Способ оптимизации компоновки авиационных двигателей на воздушном судне

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к способу оптимизации компоновки авиационных двигателей силовой установки на воздушном судне. Способ заключается в том, что для каждого типа самолета определяют границы зоны выброса твердых посторонних предметов колесами шасси в угловых координатах относительно колес передней стойки шасси и плотность их выброса. Затем производят расчет площади проекции входных кромок воздухозаборников двигателей в угловых координатах относительно колес передней стойки шасси в зоне выброса твердых посторонних предметов колесами шасси. Далее производят расчет уровня защищенности воздухозаборников двигателей от заброса посторонних предметов в заданной компоновке воздушного судна, который зависит от величины площади проекции воздухозаборников, попадающих в зону выброса посторонних предметов, плотности пролета посторонних предметов, приходящейся на указанную площадь проекции воздухозаборников, и площади всей зоны выброса посторонних предметов. Далее производят расчет уровня защищенности воздухозаборников при изменении координат размещения входных кромок воздухозаборников относительно колес передней стойки шасси последовательно вдоль оси ОХ в продольной плоскости ХОY. В итоге задают такое размещение входных кромок воздухозаборников относительно колес передней стойки шасси в продольной ХОY и поперечной плоскостях XOZ (L, Z), при которых значение коэффициента заброса посторонних предметов в воздухозаборники двигателей было бы равно нулю. Технический результат заключается в оптимизации компоновки авиационных двигателей относительно колес шасси и обеспечении защищенности двигателей от попадания посторонних предметов. 3 ил.

 

Изобретение относится к авиации, в частности к способу определения компоновочного расположения авиационных двигателей на воздушном судне (ВС).

Известен способ определения расположения авиационных двигателей на ВС, при котором расположение двигателей относительно колес шасси выбирают таким образом, чтобы предотвратить прямое попадание посторонних предметов (ПП) в каналы воздухозаборников двигателей на режимах руления, взлета и посадки ВС («Авиационные правила, часть 25, нормы летной годности гражданских самолетов», МАК, 1997).

Недостатком известного способа является необходимость проведения специальных трудоемких натурных испытаний ВС, в которых определяется возможность и условия заброса посторонних предметов колесами шасси в каналы воздухозаборников двигателей (Голубев С.А., Комов А.А., Кизим В.Я. «Определение условий движения самолета ТУ-154 по бетонной ВПП, при которых возможен заброс колесами шасси в двигатели самолета посторонних предметов» - НТО/ЛИИ-№693-80-III-М. 1980., Сиротин Н.Н. «Конструкция и эксплуатация, повреждаемость и работоспособность газотурбинных двигателей» - М.: РИА «ИМ-ИНФОРМ», 2002, стр.143-149).

Целью предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости оптимизации компоновки авиационных двигателей относительно колес шасси на ВС при обеспечении защищенности двигателей от твердых посторонних предметов, забрасываемых колесами шасси.

Поставленная цель достигается тем, что для каждого типа самолета:

- определяют границы зоны выброса твердых посторонних предметов колесами шасси в угловых координатах относительно колес передней стойки шасси и плотность их выброса (Р_пп);

- производят расчет площади проекции входных кромок воздухозаборников двигателей в угловых координатах относительно колес передней стойки шасси в зоне выброса твердых посторонних предметов колесами шасси;

- производят расчет уровня защищенности воздухозаборников двигателей от заброса твердых посторонних предметов колесами шасси в заданной компоновке ВС, который зависит от величины площади проекции воздухозаборников, попадающих в зону выброса ПП, плотности пролета ПП, приходящейся на указанную площадь проекции воздухозаборников, и площади всей зоны выброса ПП;

К_к=f(F_вз, F_пп, Р_пп), где

К_к - коэффициент заброса посторонних предметов в воздухозаборники двигателей. Чем больше значение коэффициента заброса К_к, тем ниже уровень защищенности воздухозаборников двигателей;

F_вз - площадь проекции воздухозаборников, попадающих в зону выброса ПП;

F_пп - площадь всей зоны выброса посторонних предметов;

Р_пп - средняя плотность пролета посторонних предметов по всему сечению воздухозаборников, попадающих в зону выброса ПП;

- производят расчет уровня защищенности воздухозаборников при изменении координат размещения входных кромок воздухозаборников относительно колес передней стойки шасси последовательно вдоль оси ОХ в продольной плоскости ХОY

К_к=f(L=Var), где

L - расстояние между осью колеса передней стойки шасси и входными кромками воздухозаборников в продольной плоскости ХОY;

и вдоль оси OZ в поперечной плоскости XOZ

К_к=f(Z=Var), где

Z - расстояние между плоскостью симметрии колеса передней стойки шасси и входными кромками воздухозаборников в поперечной плоскости XOZ;

- задают такое размещение входных кромок воздухозаборников относительно колес передней стойки шасси в продольной ХОY и поперечной плоскостях XOZ (L, Z), при которых значение коэффициента заброса ПП в воздухозаборники двигателей К_к было бы равно нулю.

Предлагаемый способ оптимизации компоновки авиационных двигателей на воздушном судне заключается в следующем.

Определяют границы зоны выброса твердых посторонних предметов колесами шасси в угловых координатах относительно колес передней стойки шасси и плотность их выброса (Р_пп) (фиг.1).

Производят расчет площади проекции входных кромок воздухозаборников двигателей в угловых координатах относительно колес передней стойки шасси в зоне выброса твердых посторонних предметов колесами шасси (фиг.2).

По площади проекции воздухозаборников двигателей в зоне выброса твердых посторонних предметов колесами шасси производят расчет уровня защищенности воздухозаборников двигателей в заданной компоновке ВС, который зависит от величины площади проекции воздухозаборников, попадающих в зону выброса ПП, плотности пролета ПП, приходящейся на указанную площадь проекции воздухозаборников, и площади всей зоны выброса ПП.

К_к=f(F_вз, F_пп, P_пп).

Производят расчет уровня защищенности воздухозаборников при изменении координат размещения входных кромок воздухозаборников относительно колес передней стойки шасси последовательно вдоль оси ОХ в продольной плоскости ХОY и вдоль оси OZ в поперечной плоскости XOZ (фиг.3).

По полученным значениям коэффициента заброса (К_к=f(L=Var), К_к=f(Z=Var)) задают такое размещение входных кромок воздухозаборников относительно колес передней стойки шасси в продольной ХОY и поперечной плоскостях XOZ (L, Z), при которых значение коэффициента заброса ПП в воздухозаборники двигателей К_к было бы равно нулю.

Из фиг.3 видно, что полная защищенность воздухозаборников двигателей от ПП, забрасываемых колесами шасси, обеспечивается при приближении входных кромок воздухозаборников к колесам передней стойки шасси на такое расстояние (при заданном расстоянии воздухозаборников от вертикальной плоскости симметрии ВС в поперечной плоскости XOZ (Z=Const)), при котором значение коэффициента заброса К_к было бы равно нулю.

Способ оптимизации компоновки авиационных двигателей на воздушном судне, основанный на предотвращении прямого заброса посторонних предметов колесами шасси в каналы воздухозаборников двигателей на режимах руления, взлета и посадки воздушного судна, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости оптимизации компоновки авиационных двигателей относительно колес шасси на ВС при обеспечении защищенности двигателей от твердых посторонних предметов, забрасываемых колесами шасси, для каждого типа самолета:
определяют границы зоны выброса твердых посторонних предметов колесами шасси в угловых координатах относительно колес передней стойки шасси и плотность их выброса (Р_пп);
производят расчет площади проекции входных кромок воздухозаборников двигателей в угловых координатах относительно колес передней стойки шасси в зоне выброса твердых посторонних предметов колесами шасси;
производят расчет уровня защищенности воздухозаборников двигателей от заброса твердых посторонних предметов колесами шасси в заданной компоновке ВС, который зависит от величины площади проекции воздухозаборников, попадающих в зону выброса посторонних предметов, плотности пролета посторонних предметов, приходящейся на указанную площадь проекции воздухозаборников, и площади всей зоны выброса посторонних предметов;
K_к=f(F_вз, F_пп, Р_пп),
где К_к - коэффициент заброса посторонних предметов в воздухозаборники двигателей, чем больше значение коэффициента заброса К_к, тем ниже уровень защищенности воздухозаборников двигателей;
F_вз - площадь проекции воздухозаборников, попадающих в зону выброса посторонних предметов;
F_пп - площадь всей зоны выброса посторонних предметов;
Р_пп - средняя плотность пролета посторонних предметов по всему сечению воздухозаборников, попадающих в зону выброса посторонних предметов;
производят расчет уровня защищенности воздухозаборников при изменении координат размещения входных кромок воздухозаборников относительно колес передней стойки шасси последовательно вдоль оси ОХ в продольной плоскости ХОУ
K_к=f(L=Var),
где L - расстояние между осью колеса передней стойки шасси и входными кромками воздухозаборников в продольной плоскости ХОУ;
и вдоль оси OZ в поперечной плоскости XOZ
K_к=f(Z=Var),
где Z - расстояние между плоскостью симметрии колеса передней стойки шасси и входными кромками воздухозаборников в поперечной плоскости XOZ;
задают такое размещение входных кромок воздухозаборников относительно колес передней стойки шасси в продольной ХОУ и поперечной плоскостях XOZ (L, Z), при которых значение коэффициента заброса посторонних предметов в воздухозаборники двигателей К_к было бы равно нулю.