Установка демонстрации помпажа воздухозаборника

 

Изобретение относится к средствам обучения. Установка содержит осевой вентилятор 1 с суживающимся соплом 2, позволяющим моделировать набегающий поток, входное устройство 3, ресивер 4, выполненный в виде тонкостенной резиновой оболочки, дроссельного устройства 5 с подвижным регулирующим элементом 6, который перемещается в осевом направлении с помощью механизма 7. Ресивер выполнен в виде тонкостенной резиновой оболочки, один край которой прикреплен цилиндрическим хомутом к корпусу входного устройства, а другой край прикреплен к дроссельному устройству. Изобретение направлено на визуализацию помпажных колебаний в сопровождении звуковых хлопков ресивера. 1 ил.

Изобретение относится к средствам обучения, в частности к учебным установкам для демонстрации и раскрытия физической сущности в лабораторных условиях помпажа воздухозаборника авиационной силовой установки (СУ).

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является силовая установка ЛА [1] . Она содержит входное устройство (ВУ), газотурбинный двигатель.

Основным недостатком использование СУ для исследование помпажа ВУ является необходимость его надува воздушным потоком с М_Н≥1,4 [1], что возможно в условиях реального сверхзвукового полета либо на специальных "высотных" установках. Кроме того, возбуждение помпажных колебаний на реальной СУ может привести к разрушению канала ВУ, помпажу двигателя и его повреждению. Это обстоятельство не позволяет моделировать на реальной СУ помпаж ВУ в учебных и исследовательских целях многократно.

Задача, решаемая изобретением, состоит в создании установки, позволяющей в лабораторных условиях моделировать и многократно демонстрировать явление помпаж воздухозаборника с визуализацией помпажных колебаний.

Она обеспечивается: установкой в канале ВУ ресивера, выполненного в виде тонкостенной резиновой оболочке, позволяющей тем самым увеличивать объем ВУ за счет упругой деформации и моделировать необходимую сжимаемость воздуха, что имеет место в реальном ВУ при обтекании его потоком с М_Н≥1,4 [1]; изменением площади поперечного сечения за счет дроссельного устройства с подвижным регулирующим элементом; установкой осевого вентилятора с суживающимся соплом, позволяющим моделировать поток.

Отличительными признаками изобретения являются: ВУ, в канале которого установлен ресивер, выполненный в виде тонкостенной резиновой оболочки, позволяющей изменять объем ВУ за счет упругой деформации; установкой дроссельной заслонки, имитирующей сопротивление газовоздушного тракта ГТД; моделированием дозвукового набегающего потока осевым вентилятором с суживающимся соплом.

Предлагаемое изобретение позволяет в лабораторных условиях моделировать и многократно демонстрировать явление помпажа воздухозаборника с визуализацией помпажных колебаний, частота которых зависит от упругости выбранной оболочки ресивера.

На чертеже изображена принципиальная схема установки "Помпаж воздухозаборника".

Она состоит из осевого вентилятора 1 с суживающихся соплом 2, входного устройства 3, ресивера 4, выполненного в виде тонкостенной резиновой оболочки с защемленными краями 5, дроссельного устройства 6 с подвижным регулирующим элементом 7, который перемещается в осевом направлении с помощью механизма 8.

Установка "Помпаж воздухозаборника" работает следующим образом.

Воздух от наддувающего вентилятора подается в ВУ 3 и попадает в ресивер 4. В исходном состоянии дроссельное устройство 5, имитирующее сопротивление газовоздушного тракта ГТД, находится полностью в открытом положении, и воздух из ресивера 4 без особого сопротивления выходит в атмосферу. Для возбуждения помпажных колебаний необходимо изменить площадь проходного сечения дроссельного устройства 5. Из-за неравномерности полного давления на входе ВУ 3 (осуществляется искусственно смещением оси вентилятора, моделирующего набегающий поток) создаются условия для прорыва накопившегося в ресивере воздуха на вход в ВУ. Накопившийся в ресивере 4 объем воздуха устремляется в направлении, противоположном нормальному движению воздуха во входном устройстве 3. Процесс обратного тока воздуха через воздухозаборник сопровождается звуковыми хлопками и наглядно визуализируется уменьшающимся объемом ресивера 4. После того как давление воздуха в ресивере 4 уменьшается, описанный процесс повторяется, при этом положение регулирующего элемента 7 дроссельного устройств 6 должно быть неизменным. Частота помпажных колебаний зависит от упругости выбранной оболочки ресивера.

Применение предлагаемой установки "Помпаж воздухозаборника" позволяет демонстрировать и раскрывать физическую сущность в лабораторных условиях явления помпажа воздухозаборника авиационной силовой установки.

Литература 1. Нечаев Ю.Н., Федоров P.M. Теория авиационных газотурбинных двигателей, ч.1. М.: Машиностроение, 1977, с.11, 115, 149.

2. Нечаев Ю.Н. Теория авиационных двигателей. ВВИА им. проф. Жуковского Н.Е., 1990, с.273.

Формула изобретения

Установка демонстрации помпажа воздухозаборника, содержащая входное устройство, отличающаяся тем, что в канале входного устройства установлен ресивер, выполненный в виде тонкостенной резиновой оболочки, один край которой прикреплен цилиндрическим хомутом к корпусу воздухозаборника, другой аналогичным образом - к дроссельному устройству с подвижно регулирующим элементом, имеющим возможность перемещения в осевом направлении с помощью механизма, и осевой вентилятор, установленный несоосно перед входным устройством.

РИСУНКИ

Рисунок 1