Modulaarsed projekteerimismeetodid

Joonisel fig. 1.12 näitab viisi, kuidas mootor mitmeks mooduliks jagada.

Riis. 1.12. Modulaarsed disainielemendid

Üha suuremate lennukite kasutamine tähendab odavamat lennureisi. See kontseptsioon on edukas, kui õhusõiduk töötab tõhusalt. Kui aga suure lennuki üks piiratud komponentidest, näiteks mootor, muutub kasutuskõlbmatuks, muutub kolme-neljasaja reisija pardale vedamise hind üle jõu käivaks.

Mootoritootjad, et minimeerida oma seadmete tarbijatele rikke korral rahalisi kulutusi, on hakanud kasutama modulaarseid konstruktsioonitehnikaid, mis võimaldavad kogu mootori väljavahetamise asemel mootorimooduleid välja vahetada.

2. PEATÜKK – ÕHU SISSEVÕTT

· Mootori õhuvõtuava olulisemate ülesannete seadmine.

· Kiiruspea allahelikiirusega õhu sissevõtu geomeetria kirjeldus.

· Gaasi parameetrite muutumise kirjeldus õhu sisselaskeava kiirusrõhu erinevatel kiirustel.

· Õhuvõtuava sekundaarsete klappide otstarbe põhjendus.

· Mitme hüppega õhuvõtuavade eesmärgi ja tööpõhimõtte kirjeldus ülehelikiirusel lennukiirusel.

· Erinevat tüüpi õhuvõtuavade loend ja nende määratlus erinevate õhusõidukite jaoks.

Järgmiste mootori õhuvõtuavadega seotud tööprobleemide põhjuste ja ohtude kirjeldus:

Voolu eraldamine, eriti külgtuule korral maapinnal;

Õhu sisselaske jäätumine;

Õhu sisselaskeava kahjustus;

Võõrkehade imendumine;

Tõsine turbulents lennu ajal.

· Piloodi tegevuste kirjeldus loetletud probleemide lahendamiseks.

· Kirjeldage tingimusi ja asjaolusid maapealsete operatsioonide ajal, kui õhuvõtuavasse võib sattuda võõrkehi või inimesi.

2.1. ÕHU SISSELASE

Mootori õhuvõtuava on ehitatud lennukikere konstruktsiooni või on gondli osa. See on konstrueeritud nii, et see tagab suhtelise kaitse turbulentse õhu juurdevoolu eest LPC või ventilaatori esitasandile. Õhu sisselaskekanali konstruktsioonil on suur mõju mootori jõudlusele kõikidel kiirustel ja lööginurkadel, et vältida kompressori tõusu.

Õhu sisselaskeava lihtsaim vorm on ühe sisselaskeava ja ümara ristlõikega "pito" (kiiruspea) tüüpi kanal. Tavaliselt on see tiiva külge kinnitatud mootoritel sirge, kuid sabaga mootoritel (nt 727, TriStar) võib see olla S-kujuline. S-kanalit iseloomustab õhuvoolu ebastabiilsus, eriti külgtuulega õhkutõusmisel.

Pitoti õhu sisselaskeava optimeerib dünaamilise pea kasutamist ja selle rõhukadu on dünaamilise pea minimaalne kõrguse suurenedes. Seda tüüpi õhu sisselaskeava efektiivsus väheneb lööklainete tekkimise tõttu servas, kui lennuki kiirus läheneb helikiirusele.

Allahelikiirusega õhu sisselaskeaval on tavaliselt laienev kanal, mis võimaldab õhukiiruse suurenedes kiirust vähendada ja kompressori sisselaskerõhku suurendada.

Rõhk GTE õhuvõtuava sees, kui mootor parklas töötab, on alla atmosfääri. See on tingitud sisselaskekanali suurest voolukiirusest. Kui lennuk liigub, hakkab rõhk õhu sisselaskeavas tõusma. Nimetatakse hetke, mil rõhk õhu sisselaskeavas on võrdne atmosfäärirõhuga kiiruse pea rõhu taastamine. Tavaliselt tekib see hetk umbes Mach 0,1 kuni 0,2 Mach.. Lennuki kiiruse edasisel suurenemisel tekitab õhu sisselaskeava üha rohkem rõhku kiiruspeast ja sellest suureneb kompressori rõhusuhe. Selle tulemuseks on suurem haarduvus ilma kütusekulu suurendamata. See on näidatud allpool. Sekundaarsed õhu sisselaskeklapid võimaldavad anda kompressorile lisaõhku suure võimsusega töötamise ajal, kui õhusõiduk on pargitud või väikese õhukiiruse/kõrge lööginurga korral (Harrieri diagramm).

Riis. 2.1. Kiiruse rõhu taastamine

2.2. ÜLEHELIHELI ÕHU SISSEVÕTT

Ülehelikiirusega lennukitel peavad olema sobivat tüüpi õhuvõtuavad, sest. kompressori esiots ei talu ülehelikiirust. Allahelikiirusel peavad õhu sisselaskeaval olema allahelikiirusega õhu sisselaskeava rõhu taastamise omadused, ülehelikiirusel aga vähendama õhuvoolu alla helikiiruse ja kontrollima lööklainete teket.

Ülehelikiiruse läbilõikepindala difuusor eest taha väheneb järk-järgult, mis aitab vähendada voolukiirust alla 1M väärtuse. Edasine kiiruse vähendamine saavutatakse allhelikiirusega difuusoris, mille ristlõikepindala suureneb, kui see läheneb kompressori sisselaskeavale. Lööklainete voolu õigeks pidurdamiseks on väga oluline kontrollida nende teket õhu sisselaskeavas. Muutuva geomeetriaga õhuvõtuavade kasutamine võimaldab korralikult kontrollida lööklaineid; neil võib ka olla möödasõiduuksedõhu väljalaskmiseks õhu sisselaskeavast ilma selle kiirust muutmata.

Riis. 2.2. Muutuva kurgu õhu sisselaskeava (Rolls-Royce'i algse joonise alusel)

Riis. 2.3. Välise/sisemise kompressiooniga õhu sissevõtt (Rolls-Royce'i originaaljoonise alusel)

2.3. LIIGUTATAVA ÕHU SISSESÕTMES

Liigutatavate õhu sisselaskeavade korral muudetakse sisselaskeava ristlõikepindala (Concorde) liigutatava keskkoonuse (SR 71) abil. See võimaldab juhtida kompressori sisselaskeava juures olevat survešokki.

2.4. KASUTAMISE ARVUTUSED

õhkutõus. Mootori õhu sisselaskeava on ette nähtud stabiilse õhuvoolu säilitamiseks kompressori sisselaskeava juures; kõik vooluhäired, mis põhjustavad voolu turbulentsi, võivad põhjustada seiskumise või kompressori tõusu.

Õhu sisselaskeava ei suuda toime tulla suurte rünnakunurkadega ja säilitada stabiilset õhuvoolu. Üks kriitilisemaid hetki tekib mootori kiirendamisel kuni stardi tõukejõuni. Sisselaskeõhu voolu võib mõjutada igasugune külgtuul, eriti sabale paigaldatud S-kujulise sisselaskeavaga mootorid (TriStar, 727). Võimaliku seiskumise ja tõusu vältimiseks on kasutusjuhendis toodud protseduur, mida tuleb järgida. Tavaliselt seisneb see õhusõiduki järkjärgulises liikumises enne töörežiimi sujuvat suurendamist kuni õhkutõusmiseni, ligikaudu 60–80 sõlme (tõus ilma peatumata).

Jäätumine. Teatud tingimustel võib õhu sisselaskeava jäätumine tekkida. Tavaliselt juhtub see siis, kui välistemperatuur on alla +10°C, õhuniiskus on nähtav, rajal on veel vett või raja nähtavus on alla 1000 m. Nende tingimuste olemasolul peab piloot sisse lülitama mootori jäätumisvastane süsteem.

Kahju. Õhu sisselaskeava kahjustus või selle kanali karedus võib põhjustada sissetuleva õhuvoolu turbulentsi ja häirida voolu kompressoris, põhjustades seiskumist või tõusu. Õhu sisselaskeava kontrollimisel jälgige kattepaneelide kahjustusi ja ebaühtlast pinnakaredust.

Võõrkehade imemine. Võõrkehade imemine lennuki maapinnal või selle läheduses põhjustab paratamatult kompressori labade kahjustusi. Pöörake piisavalt tähelepanu mootori õhuvõtuavade ees olevale maa-alale enne nende käivitamist, et veenduda, et seal pole lahtisi kive ega muud prahti. See ei kehti sabale paigaldatud mootorite kohta, mille õhuvõtuavad asuvad kere kohal; neid mõjutab võõrkehade imendumine palju vähem.

Turbulents lennu ajal. Tõsine turbulents lennu ajal võib mitte ainult teie kohvi maha valguda, vaid häirida ka õhuvoolu teie mootorites. Mehaanilise kiiruse kasutamine kasutusjuhendis määratud turbulentsi läbimiseks ja õige pöörete arv/EPR aitab vähendada kompressori rikke tõenäosust. Samuti võib olla soovitatav või vajalik aktiveerida pidev süüde, et vähendada mootoris leegi süttimise tõenäosust.

Maapealsed operatsioonid. Enamik kompressori kahjustusi on põhjustatud võõrkehade imemisest. Kompressori labade kahjustused põhjustavad muutusi süsteemi geomeetrias, mis võib põhjustada jõudluse halvenemist, kompressori seiskumist ja isegi mootori tõusu. Selliste kahjustuste vältimiseks on oluline võtta kasutusele eelmeetmed, et eemaldada parkimisalalt praht (praht). Lisaks peab piloot lennueelsel ülevaatusel veenduma, et mootori õhuvõtuavades ei oleks võõrkehi. Vastutus sellega ei lõpe, peale lendu on vaja paigaldada sisselaske- ja väljalaskekanalitele pistikud, et vältida saaste kogunemist ja autorotatsiooni.

Käivitamisel, ruleerimisel ja tõukejõu ümberpööramisel võivad õhu sisselaskeavasse imeda võõrkehad ning võimalike kahjustuste vältimiseks tuleb rakendada minimaalset tõukejõudu.

Gaasiturbiinmootori töötamise ajal tekkisid personali õhuvõtuavadesse imemise tõttu tõsised kahjustused ja mõned surmajuhtumid. Kui töid on vaja teha töötava mootori vahetus läheduses, tuleb olla eriti ettevaatlik.

3. PEATÜKK – KOMPRESSORID

KAMAZ-i mootorid vajavad töötamiseks palju õhku, seetõttu on need varustatud suure jõudlusega toitesüsteemiga, milles õhuvarustuse eest vastutab spetsiaalne komponent, õhu sisselaskeava. Lugege sellest artiklist diiseljõusüsteemi ja õhu sisselaskeava, selle rolli, struktuuri ja toimimise kohta.

Diiselmootori õhuvarustussüsteemi roll

Mis tahes kütuse põletamine on võimalik ainult õhu juuresolekul, mis toimib põlemiseks vajaliku hapniku allikana. Seetõttu sisaldab mootor õhuvarustussüsteemi, mis lahendab mitu probleemi:

õhu valik atmosfäärist;
. Õhu puhastamine saastatusest;
. Õhu varustamine ja jaotamine balloonidesse.

Tuleb märkida, et sageli ei eraldata õhuvarustussüsteemi eraldi süsteemiks, vaid seda peetakse mootori toitesüsteemi üheks komponendiks, mis hõlmab ka kütusesüsteemi. Väljalaskesüsteem suhtleb ka toitesüsteemiga, mis toimib mõne seadme töötamisel vaakumi allikana. Kuid siin on mugavam kaaluda eraldi mootori õhuvarustussüsteemi.

Õhuvarustussüsteemi seade ja tööpõhimõte

KAMAZ-i mootorite õhuvarustussüsteemil on lihtne seade, see sisaldab mitmeid põhikomponente:

Õhu sissevõtu ja õhu sisselasketoru (mõnedel mudelitel);
. pitsat;
. Õhufilter koos sisse- ja väljalasketoruga;
. Mootori õhu sisselaskeava;
. Õhufiltri tolmuimemistoru;
. Mõnel mudelil - turboülelaadur (täpsemalt ainult selle kompressori osa).

Süsteem toimib järgmiselt: atmosfääriõhk siseneb õhu sisselaskeava kaudu õhukanali kaudu filtrisse, kus see puhastatakse tolmust ja suunatakse seejärel kas otse mootori silindritesse või esmalt turboülelaadurisse ja seejärel rõhu all silindritesse. Samal ajal suhtleb õhuvarustussüsteem väljalaskesüsteemiga kahes kohas: esiteks on väljalasketoruga ühendatud õhufilter ja teiseks tagavad heitgaasid turbolaaduri pöörlemise.

Pange tähele, et KAMAZ-i sõidukid kasutavad mootori õhuvarustussüsteemi ehitamiseks kolme skeemi:

Vertikaalse õhufiltriga - seda skeemi kasutati vanematel veoautomudelitel, see nägi ette täiustatud õhukanalisüsteemi kasutamise vajaduse, kuna filter paigaldati tavaliselt mootori suhtes üsna madalale;
. Horisontaalse õhufiltri ja kõrge õhu sisselaskeavaga (pikal õhukanalil) - tänapäeval kõige levinum skeem, mille puhul filter asub vahetult mootori kohal ja õhu sisselaskeava on paigaldatud kabiini tagaossa;
. Horisontaalse õhufiltri ja madalal asuva õhu sisselaskeavaga - seda skeemi kasutatakse kallurautodel, õhu sisselaskeava paigaldatakse otse õhufiltrile ning see asub kabiini ja kalluri platvormi esiosa vahelises ruumis.

Mõned õhuvarustussüsteemi üksikasjad vajavad üksikasjalikumalt.

Hermeetik. Selle osa vajalikkuse ja tähtsuse määravad KAMAZ-i sõidukite salongi konstruktsiooniomadused. Tavaliselt paigaldatakse õhu sisselaskeava otse kabiini selle tagumisse ossa ning õhufilter ja selle sisselaskeava õhukanal raamile. Kuid KAMAZi kabiin kaldub ettepoole, mis muudab õhu sisselaskeava jäigalt ühendamise filtri sisselaskeõhukanaliga võimatuks. Seetõttu on õhu sisselaskeava ja filtri sisselaskeõhukanali vahel tihend, mis tagab ühenduse tiheduse kabiini transpordi (langetatud) asendis. Mõnes Kama veoauto mudelis (näiteks kallurites KAMAZ-55111) on õhu sisselaskeava väikese kõrgusega ja see paigaldatakse otse filtrile, seega pole neis tihendit.

Õhufilter. KAMAZ-sõidukites, nagu ka enamikes teistes kodumaistes veoautodes, kasutatakse kaheastmelist kuiva õhu filtrit. Esimene aste on tsentrifugaal, tolm eraldub trumli pöörlemisel tekkivate tsentrifugaaljõudude toimel (selle suunatakse pöörlema ​​vastutuleva õhuvooluga). Tolm kogutakse punkrisse, see eemaldatakse väljalasketoruga ühendatud väikese läbilõikega torustiku kaudu - väljalasketorus tekib õhu (heitgaaside) hõrenemine, mille tõttu tolm filtrist välja imetakse. Filtri teine ​​aste on tavaline paberfiltri element, mida saab määrdumise korral kiiresti välja vahetada.

Mootori sisselaskekanal. See on õhukanalite süsteem, mis juhib igasse silindrisse puhastatud õhku. Tavaliselt asuvad õhukanalid mootori kokkuvarisemises silindrite küljel.

Eraldi räägime KAMAZ-i sõidukis kasutatavatest õhuvõtuavadest.

Õhu sisselaskeava eesmärk ja roll KAMAZ-i mootori toitesüsteemis

Nagu nime järgi on lihtne mõista, vastutab õhu sisselaskeava atmosfäärist õhu võtmise ja õhufiltrisse tarnimise eest. Siin aga tekib küsimus - milleks on veokil vaja spetsiaalset õhuvõtuava, kui nii mõnigi auto, eriti sõiduauto, töötab ilma selle osata kenasti? Tegelikult mängib KAMAZ-i sõidukite õhuvõtuava olulist rolli ja selle vajalikkus tuleneb sõiduki disainist ja tööst.

Tavaliselt käitatakse veokeid rasketes tingimustes – tugeva tolmu, muda jms. Seetõttu tuleb mootori õhuvõtt läbi viia nii, et võimalikult vähe tolmu, mustust, putukaid jms satuks filtrisse ja toitesüsteemi. Just selle probleemi lahendab õhu sisselaskeava, see asub tavaliselt kõige puhtamas kohas - kabiini taga. Siin sisaldab õhk turbulentsi tõttu vähem saastet ja selle kogus on piisav mootori normaalseks tööks, sealhulgas turboülelaaduriga.

Õhu sisselaskeava olemasolu tõttu on kergesti lahendatav ka filtri ja muude mootori õhuvarustuse komponentide asukoha küsimus - neid saab paigaldada mis tahes mugavasse kohta ja see ei kahjusta nende tööd. Nii et õhuvõtuava olemasolu lahendab korraga mitu erinevat laadi probleemi, sellest sõltub nii mootori normaalne töö kui ka filtri ja muude toitesüsteemi osade seisukord.

KAMAZi õhuvõtuavade tüübid, paigutus ja töö

Praeguseks on KAMAZi õhu sisselaskeavasid kolm peamist tüüpi:

Klassikalised ümmargused õhuvõtuavad, mis on paigaldatud kabiini;
. Kaasaegsed ristkülikukujulised õhuvõtuavad ("tasane"), mis on paigaldatud kabiini;
. Lühikesed õhuvõtuavad, mis on paigaldatud otse filtrile.

Igat tüüpi õhuvõtuavad on paigutatud väga lihtsalt ja sisaldavad minimaalselt osi.

Ümmargused õhuvõtuavad koosnevad torust (õhukanalist), mille ülemisse ossa on paigaldatud tegelik õhuvõtuava - kork või visiir, mis suurendab sisselaskeava pindala. Sisselaskeava on tingimata suletud võrguga, mis takistab suurte saasteainete, kivide, putukate, lehtede jne tungimist süsteemi.

Lisaks tavalistele on olemas ka pöörlevad silindrilised õhuvõtuavad, mis on valmistatud õhukanalile monteeritud trumli kujul. Pöörlev trummel toimib tsentrifugaalfiltrina, mis eemaldab enam-vähem suured saasteained, vältides nende kinnijäämist võrkfiltrisse. Trumli pöörlemise tagab vastutulev õhuvool.

Tänapäeval on aga üha enam kasutusel moodsad lamedad õhuvõtuavad, mis võtavad kabiini taga minimaalselt ruumi ja tagavad samal ajal tõhusa õhueemalduse atmosfäärist. Selliseid õhu sisselaskeavasid on kahte tüüpi:

Horisontaalseks paigaldamiseks;
. Vertikaalseks paigaldamiseks.

Nende osade erinevus seisneb sisselaskeava asendis, mis asub nii, et pärast õhuvõtuava paigaldamist näeb see küljele, see tähendab, et õhku võetakse salongi paremalt või vasakult küljelt. Olenemata asukohast on sisselaskeava suletud kaitsevõre (plastist või metallist) või ruloodega.

Tänapäeval kasutatakse üha enam plastikust õhuvõtuavasid – need on ülimalt odavad, töökindlad ja tõhusad. Ja rikke korral saab need kiiresti ja ilma lisatasuta välja vahetada.

"Vaikse" ülehelikiirusega lennuki QueSST mudel tuuletunnelis

Ameerika ettevõte Lockheed Martin hakkab peagi katsetama ventileerimata õhuvõtuava, millest saab paljutõotava "vaikse" ülehelikiirusega reisilennuki disaini osa. Aviation Weeki andmetel on testi eesmärk kontrollida õhu sisselaskeava tõhusust ja selle sisselaskeava piirdeõhukihi katkemise efektiivsust.

Lennu ajal moodustavad lennuki kere pinna eraldi osad piirdeõhukihi. Piirõhukiht on õhuke kiht õhusõiduki pinnal, mida iseloomustab tugev kiiruse gradient nullist voolukiiruseni väljaspool piirkihti.

Kui õhuvõtuavasse siseneb aeglane piirkiht, väheneb reaktiivmootori ventilaatori efektiivsus oluliselt. Lisaks kogeb ventilaator õhuvoolu kiiruste erinevuse tõttu oma erinevates sektsioonides erinevat koormust. Lõpuks võib piirkiht oma väikese kiiruse tõttu vähendada mootorisse siseneva õhu mahtu.

Vältimaks piirkihi sattumist õhuvõtuavasse ja mootorisse, asetatakse õhuvõtuseade kas lennuki ninasse (nagu tehti Nõukogude lahingulennukitel, näiteks MiG-15) või mõnele. kaugus lennuki kerest. Lisaks on ülehelikiirusega lennukitel õhuvõtuava kere küljel plaat - piirdekihi lõikur.

Kaasaegsed ülehelikiirusega lennukid kasutavad nn ventilatsioonita õhuvõtuava. Sellel pole enda ja lennuki kere vahel tühimikke. Sellise õhu sisselaskeava konstruktsioon sisaldab kaldteed ja spetsiaalseid servi sisselaskeava juures. Sellises õhuvõtus tekib õhuvoolu aeglustumisel survelainete ventilaator, mis takistab piirkihi läbimist.

Kanaliteta õhu sisselasketehnoloogia tutvustas esmakordselt Lockheed Martin 1990. aastate lõpus ja seda kasutatakse nüüd ümberkujundatud F-35 Lightning II hävitajatel. Arendajad usuvad, et ventilatsioonita õhuvõtuava on tõhus ka QueSST projekti raames välja töötatud "vaikse" ülehelikiirusega reisilennuki puhul.

Paljutõotavas lennukis paigaldatakse mootor sabaosasse õhu sisselaskeavaga, mis asub kere kohal. Selline paigutus võimaldab arendajate sõnul kerel peegeldada ülehelikiirusel lendamisel tekkivaid lööklaineid õhu sisselaskeava servades ülespoole, mitte pinnale.

Texase Fort Worthi õhuväebaasi tuuletunnelis katsetatakse õhuvõtuavaga ülehelikiirusega lennuki mudelit. Testitud mudel saab õhuvõtuava, mille sektsioon on veidi suurem kui teistel puhastusmudelitel varem paigaldatud sarnastel seadmetel.

Möödunud aasta detsembris tõi Ameerika ettevõte Gulfstream Aerospace turule uue ülehelikiirusega õhuvõtuava, mis koos muude tehniliste lahendustega vähendab lennukite müra ülehelikiirusel. Uue õhuvõtuava disain vähendab ka selle aerodünaamilist takistust.

Uus õhuvõtuseade saab sellise kujuga servad, mis “siluvad” lööklaineid. Selliseid laineid eristab suhteliselt sujuv rõhulang. Disain näeb ette suurendatud survekiilu loomise õhuvõtuava väikesele süvendile, samuti huule lööginurga vähendamist - sissevoolu, mis asub kere vastas oleva augu lõpus.

Selline konstruktsioon võimaldab liigutada sissetuleva õhu eelpressimistsooni õhu sisselaskeava sees (kaasaegsetes tavapärastes ülehelikiirusega õhuvõtuavades toimub eelsurumine väljas sisselaskeava juures). Sisenemisel puutub õhuvool kokku kiiluga, peegeldub huulele ja aeglustub järsult mitme lööklaine moodustumisega.

Eeldatakse, et sisselaskeõhuvoolu lööklained, mida nimetatakse ka kompressioonventilaatoriks, suruvad õhuvoolu tõhusalt kokku ja aeglustavad seda kiiruseni, mille puhul turboreaktiivkompressor seda tavaliselt sisse tõmbab. Eelkompressioonitsooni liigutamine õhu sisselaskeava sees vähendab selle aerodünaamilist takistust.

Vassili Sychev

Kasutamine: erinevat tüüpi ja otstarbega lennukitel, mida käitatakse maapealsetelt lennuväljadelt. Leiutise olemus: õhu sisselaskekanali esiosasse on tehtud täiendav ülemine sisselaskeava, mis on varustatud kanali ülaosas hingedega liigendatava tahke lehe kujul oleva kaitseseadmega, mis suhtleb ülemise lisa- ja põhiosaga. sisselaskeavad ja etteandeklapid asuvad õhu sisselaskekanali ülemises osas täiendava ülemise sisselaskeava taga. 2 haige.

Leiutis käsitleb lennutehnoloogiat ja seda saab kasutada erinevat tüüpi ja otstarbega õhusõidukitel, mida käitatakse maapealsetelt lennuväljadelt. Gaasiturbiinmootoritega lennukite maapinnal töötamise ajal mootori töörežiimides kohapeal ning stardi- ja maandumisrežiimides satuvad rajale erinevad võõrkehad (liivaterad, kruus, betoonikillud, juhuslikud metallosad jne. .). Selliste esemete sattumine õhu sisselaskekanalitesse võib põhjustada märkimisväärseid kahjustusi lennukimootoritele. Arvestades raskusi tagada võõrkehade puudumine rajal, mis tekivad osaliselt raja enda hävimise tagajärjel selle käitamise ajal, erinevatel ilmastikutingimustel intensiivselt käitatavatel lennuväljadel ning ohtlikke tagajärgi õhusõidukile ja selle meeskonna jaoks on vaja välja töötada erinevad seadmed, mis kaitseksid lennuki õhuvõtuavasid sinna sattuvate võõrkehade eest. Tuntud õhusõidukite gaasiturbiinmootorite õhuvõtuavade kaitseseadmed võõrkehade sissepääsu eest takistavad võõrkehade väljaviskamist (või viskekõrguse vähendamist) raja pinnalt ja nende edasist imemist õhuvõtuavasse. kanalit mootori töötamise ajal (joakaitsesüsteemid), teostama õhuvõtuavadesse sattunud tahkete osakeste eraldamist nende eemaldamisega mootorisse sisenevast õhuvoolust (separaatorikaitsesüsteemid) või mitte lasta mehaaniliselt teatud geomeetrilisi mõõtmeid ületavaid võõrosakesi õhu sisselaskekanalite võrgukaitsesüsteemid (Airkraft Flight Conference Zhukovksy, Venemaa, 21. august, 5. september 1993, TsAGI, .148-156). Lennuvälja pinnale õhujoad puhuvate ja võõrkehi õhuvõtuavasse paiskava keerise teket takistavate joakaitsesüsteemide puuduseks on õhuvõtuava kaitseastme sõltuvus võõrosakeste suurusest ja kaalust. külgtuule olemasolu ja tugevus lennuvälja pinna kohal, samuti praktiline võimatus kaitse selliste süsteemide kasutamisel šassii rataste poolt üles paisatavate võõrkehade eest. Õhu sisselaskekanalisse sattunud ja õhuvooluga kaasa liikuvate võõrosakeste inertsiaalsete omaduste kasutamisel põhinevate separaatori õhuvõtu kaitsesüsteemide puuduseks on vajadus õhu sisselaskekanali spetsiaalse profileerimise järele koos spetsiaalse lisaosa moodustamisega. kanalid osa eraldatud osakestega õhu eemaldamiseks põhikanalist, samuti sõltuvus õhu sisselaskekanalisse sattunud võõrosakeste eraldumise astmest ja õhu sisselaskekanali kaudu toimuva õhuvoolu muutustest, mis omakorda sõltuvad mootori töörežiimist ja põhjustavad sageli raskesti teostatava vajaduse eraldusprotsessi juhtimiseks. Võrgusilmade kaitsesüsteemide puuduseks on võimalus kaitsta selliseid süsteeme kasutades ainult võõrosakeste eest, mis ületavad kasutatavate võrgusilmade lahtrite suurust, kaitsevõrkude jäätumisoht teatud ilmastikutingimuste korral ja sissetuleva õhu olulised rõhukadud. õhu sisselaskeavad, mis on põhjustatud võrkude hüdraulilisest takistusest ja suurenevad nende lahtrite suuruse vähenemisega. Õhuvõtuavade omaduste parandamiseks õhkutõusmis- ja maandumisrežiimides kasutatakse dekoratiivklappe, mis asuvad küljel (Technology of the Air Fleet. 1991, N4, lk.52) või all (Nechaev Yu.N. Theory of the Aircraft) NE Žukovski järgi nime saanud VVIA, 1990, lk 255–259) õhu sisselaskeavade küljele. Kavandatavale kõige lähemal on võrgukaitsesüsteemiga õhuvõtuava (USA patent N 2976952, klass B 64 D 33/02 (F 02 C 7/04), 1961), mis sisaldab peasissepääsu, dekoratiivklappe, paneelid, mis moodustavad õhu sisselaskekanali, ja kanalisse paigaldatud pöörlev kaitseseade. Selle tehnilise lahenduse puuduseks on kaitse rakendamine võõrosakeste eest, mis võivad siseneda õhuvõtuavasse ainult õhu sisselaskeava küljelt ja ületada ainult kasutatavate võre lahtrite suurust, kaitsevõrede jäätumisoht. teatud ilmastikutingimuste ja õhuvõtuavadesse siseneva õhu märkimisväärsete rõhukadude korral, mis on põhjustatud võrede hüdraulilisest takistusest ja suurenevad koos nende rakkude suuruse vähenemisega. Samas ei paku see tehniline lahendus kaitset meigiklappide avade kaudu õhu sisselaskekanalisse sattuvate võõrosakeste eest. Leiutise eesmärk on suurendada kohapeal töötamisel ning õhkutõusmis- ja maandumisrežiimides võõrkehade õhu sisselaskekanalisse sattumise välistamise efektiivsust. Eesmärk saavutatakse sellega, et õhu sisselaskekanal on tehtud täiendava ülemise sisselaskeavaga kanali esiosas, kaitseseade on valmistatud tugeva klapi kujul, mis on kanali ülaosas hingedega ühendatud. interaktsiooni võimalus ülemiste täiendavate ja peamiste õhuvõtuavadega, etteandeklapid asetatakse õhuvõtukanali ülemisse ossa pärast täiendavat ülemist sissepääsu. Õhu sisselaskekanali teostamine täiendava sisselaskeavaga kanali esiosas ja kaitseseadise rakendamine kindla klapi kujul, mis on hingedega kanali ülaosas koos võimalusega suhelda ülemise lisa- ja Õhu sisselaskeava peamisi sisselaskeavasid ja täiteklappide paigutust õhu sisselaskekanali ülaosas, ei patendis ega tehnilises kirjanduses ei leitud, millega seoses järeldatakse, et leiutis vastab "uudsuse" kriteeriumidele. " ja "olulised erinevused". Joonisel fig. 1 kujutab lennuki õhuvõtuava diagrammi; joonisel 2 on graafik õhu sisselaskekanali ristlõikes oleva kogurõhu taastumisteguri väärtustest, mis vastavad mootori kompressori sisselaske tasapinnale õhu sisselaskeava ja õhu sisselaskeava koordineeritud töörežiimides. mootor ja saadud väärtuste võrdlemine nende standardväärtuste tasemega stardi- ja maandumislennurežiimides, mis vastavad Machi numbrite lennu vahemikule M 0,0,25. Lennuki õhuvõtuava 1 (joonis 1) sisaldab peasissepääsu 2, etteandeklappi 3, õhuvõtukanali moodustavat paneeli 4, mis lõpeb mootori kompressori sissepääsu tasapinnaga 5, mis on paigaldatud õhu sisselaskekanalisse. pöörlev kaitseseade 6 ja ülemine lisasisend 7. Kohapeal töötades ning stardi- ja maandumislennurežiimides pöörab pöörlev kaitseseade 6 ja sulgeb peasissepääsu 2, avades täiendava ülemise sissepääsu 7, meigiklapid. 3, mis asub täiendava ülemise sissepääsu taga, avatud. Väljudes õhkutõusmise ja maandumise lennurežiimide ulatusest, pöörleb pöörlev kaitseseade 6 ja sulgeb täiendava ülemise sissepääsu 7, avades peasissepääsu 2, suletakse meigiklapid 3. Nechaev, Yu.N., Theory of Aircraft Mootorid, VVIA NE Žukovski järgi, 1990, lk 287). Kavandatava tehnilise lahenduse kasutamine tagab kohapeal töötades ning õhkutõusmise ja maandumise lennurežiimides, et võõrkehad ei satuks õhuvõtukanalisse, kuna selle tehnilise lahenduse puhul võetakse vaadeldavatel töörežiimidel õhku. õhu sisselaskekanal ümbritseva ruumi ülemisest poolkerast, mitte alumisest, nagu analoogide ja prototüübi tehnilistes lahendustes. See tagab kogu rõhu taaskasutamise teguri väärtuste taseme, mis on selle standardväärtustel või üle selle.

Nõue

Mootorit kui lennukijõujaama iseloomustavad peamised parameetrid on selle arendatav tõukejõud ja kütuse erikulu. Need parameetrid määratakse mootorisiseste protsesside omaduste põhjal, mis turboreaktiivmootori puhul sõltuvad peamiselt kompressori ja turbiini tööst. Lennukiiruse suurenedes hakkavad aga mootori tööd üha enam mõjutama muud komponendid ja sõlmed. Eelkõige puudutab see õhukanalit, mille kuju ei sõltu ainult mootori konstruktsioonist ja otstarbest, vaid ka selle asukohast lennukikere peal. Lennukiiruse suurenemisega suureneb rõhukadu õhukanalis, mille tulemusena väheneb mootori tõukejõud ja suureneb kütuse erikulu.

Riis. üks

Seetõttu on lennuki jaoks määravad jõusüsteemi kui terviku, mitte ainult mootori omadused. See väide kehtib eeskätt ülehelikiirusega lennukite kohta, kuna tõukejõusüsteemi ja mootori vastavate omaduste erinevus suureneb õhukiiruse kasvades. Seetõttu võetakse tõukejõusüsteemi puhul kasutusele mõiste "efektiivne tõukejõud", mida mõistetakse mootori välis- ja sisepindadele mõjuvate jõudude resultantina. Siserõhust tekkivate jõudude ning töövedeliku viskoossusest tulenevate hõõrdejõudude olemuse ja suuruse määravad mootori sees toimuvad protsessid. Välispindadele mõjuvad jõud on määratud mootorit ümbritseva välisvoolu iseloomuga ja sõltuvad mootori asukohast ja paigaldamise viisist lennukikere peale, samuti lennukiirusest. Õhu sisselaskeava ja õhukanal, mis on tavaliselt lennukikere osa, mõjutavad tõukejõusüsteemi tekitatavat tõukejõudu rohkem kui muud elemendid. Need tagavad mootori normaalseks tööks vajaliku õhuvarustuse vajalikus koguses ning teatud kiirusel ja rõhul. Madalatel lennukiirustel surutakse põlemiskambri ees olev õhk kokku peamiselt kompressoris. Lennukiiruse suurenemisega ja eriti pärast ülehelikiiruse saavutamist sai võimalikuks kasutada voolu kineetilist energiat mootorisse antava õhu rõhu suurendamiseks. Sellistel kiirustel suureneb õhu sisselaskeava roll märkimisväärselt, kuna läheneva õhuvoolu kineetilise energia kasutamine vähendab kompressori ajami energiatarbimist. Selline sisselaskeseade on tegelikult turbiinita eelkompressor.

Transoonilistes lennukites täidab konstantse geomeetriaga ümara esiservaga õhuvõtuava oma funktsiooni üsna hästi. Õhu sisselaskeava hoolikas profileerimine tagab väikesed kaod ja ühtlase voolukiiruse välja kompressori ees. Ülehelikiirusel aga sellise õhuvõtuava ees löögikihi paksuse kaugusel moodustub kinnitumata otselööklaine, mille järel kiirus väheneb allahelikiiruse väärtuseni. Sellise hüppega kaasneb suur lainetakistus, seetõttu saab konstantse geomeetriaga ümara esiservaga õhuvõtuavasid kasutada ainult kuni M ‹ 1,14-1,2.

Ülehelikiirusega lennukite jaoks oli vaja välja töötada teistsuguse kujuga ja erineva tööpõhimõttega õhuvõtuavad. Nende lennukite laia töökiiruse vahemiku tõttu peavad nende õhuvõtuavad ja õhukäigud erinevates tingimustes ühtviisi hästi toimima, pakkudes nii lihtsat õhuvõttu õhkutõusmisel kui ka optimaalse lööklainesüsteemi loomist lennul maksimaalsel kiirusel. Seega sõltub õhuvõtuava konstruktsioon lennukiirusest ja mootori asukohast lennukikere peal, samuti mootori sisselaskeava kujust ja tööpõhimõttest.

Praeguseks ehitatud ülehelikiirusega lennukites on õhuvõtuavad leidnud rakendust:

• 1) tsentraalne (frontaalne), s.o. paigutatud piki õhusõiduki sümmeetriatelge (või gondli telge) või külgsuunas (kere külgedele);
• 2) reguleerimata või reguleeritud, s.o. õhuvõtuavad, mille sisegeomeetria on püsiv või võib lennutingimustest olenevalt varieeruda;
• 3) välise, sisemise või kombineeritud kompressiooniga, s.o. õhuvõtuavad, milles õhk surutakse kokku, muundades voolu kineetilise energia staatiliseks rõhuks vastavalt õhuvõtuava ees või õhukanalis;
• 4) tasapinnaline või ruumiline, s.o. õhuvõtuavad, mille ristlõike kuju on ristkülikukujuline või ümmargune (poolringikujuline, elliptiline jne).

Nendest andmetest järeldub, et 33 lennukil kasutati eesmist õhu sisselaskeava (sealhulgas 13 reguleerimata) ja 52 lennukit (sealhulgas 17 reguleerimata). Kolmel rakettmootoriga lennukil muidugi õhuvõtuava ei olnud. Eesmised õhuvõtuavad asuvad 21 juhul keres ja 12 gondlites. Kere õhuvõtuavadest paiknevad need 18 juhul eesmises keres ja ülejäänud 3 puhul dorsaalset (lennukitel YF-107A) või kere all (lennukitel Griffon ja F-16). Külgmised õhuvõtuavad paigutatakse tavaliselt tiiva esiserva ette selle tasapinnas, tiiva kohale või alla, olenevalt lennuki aerodünaamilisest konfiguratsioonist. Esimene võimalus on tüüpiline kesklennukite jaoks ning teine ​​ja kolmas - vastavalt madala ja kõrge tiivaga lennukitele.

Kere või üksikute gondlite kesksed õhuvõtuavad on tehtud peaaegu eranditult ristlõike kujuga ümmargused ja ainult harvadel juhtudel kasutatakse ovaalset kuju (F-100, Durandal jne.) Mootori õhuvõtuavade eelis, mis asub gondlites on nende otsene ühendus kompressoriga, nii et neil on väike mass, väikesed rõhukadud ja ühtlane voolukiiruste väli. Ülehelikiirusel toimuval kruiisilennul iseloomustab ringikujulisi õhuvõtuavasid ka konstantne lööklainete süsteem, mis vastab projekteeritud töötingimustele.

Ümmarguste õhuvõtuavade puuduste hulka kuulub nende efektiivsuse vähenemine koos lööginurga suurenemisega lööklainesüsteemi muutumise tõttu. Keskkere õhuvõtuavade puhul on õhukanal pika ja keeruka kujuga, mis nõuab märkimisväärset kere mahtu ning raskendab kütuse, seadmete jms mahutamist. Lisaks välistab selline õhuvõtuava võimaluse kasutada suure läbimõõduga radariantenni, mille suurust piiravad sisselaskeava sees asuva keskkorpuse mõõtmed.

Selja- ja ventraalsete õhuvõtuavade puuduseks on nende efektiivsuse vähendamine suurte rünnakunurkade korral (vastavalt positiivne või negatiivne), kuna õhuvõtuava on varjatud kere ja tiiva poolt.

Külgmisi õhuvõtuavasid iseloomustab palju suurem ristlõikekujude mitmekesisus. Ülehelikiirusega lennukite väljatöötamise algperioodil kasutati tavaliselt poolellipsi-, pool- või veerandringikujulisi õhuvõtuavasid. Viimasel ajal on peaaegu universaalselt kasutatud lamedaid ristkülikukujulisi ümarate nurkadega külgmisi õhuvõtuavasid. Poolringikujuliste õhuvõtuavade tagasilükkamine on seletatav sooviga mitte moonutada tiiva juureosade profiili ja kanduri kere lamedat kuju. Õhuvõtuavade paigutus kere külgedele võimaldab mitte ainult õhukanaleid oluliselt lühendada, vaid ka kogu kere esiosa varustusega, sealhulgas radarijaama seadmetega, hõivata. Lamedad külgmised õhuvõtuavad töötavad väga tõhusalt kogu töökiiruste ja lööginurkade vahemikus.

Külgmiste õhuvõtuavade peamisteks puudusteks on ühe neist varjutamine kere poolt ülehelikiirusel toimuvate libisemismanöövrite ajal ning piirkihi mõju nende toimimisele, mis on õhu sisselaskeava peamiseks ebaühtlase kiirusvälja allikaks. õhukanal. Piirkiht tekib õhuvoolu viskoosse hõõrdumise tagajärjel lennuki voolujoonelistel pindadel ja voolukiirus naha lähedal langeb järsult nullini. Ülehelikiiruse korral põhjustavad lööklained, interakteerudes piirkihiga, voolu lokaalse eraldumise voolujoonelisest pinnast koos piirkihi paksuse järsu suurenemisega voolujoonelise pinna pikkuse võrra. Eeldatakse, et piirkihi paksus on ülehelikiirusel 1% voolujoonelise lõigu pikkusest ja suureneb kiiruse vähenedes.

Piirkihist tulenev ebaühtlane kiirusjaotus suureneb nii oluliselt, et näiteks lennukis, mille õhuvõtuavad külgnevad vahetult kere nahaga, väheneb lennukiirusel M = 2,5 tõukejõud ~ 45% ja erikütus tarbimine suureneb ~ 15%.

Riis. 2

a - lennuki F-4 külgne õhuvõtuava (nähtavad on liikuv esiosa ja fikseeritud - piirdekihi eemaldamise süsteemiga - kiilu osa); Mirage III lennuki b-külgne õhuvõtt (näete pilu kere pinnalt piirdekihi eemaldamiseks ja poolkoonuse kujul olevat löögigeneraatorit); õhusõiduki F-16 inventraalne õhuvõtt.

Sarnane probleem on koonuste või kiiludega varustatud eesmiste õhuvõtuavade puhul, samuti sisemise või kombineeritud kokkusurumisega õhuvõtuavade puhul. Voolu eraldamisest põhjustatud õhu sisselaske või mootori liigpinge võib põhjustada õnnetuse. Selle ebasoovitava ja ohtliku nähtuse kõrvaldamiseks kasutatakse seadmeid kere (tiiva) pinnalt piirdekihi eemaldamiseks külgmise, alumise või dorsaalse õhu sisselaskeava ees, samuti augud piirdekihi imemiseks. koonuse või kiilu pind, mis soodustab pidevat voolu. Sel juhul juhitakse piirkihi õhk välisvoolu või kasutatakse mootori jahutamiseks. turboreaktiivmootori õhuvõtu generaator

Seega on M ‹ 1,1-1,2 lennuki õhuvõtu probleem väga keeruline ja seetõttu tuleb sisselaskeava kujundada mõnevõrra teisiti kui allahelikiirusega lennukil.

Madalate ülehelikiiruste vahemikus on endiselt rakendatavad reguleerimata õhuvõtuavad, mis on tehtud teravate sisendservadega, millele tekib lokaalne kinnitatud otselöök.

Sellise hüppe taga olev voolukiirus väheneb küll allahelikiirusega, kuid on siiski nii suur, et voolu edasine aeglustamine on vajalik kompressori nõutava kiiruseni. See juhtub laienevas difuusoris. Sisselaskeava teravate servade kasutamine hoiab ära paksu piirdekihi moodustumise õhuvõtus ja sellele järgneva kihi eraldumise, mis halvendab mootori jõudlust. Lokaalse kinnitatud löögi taga väheneb õhu kiirus allahelikiiruse väärtuseni sama järsult kui kinnitamata peašoki taga, kuid selle paiknemise tõttu muudetakse suurem osa kineetilisest energiast staatiliseks rõhuks (ülejäänud soojusenergiaks) . Sellegipoolest suurenevad lennukiiruse suurenemisega hüppe intensiivsus ja vastavalt ka kaod dünaamilise kokkusurumise protsessis, mille tulemusena väheneb tõukejõu tõukejõud. Seetõttu kasutatakse seda tüüpi õhu sisselaskeavasid õhusõidukites, mille maksimaalne kiirus ei ületa M = 1,5. Suurematel kiirustel saab vastutuleva voolu dünaamilise kokkusurumise hea efektiivsuse saavutada ainult kaldus lööklaine süsteemis, mida iseloomustab väiksem intensiivsus, s.t. väiksem kiiruse langus ja väiksem rõhukadu. Kaldlöögi taga olev voolukiirus jääb endiselt ülehelikiiruseliseks ja kui see vastab Machi arvule, mis ei ületa 1,5–1,7, võib otsese löögi korral toimuda voolu edasine aeglustumine. Kaod sellise nõrga šoki korral on väikesed ja selle taga olev allahelikiirus on õhukanali jaoks juba vastuvõetav. Kahekordse hüppega õhuvõtuava töötab tõhusalt kuni lennukiiruseni M = 2,2. Vastutuleva voolu kiiruse edasise suurenemisega suureneb ka kaldlöögi taga olev Machi arv. Kui see ületab 1,5-1,7, tuleb õhuvoolu täiendavalt kokku suruda veel ühes kaldus šokis, et selle kiirus enne sulgemist otsešokki oleks vastuvõetava väärtusega. Sellise hüppesüsteemiga õhuvõtuava nimetatakse kolmehüppeks ja seda saab kasutada kuni M ~ 3.

Vajaliku hüppesüsteemi saab luua õhu sisselaskeavast terava ülaosaga elemendi ettepoole nihutamisega (olenemata kasutatavast surveprintsiibist) või kasutades teravate sisselaskeservadega õhusisselaskeava ja vastavalt profileeritud difuusorit (sisselaskeseadmetes sise- või kombineeritud kompressioon).

Õhu sisselaskeava sees olevaid konstruktsioonielemente, mida kasutatakse kaldus lööklaine tekitamiseks, nimetatakse šokigeneraatoriteks. Praktikas on rakendust leidnud koonuste, poolkoonuste, veerandkoonuste ja kiilude kujul generaatorid. Nende tippudes moodustub ülehelikiirusel lennu ajal kinnitatud šokk kaldenurgaga, mis sõltub nii keha ülaosa nurgast kui ka Machi numbrist. Kuna kaldus šoki korral toimub vooluparameetrite muutus, nagu eelpool mainitud, vähem järsult kui otseses, on kaod palju väiksemad ja seega ka tekkiv staatiline rõhk suurem. Seiskunud voolu staatiline rõhk on seda suurem, mida suurem on lennukiirus ja kaldlööklainete arv, milles energia muundub.

Praktikas kasutatakse kahe-, kolme- ja isegi neljahüppelisi süsteeme. Teise ja järgnevad kaldlöögid võivad tekkida katkise generaatoriga generaatoriga või hajuti siseseintelt häirivate lainete peegeldumise tulemusena. Esimene võimalus hüpete loomiseks on tüüpiline välise kompressiooniga õhu sisselaskeavade jaoks ja teine ​​kombineeritud jaoks.

Riis. 3.

a - "Super-Mister" B.4; 6-F-100; e-F-104; hr F.D.l; d-F-8; e-B-58.

Riis. 4

Sisemise kokkusurumisega õhuvõtuavades tekitatakse löögid mitteteljesümmeetrilise õhukanali sees difuusori sobiva ristlõike profiili tõttu.

Eespool kirjeldatud lööklainete tekitamise meetodid erinevad üksteisest löökide tekkimise koha poolest õhu sisselaskeava sisselaskeava tasapinna suhtes. Nende ühiseks tunnuseks on mitmeastmeline voolu aeglustusprotsess, mis tagab maksimaalse dünaamilise kompressiooni kasutamise, minimaalsed kaod ja ühtlase kiiruse jaotuse.

Esimesed ülehelikiirusega lennukid, mille õhuvõtuavad olid varustatud kaldus šokigeneraatoritega, kasutasid väliselt kokkusurutud sisselaskeavasid. Võrreldes teistega on neid üsna lihtne reguleerida ja neil on väike mass. Generaator on paigutatud õhu sisselaskeava suhtes nii, et selle tekitatud esmane löök puudutab arvutatud lennutingimustes õhu sisselaskeava serva, mis võimaldab saavutada maksimaalse õhuhaarde, minimaalsed survekaod ja sisselaskeava minimaalse sisetakistuse. seade.

Seda tüüpi sisselaskeseadmete olulisteks puudusteks võrreldes teistega on aga suur (suurim) välistakistus, mis on seotud voolusuuna muutumisega, samuti väikseim staatilise rõhu tõus ja suur eesmine pindala, mis on tingitud asjaolust. et õhuvõtuava sisse on vaja paigutada šokigeneraator. Teoreetiliselt on kõige ratsionaalsem kasutada sisemise tihendusega sisendseadmeid, mis on kõige tõhusamad ja millel on minimaalne välistakistus. Sellised sisendseadmed pole aga veel leidnud praktilist rakendust profileeritud õhukanali konstruktsiooni keerukuse ja selle sisegeomeetria sujuva muutmise vajaduse tõttu vastavalt muutuvatele lennu- ja mootori töötingimustele. Praegu kasutatakse üha enam kombineeritud tihendusega sisendseadmeid, mida suhteliselt lihtsa konstruktsiooniga iseloomustab üsna kõrge efektiivsus.

Esitatud õhuvõtuavade geomeetria ja konstruktsiooni näited viitavad võimalusele läheneda õhuvõtuava projekteerimise probleemile individuaalselt, võttes arvesse selle muutuvaid töötingimusi. Joonisel fig. 1,45 ja 1,46 õhuvõtuavad on oma kuju ja välimuse poolest põhimõtteliselt erinevad, kuid teatud kiirusel töötamise olemuselt on nad sarnased. Erinevused üksikasjades on tavaliselt seotud aktsepteeritud teoreetiliste eelduste, katsetulemuste ja disainerite maitsega.

Näiteks Briti eksperimentaallennuk F.D.2, millel püstitati 1956. aastal maailma kiirusrekord (1822 km/h), oli väga spetsiifilise õhuvõtuga. Selle ülemine esiserv on terav ja ümardatud alumise serva suhtes ettepoole lükatud. Ühest küljest toob see kaasa ülaserva kinnitatud kaldamordi ilmumise, mis läbib teatud kaugusel alumise serva ees, vältides kinnitamata otsešoki tekkimist selle lähedal. Seevastu ülemise serva ettepoole nihutamine võimaldab õhuvõtuava esiosa suurendada suure lööginurgaga lendudel, kui lennukiirus on väike ja vajalik õhuvool mootoris suur.

Lisaks on laialt levinud õhu sisselaskesüsteemis sisalduvad täiendavad õhuvarustus- või väljatõmbeseadmed. Selliste seadmete hulka kuuluvad sisselaske- (tõusmis-) ja möödavooluklapid, mis asuvad tavaliselt kas juhtelemendi (koonus, kaldtee, kiil) lähedal või õhukanali pikkuses ning avanevad või sulguvad sõltuvalt mootorile vajalikust õhuvoolust. . Joonisel fig. 1.47 näitab F-14 lennuki õhuvõtuava elementide asukohti erinevates lennurežiimides.

Madalatel kiirustel õhkutõusmisel ja lennates on teisaldatava õhuvõtu kaldtee esi- ja tagaosa üles tõstetud ning õhkutõusmis- ja möödavooluklapp on avatud, mis tagab vajaliku õhuhulga varustamise mootorisse vaatamata läheneva voolu madal kiirus. Lennukiiruse ja õhurõhu suurenemisega kompressori sisselaskeava juures muutub läbi stardiklapi voolava õhuvoolu suund vastupidiseks ning õhukanalist väljuv liigne õhk suunatakse atmosfääri. Transoonilise kiirusega lennates on klapi läbilaskevõime ebapiisav ning õhuvoolu piiramiseks kompressorisse kaldub kaldtee tagumine osa allapoole, mille tagajärjel väheneb õhu sisselaskeava ristlõige ja õhu sisselaskeava mõõtmed. õhu väljalaskekanali suurenemine. Suurel ülehelikiirusel lennates kalduvad kaldtee esi- ja tagaosa veelgi rohkem allapoole, tagades optimaalse õhuhulga mootorisse sisenemise. Kaldtee esi- ja tagaosa vahelist pilu kasutatakse piirdekihi äravooluks.

Ülaltoodud arutelust järeldub, et ülehelikiirusega õhuvõtuavad kaldus löögigeneraatoriga tuleks profileerida nii, et projekteeritud õhukiirusel puutub esmane šokk esiserva. See hüppe asend tagab sisselaskeseadme suurima efektiivsuse, kuna õhuvool on maksimaalne, kaod surveprotsessis ja sisendtakistus on minimaalsed ning mootor töötab kõige stabiilsemalt. On ilmne, et sellised tingimused eksisteerivad ainult teatud Machi arvu juures. See tähendab, et antud Machi arv vastab hüppegeneraatori teatud asendile õhuvõtuava esiserva suhtes ning muudel töörežiimidel õhuvõtuava omadused halvenevad. Seega ei saa vastutuleva voolu laias ülehelikiiruse vahemikus tagada reguleerimata õhu sisselaskeavaga mootori rahuldavat tööd.

See puudus tuleneb lahknevusest õhu sisselaskeava konstantse geomeetria vahel, mis on arvutatud teatud voolutingimuste jaoks, ning sise- ja välisvoolu optimaalsete parameetrite vahel projekteerimata tingimustes. Seda puudust saab osaliselt või täielikult kõrvaldada, muutes õhu sisselaskeava geomeetriat (sisselaskeava, kriitilised ja/või väljalaskeavad) vastavalt muutuvale kiirusele ja lennukõrgusele. Seda tehakse tavaliselt juhtelemendi sujuva automaatse liikumisega, mis tagab vajaliku õhuvoolu väikese välistakistusega paljudel lennukiirustel, sobitades sisselaske läbilaskevõime kompressori jõudlusega ja sobitades hüppesüsteemi konfiguratsiooniga. õhu sisselase. See välistab ka kinnitamata otsese pealöögi võimaluse, mis on õhuvõtuava ja õhukanali kui terviku mitterahuldava töö peamine põhjus.

Kokkuvõtteks tuleb märkida, et mootorite ja õhu sisselaskeavade asukoht lennukil, samuti sisselaskeseadme tüübi valik on põhjalike uuringute objektiks, mis ei võta arvesse mitte ainult parima töötamise tagamise nõudeid. tõukejõusüsteemi tingimused, aga ka õhusõiduki kui terviku omadused.

Reaktiivlennukite mootorite massilise ilmumisega 40ndatel hakkasid õhuvõtuavad mängima lennukite disainimisel kõige olulisemat rolli.

Neid võib võrrelda inimese kopsudega. Nii nagu kopsudes leiduv hapnik toetab inimkehas kogu elusainet, nii toetab ka õhu sisselaskeavadest tulev õhk lennuki "südame" – selle jõujaama (mootoreid).

Õhkreaktiivmootorid töötavad kütusel (tänapäeval on see valdavalt vedelgaas). Selleks, et gaas seesmiselt süttiks, tuleb see oksüdeerida (kuigi siin sobib rohkem sõna “aurustama”). Oksüdeerivaks aineks on sel juhul hapnik, mille kogus õhus on 23%. Selgub, et mootori tööks sobib vaid veerand õhust, aga kuhu kaob ülejäänud õhk? Ülejäänud 77% õhust kasutatakse põlemiskambri ja düüsi jahutamiseks, millest väljuvad kuumad põlemisproduktid atmosfääri. Eksperdid nimetavad seda õhku sekundaarseks või ventilatsiooniks. See aitab kaitsta kambri ja turbiini seinu kahjustuste eest: pragude, söestumise ja äärmisel juhul sulamise eest.

Õhuvõtuava, seejärel spetsiaalne kompressor, mis surub õhku kokku, ja põlemiskamber on ühtne süsteem igas kaasaegses reaktiivmootoris. Need interakteeruvad järgmiselt: esmalt siseneb õhk õhuvõtuavasse, kus see surutakse kokku ja kuumutatakse temperatuurini 100–200 °C (see temperatuur tagab kütuse piisava aurustumise ja peaaegu täieliku põlemise), seejärel siseneb õhk õhu sisselaskeavasse. kompressor, kus see läbib järjekordse kokkusurumise ja kuumutamise etapi ning lõpuks valmiskujul koos gaasiga põlemiskambrisse, kus võimas elektrisäde süütab hapniku ja gaasi segu. Õhu põlemiskambrisse sisenemise kiirus on 120 - 170 m/s. See voog on 3–5 korda tugevam kui tuuleiil kõige võimsama orkaani ajal, mis on võimeline hooneid hävitama.

Kaasaegsete ülehelikiirusega lennukite reaktiivmootorites (alates 1400 km / h ja rohkem) on kompressor kaotanud oma tähtsuse, kuna suurel kiirusel soojendab õhu sisselaskeava ise ja surub õhku üsna tõhusalt kokku.

Kaasaegsed õhuvõtuavad koosnevad kolmest kihist: kahest metallikihist ja nende vahel paiknevast klaaskiust kärgsüdamikust. Tõenäoliselt langes lennukikonstruktorite valik sellisele konstruktsioonile järgmistel põhjustel: esiteks annab kärgtäidise kasutamine suurema konstruktsioonitugevuse, kuigi esmapilgul võib tunduda, et see pole sugugi nii; teiseks on kärgtäidis hea heli- ja soojusisolaator. Esiplaanil olevasse süvendisse on paigaldatud ventilaator, mis jaotab õhuvoolu ühtlaselt.

Õhuvõtuavad erinevad suuruse, kuju ja asukoha poolest kehal. Nende suuruse kohta täpsed andmed puuduvad, kuid võib öelda, et keskmiselt ulatuvad tänapäevaste lennukite õhuvõtuavad läbimõõduga vähemalt 1 meetrini, kuid erandeid on palju, see kehtib väikeste mõõtmetega sõjalennukite kohta. Suurtel transpordi- ja reisilennukitel on nende läbimõõt üle kahe meetri.

Traditsiooniliselt paigaldatakse õhusõidukitele ümmargused ja ruudukujulised (või ristkülikukujulised) õhuvõtuavad, kuid on ka erandeid ovaalide ja kaare kujul.

Kui õhuvõtuavade kuju valitakse iga õhusõiduki jaoks eraldi, lähtudes selle konkreetse lennuki jõudlusnäitajatest, siis tuleb nende paigutamisel lähtuda rangetest lennuki projekteerimisreeglitest.

Vastavalt nende asukohale lennukis on kolme tüüpi õhuvõtuavasid: esi-, külg- ja tiivaalune (või ventraalne). Tõsi, tegelikult on tänaseks alles vaid kaks liiki. Eesmised õhuvõtuavad on saanud ajalooks (F-86 "Saber", Su-17 või MiG-21).

Lennukikonstruktorid pidasid eesmiste õhuvõtuavade peamiseks eeliseks ühtlast õhuvoolukiirust, kuna erinevalt kõigist teistest õhuvõtuavatüüpidest on need esimesed, kes õhuvoolule vastavad. Muudel juhtudel tulevad õhuvoolule esimesena vastu kas kere nina või tiivad.

Kaasaegses lennunduses on kõige levinumad õhuvõtuavad külgmised. Põhjus peitub selles, et radariseadmetest on saanud iga kaasaegse lahingulennuki kõige olulisem osa. See asub kere esiosas, mistõttu, kui lennukil olid luurevarustuse jaoks eesmised õhuvõtuavad, ei jäänud praktiliselt enam ruumi.

Viimane, vähem levinud õhuvõtuava tüüp on tiivaalune (ventraalne). Nimi ise räägib nende asukohast. Need pole halvemad kui külgmised ja neid saab paigaldada ka kahe- ja neljamootorilistele lennukitele, kuid lennukiehituse valdkonna eksperdid märgivad üht tõsist puudust. Tiiva all olevad õhuvõtuavad on ebaefektiivsed suurte negatiivsete rünnakunurkade korral, st kui lennuk ei ole tasasel lennul, vaid sooritab manöövreid järsu tõusu või seiskumisega.

Tasub ka tähele panna, et õhuvõtuavad ei ole alati staatiline ava, kuhu õhk pidevalt siseneb, olenemata sellest, kas olukord seda nõuab või mitte. Paljudel kaasaegsetel lennukitel (jah, peaaegu kõigil), nagu hävitajad Su-33, Su-35, MiG-29, pommitaja-kandur T-4 jt, on reguleeritavad (automaatselt) õhuvõtuavad, mis võimaldab juhtida õhuvoolu võimsust ja reguleerige õhu sissevõttu selle suunas. Juhul, kui õhuvõtuavade automaatjuhtimine ebaõnnestub, on ette nähtud käsitsi juhtimine.

Kirjandus

• 1. Lennundusseadmed / toim. Yu. P. Dobrolensky. - M.: Sõjaväekirjastus, 1989. - 248 lk. -- ISBN 5-203-00138-3
• 2. LL Seljakov "ORGANE TEE KUJALGI. Lennukikonstruktori märkmed."
• 3. S.M. Eger, V.F.Mišin, N.K.Liseitsev. Lennuki disain. (M.: Mashinostroenie, 1983)
• 4. S.M. Eger, I.A. Šatalov "Lennundustehnoloogia põhialused".