Проектування систем захисту повітрозабірників силових установок літаків від попадання сторонніх предметів - Автореферат

Національний аерокосмічний університет ім. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукЗахист відбудеться "27" січня 2011 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.062.04 у Національному аерокосмічному університеті ім. Містить теоретичні та практичні результати, котрі включають реалізовані на літаках Ан-3 з двигуном ТВД-20, Ан-3-300 з двигуном МС-14, ЛЛ Ил-76 з двигуном Д18Т системи захисту повітрозабірників із допомогою розроблених і вдосконалених методів проектування й експериментального відпрацювання науково обґрунтованих процесів взаємодії сторонніх предметів з обмежувальною поверхнею. Проведено аналіз систем захисту, що дозволяє за сукупними критеріями альтернативних варіантів вибрати систему захисту для реальної силової установки, що відповідає вимогам захищеності її повітрозабірника. Запропоновано та реалізовано метод проектування системи захисту повітрозабірника на основі інерційно-відбійного уловлювання СП гофрованою сіткою, виявлених залежностей пружного косого співудару сторонніх предметів з гранями гофрованої сітки. Содержит теоретические и практические результаты, включающие реализованные на самолетах Ан-3 с двигателем ТВД-20, Ан-3-300 с двигателем МС-14 системы защиты воздухозаборников c помощью разработанного метода проектирования и экспериментальной отработки теоретически обоснованных процессов взаимодействия посторонних предметов с ограничивающей поверхностью.Тому проектування систем захисту повітрозабірників силових установок літаків від ПСП у двигун є актуальним науковим завданням, що має важливе значення для забезпечення надійності силових установок, безпечної експлуатації літаків і розвитку авіаційної промисловості. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання: - виконати аналіз особливостей і методів проектування систем захисту повітрозабірників авіаційних силових установок від ПСП; Наукова новизна одержаних результатів: - вперше розроблено метод проектування системи захисту повітрозабірника силової установки літака від ПСП на основі інерційно-відбійного уловлювання СП гофрованою сіткою, забезпеченою жолобоподібними збірниками СП в основі її граней; Практичне значення одержаних результатів: - розроблений метод проектування системи захисту на основі інерційно-відбійного уловлювання СП дозволяє виконати аналітичне дослідження варіантів захисту за сукупними критеріями, розставленими за пріоритетами, і обґрунтувати вибір за допомогою переліку критеріїв, що визначають характеристики захисту, а також спрогнозувати і розробити захист повітрозабірника ефективністю 91% від СП розміром 0,63-0,8 мм; метод дозволяє визначити ступінь захищеності повітрозабірника і розробити теоретичну модель повітрозабірника з оптимальною конфігурацією; застосування розробленого методу проектування системи струминного захисту дозволяє оптимізувати відбори повітря від двигуна на захист, визначити газодинамічну та вагову доцільність застосування струминного захисту, спрогнозувати і розробити захист, що повністю виключає виникнення вихорів при гонці двигунів на землі врахуванням швидкості пристінної течії за параметрами основної ділянки захисних струменів.Так, наприклад, при швидкості установлення жалюзійної сітки на вході в повітрозабірник, що забезпечує до 48% захист від ПСП розміром 0,63-0,8 мм, створює втрати потужності двигуна = 10%, а в надзвукових повітрозабірниках аналогічний захист створює втрати тяги до 24-27%. При аналізі теоретичних досліджень проектування систем захисту з проблеми зясувалося, що недостатньо вивчено процес уловлювання СП при їх взаємодії з обмежувальними поверхнями та знаходження граничних параметрів, що впливають на траєкторію руху СП до уловлювача, особливо при короткочасності процесу у часі та малих дистанціях прольоту СП після співудару. Не розроблено комплексні методи проектування систем захисту, котрі включають аналіз і вибір варіантів систем захисту, наукового обґрунтування способу захисту, етапу експериментального відпрацювання та завершувального етапу - створення натурного зразка. Проведені теоретичні розробки щодо дослідження впливу компонування силової установки на літаку, процесів ПСП у повітрозабірник з поверхні аеродрому, виконаний обсяг експериментальних досліджень систем захисту повітрозабірників від ПСП можуть вирішити в існуючій постановці одне конкретне завдання, але не забезпечують проектування системи захисту в цілому, включаючи аналіз, обґрунтування, експериментальні дослідження газодинамічних характеристик і формування характеристик захисту повітрозабірників силових установок літаків. Для першого етапу важливо визначити параметри СП на підльоті до сітки, які залежать від зовнішніх чинників, таких, як швидкість потоку за повітряним гвинтом, швидкість, що індукується гвинтом на поверхні аеродрому, і діаметр СП, що мають потенційну можливість потрапити у повітрозабірник.

2. Основний зміст роботи