: http://www.avia-inform.ru/old/308/316/
В 2009 году командиру пассажирского авиалайнера Салленбергеру удалось посадить Airbus А320-214 на поверхность реки Гудзон после того, как самолет столкнулся со стаей птиц и оба его мотора оказались неисправны. В нескольких аэропортах лайнеру отказали в экстренной посадке, но Салленбергер сумел развернуть воздушное судно прямо над городом и приводниться на реку, при этом никто из 150 пассажиров и 5 членов экипажа не пострадал. В СМИ фантастическое происшествие получило название «чудо на Гудзоне», а сразу после случившегося авиакомпания обвинила отважного летчика в том, что он необдуманно рисковал жизнью людей.
Источник: http://www.aif.ru/culture/book/chudo_na_gudzone_otryvok_iz_knigi_kotoraya_legla_v_osnovu_filma
С места крушения Ту-154 Минобороны в Черном море поступает новая информация. Не исключено, что катастрофа могла произойти из-за птицы.
Агентство «Интерфакс» со ссылкой на свои источники сообщает, что экипаж самолета столкнулся с критической технической неисправностью при наборе высоты. Есть и другая версия: в двигатель могла попасть птица.
Источник: http://www.ntv.ru/novosti/1736542/
В 2012 году в Международном аэропорту Техаса Эль-Пасо в двигатель самолета Boeing 737 засосало инженера-механика. Рейс №1515 готовился вылететь в Хьюстон.
На борту самолета Boeing 737-500 во время происшествия находилось 114 пассажиров и пять человек членов экипажа, во время проверки работоспособности двигателей лайнера и произошла чудовищная трагедия.
Пресс-секретарь Boeing заявил, что это не первый подобный инцидент, но случаются они крайне редко, «не чаще одного раза в год». (Цинизм капиталистов)
Источник: http://fishki.net/anti/1278652-cheloveka-zasosalo-v-turbinu-samoleta.html
Накануне в аэропорту "Шереметьево" во время запуска двигателя пассажирского Boeing-737 погиб инженер Игорь Елфимов. Его затянуло в турбину самолета. Причиной трагедии может быть неосторожность самого инженера, невнимательность пилотов самолета или неисправность турбины, сообщают "Вести.ру". 26-летний Игорь Елфимов два года назад окончил МГТУ гражданской авиации, работал в аэропорту "Быково", а последний год обслуживал самолеты в инженерно-авиационной службе "Шереметьева-1".
Источник: https://dni.ru/russia/2004/7/14/46142.html
Несчастный случай произошел в аэропорту индийского города Мумбаи, сообщает ТАСС.
По данным местных СМИ, мужчину засосало в один из двигателей в тот момент, когда лайнер уже двигался по взлетной полосе. Другие подробности инцидента неизвестны.
Источник: http://www.ntv.ru/novosti/1584379/
Гражданин Грузии, который работал техником на аэродроме в пригороде Баку, погиб в результате несчастного случая во время обслуживания штурмовика Су-25 ВВС Азербайджана, сообщили во вторник в республиканском министерстве обороны.
Командированный в расположенную в пригороде Баку воинскую часть гражданин Грузии Юрий Кулачков при подготовке к полечу Су-25 оказался втянут в турбину двигателя самолета и погиб, передает «Интерфакс». По факту проводится разбирательство.
Источник: http://www.vz.ru/news/2011/12/27/550172.html
Птицы - к несчастью
Столкновения самолетов с птицами в зоне аэропортов становятся реальной угрозой безопасности.
Безопасность авиапассажиров в России оказалась под угрозой. Виновниками стали обыкновенные птицы, которые все чаще врезаются в самолеты на взлете или посадке. Пилоты бьют тревогу: несмотря на ужесточение мер безопасности, подобные случаи начали происходить ежедневно.
Одна из авиакомпаний обратилась в суд с иском к тюменскому аэропорту, чтобы взыскать миллион рублей убытков, понесенных по причине попадания птицы в турбину самолета на подлете к аэропорту.
Аэропорт Внуково, к примеру, создал внештатную группу по отпугиванию птиц, запланировал приобретение дополнительного оборудования для контроля за хищными птицами и назначил специальную комиссию по эколого-орнитологическому обследованию аэродрома и при аэродромной территории. Так же поступили и в других воздушных гаванях, но это не помогает.
https://rg.ru/2016/08/03/s-nachala-goda-v-rossii-pticy-okolo-300-raz-vrezalis-v-samolety.html
Чем опасно попадание птицы в двигатель самолета?
Отвечает летчик 1-го класса, капитан А-320 Андрей Литвинов: Каждый год в мире регистрируется около пяти тысяч случаев столкновения самолетов с птицами. Последствия от таких вот воздушных аварий зависят от многих факторов. Например, довольно опасно, если такое ЧП произошло не на большой высоте, а при взлете. Ведь в это время у экипажа очень мало времени, чтобы в случае возникновения серьезных неполадок принять правильное решение. Очень многое также зависит от размера птицы. Какую-нибудь мелочь просто перемелет, а если птица крупная, то действительно могут возникнуть серьезные проблемы. Произойдет помпаж двигателя, в результате чего он выйдет из строя. В таком случае самолету придется лететь и садиться, соответственно, только на одном двигателе. Если он исправен, то ничего сложного или же опасного в этом нет - экипаж справится.
Источник: http://www.aif.ru/dontknows/eternal/chem_opasno_popadanie_pticy_v_dvigatel_samoleta
«От Автора» Птицы летают стаями и надеяться, что при встрече со стаей птиц всего лишь один двигатель будет поврежден и заглохнет, наивно и безответственно.
Известно «Устройство для защиты воздухозаборника от попадания посторонних предметов» Патент №505175, содержащее защитный элемент, перекрывающий вход воздухозаборника, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности защиты воздухозаборника от попадания посторонних предметов, защитный элемент выполнен в виде щитка с наклонными хвостовиками, шарнирно закрепленными в нише крыла, и соединенного с приводом, например, силовым цилиндром, установленным в нише крыла.
Недостатками данного устройства являются ограниченные возможности конструкции.
Также известно «Устройство для защиты турбореактивного двигателя самолета от попадания посторонних предметов» Патент №717868, содержащее защитную поворотную панель, состоящую из каркасной части, образованной продольными и параллельными оси опорного шарнира поперечными ребрами, несущими защитную решетку, отличающееся тем, что, с целью улучшения характеристик на взлетном режиме при обеспечении эффективной защиты с пониженным гидравлическим сопротивлением потоку засасываемого воздуха и уменьшения веса, защитная решетка выполнена в виде образованных в монолитном теле панели окон, при этом параллельные оси опорного шарнира поперечные грани этих окон и поперечные ребра установлены под углом 25-35° к продольной оси входного канала.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является «Устройство защиты газотурбинного двигателя самолета от посторонних предметов и птиц» Патент №80431, содержит составленный из двух частей сетчатый экран с перекрытием контура воздушного канала перед воздухозаборником и два диаметрально расположенных и закрепленных на воздухозаборнике кронштейна. Внутренний контур обода первой части сетчатого экрана совпадает с наружным контуром обода второй части. Обе части сетчатого экрана посажены в месте их разделения на общую с кронштейнами ось с возможностью синхронного поворота обеих частей сетчатого экрана перед воздухозаборником в горизонтальное положение. Одновременно с поворотом производится укладка второй части сетчатого экрана внутри первой. Сетка в сетчатом экране образована из нитей с прочностью на разрыв не менее 230-270 сН/текс.
Недостатками данных конструкций является Большая вероятность забивания решетки частями попавших в них предметов, например птиц и тем самым перекрытие доступа и уменьшение подачи в двигатель воздуха, вплоть до критических величин.
Технической задачей изобретения является:
1. защита газотурбинного двигателя самолета от посторонних предметов и птиц.
2. Защита человека, рабочего персонала от затягивания в турбину и гибель.
3. Увеличение срока службы авиадвигателей, как итог экономия финансов.
Поставленная задача обеспечивается тем, что в качестве защитного щита воздухозаборника самолета от попадания посторонних предметов используется «принцип рольганга». «В основе функционирования рольгангов лежат транспортерные ролики, позволяющие грузам свободно скользить по образуемой роликами поверхности. Сами ролики закреплены на неподвижной металлической раме, словно ступени у лесенки, только в отличие от них - ролики свободно вращаются вокруг своей оси».
На сегодняшний день, авиация практически на 100% состоит из машин, которые используют газотурбинный тип силовой установки. Иначе говоря - газотурбинные двигатели. Источник: http://avia.pro/blog/gazoturbinnyy-dvigatel-foto-stroenie-harakteristiki
В низу описания подробная информация о комплектующих конструкции.
Изобретение представляет несколько конструкционных вариантов и чертежи.
Рис. 1 - корпус самолета 1, Корпус газотурбинного двигателя 2, ролики свободного вращения - 3, рама для ролики свободного вращения 4, птицы на пути самолета 5, птицы отраженные защитным блоком 6, направление движения птиц до и после встречи с самолетом 7,
Рис. 2 - корпус самолета 1, Корпус газотурбинного двигателя 2, ролики свободного вращения - 3. рама для ролики свободного вращения 4, птицы на пути самолета 5, птицы отраженные защитным блоком 6, направление движения птиц до и после встречи с самолетом 7, защитный элемент, перекрывающий вход воздухозаборника разделен на равнофункциональные левую 8, правую 9 части, посредством жесткой штанги 10,
Рис. 3 - корпус самолета 1, Корпус газотурбинного двигателя 2, ролики свободного вращения - 3, рама для ролики свободного вращения 4, птицы на пути самолета 5, птицы отраженные защитным блоком 6, направление движения птиц до и после встречи с самолетом 7, центральный ролик свободного вращения 11, каркас защитного экрана стреловидной формы, для крепления к Корпусу газотурбинного двигателя.
Техническая задача выполняется благодаря тому что:
Самолет 1, как пассажирский так и военный имеют «Защитный блок двигателя самолета» 2, от попадания посторонних предметов и птиц, который содержит последовательно и параллельно закрепленные ролики свободного вращения 3 лежащие в одной плоскости, при этом фронтальная сторона воздухозаборника выполнена наклонной под углом 45°±15° относительно горизонта или продольной линии фюзеляжа. Фронтальная площадь воздухозаборника 2 увеличена, и рассчитывается по формуле: общая фронтальная площадь воздухозаборника минус общая площадь роликов свободного вращения = площадь воздухозаборника, изначально предусмотренная конструкцией на заводе-изготовителе.
2-й вариант рис. 2. Защитный блок воздухозаборника выполнен в виде одной секции 2 или разделен на равнофункциональные две или более части 8 и 9, посредством жесткой штанги 10, служащей для крепления роликов свободного вращения. Для изготовления применяются высоколегированные марки стали, «подробно в конце описания». Ролики свободного вращения 3 жестко закреплены к наклонной плоскости двигателя самолета.
3-й вариант. Защитный элемент представляет собой раму, на которой закреплены ролики свободного вращения 3, при этом сама рама является съемной, и крепится к корпусу двигателя самолета посредством, например, болтов-гаек.
Ролики свободного вращения 3 рассчитываются с таким расстоянием, что попадающий на защитный блок воздухозаборника, потенциально опасный посторонний предмет, в первую очередь птицы, имеет опорой как минимум два ролика одновременно.
Размеры роликов свободною вращения 3, расстояние между роликами, а также прочностные характеристики защитного блока, рассчитываются для каждой модели самолета отдельно. Ролики свободного вращения 3 крепятся напрямую к Корпусу газотурбинного двигателя 2 или посредством крепления металлической рамы. Форма воздухозаборника может быть выполнена прямоугольная или круглая или овальная, при этом плоскость воздухозаборника обязательно выполнена наклонной под углом 45°±15°, относительно продольной линии фюзеляжа 1.
4-й вариант, рис. 3. Защитный блок двигателя самолета, от попадания посторонних предметов, содержащий «защитный блок», перекрывающий вход воздухозаборника, при этом форма воздухозаборника, имеет стреловидную форму, разделяющую «Защитный блок» на две равнофункциональные части, при этом каждая плоскость выполнена наклонной под углом 45°±15°, относительно продольной линии фюзеляжа (горизонта). Прочность роликов свободного вращения соответствует требуемым характеристикам, для их производства используются высоколегированные марки стали.
Для подшипников, к которым предъявляются повышенные требования по долговечности и надежности, применяют стали подвергнутые специальным переплавам, уменьшающим содержание неметаллических включений (ШХ15-Ш), а также двойной переплав: электрошлаковый и вакуумно-дуговой (ШХ15-ШД) «подробно в конце описания».
«Защитный блок воздухозаборника двигателя самолета» работоспособен в разных климатических условиях, и имеет антидеформационные и ударопрочностные характеристики в температурном режиме от -50° до +50° С.
5-й вариант Рис. 3: Защитный блок двигателя самолета, от попадания посторонних предметов, содержащий защитный элемент, перекрывающий вход воздухозаборника, отличающийся тем, что перед воздухозаборником установлен защитный экран из роликов свободного вращения, закрепленный к корпусу двигателя самолета, при этом плоскость воздухозаборника может быть выполнена традиционно вертикальной, а плоскость защитного экрана выполнена наклонной или стреловидной, при этом угол наклона защитного экрана равен 45°±15° относительно продольной линии фюзеляжа.
Центральный ролик 11 свободного вращения находящийся впереди «защитного блока стреловидной формы», выполнен более прочным и больше по диаметру.
Каркас защитного экрана крепится к корпусу двигателя самолета посредством болтов-гаек. Форма воздухозаборника может быть выполнена прямоугольная или круглая или овальная. Ролики свободного вращения 3 на «защитном экране», стреловидной формы установлены вертикально или горизонтально относительно горизонта, и конструкционно адаптируется к конкретному самолету.
Работа Защитного блока двигателя самолета, от попадания посторонних предметов и птиц осуществляется следующим образом:
Самолет 1, как пассажирский так и военный работают в обычном режиме.
Птицы 5 летят на фронтальную плоскость воздухозаборника и попадают на защитный экран из роликов свободного вращения. Рама с роликами свободного вращения установлена под углом 45°±15°. Каждая птица 5, имея опорой как минимум два ролика одновременно прокатывается по защитному экрану и невредимая 6, немного отклонившись от своего курса 7, летит дальше.
В отдельном варианте «защитный блок», перекрывающий вход воздухозаборника, имеет стреловидную форму, разделяющую «Защитный блок» на две равнофункциональные части, при этом каждая плоскость выполнена наклонной под углом 45°±15°. Практический смысл разделения «Защитного блока» на две части в том, что например на Рис. 1 «Защитный блок» является значительным по длине, и птица попадая на «Защитный блок» катится по всей длине. На рис. 3. «Защитный блок» на две равнофункциональные части, и каждая в 2 раза короче, также птица попадая на этот «Защитный блок» катится в два раза меньше, а значит больше шансов не попасть в двигатель.
В 5-м варианте рис. 3, «Защитный блок двигателя самолета» выполнен в виде «защитного экрана» для того, чтобы на заводе не менять плоскость воздухозаборника, оставлять ее традиционно вертикальной. «Защитный экран» является насадкой для сегодняшней конструкции двигателя самолета. Чем меньше изменений, тем меньше затрат.
В отличие от аналогов, предлагаемый «Защитный блок двигателя самолета» выполняет задачу эффективно.
1) 100%-ная защита человека от затягивания в турбину и дальнейшую гибель.
2) Увеличение срока службы авиадвигателей, как итог значительная экономия финансов.
3) В двигатель самолета не попадают посторонние предметы и птицы. Самолеты летят своим курсом, а птицы немного придя в себя от столкновения, своим курсом.
Терминология подробно и источники:
Основным элементом неприводного конвейера является цилиндрический ролик. Ролик состоит из неподвижной оси, обечайки с завальцованными втулками и внутренними крышками. Ролик имеет радиальные шариковые подшипники, систему штампованных колец: лабиринтных, запорных пружин. Конструкция ролика отличается технологичностью и простотой, невысокой стоимостью и удобством эксплуатации. Закладная смазка, возобновляемая через 8-12 месяцев, и двухзаходное лабиринтное уплотнение надежно защищают подшипники при средних и отчасти тяжелых условиях работы, а отсутствие трущихся элементов обеспечивает невысокое сопротивление вращению.
Ролики обычно изготовляют из стальных груб. Движение грузов происходит под действием толкающей силы рабочего или составляющей силы тяжести груза. В последнем случае конвейер называют роликовым спуском. Уклон роликовых спусков 2…4%. Источник: http://www.in-mash.ru/news_207.html
Неприводные роликовые транспортеры (конвейеры) перемещают грузы под воздействием силы тяжести, поэтому такие транспортеры называют еще гравитационными. Гравитационные роликовые транспортеры устанавливаются с наклоном около 2-5°, для того чтобы ролики легко вращались под действием силы тяжести груза. Для обеспечения нормального перемещения по роликовому транспортеру груз должен иметь опорой не меньше трех роликов одновременно. Ролики как основной грузонесущий элемент, как правило, имеют форму цилиндра. Преимуществами такого исполнения роликов являются меньший вес самого роликового транспортера, отсутствие шума в работе, устойчивость к агрессивному воздействию среды, эластичность.
Необходимо назвать технические преимущества роликовых транспортеров:
- ролики обеспечивают легкое передвижение груза по транспортеру, не тормозят движение самого груза;
- используя наклон рабочей поверхности транспортера, груз движется без использования электрического привода.
Источник: http://www.in-mash.ru/transportery_rolikovye.html
Воздухозаборник авиационного двигателя - это тщательно спроектированная и изготовленная конструкция, от исполнения которой зависят параметры и надежность работы двигателя во всех эксплуатационных режимах.
На сверхзвуковых самолетах воздухозаборники часто делают регулируемые. Применяют различные электрогидравлические автоматы для регулировки проходного сечения («горла») воздухозаборника. Обычно применяют отклоняемый вертикальный (Су-24) или горизонтальный «клин» (МиГ-25) или выдвижной «конус» (МиГ-21).
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%85%D0%BE%D0%B7%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BA
Плоскость входа в воздухозаборник часто бывает наклонной. Это делается для обеспечения эффективной работы воздухозаборника (и двигателя) на больших углах атаки, когда вход затеняется нижней частью корпуса мотогондолы. Известны плоские сверхзвуковые входные устройства (СВУ) авиационных силовых установок (СУ) с турбореактивными двигателями, как, например, на самолетах российского производства Су-27, Миг-29М, имеющие проточный канал, образованный панелью торможения (обычно регулируемой), боковыми и нижней поверхностями обечайки входного устройства.
Источник: http://www.findpatent.ru/patent/231/2315878.html
Турбореактивный двигатель (ТРД) - это наиболее известный и востребованный тип газотурбинных двигателей (ГТД), который широко используется в гражданской и военной авиации. ТРД, как и все остальные виды ГТД, относятся к тепловым машинам, а это значит, что выработанная ими энергия получена в результате сжигания топлива. Именно эти двигатели стали первыми газотурбинными двигателями, которые заменили собой поршневые в авиастроении.
Источник: http://zewerok.ru/osevoy_trd/
На сегодняшний день, авиация практически на 100% состоит из машин, которые используют газотурбинный тип силовой установки. Иначе говоря - газотурбинные двигатели. Однако, несмотря па вею возрастающую популярность авиаперелетов сейчас, мало кто знает, каким образом работает тот жужжащий и свистящий контейнер, который висит под крылом того или иного авиалайнера.
Подробнее на: http://avia.pro/blog/gazoturbinnyy-dvigatel-foto-stroenie-harakteristiki
В зависимости от способа дальнейшего использования этой энергии
газотурбинные двигатели подразделяются на:
Турбореактивные, турбовинтовые, турбовентиляторные, турбовальные:
http://avia.pro/blog/gazoturbinnyy-dvigatel-foto-stroenie-harakteristiki
Свойства высоколегированных мартенситно-стареющих сталей: стали этого класса обладают уникальным комплексом механических свойств: высокой прочностью при достаточной пластичности и вязкости, высоким сопротивлением малым пластическим деформациям, хрупкому и усталостному разрушению, что в сочетании с хладостойкостью, теплостойкостью, коррозионной стойкостью и размерной стабильностью определяет такую эксплуатационную надежность изделий из мартенситно-стареющих сталей, которая не достигается при использовании сталей других классов.
http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/stk/visokolegirovannie_stali