Газожидкостная форсунка
Владельцы патента RU 2515866:
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") (RU)
Изобретение относится к области авиационных систем аэрозольной защиты, в частности к распыливанию жидкостей с помощью форсунок, которые используются для создания аэрозольного защитного шлейфа, снижающего силу инфракрасного излучения сопла двигателя самолета. Газожидкостная форсунка содержит сужающееся сопло с упругими стенками, внутренняя поверхность которых снабжена турбулизаторами, и магистрали подачи жидкости и газа. Для распыления жидкости с порошкообразным наполнителем сужающееся сопло выполнено щелевым и сообщено только с магистралью подачи жидкости. По периферии щелевого сопла размещено сопло, сообщенное с магистралью подачи газа, на внутренних стенках которого выполнены упоры. Такое выполнение устройства позволяет уменьшить средний размер капель распыливаемой жидкости и увеличить степень ее монодисперсности. Техническим результатом изобретения является то, что степень надежности аэрозольного защитного экрана повышается, а малый размер частиц аэрозоля способствует более эффективному экранированию ИК излучения от двигателя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области авиационных систем аэрозольной защиты, в частности к распыливанию жидкостей с помощью форсунок, которые используются для создания аэрозольного защитного шлейфа, снижающего силу инфракрасного излучения сопла двигателя самолета.
При разработке форсунок для систем аэрозольной защиты силовой установки самолета от ракет с головками самонаведения (ГСН) необходимо иметь в виду, что форсунки часто используются для распыления двухфазных аэрозолеобразующих составов с порошкообразным наполнителем. Эффективность аэрозольной защиты определяется в том числе расходом аэрозолеобразующего состава (АОС) и средним размером частиц аэрозоля. Засорение даже одной форсунки изменяет плотность аэрозольного шлейфа и снижает эффективность аэрозольной защиты. При использовании двухфазных АОС даже с очень малодисперсной твердой фазой в виде наночастиц часто имеет место засорение сопла форсунки.
Известна цилиндрическая форсунка с жидкостным соплом, форма которого не способствует засорению (см. Пажи Д.Г. «Основы техники распыливания жидкостей». М.: Химия, 1984, стр.159-175). Однако для получения мелкого монодисперсного аэрозоля требуется использовать сопла малого диаметра. Малый диаметр сопла способствует его засорению. Поэтому эффективная по качеству аэрозоля форсунка оказывается ненадежной в работе. Кроме того, она имеет небольшой, а точнее ограниченный, расход. Это приводит к необходимости ставить много форсунок и увеличивает массу системы аэрозольной защиты.
Известна газожидкостная форсунка, содержащая сужающееся сопло с упругими стенками, внутренняя поверхность которых снабжена турбулизаторами, и магистрали подачи жидкости и газа (патент РФ №2352373), выбранная за прототип.
Недостаток известной форсунки состоит в том, что газ подается через периферийные отверстия в канале подачи жидкости, что снижает качество распыления из-за значительного среднего размера капель аэрозоля и малой степени монодисперсности.
Задачей изобретения является повышение качества распыления жидкости с порошкообразным наполнителем.
Указанная задача решается тем, что в известной газожидкостной форсунке, содержащей сужающееся сопло с упругими стенками, внутренняя поверхность которых снабжена турбулизаторами, и магистрали подачи жидкости и газа, согласно изобретению для распыления жидкости с порошкообразным наполнителем в системе снижения инфракрасного излучения сопла авиационного двигателя, сужающееся сопло выполнено щелевым и сообщено только с магистралью подачи жидкости, а по его периферии размещено щелевое сопло, сообщенное с магистралью подачи газа, на внутренних стенках которого выполнены упоры.
Турбулизаторы могут быть выполнены на наружной и/или внутренней поверхности жидкостного сопла.
Такое выполнение устройства позволяет уменьшить средний размер капель распыливаемой жидкости и увеличить степень ее монодисперсности.
На фиг.1 показан продольный разрез газожидкостной форсунки, размещенной в хвостовом коке мотогондолы самолета;
на фиг.2 - поперечное сечение форсунки;
на фиг.3 - схема форсунки с внутренними выступами жидкостного сопла;
на фиг.4 - схема форсунки с внешними выступами жидкостного сопла.
Газожидкостная форсунка содержит корпус 1, в котором размещено сужающееся щелевое сопло 2 с упругими стенками 3, снабженными турбулизаторами 4, сообщенное с жидкостным коллектором 5. По периферии сопла 2 размещено сопло 6 с наружными стенками 7, сообщенное с газовым коллектором 8. На стенках 6 сопла 7 выполнены упоры 9, образующие плоское щелевое сопло 10. На наружной поверхности жидкостного сопла отдельно или дополнительно к внутренним турболизаторам 4 могут быть выполнены наружные турбулизаторы 11.
Устройство работает следующим образом.
Через входные отверстия в корпусе 1 форсунки в газовый коллектор 8 подают сжатый газ, который истекает наружу через сопло 10. В коллектор 5 подают рабочую жидкость, которая через жидкостное сопло 2 попадает в струю газа, истекающего через газовое сопло, образуя газожидкостный поток мелкодисперсных капель аэрозоля, проходящего через плоское щелевое сопло 10, в виде факела аэрозольного состава 12. В случае застревания частиц твердой фазы между стенками 3 жидкостного сопла, площадь канала уменьшается, давление жидкости возрастает, и упругие стенки жидкостного сопла 3 изгибаются наружу до положения 13 (фиг.4), раскрывая сопло. При этом твердые частицы вылетают наружу, очищая сопло. Образуется срывное течение газа, которое сопровождается пульсациями давления и, соответственно, упругими колебаниями стенок 3 сопла 2. При этом характеристики жесткости стенок сопла и аэродинамические характеристики турбулизатора подбираются так, чтобы собственная частота упругих колебаний стенки и частота срывов потока на выступе-турбулизаторе совпадали.
Таким образом, предотвращается засор сопла, а также повышается степень монодисперсности аэрозоля.
Результатом является то, что степень надежности аэрозольного защитного экрана повышается, а малый размер частиц аэрозоля способствует более эффективному экранированию ИК излучения от двигателя.
Использование заявленного устройства позволяет создавать эффективный аэрозольный защитный экран вокруг двигателя самолета, более надежно защищая от ракет с ГСН.
1. Газожидкостная форсунка, содержащая сужающееся сопло с упругими стенками, внутренняя поверхность которых снабжена турбулизаторами, и магистрали подачи жидкости и газа, отличающаяся тем, что для распыления жидкости с порошкообразным наполнителем в системе снижения инфракрасного излучения сопла авиационного двигателя сужающееся сопло выполнено щелевым и сообщено только с магистралью подачи жидкости, а по его периферии размещено щелевое сопло, сообщенное с магистралью подачи газа, на стенках которого выполнены упоры.
2. Газожидкостная форсунка по п.1, отличающаяся тем, что турбулизаторы выполнены на наружной и/или внутренней поверхности жидкостного сопла.
