Prize de aer: semnificație, cerințe și tipuri. Formula modelului de utilitate

Deținătorii brevetului RU 2433073:

Invenţia se referă la domeniul aviaţiei, mai precis la o nacelă pentru un turboreactor. Nacela conține o priză de aer configurată pentru a direcționa fluxul de aer către ventilatorul motorului cu turboreacție și un element structural mijlociu (5) care conține o carcasă (9) care acoperă ventilatorul menționat și la care este conectată admisia de aer. Pe o parte a admisiei de aer menționate există un mijloc de absorbție a sunetului (13) care se extinde indisolubil în jurul carcasei și există un spațiu (14) între mijlocul de absorbție a sunetului și carcasă. Rezultatul tehnic este reducerea gradului de vibrație al nacelei. 10 salariu f-ly, 9 ill.

Invenţia se referă la o nacelă pentru un turboreactor, care conţine o admisie de aer configurată să direcţioneze un flux de aer către un ventilator al unui turborreactor, şi un element structural mijlociu care conţine o carcasă care înconjoară ventilatorul menţionat, la care este conectată admisia de aer, în care suprafaţa interioară a admisiei de aer menţionate este cel puţin parţial echipată cu mijloace de absorbţie a sunetului care se extind continuu de-a lungul a cel puţin unei părţi a carcasei.

Forța aeronavei este asigurată de una sau mai multe motoare, care includ un motor turborreactor găzduit într-o nacelă în formă de tub. Fiecare centrală electrică este atașată la aeronavă folosind un stâlp, situat de obicei sub aripă sau pe fuselaj.

Designul nacelei include în mod tradițional o priză de aer situată în fața motorului, o secțiune din mijloc care înconjoară ventilatorul motorului cu turboreacție și o secțiune din spate care găzduiește mijloacele de inversare a tracțiunii și care înconjoară camera de ardere a motorului cu turboreacție. În partea din spate a nacelei există de obicei o duză de evacuare, a cărei ieșire este situată în spatele motorului turboreactor.

Admisia de aer cuprinde, în primul rând, o buză configurată pentru a asigura aspirația optimă către motorul turboreactor a aerului necesar funcționării ventilatorului și a compresoarelor interne și, în al doilea rând, un element structural spate pe care este montat buza și care asigură direcția corectă a aerului. spre palele ventilatorului. Acest întreg ansamblu este situat în fața carcasei ventilatorului, care este o parte integrantă a secțiunii frontale a nacelei.

Brevetul US 3.890.060 dezvăluie o nacelă echipată cu mijloace de absorbție a sunetului care se extinde continuu de la structura de admisie a aerului din spate până în zona din spatele nacelei.

Brevetul US 4.534.167 dezvăluie un sistem de atașare a admisiei de aer la carcasa elementului structural mijlociu pentru a asigura continuitatea mijloacelor de absorbție a sunetului.

Totuși, s-a observat că în cazul instalării mijloacelor de absorbție a sunetului care se extind de la structura de admisie a aerului din spate până la carcasă, ansamblul astfel obținut devine static nedeterminat în zona dintre flanșa de montare a mijloacelor de absorbție a sunetului a prizei de aer din spate. structura și flanșa de montare a carcasei.

Obiectivul prezentei invenții este de a depăși dezavantajele menționate mai sus prin asigurarea unei nacele pentru un turboreactor, cuprinzând o priză de aer pentru direcționarea fluxului de aer către un ventilator al motorului cu turboreacție și un element structural mijlociu care cuprinde o carcasă care închide respectivul ventilator și la care este conectată o admisie de aer, a cărei suprafață interioară este prevăzută cel puțin parțial cu mijloace de absorbție a sunetului care se extind continuu de-a lungul cel puțin unei părți a carcasei, nacela menționată fiind caracterizată prin aceea că există un anumit spațiu între sunet -mijloace de absorbtie si carcasa.

Dacă există un anumit decalaj între carcasă și mijloacele de absorbție a sunetului, legătura directă dintre mijloacele de absorbție a sunetului menționate și carcasă încetează să mai existe, reducând astfel gradul de nedeterminare statică.

Cu toate acestea, în timpul condițiilor de zbor, partea mijloacelor de absorbție a sunetului situată în zona carcasei poate fi supusă unor vibrații mai mult sau mai puțin semnificative, în funcție de lungimea secțiunii mijloacelor de absorbție a sunetului care iese dincolo de carcasă, iar aceste vibrații vor fi transmise întregii nacele, și în special, restului mijloacelor de absorbție a sunetului, în urma cărora se vor produce deformații mai mult sau mai puțin semnificative, care vor duce, la rândul lor, la perturbări aerodinamice și acustice. cauzată de o întrerupere a continuităţii liniilor de curgere în jurul mijloacelor de absorbţie a sunetului. Următoarele îmbunătățiri ajută la rezolvarea acestor probleme suplimentare.

Este avantajos ca mijloacele de absorbţie a sunetului să fie prevăzute cu cel puţin un mijloc de întărire a structurii.

De preferinţă, mijloacele de întărire structurală cuprind o carcasă conectată la sau solidară cu mijloacele de absorbţie a sunetului.

De asemenea, este de preferat ca grosimea carcasei din zona carcasei să scadă în direcția ventilatorului. Această formă înclinată a carcasei face posibilă obținerea unei structuri conice în zona carcasei, iar această formă se repetă în mod complementar în carcasă în sine, ceea ce permite o direcție de transfer de forță aproape de a fi aliniată cu restul carcasei. carcasă.

Este avantajos ca mijloacele de absorbție a sunetului să fie conectate în zona carcasei la cel puțin un mijloc de amortizare a vibrațiilor.

De preferinţă, mijloacele de amortizare cuprind un mijloc de oprire montat pe carcasă pentru a preveni apropierea de mijloacele de absorbţie a sunetului.

Este avantajos ca mijloacele de amortizare să cuprindă cel puţin un element elastic adiacent mijloacelor de absorbţie a sunetului. Un astfel de element poate fi, de exemplu, o placă elastică susținută pe o parte de mijloacele de absorbție a sunetului și pe cealaltă parte de carcasă. De asemenea, un arc poate fi folosit ca atare element.

De preferinţă, mijloacele de amortizare sunt configurate pentru a intra în contact cu mijloacele de absorbţie a sunetului prin intermediul a cel puţin unui opritor flexibil.

în plus, capătul din spate al mijloacelor de absorbţie a sunetului poate fi configurat să coopereze cu cel puţin un mijloc de reţinere complementar conectat rigid la carcasă.

Este avantajos ca mijloacele de reţinere cu formă complementară să cuprindă cel puţin un ştift configurat să se cupleze cu o priză corespunzătoare fixată sau prevăzută la capătul din spate al mijloacelor de absorbţie a sunetului.

De asemenea, este avantajos ca carcasa să fie prevăzută cu cel puțin o flanșă care asigură suport pentru mijloacele de absorbție a sunetului în zona capătului său posterior.

Fig. 1 prezintă schematic structura generală a nacelei unui motor turborreactor conform invenţiei;

Figurile 2-9 prezintă vederi parțiale ale conexiunii dintre admisia de aer și carcasa nacelei prezentată în fig.1.

Nacela 1 propusă, prezentată în fig. 1, este o cavitate în formă de tub proiectată pentru a găzdui motorul turboreactor 2 și servește la direcționarea fluxului de aer generat de motor, formând liniile de curgere interne și externe necesare pentru a obține caracteristici optime de performanță. În plus, nacela adăpostește diverse componente necesare funcționării motorului turborreactor 2, precum și diverse sisteme auxiliare, în special inversorul de tracțiune.

În special, nacela 1 are o secțiune frontală care formează o admisie de aer 4, o secțiune mediană 5 care înconjoară ventilatorul 6 al motorului turborreactor 2 și o secțiune posterioară 7 care înglobează motorul turborreactor 2 și în care un sistem inversor de tracțiune (nu prezentat) este plasat.

Priza de aer 4 este împărțită în două părți, dintre care una, marginea de admisie a aerului 4a, asigură aspirarea optimă în motorul turboreactor 2 a aerului necesar funcționării ventilatorului 6 și a compresoarelor interne, iar a doua, structura spate. elementul 4b, la care este conectată marginea 4a, asigură direcția corectă a aerului către paletele 8 ale ventilatorului 6. Acest întreg ansamblu este situat în fața carcasei 9 a ventilatorului 6, care este parte integrantă a secțiunii din mijloc. 5 al nacelei 1, și este fixat cu flanșe de montaj 10, 11, legate rigid, respectiv, de elementul structural posterior 4b și de carcasa 9, formând îmbinarea 12.

Elementul structural din spate 4b este prevăzut pe partea interioară cu mijloace de absorbție a sunetului 13, care, pe partea interioară a carcasei 9, se extinde cel puțin parțial dincolo de îmbinarea 12.

Designul carcasei 9 prevede prezența unui anumit spațiu 14 între carcasă și mijloacele de absorbție a sunetului 13, în timp ce în zona capătului 15 al mijlocului de absorbție a sunetului, care este în contact cu carcasa 9 chiar în fața paletei 8 este asigurată continuitatea liniei de curgere în jurul volumului intern al nacelei 1.

Figurile 2 şi 3 prezintă un exemplu de realizare îmbunătăţit al designului considerat, conform căruia mijloacele de absorbţie a sunetului conţin mijloace pentru consolidarea structurii. Faptul este că în timpul zborului, o parte a mijloacelor de absorbție a sunetului 13, care trece în zona carcasei 9, este expusă la vibrații mai mult sau mai puțin semnificative, care, la rândul lor, creează perturbări aerodinamice și acustice. După cum se poate vedea în Fig. 2, mijlocul de absorbție a sunetului 13 este prevăzut cu o carcasă 16 atașată la acesta sau format integral cu acesta. Conform exemplului preferat de realizare prezentat în figura 3, în partea mijloacelor de absorbţie a sunetului 13 care se extinde în interiorul carcasei 9, grosimea acestei carcase 16 scade spre ventilatorul 6, rezultând o formă conică. în consecinţă, carcasa 9 este proiectată să urmeze această formă, astfel încât porţiunea frontală a carcasei să aibă o direcţie de transfer de forţă care este aproape de a fi în linie cu restul carcasei.

Conform unui alt exemplu de realizare, sau în plus față de cel deja discutat, carcasa 9 este prevăzută cu cel puțin un mijloc de amortizare a vibrațiilor mijloacelor de absorbție a sunetului 13. Figurile 4 la 7 prezintă diferite exemple de realizare.

După cum se arată în figura 4, carcasa 9 este echipată cu un mijloc de oprire 18 conectat la carcasa specificată prin intermediul elementelor de blocare 19. Mijlocul de oprire specificat 18 are un cap 20 care trece prin carcasa 9 și se termină cu un opritor flexibil 21 în contactul cu mijloacele de absorbție a sunetului 13.

După cum se arată în fig.5, carcasa 9 este prevăzută cu un mijloc de absorbţie a vibraţiilor 22 care este în contact rigid cu mijloacele de absorbţie a sunetului 13 prin intermediul unui opritor punctual 23. Acest mijloc de absorbţie a vibraţiilor 22 poate fi reglat la o presiune dorită. Opritorul punctual 23 poate fi flexibil dacă este necesar.

După cum se arată în fig.6, carcasa 9 este prevăzută cu o placă elastică 24 montată în golul 14 și susținută atât de carcasa 9, cât și de mijloacele de absorbție a sunetului 13, ale căror vibrații le absoarbe.

Figura 7 prezintă un exemplu de realizare în care un arc 26 este utilizat în locul unei plăci elastice 24.

Este evident că rigiditatea arcului 26 şi a plăcii elastice 24 trebuie proiectate astfel încât să asigure absorbţia vibraţiilor.

În conformitate cu o altă opțiune sau în plus față de cele deja discutate, carcasa 9 este echipată cu cel puțin un mijloc de reținere, dintre care două exemple sunt ilustrate în figurile 8 și 9.

Așa cum se arată în Fig. 8, carcasa 9 este prevăzută cu un știft 27 configurat să interacționeze cu o priză complementară 28 din mijloacele de absorbție a sunetului 13. Această mufă 28 poate fi fie fixată de mijloacele de absorbție a sunetului 13, fie făcută solidară cu aceasta.

Figura 9 arată că carcasa 9 este prevăzută cu un cordon complet sau parțial 29, care este de preferință situat pe suprafața interioară a carcasei 9 în zona de conectare cu mijloacele de absorbție a sunetului 13, adiacent ventilatorului 6, iar cordonul menţionat este configurat pentru a susţine mijloacele de absorbţie a sunetului specificate. Dacă este necesar, acest design poate fi prevăzut cu o teșitură pentru aliniere.

Deși invenția a fost descrisă mai sus în legătură cu exemple de realizare specifice, este evident că nu este în niciun fel limitată la aceste exemple de realizare și acoperă o mare varietate de echivalente tehnice ale mijloacelor discutate aici, precum și diferite combinații ale acestora, cu condiția ca acestea nu depășesc domeniul de aplicare al invenției.

1. O nacelă (1) pentru un turboreactor (2), care conține o admisie de aer (4) care asigură direcția fluxului de aer către ventilatorul (6) al motorului turboreactor și un element structural mijlociu (5) care conține un carcasă (9) care acoperă ventilatorul specificat și la care este conectată admisia de aer, în care pe cel puțin o parte a suprafeței periferice interioare a admisiei de aer menționate există un mijloc de absorbție a sunetului (13) care se extinde inextricabil de-a lungul a cel puțin unei părți a carcasă, caracterizată prin aceea că există un spațiu (14) între mijloacele de absorbție a sunetului și carcasa ).

2. Gondolă (1) conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că mijloacele de absorbţie fonică (13) conţin cel puţin un mijloc (16) de consolidare a structurii.

3. Nacelă (1) conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că mijloacele de armare structurală cuprind o carcasă (16) conectată la mijloacele de absorbţie a sunetului (13) sau realizată cu mijloacele de absorbţie a sunetului ca o singură unitate.

4. Nacelă (1) conform revendicării 3, caracterizată prin aceea că grosimea carcasei (16) în zona carcasei (9) scade în direcția ventilatorului (6).

5. Nacelă (1) conform oricăreia dintre revendicările 1 la 4, caracterizată prin aceea că mijlocul de absorbție a sunetului (13) din zona carcasei (9) este conectat la cel puțin un mijloc de amortizare a vibrațiilor (18, 22, 24, 26).

Invenţia se referă la tehnologia aviaţiei, şi anume la prize de aer. Admisia de aer a unei aeronave cu motor turbopropulsor include un canal inelar (1), un separator de flux (5), un canal de evacuare (6) pentru aer purificat, un canal de evacuare (7) pentru ejectarea particulelor și obiectelor străine și un dispozitiv de protecție împotriva prafului. Dispozitivul de protecție împotriva prafului este instalat în cotul canalului, pe peretele său interior (3), și este alcătuit dintr-o clapă inelară. În poziția închisă, clapetele (4) sunt situate suprapunându-se una pe cealaltă și repetă forma peretelui interior al canalului la locul lor, iar în poziția deschisă, clapetele formează o structură în formă de evantai instalată în unghi față de peretele interior al canalului de-a lungul fluxului, iar unghiul de instalare al clapetelor nu este mai mare de 70 ° pentru a schimba forma profilului canalului inelar și a direcționa particulele și obiectele în canalul de ejecție. Invenția mărește eficiența admisiei de aer în raport cu funcția de protecție a motorului aeronavei de particulele străine și obiectele care pătrund în conducta acestuia. 5 bolnavi.

Desene pentru brevetul RF 2305054

Invenţia se referă la tehnologia aviaţiei, şi anume la prize de aer care furnizează aer unui motor turbopropulsor, în principal la companiile aeriene locale care operează atât pe aerodromuri cu pavaj din beton, cât şi pe aerodromuri neasfaltate.

Pe aceste aeronave aflate în condiții de sol, cum ar fi pornirea și testarea motoarelor oprite, rularea în jurul aerodromului, rularea decolare, alergarea după aterizare, fără a lua măsuri speciale de protecție, pot pătrunde particule de praf de diferite dimensiuni, pietre mici sau bucăți de beton. motoarele prin admisia de aer, zburând de sub roata din față. În plus, la pornirea motorului, pot intra în el șuruburi mici de montare, piulițe, șaibe, fire de siguranță etc., rămase în timpul lucrărilor la sol în apropierea intrării în priza de aer sau direct în acesta.

Utilizarea dispozitivelor de protecție împotriva prafului în centralele electrice aeronavelor, similare celor instalate pe elicoptere, este nepractică din cauza vitezei de zbor semnificativ mai mari ale aeronavelor și, ca urmare, a pierderilor mari de presiune totală a aerului în canalul dispozitivului de protecție împotriva prafului.

Proiectarea prizei de aer de la Rolls-Royce (Anglia) este cunoscută în legătură cu o aeronavă cu motoare turbopropulsoare RB-550, prospect Rolls-Royce pentru motorul RB-550, 1986, pp. 1-2, 12.

În acest proiect, canalul de alimentare cu aer al aeronavei către motor este similar în proiectare cu dispozitivul de protecție împotriva prafului în formă de - al unui motor de elicopter în raport cu bifurcarea fluxului în canalul său în fluxul de aer purificat furnizat către compresorul motorului și fluxul aspirat cu particule și obiecte străine.

Dezavantajul acestei soluții tehnice este că în zona de la secțiunea de intrare până la separatorul de flux canalul practic nu este îndoit și nu creează forțele centrifuge necesare în flux pentru separarea particulelor mici și mijlocii.

Se știe că particulele mari și obiectele străine intră la intrarea în canalul de admisie a aerului sub un anumit unghi față de axa acestuia și pot fi separate numai ca urmare a recuperărilor direcționate în fluxul aspirat. Cu toate acestea, Rolls-Royce nu prevede organizarea retururilor de particule direcționate în admisia de aer ca urmare a impactului acestora asupra pereților canalului său, precum și asupra oricăror obstacole din acesta.

Obiectivul tehnic al soluției tehnice propuse este creșterea eficienței admisiei de aer în raport cu funcția de protecție a motorului aeronavei de particulele străine și obiectele care pătrund în conducta acestuia.

Rezultatul tehnic este atins în admisia de aer inventive a unei aeronave cu motor turbopropulsor, realizată sub forma unui canal inelar, un separator de flux, un canal de ieșire a aerului purificat, un canal de ieșire pentru emisia de particule și obiecte străine, un dispozitiv de protecție împotriva prafului, în care dispozitivul de protecție a prafului este instalat în punctul de inflexiune al canalului, pe peretele său interior, și este realizat ca o clapă inelară, în care clapetele în poziție închisă sunt situate suprapunându-se unele pe altele și repetă forma de peretele interior al canalului la locația lor, iar în poziția deschisă clapetele formează o structură în formă de evantai instalată la un unghi față de peretele interior al canalului de-a lungul fluxului, iar unghiul de instalare clapele nu depășesc 70 ° pentru a schimba forma profilului canalului inelar și a direcționa particulele și obiectele în canalul de ejecție.

Prezența unui dispozitiv de protecție împotriva prafului în canalul de admisie a aerului, alcătuit dintr-un clapă inelar, asigură, atunci când clapetele sale sunt în dispunerea ventilatorului de lucru, separarea efectivă a particulelor străine și a obiectelor datorită creării unui flux curbiliniu în acesta și , în plus, lamele formează obstacole, la impact cu care particulele mari și obiectele străine sară în fluxul de aspirație și sunt îndepărtate.

Figura 1 prezintă schematic aspectul prizei de aer a unei aeronave cu motor turbopropulsor și dispozitivul clapetei inelului rezistent la praf situat în priza de aer.

Figura 2 prezintă schematic poziția clapetelor dispozitivului de protecție împotriva prafului pe secțiunea de profil a canalului inelar al prizei de aer atunci când sunt pliate și suprapuse una pe cealaltă.

Figura 3 prezintă schematic poziția clapetelor dispozitivului de protecție împotriva prafului pe secțiunea de profil a canalului inelar al prizei de aer, instalate în unghi față de peretele său interior de-a lungul fluxului.

Figura 4 prezintă schematic aspectul clapetelor pliate, suprapunându-se pe peretele interior al canalului inelar al prizei de aer și repetând forma canalului inelar.

Figura 5 prezintă schematic aspectul clapetelor în poziția de funcționare, și anume, instalate în unghi față de peretele interior al canalului inelar al prizei de aer de-a lungul fluxului.

Admisia de aer a unei aeronave cu motor turbopropulsor, incluzând în Fig. 1 un dispozitiv de clapetă inel rezistent la praf, care este situat pe peretele interior al canalului său inelar, constă dintr-un canal 1, un perete exterior 2, un perete interior 3, şi are clapete 4 instalate pe peretele interior 2 al canalului inelar 1, separator de curgere 5, canal de ieşire 6 de aer purificat, canal de ieşire 7 pentru ejectarea particulelor şi obiectelor străine. Admisia de aer este situată în nacela motorului 8 a unei aeronave cu motor turbopropulsor. Pozițiile 9 și 10 sunt butucul elicei și, respectiv, elicea aeronavei.

Funcționarea prizei de aer a unei aeronave cu motor turbopropulsor, inclusiv un dispozitiv de clapetă inel de protecție împotriva prafului, se realizează după cum urmează.

Când aeronava se află în zbor, când praful și obiectele străine nu pot pătrunde în motor, dispozitivul clapetei inelare de protecție împotriva prafului, constând din clapete 4, se află în poziția pliată, Figurile 2 și 4, în care clapetele 4 sunt împreună cu restul peretelui interior 3 al canalului inelar 1 al prizei de aer formează o suprafață netedă și repetă forma canalului. În acest caz, admisia de aer funcționează în modul de proiectare a zborului.

Practic nu există pierderi hidraulice suplimentare din prezența clapetelor 4 în admisia de aer.

Când aeronava se află în condiții în care praful și obiectele străine pot pătrunde în motor, clapetele 4 ale peretelui interior 3 sunt instalate la un anumit unghi, dar nu mai mult de 70° față de restul peretelui interior al canalului inelar 1 al admisia de aer, figurile 3 și 5. În același timp, curgerea este lină în canalul inelar 1 al admisiei de aer nu este perturbată semnificativ, deoarece unghiul este orientat spre direcția opusă direcției curgerii în canalul 1.

Unghiul de instalare al clapetelor 4 este selectat în funcție de designul specific al prizei de aer a aeronavei, dar nu mai mult de 70° pentru a modifica forma profilului canalului inelar și a direcționa particulele și obiectele în canalul de evacuare.

Instalarea supapelor 4 în unghi față de peretele interior 3 al canalului inelar 1 modifică forma profilului acestuia și, prin urmare, crește eficiența separării particulelor și a obiectelor străine, datorită apariției forțelor centrifuge în flux, afectând particule și obiecte străine, precum și din cauza impactului de aproximativ clapeta 4 particule și obiecte în direcția de rebound, facilitând intrarea lor în canalul de ejecție 7.

Poziția clapetelor 4 în priza de aer poate fi controlată prin oricare dintre metodele acceptabile în fiecare caz particular - electrice, pneumatice sau mecanice, de exemplu, cabluri. Acest lucru este simplificat de faptul că cercevelele sunt interconectate structural într-o singură unitate.

Pentru a evita formarea de gheață pe cercevele în eventuale condiții de înghețare, cercevele pot fi echipate, de exemplu, cu un dispozitiv electric antigivrare.

Astfel, utilizarea soluției tehnice propuse face posibilă creșterea semnificativă a protecției motoarelor împotriva particulelor străine și a obiectelor care intră în calea lor în condiții de funcționare pe aeronave cu motor turbopropulsor.

REVENDICARE

Admisia de aer a unei aeronave cu motor turbopropulsor, realizată sub forma unui canal inelar, un separator de flux, un canal de ieșire a aerului purificat, un canal de ieșire pentru emisia de particule și obiecte străine, un dispozitiv de protecție împotriva prafului, caracterizat prin că dispozitivul de protecție împotriva prafului este instalat în punctul de inflexiune al canalului pe peretele său interior și este alcătuit dintr-o clapă inelară, în timp ce supapele în poziție închisă sunt amplasate suprapunându-se și repetă forma peretelui interior al canalului la locația lor, iar în poziția deschisă supapele formează o structură în formă de evantai instalată la un unghi față de peretele interior al canalului de-a lungul fluxului, iar unghiul de instalare al supapelor nu este mai mare de 70 ° pentru a schimba forma profilului canalul inelar și direcționează particulele și obiectele în canalul de ejecție.

Modelul avionului supersonic „liniștit” QueSST în tunelul de vânt

Compania americană Lockheed Martin va începe în curând testarea unei prize de aer fără ventilație, care va deveni parte din proiectarea unui avion supersonic de pasageri „liniștit” promițător. Potrivit Aviation Week, scopul testelor va fi verificarea eficienței admisiei de aer și eficiența tăierii stratului de aer limită la intrarea acestuia.

În timpul zborului, pe anumite părți ale suprafeței corpului aeronavei se formează un strat de aer limită. Un strat de aer limită este un strat subțire de pe suprafața unei aeronave caracterizat printr-un gradient de viteză puternic de la zero la viteza curgerii în afara stratului limită.

Când un strat limită lent intră în admisia de aer, eficiența ventilatorului unui motor cu reacție scade semnificativ. În plus, datorită diferenței de viteză a fluxului de aer, ventilatorul suferă sarcini diferite în zone diferite. În cele din urmă, stratul limită, datorită vitezei sale reduse, poate reduce volumul de aer care intră în motor.

Pentru a evita intrarea stratului limită în admisia de aer și în motor, dispozitivul de admisie a aerului este plasat fie în nasul aeronavei (cum s-a făcut la aeronavele de luptă sovietice, de exemplu, MiG-15), fie la o anumită distanță. din corpul aeronavei. În plus, la aeronavele supersonice, priza de aer are o placă pe partea corpului - un tăietor de strat limită.

Avioanele supersonice moderne folosesc ceea ce se numește o admisie de aer fără ventilație. Nu are goluri între ea și corpul aeronavei. Designul unei astfel de prize de aer include o rampă și margini speciale la admisie. Într-o astfel de admisie de aer, când fluxul de aer încetinește, apare un ventilator de unde de compresie, care împiedică trecerea stratului limită.

Tehnologia de admisie a aerului fără ventilație a fost introdusă pentru prima dată de Lockheed Martin la sfârșitul anilor 1990 și este acum folosită pe avioanele de luptă F-35 Lightning II modernizate. Dezvoltatorii cred că admisia de aer fără ventilație va fi eficientă și pentru aeronavele supersonice de pasageri „liniștite” dezvoltate în cadrul proiectului QueSST.

Într-o aeronavă promițătoare, motorul va fi instalat în secțiunea de coadă cu o priză de aer situată deasupra fuzelajului. Acest aranjament, potrivit dezvoltatorilor, va permite fuzelajului să reflecte undele de șoc generate în timpul zborului supersonic la marginile prizei de aer în sus, mai degrabă decât spre suprafață.

Modelul de aeronavă supersonică cu priză de aer va fi testat într-un tunel de vânt de la baza forțelor aeriene Fort Worth din Texas. Modelul testat va avea o priză de aer cu o secțiune transversală puțin mai mare decât cea a dispozitivelor similare instalate anterior pe alte modele de purjare.

În decembrie anul trecut, compania americană Gulfstream Aerospace a anunțat o nouă priză de aer supersonică, care, alături de alte soluții tehnice, va reduce nivelul de zgomot al aeronavei la viteze de zbor supersonice. Designul noii prize de aer va reduce, de asemenea, rezistența aerodinamică.

Noul dispozitiv de admisie a aerului va avea margini modelate pentru a „atenua” undele de șoc. Astfel de valuri vor avea o cădere de presiune relativ lină. Designul prevede crearea unei pane de compresie crescute pe o mică adâncitură în admisia de aer, precum și o scădere a unghiului de atac al buzei - afluxul situat la capătul găurii opus fuselajului.

Acest design va permite ca zona de precompresie a aerului de intrare să fie mutată în interiorul admisiei de aer (în prizele de aer supersonice convenționale moderne, precomprimarea are loc în exterior, la admisie). La intrare, fluxul de aer se va ciocni cu pană, se va reflecta spre buză și va decelera brusc pentru a forma mai multe unde de șoc.

Undele de șoc din fluxul de aer din admisia de aer, numite și ventilatoare de compresie, sunt de așteptat să comprima și să încetinească în mod eficient fluxul de aer la o viteză la care poate fi tras în mod normal de compresorul motorului cu turboreacție. Deplasarea zonei de precompresie în interiorul prizei de aer va reduce rezistența aerodinamică a acesteia.

Vasily Sychev

Aeronavele supersonice trebuie să aibă tipul adecvat de prize de aer, deoarece partea frontală a compresorului nu poate face față fluxului supersonic. La viteze subsonice admisia trebuie să aibă proprietățile de recuperare a presiunii ale unei prize subsonice, dar la viteze supersonice trebuie să reducă debitul de aer sub viteza sunetului și să controleze formarea undelor de șoc.

Zona supersonică a secțiunii transversale difuzor din față spre spate scade treptat, ceea ce ajută la reducerea vitezei de curgere sub 1M. O reducere suplimentară a vitezei este realizată într-un difuzor subsonic, a cărui secțiune transversală crește pe măsură ce se apropie de admisia compresorului. Pentru a încetini în mod corespunzător fluxul undelor de șoc, este foarte important să controlați formarea acestora în admisia de aer. Utilizarea prizelor de aer cu geometrie variabilă permite controlul adecvat al undelor de șoc; pot avea de asemenea clapete de bypass pentru a evacua aerul din priza de aer fără a-i schimba viteza.

Orez. 2.2. Priză de aer variabilă în gât (pe baza desenului original Rolls-Royce)

Orez. 2.3. Priză de aer comprimată externă/internă (pe baza desenului original Rolls-Royce)

Prize de aer mobile

Pentru prizele de aer mobile, aria secțiunii transversale de admisie (Concorde) se modifică prin intermediul unui con central mobil (SR 71). Acest lucru permite controlul șocului (șocurilor) de etanșare la admisia compresorului.

Calcule operaționale

Scoate. Admisia de aer a motorului este proiectată pentru a menține un flux de aer stabil la admisia compresorului; Orice perturbare a fluxului care provoacă turbulențe poate cauza blocarea sau supratensiunea compresorului.

Admisia de aer nu poate face față unghiurilor mari de atac și menține un flux de aer stabil. Unul dintre cele mai critice momente are loc în timpul accelerării motorului până la forța de decolare. Fluxul de aer de admisie poate fi afectat de orice vânt transversal, în special la motoarele montate în spate cu prize în formă de S (TriStar, 727). Pentru a preveni o posibilă blocare și creștere a debitului, în manualele de operare există o procedură care trebuie urmată. De obicei, constă în mișcarea progresivă a aeronavei înainte de creșterea lină a modului de operare până la viteza de decolare, aproximativ 60 - 80 de noduri (decolare fără oprire).

Glazură. În anumite condiții, poate apărea înghețarea admisiei de aer. Acest lucru se întâmplă de obicei atunci când temperatura aerului exterior este sub +10°, există umiditate vizibilă, apă stătătoare pe pistă sau raza vizuală a pistei este mai mică de 1.000 m. Dacă sunt prezente aceste condiții, pilotul trebuie să pornească sistemul anti-motor. sistem de gheață.

Deteriora. Deteriorarea prizei de aer sau orice rugozitate în trecerea acestuia pot cauza turbulențe în fluxul de aer de intrare și pot întrerupe fluxul în compresor, cauzând blocaj sau supratensiune. Fiți atenți la deteriorarea și rugozitatea neuniformă a suprafeței panourilor ornamentale atunci când inspectați admisia de aer.

Aspirarea obiectelor străine. Aspirarea obiectelor străine în timp ce aeronava se află pe sol sau în apropierea solului va cauza inevitabil deteriorarea palelor compresorului. Acordați suficientă atenție zonei de pe sol din fața prizelor de aer ale motorului înainte de a le porni pentru a vă asigura că nu există pietre slăbite sau alte resturi. Acest lucru nu se aplică motoarelor montate pe spate, ale căror prize de aer sunt situate deasupra fuzelajului; suferă mult mai puțin din cauza absorbției obiectelor străine.

Turbulențe în zbor. Turbulențele severe în zbor nu numai că pot cauza vărsarea cafelei, ci și pot perturba fluxul de aer din motoare. Utilizarea vitezei de turbulență specificată în manualul de utilizare și a RPM/EPR corectă va ajuta la reducerea probabilității defecțiunii compresorului. De asemenea, poate fi recomandabil sau necesar să activați aprinderea continuă pentru a reduce probabilitatea de stingere a flăcării motorului.

Operațiuni la sol. Majoritatea daunelor compresorului sunt cauzate de aspirarea obiectelor străine. Deteriorarea palelor compresorului duce la modificări ale geometriei sistemului, care pot duce la deteriorarea performanței, blocarea debitului în compresor și chiar creșterea motorului. Pentru a preveni astfel de daune, este important să luați măsuri preliminare pentru a îndepărta resturile din zona de parcare. Apoi, în timpul inspecției înainte de zbor, pilotul trebuie să se asigure că nu există obiecte străine în prizele de aer ale motorului. Responsabilitatea nu se oprește aici; după zbor, este necesar să instalați dopuri pe conductele de admisie și evacuare pentru a preveni acumularea de contaminanți și autorotația.

În timpul pornirii, rulării și inversării împingerii, obiectele străine pot fi atrase în admisia de aer și trebuie aplicată o cantitate minimă de împingere pentru a preveni eventualele daune.

În timpul funcționării motorului cu turbină cu gaz, au avut loc pagube grave și unele decese din cauza personalului care a fost aspirat în prizele de aer. Dacă este necesar să se efectueze lucrări în imediata apropiere a unui motor în funcțiune, trebuie să se acorde o atenție deosebită.

CAPITOLUL 3 – COMPRESOARE

Compresor

· Lista utilizărilor compresorului.

· Descrierea tipurilor de compresoare centrifugale și axiale utilizate pentru motoarele de aeronave.

· Denumirea principalelor componente ale treptei compresorului și o descriere a funcțiilor acestora.

· Descrierea modificărilor parametrilor gazului (p, t, v) în treapta compresorului.

· Definirea termenului „raport de creștere a presiunii” și indicarea valorii acestuia pentru treapta compresoarelor centrifuge și axiale.

· Indicarea avantajelor unui compresor centrifugal în două trepte.

· Enumerarea avantajelor și dezavantajelor unui compresor centrifugal în comparație cu un compresor axial.

· Denumirea unor motoare care au compresoare axiale si centrifuge.

· Explicarea îngustării canalului de aer inelar într-un compresor axial.

· Indicarea vitezei de intrare și de ieșire a treptei compresorului axial.

· Indicație că compresoarele axiale au rapoarte de presiune de până la 35 și temperaturi de ieșire de până la 600°C.

· Descrierea motivului pentru răsucirea palelor compresorului folosind triunghiuri de viteză.

· Indicarea scopului VNA.

· Indicarea motivului pentru care compresorul declanșează când se rotește pe sol, adică. datorita autorotatii.

· Descrierea proiectării compresoarelor cu doi (și trei) arbori ale motoarelor moderne, principiile de funcționare și avantajele acestora.

· Definirea termenilor „calare a compresorului” și „surge”.

· Indicarea următoarelor condiții care cauzează blocarea și creșterea debitului:

o creștere bruscă a consumului de combustibil cu creșterea vitezei (RPM);

o viteză mică, adică gaz mic;

o vânt lateral puternic pe sol;

o givrarea admisiei de aer a motorului;

o contaminarea sau deteriorarea palelor compresorului;

o deteriorarea admisiei de aer a motorului.

Descrierea următorilor indicatori de blocare și supratensiune:

o zgomot anormal în motor;

o vibrație;

o fluctuații RPM;

o EGT crescută;

o Uneori gazele arzătoare ies din dispozitivul de admisie și evacuare a aerului.

· Listarea acțiunilor pilotului în cazul unei blocări a fluxului.

· Descrierea metodelor de proiectare pentru a minimiza probabilitatea de blocare a fluxului și de supratensiune.

· Indicați măsurile pentru pilot pentru a preveni blocarea și supratensiunea.

· Descrierea diagramei compresorului (interval de supratensiune) cu linii de turatie, limita de blocare, functionare stabila si acceleratie.

021 03 03 03 Difuzor. Descrierea funcțiilor difuzorului

Tipuri de compresoare

Înainte ca combustibilul să fie adăugat în camerele de ardere și expansiunea ulterioară a produselor de ardere în turbine, aerul trebuie comprimat.

Există două tipuri principale de compresoare utilizate în motoare astăzi: unul creează un flux axial prin motor, iar celălalt creează un flux centrifugal.

În ambele cazuri, compresoarele sunt antrenate de o turbină, care este conectată la rotoarele compresorului printr-un arbore.