Устройство для уменьшения инфракрасных излучений турбовинтового двигателя
Изобретения относятся к области авиации, более конкретно к устройству для уменьшения инфракрасных излучений на выпуске турбовинтового двигателя и турбовинтовому двигателю. Устройство имеет трубчатый канал (6), который продолжается вниз из сопла (5) турбовинтового двигателя (3), и через который горячие газы (F) вытекают из сопла (5). Также устройство имеет трубчатую втулку (8), выполненную с возможностью скольжения в трубчатый канал (6) при протекании горячих газов (F) через него, и переключения: из внутреннего положения, в котором трубчатая втулка (8) полностью размещена внутри трубчатого канала (6), в выступающее положение, в котором трубчатая втулка (8) выступает наружу из трубчатого канала (6). Технический результат заключается в уменьшении инфракрасных излучений турбовинтового двигателя. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству для уменьшения инфракрасной регистрируемой характеристики сопла турбовинтового двигателя для воздушного судна.
Известно, что в некоторых турбовинтовых двигателях выпуск потока горячих газов, выработанного соплом, имеет в пределах турбовинтового двигателя канал, который выступает вниз из сопла, и через который протекают горячие газы. Такой канал обычно наклонен под углом от 15 до 20 градусов по отношению к горизонтали и дает возможность восстанавливаться части остаточной тяги турбовинтового двигателя.
Настоящее изобретение, в частности, пригодно для такого турбовинтового двигателя.
Согласно изобретению устройство для уменьшения инфракрасных излучений на выпуске турбовинтового двигателя, установленного на воздушном судне, выпуск имеет в пределах турбовинтового двигателя трубчатый канал, который продолжается вниз из сопла турбовинтового двигателя, и через который горячие газы вытекают из сопла, характерно тем, что имеет трубчатую втулку, выполненную с возможностью скольжения в трубчатый канал при протекании горячих газов через него, и переключения:
из внутреннего положения, в котором трубчатая втулка полностью размещена внутри трубчатого канала,
в выступающее положение, в котором трубчатая втулка выступает наружу из трубчатого канала и способна собирать, таким же образом, как воздухозаборник, поток наружного свежего воздуха вблизи турбовинтового двигателя и смешивать поток наружного свежего воздуха, собранного таким образом, с потоком горячих газов из турбины, для уменьшения температуры последнего потока перед тем, как он выпускается наружу трубчатой втулкой.
Таким образом, благодаря настоящему изобретению горячие газы, вытекающие из сопла, разбавляются наружным свежим воздухом, который позволяет уменьшить инфракрасную регистрируемую характеристику турбовинтового двигателя.
Для приема наружного свежего воздуха трубчатая втулка имеет боковое отверстие, направленное к передней стороне воздушного судна и предусмотренное, в выступающем положении трубчатой втулки, вблизи турбовинтового двигателя. В одном из предпочтительных вариантов осуществления боковое отверстие образуется в результате того, что торец трубчатой втулки, направленный к соплу, является косо усеченным.
Для того чтобы направлять скольжение втулки внутри трубчатого канала, предпочтительно предусмотреть взаимодействующие направляющие между этими двумя элементами.
Предпочтительно трубчатая втулка съемно добавляется в трубчатый канал. В таком случае предпочтительно, чтобы внутреннее положение втулки было отмечено первым средством фиксации с автоматической фиксацией и управляемой расфиксацией, выполненным за одно целое с трубчатой втулкой. Таким образом, на земле, когда турбовинтовой двигатель заглушен, втулка может быть введена в канал, через его свободный нижний конец, а затем она может вталкиваться в канал до тех пор, пока первое средство фиксации не фиксирует ее автоматически во внутреннем положении. Наоборот, когда во время полета требуется переключить втулку из ее внутреннего положения в выступающее положение, первое средство фиксации управляется, чтобы расфиксировать втулку. Поэтому она может под объединенным действием силы тяжести и потока горячих газов, вырабатываемых соплом, скользить в выступающее положение.
Предпочтительно, чтобы выступающее положение трубчатой втулки было отмечено вторым средством фиксации с автоматической фиксацией, выполненным за одно целое с трубчатым каналом. Таким образом, когда втулка скользит из ее внутреннего положения в выступающее положение, второе средство фиксации будет фиксировать ее в последнем положении. Более того, предпочтительно, чтобы второе средство фиксации было выполнено с управляемой расфиксацией. Действительно, втулка может сбрасываться во время полета, для того чтобы воздушное судно восстанавливало полную аэродинамическую характеристику, когда использование втулки больше не требуется.
Предпочтительно как первое, так и второе средства фиксации представляет собой управляемый электромагнитом фиксаторный штифт, при этом фиксаторный штифт установлен упруго по отношению к электромагниту.
Предпочтительно первое и второе средства фиксации действуют на взаимодействующих направляющих втулки и внутреннего канала.
Настоящее изобретение также относится к турбовинтовому двигателю, в котором внутренний канал имеет направляющие, выполненный с возможностью взаимодействия с направляющими, установленными на трубчатой втулке и/или средстве фиксации для отметки по меньшей мере одного из положений втулки внутри канала.
Фигуры прилагаемых чертежей помогут лучше понять, каким образом изобретение может быть осуществлено. На этих чертежах идентичными ссылочными позициями обозначены аналогичные элементы.
Фиг. 1 схематично иллюстрирует, на виде снизу в перспективе, самолет, снабженный турбовинтовыми двигателями.
Фиг. 2 схематично иллюстрирует, в частичном разрезе, один из турбовинтовых двигателей самолета, показанного на фиг. 1.
Фиг. 3 схематично иллюстрирует установку трубчатой втулки согласно изобретению в один из турбовинтовых двигателей.
Фиг. 4 и 5 иллюстрируют, на частичном виде снизу в перспективе, внутреннее и выступающее положения соответственно втулки внутри одного из турбовинтовых двигателей.
Фиг. 6 иллюстрирует, на частичном виде в разрезе, систему взаимодействующих направляющих между трубчатой втулкой и выпускным каналом горячего потока сопла турбовинтового двигателя.
Фиг. 7 иллюстрирует, в частичном разрезе, по линии VII-VII фиг.6, средство фиксации в положении втулки внутри канала.
Самолет 1, схематично проиллюстрированный на виде снизу в перспективе на фиг. 1, имеет крылья 2, несущие турбовинтовые двигатели 3.
Обычно (фиг. 2) каждый турбовинтовой двигатель 3 имеет воздушный винт 4, (частично показанный на фиг. 2), и турбину (не показана на фиг. 2), снабженную соплом 5 для выпуска наружу потока горячих газов F, вырабатываемых турбиной. Как показано на фиг. 2, сопло 5 продолжается наружу через трубчатый канал 6, наклоненный вниз, и через который проходит горячий поток F. Трубчатый канал 6 выходит наружу через ее нижний торец 1.
Как схематично показано на фиг. 2, внутри трубчатого канала 6 предусмотрена трубчатая втулка 8 (см. также фиг. 3), выполненная с возможностью скольжения по отношению к трубчатому каналу 6 при протекании потока F горячих газов через него.
Как показано сплошной линией на фиг. 2, трубчатая втулка 8 может допускать в трубчатом канале 6 внутреннее положение, в котором она полностью размещена внутри канала (см. также фиг. 4).
Трубчатая втулка 8 также может допускать, как показано пунктирными линиями на фиг. 2 и в перспективе на фиг. 5, выступающее положение, в котором она выступает наружу из канала 6. В этом выступающем положении, как показано стрелкой 1 на фиг. 2 и 5, трубчатая втулка 8 собирает при полете самолета поток наружного воздуха вблизи турбовинтового двигателя 3 и смешивает его с горячим потоком F, так что на выпуске втулки 8 смесь, являющаяся достигнутой, имеет температуру ниже, чем у горячего потока F.
Как может быть видно на фиг. 2 и 3, втулка 8 имеет срез в виде свистка на своем торце 9, направленном к соплу 5. Таким образом, в выступающем положении, отверстие 10, направленное к передней стороне самолета 1, оказывается между нижним концом 7 канала 6 и скошенным торцом 9 втулки 8. Это отверстие 10 действует таким же образом, как воздухозаборник для введения наружного свежего потока E внутрь втулки 8 и смешивания его с горячим потоком F в ней.
Благодаря взаимодействующим продольным направляющим 11 и 12, установленным в канале 6 и на втулке 8 соответственно, последняя с возможностью скольжения направляется внутри канала (в частности, см. фиг. 6).
Втулка 8, например, выполненная из листа нержавеющей стали, может вводиться в канал 6, как показано на фиг. 6, обеспечением взаимодействия направляющих 12 втулки 8 с направляющими 11 канала 6 и проталкиванием втулки 8 в канал до тех пор, пока средство 14 фиксации не фиксирует втулку 8 автоматически во внутреннем положении (фиг. 4).
Средство 14 фиксации имеет фиксаторный штифт 15, приводимый в действие электромагнитом 16 и установленный упруго по отношению к нему через пружину 17 сжатия (фиг. 7).
При необходимости передний конец направляющих 12 втулки 8 имеет косой срез 18. Таким образом, при введении втулки 8 в канал 6 скос 18 достигает фиксаторного штифта 15, он толкает его назад против действия пружины 17 до тех пор, пока последняя не обеспечит прохождение фиксаторного штифта 15 в выемку 19 направляющей 12. Втулка 8 затем фиксируется во внутреннем положении (фиг. 4) в канале 6.
Когда во время полета необходимо уменьшать инфракрасную регистрируемую характеристику турбовинтового двигателя 3, электромагнит 16 управляется и втягивает фиксаторный штифт 15, вызывая его выхождение из выемки 19. Втулка 8 затем может переключаться из своего внутреннего положения (фиг. 4) в свое выступающее положение (фиг. 5) благодаря объединенному действию силы тяжести и горячего потока F.
В канале 6 предусмотрено второе средство фиксации, идентичное первому средству 14 для автоматической фиксации втулки 8 в ее выступающем положении, которое в таком случае отмечено фиксаторным штифтом (идентичным штифту 15), взаимодействующим с выемкой направляющей 12 (идентичной выемке 19). Для этого задний конец направляющей 12 может иметь скос, аналогичный скосу 18.
Если, как схематично показано на фиг. 1, необходимо сбросить втулки 8 во время полета, электромагнит второго средства фиксации в результате управляется, с тем чтобы втягивать его фиксаторные штифты. Втулки 8 в таком случае могут скользить вниз до тех пор, пока они полностью не выйдут из каналов 6.
1. Устройство для уменьшения инфракрасных излучений на выпуске турбовинтового двигателя (3), установленного на воздушном судне (1), при этом выпуск имеет, в пределах турбовинтового двигателя, трубчатый канал (6), который продолжается вниз из сопла (5) турбовинтового двигателя (3) и через который горячие газы (F) вытекают из сопла (5), отличающееся тем, что оно имеет трубчатую втулку (8), выполненную с возможностью скольжения в трубчатый канал (6) при протекании горячих газов (F) через него и переключения из внутреннего положения, в котором трубчатая втулка (8) полностью размещена внутри трубчатого канала (6), в выступающее положение, в котором трубчатая втулка (8) выступает наружу из трубчатого канала (6) и способна собирать таким же образом, как воздухозаборник, поток наружного свежего воздуха (Е) вблизи турбовинтового двигателя (3) и смешивать поток наружного свежего воздуха (Е), собранного таким образом, с потоком (F) горячих газов, поступающих из турбины, для уменьшения температуры последнего потока перед тем, как он выпускается наружу трубчатой втулкой (8).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубчатая втулка (8) имеет боковое отверстие (10), направленное к передней стороне воздушного судна (1) и расположенное, в выступающем положении втулки, вблизи турбовинтового двигателя (3).
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что боковое отверстие (10) образуется в результате того, что торец (9) трубчатой втулки (8), направленный к соплу (5), является косо усеченным.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубчатая втулка (8) и трубчатый канал (6) имеют взаимодействующие направляющие (11, 12) для направления скольжения втулки (8) в канале (6).
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубчатая втулка (8) съемно вставлена в трубчатый канал (6).
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутреннее положение втулки (8) отмечено первым средством (14) фиксации с автоматической фиксацией и управляемой расфиксацией, выполненным за одно целое с трубчатым каналом (6).
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выступающее положение втулки отмечено вторым средством фиксации с автоматической фиксацией, выполненным за одно целое с трубчатым каналом (6).
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что второе средство выполнено с управляемой расфиксацией.
9. Турбовинтовой двигатель для воздушного судна, в котором выпуск сопла турбовинтового двигателя имеет внутренний трубчатый канал, который продолжается вниз из сопла, отличающийся тем, что внутренний трубчатый канал (6) имеет направляющие (11), выполненные с возможностью взаимодействия с направляющими (12), установленными на трубчатой втулке (8) устройства по п.4.
10. Турбовинтовой двигатель для воздушного судна, в котором выпуск сопла турбовинтового двигателя имеет внутренний трубчатый канал, который продолжается вниз из сопла, отличающийся тем, что внутренний трубчатый канал (6) имеет средство фиксации, выполненное с возможностью фиксации в положении внутри трубчатого канала (6), трубчатой втулки (8) устройства по п.6.
