ВОЗДУХОЗАБОРНИК САМОЛЕТА

Полезная модель относится к авиационной технике, точнее - к воздухозаборникам летательных аппаратов с турбореактивными двигателями, снабженными створками подпитки, и может быть использована на различных самолетах.
Створки подпитки для обеспечения необходимого потока воздуха на взлетно-посадочных режимах имеются в воздухозаборниках двигателей многих самолетов (Техника воздушного флота. 1991. №4, с.52; Нечаев Ю.Н. Теория авиационных двигателей. ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1990, с.255-259).
Различные конструкции воздухозаборников со створками подпитки, являющиеся отдаленными аналогами предлагаемого решения, описаны в а.с. СССР №315650 (B 64 D 33/02), заявке РФ №94022790 (B 64 D 33/02), патенте РФ №2088486 (B 64 D 33/02), а.с. №912040 (B 64 D 33/02), патенте США №4203566 (кл. США 244/57) и т.д..
Размещение створок подпитки в количестве, необходимом для захвата потока воздуха нужной величины, в конструкциях типа описанных в заявке РФ №94022790 или в патенте РФ №2088486 может потребовать их размещения почти до компрессора двигателя, что отрицательно скажется на качестве потока воздуха перед компрессором и снизит ресурс двигателя.
Наиболее близким к предлагаемому решения является воздухозаборник самолета Су-27 (А.Фомин «Су-27. История истребителя», М.: «РА Интервестник», 1999, стр.218). Он является регулируемым, имеет близкое к прямоугольному сечение и оснащен выпускаемой сеткой для предотвращения попадания в воздушный тракт двигателя посторонних предметов при взлете и посадке, а также мелких птиц. Створки подпитки расположены на нижней стороне воздухозаборника и в закрытом положении образуют его внешнюю поверхность в зоне размещения защитной сетки и выполнены открывающимися и закрывающимися под действием перепада давления. Внутренняя поверхность канала воздухозаборника над створками образована упомянутой защитной сеткой в положении, когда она опущена. Створки могут открываться как при выпущенной, так и при убранной сетке.
Недостаток такого исполнения заключается в том, что при размещении большого количества створок подпитки компактно, т.е. в виде жалюзи, увеличиваются размеры выреза под створки в обшивке воздухозаборника, нарушается целостность шпангоутов, пересекающих вырез под створки (в месте выреза шпангоуты отсутствуют), что отрицательно сказывается на общей прочности и жесткости воздухозаборника. Из-за сопротивления защитной сетки и плохообтекаемых шпангоутов в зоне размещения створок эффективная тяга силовой установки и ее газодинамическая устойчивость снижаются на режимах взлета и посадки, что влияет на безопасность полета.
Задачей полезной модели является повышение надежности работы силовой установки летательного аппарата на взлетно-посадочных режимах за счет оптимизации конструкции створок подпитки воздухозаборника.
Для решения этой задачи предлагается воздухозаборник, имеющий шпангоуты, внешнюю и внутреннюю поверхности и внешние створки подпитки, которые в закрытом положении являются участками его внешней поверхности, отличающийся тем, что каждая из упомянутых внешних створок закреплена относительно одного из шпангоутов воздухозаборника с возможность вращения, упомянутые внешние створки подпитки совместно с этими шпангоутами образуют фрагмент упомянутой внешней поверхности воздухозаборника, кроме того, имеются внутренние створки подпитки, каждая из которых также закреплена относительно одного из упомянутых шпангоутов воздухозаборника с возможность вращения, внутренние створки подпитки в закрытом положении совместно с этими же шпангоутами образуют фрагмент внутренней поверхности воздухозаборника.
Часть конструкции каждого из упомянутых шпангоутов совместно с соответствующими упомянутыми внешней и внутренней створками подпитки в их открытом положении образует канал с профилированной аэродинамической поверхностью.
Для фиксации угла открытия внешних и внутренних створок подпитки имеются упоры.
Часть конструкции шпангоутов в зоне установки створок подпитки выполнена в виде полого профиля.
Предлагаемое решение позволяет обеспечить доступ к двигателю необходимого потока воздуха с обеспечением необходимой прочности воздухозаборника без увеличения его веса.
Полезная модель поясняется фигурами.
На фиг.1 изображено продольное сечение предлагаемого воздухозаборника.
На фиг.2 изображено поперечное сечение воздухозаборника в зоне размещения створок подпитки.
На фиг.3 показан в увеличенном масштабе фрагмент продольного сечения воздухозаборника в зоне установки створок подпитки.
Воздухозаборник двигателя самолета содержит внешнюю 1 и внутреннюю 2 поверхности, шпангоуты 3, а также внешние створки подпитки 4 и внутренние створки подпитки 5, причем относительно каждого из шпангоутов 3 закреплены одна из створок 4 и одна из створок 5. Строки 4 закреплены с возможностью вращения относительно оси 6, а створки 5 - с возможностью вращения относительно оси 7.
Внешние створки подпитки 4 в закрытом состоянии вместе с внешними полками 8 шпангоутов 3 образуют часть внешней поверхности 1 воздухозаборника, а внутренние створки подпитки 5 в закрытом состоянии вместе с внутренними полками 9 шпангоутов 3 образуют часть внутренней поверхности 2 воздухозаборника. При этом расстояние между створками подпитки 4 определяется шириной внешней полки 8, а расстояние между внутренними створками 5 - шириной внутренней поли 9.
Створки 4 и 5 открываются практически синхронно под действием перепада давления, пропуская внутрь воздухозаборника поток дополнительного воздуха.
Часть 10 конструкции каждого из шпангоутов 3 между точками соприкосновения шпангоута 3 со створками 4 и 5 совместно с этими створками в их открытом положении образует канал с профилированной аэродинамической поверхностью для того, чтобы при открытых створках 4 и 5 воздух протекал внутрь без срывов.
Для фиксации угла открытия внешних створок подпитки 4 и внутренних створок подпитки 5 имеются упоры 11, находящиеся на шпангоутах 3.
Часть конструкции шпангоута 3, находящаяся в зоне установки створок 4 и 5, выполнена в виде полого трубчатого профиля.
Воздухозаборник работает следующим образом.
При запуске силовой установки самолета в канале воздухозаборника создается разрежение и под действием перепада давления открываются внешние створки подпитки 4 и внутренние створки подпитки 5. Угол открытия створок 4 и 5 фиксируется упорами 11. Дополнительный воздух поступает через отверстия, образованные створками 4 и 5 с одной стороны и профилированньми аэродинамическими частями 10 шпангоутов 3 с другой стороны, внутрь воздухозаборника.
После взлета самолета и возрастании его скорости разрежение в канале воздухозаборника уменьшается, и створки плавно закрываются под воздействием собственного веса и давления внутри канала воздухозаборника.
В случае помпажа при открытых створках подпитки воздушная волна перемещается от компрессора двигателя вперед, воздействует на створки 4 и 5, пытаясь отклонить их на больший угол. Этому препятствуют упоры 11. Возникающему в этой ситуации крутящему моменту противостоит полый профиль шпангоутов 3 (такой профиль имеет повышенную прочность на кручение).
Связь между существенными признаками и техническим результатом заключается в следующем:
- размещение створок так, что створки подпитки вместе с внешними полками шпангоутов образуют часть внешней поверхности воздухозаборника, а внутренние створки вместе с внутренними полками шпангоутов - внутреннюю поверхность воздухозаборника, позволяет не нарушать целостность шпангоутов и разместить створки компактно с достаточно большой суммарной площадью подпитки в наиболее удобном месте, обеспечивая максимальный эффект;
- часть конструкции шпангоута с профилированной аэродинамической поверхностью обеспечивает безотрывное обтекание шпангоута;
- упоры фиксации угла открытия створок предотвращают выламывание и опрокидывание створок при воздействии обратной волны давления при помпаже двигателя;
- выполнение конструкции шпангоутов в зоне установки створок подпитки в виде полого профиля увеличивает их жесткость, предотвращает их скручивание от воздействия крутящих моментов, создаваемых силами, воздействующими на створки, позволяет уменьшить ширину внутренних и внешних полок шпангоутов с обеспечением необходимой прочности, и за счет этого увеличить пропускную способность створок подпитки, размещенных между шпангоутами.