Иноземцев А.А., Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели

Подождите немного. Документ загружается.

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

560

êèì ñîïëàì.

Ýêñïåðèìåíòàëüíîå ïëîñêîå ñîïëî

áûëî èçãîòîâëåíî â óôèìñêîì ÍÏÎ «Ìîòîð». Ñîïëî

ïðîøëî ñòåíäîâûå èñïûòàíèÿ è áûëî óñòàíîâëåíî

íà ëåâûé äâèãàòåëü ÀË-31Ô ñàìîëåòà

ÑÓ-27ÓÁ, ïå-

ðåäåëàííîãî â ëåòàþùóþ ëàáîðàòîðèþ Ò10-26 (ñì.

Ðèñ. 9.3.2_4). Õîðîøî âèäíà ðàçíèöà ñ óñòàíîâëåí-

íûì íà ïðàâîì äâèãàòåëå ñåðèéíûì îñåñèììåòðè÷-

íûì ñîïëîì.

Ðèñóíîê 9.3.2_3 – ÂÓ äâèãàòåëÿ F119-PW-100

Ëåòàþùàÿ ëàáîðàòîðèÿ âûïîëíèëà «… 20 ïî-

ëåòîâ, â õîäå êîòîðûõ áûëè ïîëó÷åíû äàííûå ïî

çíà÷èòåëüíîìó (â íåñêîëüêî ðàç) ñíèæåíèþ ÈÊ-çà-

ìåòíîñòè äâèãàòåëÿ ñ ïëîñêèì ñîïëîì» [9.12.9].

Îäíàêî ðàçâèòèå ñðåäñòâ ïîðàæåíèÿ ñåãîäíÿ îïå-

ðåæàåò âîçìîæíîñòè «ñàìîëåò÷èêîâ» è «äâèãàòå-

ëèñòîâ» â äàëüíåéøåì óìåíüøåíèè çàìåòíîñòè

è âðÿä ëè ýòî ñîñòîÿíèå èçìåíèòñÿ.

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

561

Êðîìå òîãî, îáåñïå÷åíèå íåîáõîäèìîé ïðî÷-

íîñòè è æåñòêîñòè êîíñòðóêöèè ïëîñêîãî ñîïëà

íåèçáåæíî ñîïðîâîæäàåòñÿ óâåëè÷åíèåì ìàññû ÂÓ.

Òàê äâèãàòåëü F100 (P&W) ñ ïëîñêèì ñîïëîì èìå-

åò ìàññó íà 180 êã áîëüøå, ÷åì ñ îñåñèììåòðè÷-

íûì. Ýòà ïðîáëåìà ÷àñòè÷íî ìîæåò áûòü ðåøåíà

ïðèìåíåíèåì êîìïîçèòíûõ ìàòåðèàëîâ òèïà «óã-

ëåðîä – óãëåðîä», íî ïðîáëåìà ïðåðåõîäíîãî ó÷àñ-

òêà îò êðóãëîãî ñå÷åíèÿ çà òóðáèíîé (íèêòî åùå íå

ñäåëàë êâàäðàòíîé òóðáèíû!) ê ïðÿìîóãîëüíîìó íà

âõîäå â ñîïëî îñòàåòñÿ… Òàê ïðè èñïûòàíèè ñî-

ïëà ÍÏÎ «Ìîòîð» ïîòåðè òÿãè â ïëîñêîì ñîïëå çà

ñ÷åò òðàíñôîðìàöèè ïîòîêà äîñòèãëè 14…17%

…[9.12.9]. Îñòàåòñÿ óïðàâëåíèå âåêòîðîì òÿãè

(ÓÂÒ). Íî è ýòî äîñòîèíñòâî ïëîñêèõ ñîïåë «ïå-

ðåõâà÷åíî» è ðåàëèçîâàíî ñ îñåñèììåòðè÷íûìè ñî-

ïëàìè (è èíîãäà äàæå ñ áîëüøåé ýôôåêòèâíîñòüþ).

9.3.3 - Îñåñèììåòðè÷íûå ñîïëà

ñ óïðàâëÿåìûì âåêòîðîì òÿãè

Óïðàâëåíèå âåêòîðîì òÿãè ìîæåò ïðîèçâî-

äèòüñÿ ðàçíûìè ñïîñîáàìè:

- ïíåâìàòè÷åñêèì ñïîñîáîì, ñ èñïîëüçîâàíè-

åì ýôôåêòà Êîàíäà;

- ïðè ïîìîùè äåôëåêòîðîâ, óñòàíîâëåííûõ

â ðàéîíå âûõîäíîãî ñå÷åíèÿ ñîïëà;

Ðèñóíîê 9.3.2_4 – Ïëîñêîå ñîïëî äâèãàòåëÿ ÀË-31Ô íà ëåòàþùåé ëàáîðàòîðèè Ò10-26

- ìåõàíè÷åñêèì ñïîñîáîì, êîãäà îòêëîíÿåòñÿ

íåïîñðåäñòâåííî ñîïëî èëè åãî ÷àñòü.

Â íàñòîÿùåå âðåìÿ íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðà-

íåíèå ïîëó÷èë ìåõàíè÷åñêèé ñïîñîá îòêëîíåíèÿ

âåêòîðà òÿãè. Îòêëîíåíèå âåêòîðà òÿãè îñóùåñòâ-

ëÿåòñÿ ëèáî ñ ïîìîùüþ ïîâîðîòà âñåãî îñåñèììåò-

ðè÷íîãî ñîïëà íà øàðíèðíîé ïîäâåñêå èëè òîëüêî

åãî ñâåðõçâóêîâîé ÷àñòè.

Ê ñèñòåìàì ÓÂÒ ïðåäúÿâëÿþòñÿ ñëåäóþùèå

îñíîâíûå òðåáîâàíèÿ:

- ñèñòåìà ÓÂÒ äîëæíà ôóíêöèîíèðîâàòü íà

âñåõ ðåæèìàõ ðàáîòû äâèãàòåëÿ;

- ïëîùàäü êðèòè÷åñêîãî ñå÷åíèÿ ñîïëà ðåãó-

ëèðóåòñÿ íåçàâèñèìî îò ñèñòåìû ÓÂÒ è íå äîëæ-

íà ìåíÿòüñÿ ïðè èçìåíåíèè âåêòîðà òÿãè;

- ÷àñòîòà îòêëîíåíèÿ âåêòîðà òÿãè ìîæåò ñî-

ñòàâëÿòü äî 50 äâèæåíèé â ìèíóòó ïðè ìàíåâðàõ

ñàìîëåòà â âåðòèêàëüíîé è äî 25 – ïðè ìàíåâðàõ

â ãîðèçîíòàëüíîé ïëîñêîñòÿõ;

- ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ óãëîâ – äî 30 ãðàä/ñ, ïî-

ãðåøíîñòü óñòàíîâêè óãëà ~ ± 0,1°;

- äàâëåíèå ãàçà çà òóðáèíîé è ðàñõîä ãàçà ÷å-

ðåç ñîïëî íà ðåæèìå ÓÂÒ äîëæíû áûòü òàêèìè æå,

êàê ïðè ïðÿìîì âûõîäå ïîòîêà è ñ òîé æå ñòåïå-

íüþ ïîíèæåíèÿ äàâëåíèÿ â ñîïëå

π π

;

- ïðè îòêàçå ñèñòåìû ÓÂÒ ñîïëî äîëæíî àâòî-

ìàòè÷åñêè óñòàíàâëèâàòüñÿ â ïîëîæåíèå ïðÿìîé

òÿãè.

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

562

9.3.3.1 - Îñåñèììåòðè÷íîå ñîïëî

ñ ïîâîðîòíûì óçëîì

Íàèáîëåå ïîíÿòíîé ñ òî÷êè çðåíèÿ êîíñòðóê-

öèè ñèñòåìû ÓÂÒ ÿâëÿåòñÿ ñõåìà èçìåíåíèÿ âåêòî-

ðà òÿãè ñ ïîìîùüþ ïîâîðîòíîãî óçëà, ðàçìåùåííî-

ãî ìåæäó ôîðñàæíîé êàìåðîé è ñîïëîì. Ïðè ýòîì

ïîâîðîò ïîòîêà îñóùåñòâëÿåòñÿ â åãî äîçâóêîâîé

÷àñòè ñîïëà. Òàêàÿ êîíñòðóêöèÿ ïîçâîëÿåò ìîäåð-

íèçèðîâàòü ñóùåñòâóþùèå êîíñòðóêöèè ÐÑ ââåäå-

íèåì ïîâîðîòíîãî óçëà. Ïðèìåðîì òàêîãî ñîïëà ÿâ-

ëÿåòñÿ ÂÓ äâèãàòåëÿ ÀË-31ÔÏ (ÍÏÎ «Ñàòóðí»).

Îñåñèììåòðè÷íîå ñîïëî ñ ïîâîðîòíûì óç-

ëîì ïîçâîëÿåò îáåñïå÷èòü îòêëîíåíèå âåêòîðà

òÿãè â îäíîé ïëîñêîñòè (ñì. Ðèñ. 9.3.3.1_1). Îíî

ñîñòîèò èç äâóõ ìîäóëåé: ïîâîðîòíîãî óçëà è ðå-

àêòèâíîãî ñîïëà. Ïîâîðîòíûé óçåë ïîçâîëÿåò èç-

ìåíèòü íàïðàâëåíèå âåêòîðà òÿãè íà ðàçëè÷íûõ

ðåæèìàõ ðàáîòû äâèãàòåëÿ. Ïîâîðîò îñóùåñòâ-

ëÿåòñÿ íà óãîë ±15 ãðàäóñîâ â îäíîé ïëîñêîñòè.

Ðåàêòèâíîå ñîïëî – îñåñèììåòðè÷íîå, ñâåðõçâó-

êîâîå, âñåðåæèìíîå, ñ íåïðåðûâíûì êîíòóðîì.

Ñõåìà îñåñèììåòðè÷íîãî ñîïëà ñ ïîâîðîòíûì

óçëîì ïðåäñòàâëåíà íà Ðèñ. 9.3.3.1_2.

Ðèñóíîê 9.3.3.1_1 - Îñåñèììåòðè÷íîå ñîïëî ñ ïîâîðîòíûì óçëîì (ÍÏÎ «Ñàòóðí»)

Ïîâîðîòíûé óçåë ñîñòîèò èç íåïîäâèæíîãî 1

è ïîäâèæíîãî 2 êîðïóñîâ ñ ýêðàíàìè. Íåïîäâèæ-

íûé êîðïóñ øàðíèðíî ñâÿçàí â ãîðèçîíòàëüíîé

ïëîñêîñòè ñ ïîäâèæíûì êîðïóñîì ïðè ïîìîùè

äâóõ îñåé 3, çàêðåïëåííûõ â íåïîäâèæíîì êîðïó-

ñå. Íà ïîäâèæíîì êîðïóñå çàêðåïëåíî ñôåðè÷åñ-

êîå êîëüöî 4, ïî êîòîðîìó îñóùåñòâëÿåòñÿ ñòûêîâ-

êà ñ ìîòîãîíäîëîé.

Ê ïåðåäíåìó ôëàíöó ïîäâèæíîãî êîðïóñà

êðåïèòñÿ óïëîòíèòåëüíîå êîëüöî 5 ñ ïîäâèæíû-

ìè

â ðàäèàëüíîì íàïðàâëåíèè ãðàôèòîâûìè âêëà-

äûøàìè.

Óïëîòíèòåëüíîå êîëüöî ãåðìåòèçèðóåò

òðàêò îõëàæäåíèÿ ïîâîðîòíîãî óçëà. Ê çàäíåìó

ôëàíöó ïîäâèæíîãî êîðïóñà êðåïèòñÿ êîðïóñ 6 ÐÑ.

Ãèäðîöèëèíäðû 7 óïðàâëåíèÿ âåêòîðîì òÿãè øàð-

íèðíî çàêðåïëåíû íà íåïîäâèæíîì êîðïóñå,

à øòî-

êè ãèäðîöèëèíäðîâ – íà êðîíøòåéíàõ ïîäâèæíî-

ãî êîðïóñà. Âåðõíèå è íèæíèå ãèäðîöèëèíäðû

ðàáîòàþò â ïðîòèâîôàçå è óïðàâëÿþòñÿ àãðåãàòîì

óïðàâëåíèÿ âåêòîðîì òÿãè.

Îñåñèììåòðè÷íîå ñîïëî ñîñòîèò èç êîðïóñà

è ïðèâîäà ñòâîðîê. Íà êîðïóñå 6 øàðíèðíî çàê-

ðåïëåíû äîçâóêîâûå ñòâîðêè 8. Ñâåðõçâóêîâûå

ñòâîðêè 9 øàðíèðíî çàêðåïëåíû íà êîíöàõ äîçâó-

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

563

êîâûõ ñòâîðîê. Íàðóæíûå ñòâîðêè 10 øàðíèðíî

çàêðåïëåíû íà êðîíøòåéíàõ êîðïóñà ñîïëà, à èõ

êîíöû ÷åðåç ðîëèêè ïîäâèæíî çàêðåïëåíû â íàï-

ðàâëÿþùèõ 11 ñâåðõçâóêîâûõ ñòâîðîê íà âûõîäå

ñîïëà. Ìåõàíèçì êîððåêöèè ïëîùàäè âûõîäíîãî

ñå÷åíèÿ âûïîëíåí â âèäå «áðàñëåòà» èç ïíåâìî-

öèëèíäðîâ 12.

Äîçâóêîâûå ñòâîðêè è ïðîñòàâêè îáðàçóþò

êðèòè÷åñêîå ñå÷åíèå ñîïëà. Óïðàâëåíèå ñòâîðêà-

ìè îñóùåñòâëÿåòñÿ ãèäðîöèëèíäðàìè 13. Èçìåíå-

íèå ïëîùàäè êðèòè÷åñêîãî ñå÷åíèÿ ïðîèñõîäèò çà

ñ÷åò âîçâðàòíî-ïîñòóïàòåëüíîãî äâèæåíèÿ øòîêîâ

ãèäðîöèëèíäðîâ, îáåñïå÷èâàþùèõ ïîâîðîò ñòâî-

ðîê ÷åðåç ñèñòåìó ðû÷àãîâ è òÿã îòíîñèòåëüíî çàä-

íåãî ôëàíöà êîðïóñà ñîïëà.

Ðèñóíîê 9.3.3.1_2 – Îñåñèììåòðè÷íîå ñîïëî ñ ïîâîðîòíûì óçëîì

1 – íåïîäâèæíûé êîðïóñ; 2 – ïîäâèæíûé êîðïóñ; 3 – îñè; 4 – ñôåðè÷åñêîå êîëüöî; 5 – óï-

ëîòíèòåëüíîå êîëüöî; 6 – êîðïóñ ÐÑ; 7 – ãèäðîöèëèíäðû óïðàâëåíèÿ âåêòîðîì òÿãè; 8 –

äîçâóêîâûå ñòâîðêè; 9 – ñâåðõçâóêîâûå ñòâîðêè; 10 – íàðóæíûå ñòâîðêè; 11 – íàïðàâëÿþ-

ùèå ñâåðõçâóêîâûõ ñòâîðîê; 12 – ïíåâìîöèëèíäðû «óïðàâëåíèÿ» F

âûõ

; 13 – ãèäðîöèëèíä-

ðû óïðàâëåíèÿ F

êð

9.3.3.2 - Îñåñèììåòðè÷íûå ñîïëà

ñ óïðàâëÿåìûì âåêòîðîì òÿãè

â ñâåðõçâóêîâîé ÷àñòè

Îòêëîíåíèå âåêòîðà òÿãè òàêæå ìîæåò áûòü

îñóùåñòâëåíî ïîâîðîòîì ïîòîêà â ñâåðõçâóêîâîé

÷àñòè ñîïëà çà êðèòè÷åñêèì ñå÷åíèåì.

Äëÿ ýòîãî â îñåñèììåòðè÷íîì ñîïëå (ñì.

Ðèñ. 9.3.3.2_1) ïîâîðîòíûé óçåë ðàçìåùàåòñÿ ìåæ-

äó âåíöàìè ñòâîðîê ïåðâîãî è âòîðîãî ðÿäîâ. Óï-

ðàâëåíèå ïîâîðîòîì ñâåðõçâóêîâîé ÷àñòè ñîïëà

ïîçâîëÿåò îáåñïå÷èòü ìåíüøåå óñèëèå óïðàâëÿþ-

ùåé ñèñòåìû, ÷åì ïðè îòêëîíåíèè ïîòîêà â äîçâó-

êîâîé ÷àñòè (îñåñèììåòðè÷íîå ñîïëî ñ ïîâîðîò-

íûì óçëîì).

Îäíàêî, ïîòåðè òÿãè, ñâÿçàííûå ñ ïîâîðîòîì

ïîòîêà, ìîãóò çíà÷èòåëüíî âîçðàñòè ïî ñðàâíåíèþ

ñ ïîòåðÿìè îòêëîíåííîãî îñåñèììåòðè÷íîãî ñîïëà.

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

564

Ðèñóíîê 9.3.3.2_1 – Ñõåìà ðåãóëèðóåìîãî ñîïëà ñ îòêëîíåíèåì ñâåðõçâóêîâîé ÷àñòè

(General Electric Company)

Ðèñóíîê 9.3.3.2_2 – Ñîïëî «ÊËÈÂÒ» (ÃÓÍÏÏ «Çàâîä èìåíè Â.ß. Êëèìîâà»)

1 – ñâåðõçâóêîâûå ñòâîðêè; 2 – íàðóæíûå ñòâîðêè; 3 – îáòåêàòåëè ïðèâîäà óïðàâëåíèÿ

âåêòîðîì òÿãè

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

565

Â ðàññìàòðèâàåìîé ñõåìå (ñì. Ðèñ. 9.3.3.2_1)

ïîâîðîò ïîòîêà îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîñëå êðèòè÷åñêî-

ãî ñå÷åíèÿ ñîïëà âîçäåéñòâèåì íà ñâåðõçâóêîâûå

ñòâîðêè. Ñîïëî îáåñïå÷èâàåò âñåðàêóðñíîå îòêëî-

íåíèå âåêòîðà òÿãè (360°). Óïðàâëåíèå äîçâóêîâû-

ìè ñòâîðêàìè ïðîèçâîäèòñÿ ñ ïîìîùüþ ïðèâîäîâ

1, êîòîðûå ïåðåìåùàþò óñòàíîâî÷íîå êîëüöî 2

âäîëü îñè ñîïëà. Ðîëèêè 3 íà êîëüöå ïåðåìåùàþò-

ñÿ ïî ïðîôèëèðîâàííîé ïîâåðõíîñòè ñòâîðîê 4

è èçìåíÿþò èõ óãîë íàêëîíà, à ñëåäîâàòåëüíî, è ï-

ëîùàäü êðèòè÷åñêîãî ñå÷åíèÿ. Ïîâîðîò ñâåðõçâó-

êîâûõ ñòâîðîê 5 è ïîâîðîò ïîòîêà îñóùåñòâëÿþò-

ñÿ çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ óãëà íàêëîíà a êîëüöà 6

óïðàâëåíèÿ ñâåðõçâóêîâûìè ñòâîðêàìè. Óãîë íà-

êëîíà êîëüöà ìåíÿåòñÿ çà ñ÷åò óñòàíîâêè ðàçëè÷-

íîé äëèíû ãèäðîöèëèíäðîâ ïðèâîäà 7.

Äðóãèì ïðèìåðîì ñîïëà ñ ÓÂÒ çà ñ÷åò ïî-

âîðîòà ñâåðõçâóêîâîé ÷àñòè ÿâëÿåòñÿ ñîïëî

«ÊËÈÂÒ».

Ñîïëî ñ ÓÂÒ (ñì. Ðèñ. 9.3.3.2_2) ðàçðàáîòàíî

íà áàçå ñåðèéíîãî ðåãóëèðóåìîãî ñîïëà äâèãàòåëÿ

ÐÄ-33 (ÒÌÊÁ «Ñîþç»).

Ñõåìà (ñì. Ðèñ. 9.3.3.2_3) îñåñèììåòðè÷íîãî

ÐÑ ñ ïîâîðîòîì ñâåðõçâóêîâîé ÷àñòè îáåñïå÷èâà-

åò êàê è ñîïëî GE âñåðàêóðñíîå (360°) îòêëîíåíèå

âåêòîðà òÿãè.

Ïëîùàäü êðèòè÷åñêîãî ñå÷åíèÿ ðåãóëèðóåòñÿ

èçìåíåíèåì óãëà íàêëîíà äîçâóêîâûõ ñòâîðîê 1

îòíîñèòåëüíî îñè ñîïëà ñ ïîìîùüþ äâåíàäöàòè

ãèäðîöèëèíäðîâ 2, îáúåäèíåííûõ â ãèðëÿíäó òèïà

«áðàñëåò», îõâàòûâàþùóþ ñîïëî â ðàéîíå êðèòè-

÷åñêîãî ñå÷åíèÿ.

Ðèñóíîê 9.3.3.2_3 – Ñõåìà ñîïëà «ÊËÈÂÒ»

1 – äîçâóêîâûå ñòâîðêè; 2 – ãèäðîöèëèíäðû ðåãóëèðîâàíèÿ F

êð

; 3 – óïðàâëÿþùåå êîëüöî;

4 – ãèäðîöèëèíäðû óïðàâëåíèÿ âåêòîðîì òÿãè; 5 – ñâåðõçâóêîâûå ñòâîðêè; 6 – òÿãè ïðè-

âîäà ñâåðõçâóêîâîé ÷àñòè

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

566

Ïëîùàäü F

âûõ

ñîïëà ðåãóëèðóåòñÿ íåçàâèñèìî

îò ïëîùàäè êðèòè÷åñêîãî ñå÷åíèÿ ïðè ïåðåìåùå-

íèè óïðàâëÿþùåãî êîëüöà 3 âäîëü îñè ñîïëà. Ïå-

ðåìåùåíèå óïðàâëÿþùåãî êîëüöà îñóùåñòâëÿåòñÿ

îäíîâðåìåííûì ïåðåìåùåíèåì øòîêîâ òðåõ óïðàâ-

ëÿþùèõ ãèäðîöèëèíäðîâ 4.

Îòêëîíåíèå âåêòîðà òÿãè îñóùåñòâëÿåòñÿ èç-

ìåíåíèåì óãëà íàêëîíà óïðàâëÿþùåãî êîëüöà îò-

íîñèòåëüíî îñè ñîïëà çà ñ÷åò óñòàíîâêè ðàçëè÷íîé

äëèíû óïðàâëÿþùèõ ãèäðîöèëèíäðîâ. Ñâåðõçâóêî-

âûå ñòâîðêè 5 êèíåìàòè÷åñêè ñâÿçàíû ñ óïðàâëÿþ-

ùèì êîëüöîì òÿãàìè 6 è ñèñòåìîé ðû÷àãîâ, ïîâî-

ðà÷èâàþùèõ ñòâîðêè. Ïðè ýòîì êîíñòðóêöèÿ

îáåñïå÷èâàåò ïîâîðîò ñâåðõçâóêîâûõ ñòâîðîê íà

óãîë 15°.

Íåäîñòàòêîì êîíñòðóêöèè ñîïåë ñ ïîâîðîòîì

ñâåðõçâóêîâûõ ñòâîðîê ÿâëÿåòñÿ ñëîæíîñòü â óï-

ëîòíåíèè ñîåäèíåíèÿ â ìåñòå ñòûêîâêè äîçâóêîâûõ

è ñâåðõçâóêîâûõ ñòâîðîê. Êðàÿ ñâåðõçâóêîâûõ ñòâî-

ðîê â ìåñòå ñòûêîâêè ñ äîçâóêîâûìè ñòâîðêàìè

ñðåçàíû ïîä óãëîì, íà êîòîðûé òðåáóåòñÿ ïîâåð-

íóòü ñòâîðêè. Ýòî òðåáóåò äîïîëíèòåëüíûõ êîíñò-

ðóêòèâíûõ ìåðîïðèÿòèé ïî óïëîòíåíèþ ïðîòî÷-

íîé ÷àñòè ñîïëà.

Ðàçóìååòñÿ, ïîâûøåííûé óðîâåíü óòå÷åê

è áîëüøàÿ (ïî ñðàâíåíèþ ñ ñîïëîì áåç ÓÂÒ) ìàñ-

ñà õàðàêòåðíû äëÿ âñåõ êîíñòðóêöèé ñ ÓÂÒ. Íî

êà÷åñòâî, êîòîðîå äàåò ÓÂÒ ñàìîëåòó, ñòîèò òîãî

è çà ýòî ñòîèò ïëàòèòü!

9.4 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà

äâèãàòåëåé ñàìîëåòîâ

óêîðî÷åííîãî è âåðòèêàëüíîãî

âçëåòà-ïîñàäêè

ÂÓ äâèãàòåëåé ñàìîëåòîâ óêîðî÷åííîãî è âåð-

òèêàëüíîãî âçëåòà-ïîñàäêè (ÓÂÂÏ) â ïðèíöèïå

ìîæíî áûëî áû îòíåñòè ê êëàññó ñîïåë ñ ÓÂÒ:

è òàì, è òàì ìåíÿåòñÿ âåêòîð òÿãè. Íî ðàçíîå íà-

çíà÷åíèå è ðàçíûå êîíñòðóêòèâíûå èñïîëíåíèÿ äèê-

òóþò öåëåñîîáðàçíîñòü âûäåëåíèÿ èõ â îòäåëüíûå

êëàññû.

Ñîïëà ñ ÓÂÒ ïðåäíàçíà÷åíû, â îñíîâíîì, äëÿ

ïîâûøåíèÿ ìàíåâðåííîñòè â áîåâûõ óñëîâèÿõ

è îíè, êàê ïðàâèëî, ðåãóëèðóåìûå, ñâåðõçâóêîâûå;

óãîë îòêëîíåíèÿ âåêòîðà òÿãè â ñîïëàõ ñ ÓÂÒ ðå-

ãóëèðóåòñÿ îáû÷íî â ïðåäåëàõ ±15° îòíîñèòåëüíî

ïðîäîëüíîé îñè äâèãàòåëÿ. ÂÓ ÓÂÂÏ ïðåäíàçíà-

÷åíû, êàê ñëåäóåò èç íàçâàíèÿ, äëÿ ñîêðàùåíèÿ ïðî-

áåãà ïðè âçëåòå è äëÿ âåðòèêàëüíîãî âçëåòà-ïîñàä-

êè ñàìîëåòà çà ñ÷åò ñîçäàíèÿ ïîäúåìíîé ñèëû,

ïðåâûøàþùåé åãî âçëåòíûé âåñ. Ýòè ÂÓ ïðåäñòàâ-

ëÿþò ñîáîé, êàê ïðàâèëî, íåðåãóëèðóåìûå äîçâó-

êîâûå ñîïëà ñ óãëîì ïîâîðîòà âåêòîðà òÿãè íà 90°.

Äëÿ óìåíüøåíèÿ ïîòåðü íà ïîâîðîò ïîòîêà è óìåíü-

øåíèÿ ãàáàðèòîâ â íèõ ìîãóò óñòàíàâëèâàòüñÿ íà-

ïðàâëÿþùèå äåôëåêòîðû.

Íà Ðèñ. 9.4_1 ïîêàçàíû ñõåìû ÂÓ ñ äâóìÿ, ÷å-

òûðüìÿ è ïåðåêëþ÷àåìûìè ñîïëàìè. Ïî ñõåìå á)

ñ ÷åòûðüìÿ ïîâîðîòíûìè ñîïëàìè âûïîëíåíî ÂÓ

äâèãàòåëÿ Rolls-Royce Pegasus (ñì. Ðèñ. 9.4_2).

Íà Ðèñ. 9.4_3 ïîêàçàí äâèãàòåëü Ð27Â-300

(ÌÌÇ «Ñîþç») ñ äâóìÿ ïîâîðîòíûìè ñîïëàìè, à íà

Ðèñ. 9.4_4 – Ð79-300 (ÌÌÇ «Ñîþç») ñ îäíèì ïîâî-

ðîòíûì ñîïëîì.

Ïðèìåð ìåõàíèçìà ïîâîðîòà ñîïëà ïîêàçàí

íà Ðèñ. 9.4_5. Ñîïëî 1 ïîâîðà÷èâàåòñÿ ñ ïîìî-

ùüþ öåïíîãî ïðèâîäà 2 âåäóùåé «çâåçäî÷êîé»

3, âðàùàåìîé îò êîðîáêè ïðèâîäîâ. Ñîïëî êðå-

ïèòñÿ ê

âðàùàþùåìóñÿ êîðïóñó 4, ÿâëÿþùåìóñÿ

íàðóæíîé îáîéìîé øàðèêîâîãî ïîäøèïíèêà. Êîð-

ïóñ âðàùàåòñÿ öåïüþ 5 íà øàðèêàõ 6. Øàðèêè êà-

òÿòñÿ ïî áåãîâîé äîðîæêå íåïîäâèæíîãî êîðïóñà

7. Â êà÷åñòâå ñåïàðàòîðà â ïîäøèïíèêå èñïîëüçó-

þòñÿ øàðèêè 7 ìåíüøåãî äèàìåòðà.

Ìåõàíèçì ìîæåò âðàùàòü ñîïëà íà óãîë

è áîëüøå 90° âïëîòü äî ïîëó÷åíèÿ îáðàòíîé òÿãè.

Ðèñóíîê 9.4_1 – Âàðèàíòû ÂÓ ñ äåôëåêòîðíûìè ñîïëàìè [9.12.4] (Ïå÷àòàåòñÿ ñ ðàçðåøåíèÿ Rolls-Royce plc)

à) ñ äâóìÿ ñîïëàìè; á) ñ ÷åòûðüìÿ ñîïëàìè; â) ñ ïåðåêëþ÷àåìûìè ñîïëàìè

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

567

Ðèñóíîê 9.4_2 – Äâèãàòåëü Rolls-Royce Pegasus [9.12.4] (Ïå÷àòàåòñÿ ñ ðàçðåøåíèÿ Rolls-Royce plc)

1 - ÊÍÄ; 2 - ïîâîðîòíûå ñîïëà íàðóæíîãî êîíòóðà; 3 - ïîâîðîòíûå ñîïëà âíóòðåííåãî êîí-

òóðà; 4 - ÊÂÄ; 5 - ÊÑ; 6 - ÒÂÄ; 7 - ÒÍÄ; 8 - äåôëåêòîðû; 9 - ïðèâîä

Ðèñóíîê 9.4_3 – Äâèãàòåëü Ð27Â-300 ñ äâóìÿ ïîâî-

ðîòíûìè ñîïëàìè

Ðèñóíîê 9.4_4 – Äâèãàòåëü Ð79-300 ñ îäíèì ïîâî-

ðîòíûì ñîïëîì

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

568

Ïðè ýòîì:

- ïîâîðîò ñîïëà íà 90° äîëæåí îñóùåñòâëÿòü-

ñÿ çà âðåìÿ íå áîëåå 2 ñåêóíä;

- ìåæäó èçìåíåíèåì ïîëîæåíèÿ ñîïëà è òÿãîé

äîëæíà áûòü ëèíåéíàÿ çàâèñèìîñòü;

- êîëè÷åñòâî ãîðÿ÷èõ ãàçîâ, ïîïàäàþùèõ íà

âõîä â äâèãàòåëü, íå äîëæíî ïðèâîäèòü ê ïîòåðå åãî

óñòîé÷èâîñòè.

9.5 - «Ìàëîçàìåòíûå» âûõîäíûå

óñòðîéñòâà

Ïðîáëåìà «çàìåòíîñòè» ÂÓ – ÷àñòü îáùåé

ïðîáëåìû çàìåòíîñòè ëåòàòåëüíîãî àïïàðàòà.

Ðàçëè÷àþò àêóñòè÷åñêóþ çàìåòíîñòü, çàìåòíîñòü

â îïòè÷åñêîì, ðàäèîëîêàöèîííîì è èíôðàêðàñíîì

(ÈÊ) äèàïàçîíàõ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí.

Àêóñòè÷åñêàÿ çàìåòíîñòü – øóì – íå ÿâëÿåò-

ñÿ ïðîáëåìîé äëÿ âîåííîé àâèàöèè, ïîñêîëüêó äëÿ

íåå, â îòëè÷èå îò êîììåð÷åñêîé, øóì íå íîðìèðó-

åòñÿ. Ïðè íåîáõîäèìîñòè ñíèæåíèå øóìà ìîæåò

îáåñïå÷èâàòüñÿ ïðèìåíåíèåì ñðåäñòâ è ìåòîäîâ,

îïèñàííûõ â ãëàâå 15.

Çàìåòíîñòü â îïòè÷åñêîì äèàïàçîíå, êàê

è øóì, ÿâëÿåòñÿ îãðàíè÷åííûì äåìàñêèðóþùèì

ïðèçíàêîì. Ðåøàåòñÿ ïðèìåíåíèåì êàìóôëèðóþ-

ùèõ ïîêðûòèé ñàìîëåòà, à äëÿ äâèãàòåëÿ – óìåíü-

øåíèåì äûìëåíèÿ êàìåðû ñãîðàíèÿ, óðîâíÿ ñàæè-

ñòûõ ÷àñòèö â ñòðóå.

Íàèáîëåå ñåðüåçíûìè äåìàñêèðóþùèìè

ôàêòîðàìè, îïðåäåëÿþùèìè çàìåòíîñòü ñàìîëå-

òà, ÿâëÿþòñÿ çàìåòíîñòü â ðàäèîëîêàöèîííîì

è ÈÊ äèàïàçîíàõ. Îñíîâíàÿ õàðàêòåðèñòèêà, îï-

ðåäåëÿþùàÿ ðàäèîëîêàöèîííóþ çàìåòíîñòü –

ýôôåêòèâíàÿ ïëîùàäü ðàññåèâàíèÿ (ÝÏÐ). Íàè-

áîëüøèé âêëàä â ÝÏÐ âíîñèò îòðàæåíèå ðàäèî-

âîëí îò âîçäóõîçàáîðíèêà, êîìïðåññîðà è ñîïëà.

Ñíèæåíèå ÝÏÐ ñàìîëåòà äîñòèãàåòñÿ ñïåöèàëü-

íûì ïðîôèëèðîâàíèåì ïëàíåðà, âîçäóõîçàáîðíè-

êà (ñì. Ðèñ. 9.5_1) è ïðèìåíåíèåì ðàäèîïîãëîùà-

þøèõ ïîêðûòèé.

Èñòî÷íèêîì çàìåòíîñòè â ÈÊ äèàïàçîíå ÿâëÿ-

þòñÿ íàãðåòûå äåòàëè äâèãàòåëÿ: ëîïàòêè òóðáèíû,

ôîðñàæíîé êàìåðû, ñîïëà, à òàêæå ðåàêòèâíàÿ

ñòðóÿ. Â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè ïðîáëåìà çàìåòíîñ-

òè è â òîì è äðóãîì äèàïàçîíå ðåøàåòñÿ ïðèìåíå-

íèåì ïëîñêèõ ñîïåë (ñì. ðàçäåë 9.3.2). Íà Ðèñ. 9.5_1

Ðèñóíîê 9.4_5 – Ìåõàíèçì ïîâîðîòà ñîïåë äâèãàòåëÿ Pegasus (Ïå÷àòàåòñÿ ñ ðàçðåøåíèÿ Rolls-Royce plc)

1 - ñîïëî; 2 - öåïíîé ïðèâîä; 3 - âåäóùàÿ «çâ¸çäî÷êà; 4 - âðàùàþùèéñÿ êîðïóñ; 5 - öåïü;

6 - øàðèêè; 7 - íåïîäâèæíûé êîðïóñ; 8 - øàðèêè ñåïàðàòîðà

Ãëàâà 9 - Âûõîäíûå óñòðîéñòâà ÃÒÄ

569

õîðîøî âèäíî «ùåëåâèäíîå» âûõîäíîå ñå÷åíèå ñî-

ïëà, çíà÷èòåëüíî óìåíüøàþùåå «óãîë çàõâàòà».

Ïëîñêîå ñîïëî ñ áëîêèðîâàíèåì «âèäèìîñòè» äå-

òàëåé òóðáèíû (ñì. Ðèñ. 9.5_2) äîïîëíèòåëüíî ñíè-

æàåò çàìåòíîñòü â ÈÊ – äèàïàçîíå (àíàëîãè÷íî áëî-

êèðóåòñÿ â âîçäóõîçàáîðíèêå ðàäèîëîêàöèîííàÿ

«âèäèìîñòü» âåíòèëÿòîðà).

Áëîêèðîâàíèå «âèäèìîñòè» â ÂÓ ìîæåò áûòü

ðåàëèçîâàíî è â äðóãèõ êîíñòðóêöèÿõ, íàïðèìåð,

ñ ïîìîùüþ ðàçâèòîãî öåíòðàëüíîãî òåëà èëè èñ-

êðèâëåííûõ êàíàëîâ ñìåñèòåëÿ (ñì. Ðèñ. 9.5_3).

Ñìåñèòåëü ïåðåêðûâàåò ïðÿìóþ âèäèìîñòü

íàèáîëåå íàãðåòûõ ýëåìåíòîâ òóðáèíû äâèãàòåëÿ.

Êðèâîëèíåéíûå ïàòðóáêè 1 âûïîëíåíû ñ îäèíàêî-

âûìè ïî ôîðìå è ïðîõîäíîé ïëîùàäè ïîïåðå÷íû-

ìè ñå÷åíèÿìè, ñìåùåííûìè îòíîñèòåëüíî äðóã äðó-

Ðèñóíîê 9.5_1 – Ñàìîë¸ò-«íåâèäèìêà» F-117

Ðèñóíîê 9.5_2 – Ïåðñïåêòèâíûé «ìàëîçàìåòíûé» ÒÐÄÄÔ

ãà íà îïðåäåëåííûé óãîë â îêðóæíîì íàïðàâëåíèè.

Âåëè÷èíà óãëà ñìåùåíèÿ âûáèðàåòñÿ èç óñëîâèÿ

ïîëíîãî ýêðàíèðîâàíèÿ ïðÿìîãî ÈÊ èçëó÷åíèÿ îò

äåòàëåé òóðáèíû ÷åðåç ïàòðóáêè ïðè âûáðàííûõ

çíà÷åíèÿõ êîëè÷åñòâà ïàòðóáêîâ, êîíòóðà ïîïåðå÷-

íîãî ñå÷åíèÿ è îñåâîé äëèíû ïàòðóáêîâ.

Ïðîìåæóòêè ìåæäó ïàòðóáêàìè îáðàçóþò âîç-

äóøíûå êàíàëû 2 äëÿ âîçäóõà íàðóæíîãî êîíòóðà,

êîòîðûé îõëàæäàåò ïàòðóáêè è äîïîëíèòåëüíî ñíè-

æàåò âåëè÷èíó ÈÊ-èçëó÷åíèÿ.

Äàëüíåéøåå ñíèæåíèå çàìåòíîñòè â ÈÊ äèà-

ïàçîíå äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò ïðèìåíåíèÿ îõëàæäåíèÿ

ñòåíîê ñîïëà, íàíåñåíèÿ íà íèõ ñïåöèàëüíîãî ìå-

òàëëîêåðàìè÷åñêîãî ïîêðûòèÿ è ñíèæåíèÿ òåìïå-

ðàòóðû ïî ãðàíèöå âûõëîïíîé ñòðóè «âäóâîì» õî-

ëîäíîãî âîçäóõà èç íàðóæíîãî êîíòóðà äâèãàòåëÿ.