Типы применяемых входных устройств и их классификация.

Применяемые ВУ отличаются большим разнообразием типов и конструктивных форм.

Диапазоны скоростей полета самолета и требования к его маневренным свойствам оказывают наибольшее влияние на облик ВУ. В соответствии со значениями максимальных скоростей полета самолетов, на которых они устанавливаются, самолетные ВУ подразделяют на:

- дозвуковые - числа M крейсерского полета, не превышающие 0,8…0,9. Устанавливают на военно-транспортных самолетах, самолетах гражданской авиации, на вертолетах. В силовых установках этих ЛА сжатие воздуха осуществляется в основном компрессором, а повышение давления от скоростного напора невелико. Простая конструкция. Их выполняют нерегулируемыми.

- трансзвуковые - большие дозвуковые крейсерские и относительно небольшие сверхзвуковые максимальные скорости полета (М<2). Повышение давления от скоростного напора в их ВУ является более значительным, но определяющими становятся требования обеспечения многорежимности и маневренности ЛА. ВУ этих самолетов также обычно выполняются нерегулируемыми.

- сверхзвуковые (СВУ) - устанавливаются на самолетах, имеющих высокие значения максимальных чисел М полета (обычно при ). Их, как правило, выполняют регулируемыми.

СВУ отличаются большим разнообразием типов и схем. Они классифицируются по признакам:

1. По количеству скачков уплотнения – односкачковые и многоскачковые.

Торможение сверхзвукового потока до дозвуковой скорости происходит в скачках уплотнения.. Простейший случай – один прямой скачек уплотнения. Но в нем нельзя обеспечить эффективное сжатие воздуха вследствие роста его интенсивности и потерь полного давления при больших скоростях полета. Для снижения интенсивности прямого скачка воздушный поток перед ним предварительно подтормаживают в нескольких косых скачках уплотнения малой интенсивности.

Для создания системы скачков уплотнения используется специальная профилированная поверхность, называемая поверхностью торможения. Ее образующая представляет собой ломаную линию с тем или иным числом изломов. При обтекании этой поверхности сверхзвуковым потоком у ее изломов образуются косые скачки уплотнения, в которых и осуществляется предварительное сжатие сверхзвукового потока перед замыкающим прямым скачком.

2. По расположению скачков уплотнения относительно плоскости входа;

Различают СВУ внешнего, смешанного и внутреннего сжатия.

- у СВУ внешнего сжатия все скачки уплотнения, образующиеся при обтекании поверхности торможения, располагаются перед плоскостью входа ВУ. Площадь наименьшего сечения внутреннего канала («горло») находится в непосредственной близости от плоскости входа;

- у СВУ смешанного сжатия одна часть косых скачков размещается перед плоскостью входа, а другая часть – во внутреннем канале. В этом случае внутренний канал от плоскости входа до «горла» имеет значительное сужение, а само минимальное сечение канала, именуемое «горлом», располагается на некотором удалении от плоскости входа;

- у СВУ внутреннего сжатия все косые скачки уплотнения располагаются за плоскостью входа, и сжатие осуществляется внутри канала.

В настоящее время в авиации применяются СВУ внешнего сжатия. СВУ смешанного и особенно внутреннего сжатия в принципе могут обеспечивать при высоких числах M полета более эффективный процесс сжатия сверхзвукового потока, однако имеется ряд трудностей на пути их практического использования.

3. По форме поверхности торможения и входного сечения различают плоские и осесимметричные СВУ.

4. По компоновке на ЛА ВУ подразделяют на лобовые (Су-7Б, МиГ-21 и др.), расположенные в носовой части фюзеляжа или мотогондолы, и примыкающие, устанавливаемые вблизи какого-либо участка поверхности ЛА.

Недостатком примыкающих СВУ (по сравнению с лобовыми) является то, что они имеют более высокую степень неравномерности и нестационарности потока в выходном сечении. Это объясняется как наличием неравномерности течения на входе, так и малой по условиям компоновки длиной воздухоподводящих каналов, не обеспечивающей достаточного выравнивания параметров потока.

Лобовые осесимметричные СВУ широко использовались на сверхзвуковых самолетах второго поколения. При расположении в носовой части фюзеляжа эти СВУ при малых углах атаки вследствие равномерности набегающего потока и осевой симметрии течения обеспечивают хорошие характеристики по уровню потерь, массе и структуре потока на входе в двигатель. Однако с увеличением углов атаки их характеристики резко ухудшаются, особенно на сверхзвуковых скоростях полета.

СВУ, примыкающие к поверхности ЛА, как правило, являются плоскими и редко выполняются полукруглыми или овальными. Они стали применяться на высокоманевренных самолетах третьего и четвертого поколений в целях улучшения характеристик силовых установок на больших углах атаки и скольжения, сокращения длины и массы каналов подачи воздуха к двигателю и использования положительной интерференции СВУ и ЛА. Аналогичные СВУ нашли применение также на дальних сверхзвуковых самолетах (Ту-160, «Конкорд» и др.). По конструктивному выполнению они весьма разнообразны.

Известны подкрыльевые, подфюзеляжные, надфюзеляжные и боковые (по отношению к фюзеляжу) ВУ примыкающего типа.

Основная проблема выбора места расположения СВУ вблизи поверхности ЛА состоит в обеспечении малого изменения местных углов атаки и скольжения в зоне расположения СВУ по сравнению с изменением углов атаки и скольжения самого самолета. Это достигается за счет направляющего (экранирующего) влияния поверхностей, к которым примыкает СВУ.

12 3

Дата добавления: 2018-05-10; просмотров: 1443;