Повітрозабірник камаз: безперебійна подача повітря в систему живлення двигуна. Про вхідних пристроях ВМД ... Елементи повітрозабірника

транскрипт

1 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РФ ДЕРЖАВНА БЮДЖЕТНА освітні установи ВИЩОЇ ОСВІТИ «Воронезького державного технічного університету» (ФГБОУ ВО «ВДТУ», ВГТУ) Кафедра літакобудування С.К. Кіріакіді КОНСТРУКЦІЯ повітрозабірники ЛІТАКІВ Затверджено Редакційно-видавничим радою університету як навчальний посібник Воронеж 2013

2 УДК Кіріакіді С.К. Конструкція повітрозабірника літака: навчальний посібник / С.К. Кіріакіді. Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронезький державний технічний університет», з В навчальному посібнику розглядаються питання призначення, застосування конструкції повітрозабірника для різних типів літальних апаратів, як дозвукових, так і надзвукових. Включені питання оцінки оптимальних аеродинамічних форм внутрішнього і зовнішнього обводів. Видання відповідає вимогам Державного освітнього стандарту вищого професійної освіти за напрямом "літако- і вертолетостроєніє", дисципліни «Конструкція літаків». Посібник призначений для студентів 4-го курсу очної форми навчання. Табл. 18 Іл. 23 Бібліогр: 9 Науковий редактор д-р техн. наук, проф. В.І. Корольков Рецензенти: відділ головного конструктора ВАТ «Воронезьке акціонерне літакобудівне товариство», заст. головного конструктора Назаров В.П. Кіріакіді С.К., 2013 Оформлення. ФГБОУ ВО «Воронезький державний технічний університет»,

3 Зміст ВСТУП 5 1 Забирача повітря сучасного літака Призначення і конструктивні особливості 9 повітрязабірників Опис конструкції мотогондоли Ту Опис конструкції мотогондоли Іл Технологічний процес виготовлення 29 конструкції повітрозабірника на прикладі літака Ту Матеріали та обладнання для виготовлення повітрязабірників Ту Використання в конструкції повітрязабірників полімерних композиційних матеріалів 38 2 Силовий розрахунок повітрозабірника літака Ту Вихідні дані для силового розрахунку розподіл розрахункових аеродинамічних 44 навантажень по довжині повітрозабірника 2.3 розподіл навантажень по довжині і перетинах повітрозабірника розподіл аеродинамічних навантажень по внутрішній поверхні повітрозабірника Визначення равнодействующих навантажень по 56 перетинах повітрозабірника від зовнішніх і внутрішніх аеродинамічних навантажень 2.6 Навантаження на болти кріплення повітрозабірника Перевірка міцності повітрозабірника 63 літака 3 Приклади конструктивного виконання 79 повітрязабірників 3.1 Конструкція повітрозабірника 79 сверхзв укового літака Ту Конструкція повітрозабірника Іл

4 3.3 Конструкція повітрозабірника Ту Висновок 99 Бібліографічний список 100 4

5 ВСТУП На літальному апараті з повітряно-реактивними двигунами застосовуються різні вхідні пристрої. Вони служать для гальмування потоку повітря перед надходженням його в двигун. Основними вимогами, що пред'являються до вхідних пристроїв, є: забезпечення високих значень коефіцієнта збереження повного тиску; створення рівномірного потоку на вході в двигун або бажаної (припустимою) нерівномірності; мінімальний аеродинамічний опір; забезпечення стійкої і ефективної роботи у всьому необхідному діапазоні режимів польоту і режимів роботи двигуна. Вибір вхідного пристрою багато в чому залежить від розрахункового числа М польоту літального апарату, потрібного діапазону відхилення чисел М від розрахункового, місця розташування силової установки на літальному апараті, типу застосовуваних двигунів і ряду інших чинників. Залежно від розрахункової швидкості польоту вхідні пристрої можна розділити на два типи: 1) дозвукові для дозвукових літальних апаратів; 2) надзвукові для надзвукових літальних апаратів. До дозвукових дифузора ТРД відноситься не тільки сам внутрішній канал, по якому повітря надходить до двигуна, але і примикає до нього вхідна частина заборник повітря. Заборник повинен мати плавне обрис вхідних крайок, що необхідно для запобігання зриву потоку на вході. Внутрішній канал у таких дифузорів є ширшим. При русі дозвукового потоку повітря по расширяющемуся каналу відбувається зменшення його швидкості і збільшення тиску. Інтенсивність процесу 5

6 гальмування визначається ступенем зміни площі каналу. Чим більше збільшується площа каналу, тим інтенсивніше повинен бути процес гальмування. Однією з актуальних завдань створення сучасних літаків є зниження шуму двигуна. У тому час, як літаки з великою дальністю польоту є найбільш гучними через великої потужності встановлених на них двигунів, літаки з середньої і малої дальністю польоту більш численні і будь-який захід щодо зниження шуму цих літаків також має велике значення. Існує три основних способи досягнення цієї мети: застосування малошумних двигунів, досконаліші прийоми експлуатації літаків і двигунів і раціональна установка двигунів на літаку. В авіаційних двигунах шум породжується вентилятором ДТРД (компресором ТРД), реактивної струменем і внутрішніми джерелами (перш за все турбіною). Основним джерелом шуму ДТРД з малої і особливо з великим ступенем двоконтурного є вентилятор, причому загальний рівень шуму ДТРД нижче, ніж ТРД. Найбільший вплив на рівень шуму надає швидкість витікання газу, тому дієвим способом зниження шуму є перехід в пасажирській авіації від ТРД до двоконтурним двигунів, шум реактивного струменя яких менше через істотно меншою її швидкості. Однак головним джерелом шуму у ДТРД став вентилятор. В даний час розроблені наступні основні способи зниження шуму одноступінчатого вентилятора: відмова від ВНА вентилятора, знижена окружна швидкість робочого колеса, оптимальне співвідношення чисел лопаток вихідного направляючого апарату і робочого колеса, збільшена відстань між цими рядами лопаток. Застосування турбовентилятор з високою частотою обертання дозволяє знизити масу двигуна, а вимога 6

7 за рівнем шуму змушує обмежувати частоту обертання значеннями, відповідними окружним швидкостям вентиляторів м / с. Крім того, розглядаються інші пропозиції щодо зниження шуму вентилятора одним з яких є спосіб зниження шуму в процесі поширення його з повітрозабірника і вихідного пристрою. Цей спосіб включає облицювання стінок проточної частини звукопоглинальними конструкціями (ЗПК), малюнок 1. Малюнок 1 мотогондолах двигуна пасажирського літака з звукопоглинальними панелями а мотогондола з ЗПК; 7

8 б багатошарова звукопоглинаюча конструкція; 1 перфорована обичайка; 2 стільниковий заповнювач; 3 опорна поверхня. 8

9 1 Забирача повітря сучасного літака 1.1 Призначення і конструктивні особливості повітрязабірників Функціональний елемент, необхідний для організації потоку на вході в двигун і забезпечення необхідних режимів роботи двигуна конструктивно виконаний у вигляді повітрозабірника. Повітрозабірник (ВЗ) елемент літального апарату, призначений для підведення з атмосфери до двигуна повітря з параметрами, що забезпечують високу ефективність силової установки по тязі і витраті палива при її мінімальному опорі аеродинамічному і надійною (без помпажа двигунів і ВЗ) роботі. ВЗ поділяють в залежності від діапазону швидкостей польоту літального апарату на дозвукові і надзвукові, а в залежності від конфігурації на осесиметричні, плоскі (з прямокутним поперечним перерізом) та інші. Дозвуковій ВЗ включає колектор і дифузор. Колектор іноді виконують з автоматично відкриваються вікнами для впускання повітря, він призначений для забезпечення безвідривного втекания повітря в канал при зльоті та маневруванні літального апарату. Дифузор з малим кутом розчину дозволяє поліпшити сполучення колектора з гондолою двигуна для зменшення аеродинамічного опору. За дифузором ВЗ до повітряно-реактивного двигуна може бути канал майже постійного поперечного перерізу по довжині і нерідко вигнутий. ВЗ вертольотів виконуються часто з пилозахисним пристроєм. Очищення повітря здійснюється на криволінійній ділянці каналу за рахунок відцентрового ефекту. 9

10 Надзвуковий ВЗ включає надзвуковий дифузор ділянку для гальмування і стиснення надзвукового потоку і дозвуковій дифузор, розташований за «горлом» (найбільш вузьке перетин каналу). Обечайка виконується тонкої для зменшення хвильового опорі гондоли. Стиснення потоку в надзвуковому дифузорі здійснюється в системі стрибків ущільнення, утвореною спеціально профільованою обечайкой і клиноподібним тілом у плоских ВЗ або конусоподібним центральним тілом у вісесиметричних ВЗ. Повітрозабірник (ВЗ) і повітряний канал, зазвичай складають частину планера, більш інших елементів впливають на силу тяги, створюваної руховою установкою. Вони забезпечують підведення повітря, необхідного для нормальної роботи двигуна, в необхідній кількості і з певними швидкістю і тиском. При малих швидкостях польоту стиснення повітря перед камерою згоряння відбувається головним чином в компресорі. З ростом же швидкості польоту, а особливо після досягнення надзвукових швидкостей, з'явилася можливість використання кінетичної енергії потоку для підвищення тиску повітря, що підводиться до двигуна. При таких швидкостях роль повітрозабірника істотно зростає, оскільки використання кінетичної анергии набігаючого потоку повітря призводить до зменшення витрати енергії на привід компресора. Таке вхідний пристрій є фактично попередніми бестурбінним компресором. У навколозвукових літаках досить добре виконує свою функцію повітрозабірник постійної геометрії із закругленою передньою кромкою. Ретельне профілювання повітрозабірника до незначного погіршення, а також однорідне поле швидкостей потоку перед компресором. Однак при надзвуковий швидкості перед таким повітрозабірником на відстані товщини ударного шару утворюється 10

11 неприєднання прямий стрибок ущільнення, за яким швидкість зменшується до дозвукового значення. Такому стрибка супроводжує велика хвильовий опір. Для надзвукових літаків треба було розробити повітрозабірники іншої форми і іншого принципу дії. Зважаючи на широкий діапазон експлуатаційних швидкостей цих літаків їх повітрозабірники і повітряні канали повинні однаково добре працювати в різних умовах, забезпечуючи як простий підведення повітря при зльоті, так і створення оптимальної системи стрибків ущільнення в польоті з максимальною швидкістю. Таким чином, конструкція повітрозабірника залежить від швидкості польоту і розташування двигуна на планері, а також від форми і принципу дії вхідного пристрою двигуна. У побудованих до теперішнього часу надзвукових літаках знайшли застосування повітрозабірники: 1) центральні (лобові), тобто розміщені по осі симетрії літака (або осі гондоли), або бічні (по боках фюзеляжу); 2) нерегульовані або регульовані, тобто повітрозабірники, внутрішня геометрія яких постійна або може змінюватися в залежності від умов польоту; 3) з зовнішньої, внутрішньої або комбінованої компресією, тобто повітрозабірники, в яких стиснення повітря шляхом перетворення кінетичної енергії потоку в статичний тиск відбувається відповідно перед повітрозабірником або в повітряному каналі; 4) плоскі або тривимірні, тобто повітрозабірники, форма поперечних перерізів яких близька до прямокутної або круглої (напівкруглої, еліптичної тощо), На багатьох літаках застосований лобовій повітрозабірник (в тому числі - нерегульований), на інших використовуються бічні повітрозабірники. Бічні ж повітрозабірники зазвичай розміщуються перед передньою 11

12 кромкою крила в його площині, над крилом, або під ним в залежності від прийнятої аеродинамічної схеми літака. Центральні повітрозабірники в фюзеляжі або в індивідуальних гондолах виконують майже виключно круглими за формою поперечного перерізу, і тільки в рідкісних випадках використана овальна форма (F-100 і ін.). Перевагою повітрязабірників двигунів, розміщених в гондолах, є їх безпосереднє з'єднання з компресором, завдяки чому вони мають малу масу, малі втрати тиску і рівномірне поле швидкостей потоку. У крейсерському польоті з надзвуковими швидкостями для круглих повітрязабірників характерна, крім того, постійна система стрибків ущільнення, відповідна розрахунковим умовам роботи. До недоліків круглих повітрязабірників відноситься зниження їх ефективності зі збільшенням кута атаки, обумовлене зміною системи стрибків ущільнення. У разі центральних фюзеляжних повітрязабірників повітряний канал виявляється довгим і складним за формою, що вимагає значного обсягу фюзеляжу і ускладнює розміщення палива, обладнання та т.п. Крім того, такий повітрозабірник виключає можливість застосування радіолокаційної антени великого діаметру, величина якої обмежена габаритами центрального тіла, розміщеного всередині вхідного пристрою. Недолік надфюзеляжного і подфюееляжного повітрязабірників полягає в зниженні їх ефективності при великих кутах атаки (відповідно позитивних або негативних) з огляду на те, що повітрозабірник затуляється фюзеляжем і крилом. Боковим воздухозаборникам властиво значно більшу різноманітність форм поперечного перерізу. У початковий період розвитку надзвукових літаків зазвичай застосовувалися повітрозабірники напівеліптичні, напівкруглі або складові чверть кола. Останнім 12

13 час майже повсюдно застосовуються плоскі бічні надзвукові повітрозабірники прямокутної форми із закругленими кутами. Відмова від напівкруглих повітрязабірників пояснюється прагненням не спотворювати профіль кореневих частин крила і плоску форму несе фюзеляжу. Розміщення повітрязабірників з боків фюзеляжу дозволяє не тільки значно скоротити повітряні канали, але і зайняти всю носову частину фюзеляжу обладнанням, в тому числі обладнанням радіолокаційної станції. Плоскі бічні повітрозабірники працюють дуже ефективно у всьому діапазоні експлуатаційних швидкостей і кутів атаки. Основними недоліками бічних повітрязабірників є затінення одного з них фюзеляжем під час виконання маневрів з ковзанням при надзвуковий швидкості польоту і вплив на їх роботу прикордонного шару, який є основним джерелом нерівномірності поля швидкостей в воздухозаборнике і повітряному каналі. У діапазоні малих надзвукових швидкостей ще застосовні нерегульовані повітрозабірники, що виконуються з загостреними вхідними крайками, на яких виникає локальний приєднаний прямий стрибок ущільнення. Швидкість потоку за таким стрибком зменшується до дозвуковій, але вона ще така велика, що необхідно подальше уповільнення потоку до значення швидкості, необхідної для компресора. Відбувається це в розширенні дифузорі. Використання вхідних гострих кромок перешкоджає виникненню в воздухозаборнике товстого прикордонного шару і подальшого відриву цього шару, які погіршують роботу двигуна. За локальним приєднаним стрибком ущільнення швидкість повітря зменшується до дозвукового значення так само різко, як і за не приєднаним головним стрибком, однак внаслідок його локальності велика частина кінетичної енергії переходить в статичний тиск 13

14 (решта перетворюється в теплову енергію). Проте, зі збільшенням швидкості польоту інтенсивність стрибка і, відповідно, втрати в процесі динамічного стиснення зростають, внаслідок чого знижується тяга рухової установки. Тому повітрозабірники такого типу застосовуються в літаках з максимальною швидкістю, що не перевищує М \u003d 1,5. при більш високих швидкостях хороша ефективність динамічного стиснення на бігає потоку може бути досягнута тільки в системі косих стрибків ущільнення, для яких характерна менша інтенсивність, ні, менше падіння швидкості і менші втрати тиску. Швидкість потоку за косим стрибком ще залишається надзвуковий, і якщо вона відповідає числу Маха, що не перевищує 1,5-1,7, то подальше гальмування потоку може відбуватися в прямому стрибку. Втрати в такому слабкому стрибку невеликі, а дозвукова швидкість за ним вже прийнятна для повітряного каналу. Двухскачковий повітрозабірник працює ефективно до швидкості польоту М \u003d 2,2. При подальшому збільшенні швидкості потоку, що набігає зростає також число Маха за косим стрибком. Якщо воно перевищує 1,5-1,7, то потік повітря слід додатково стиснути в ще одному косому стрибку, щоб його швидкість перед замикаючим прямим стрибком мала прийнятне значення. Повітрозабірник з такою системою стрибків називається трехскачконим і може застосовуватися до М ~ 3. Необхідну систему стрибків можна створити шляхом висування з повітрозабірника вперед елемента з гострою вершиною (незалежно від використаного принципу компресії) або шляхом використання повітрозабірника з гострими вхідними крайками і відповідним чином спрофільованого дифузора ( у вхідних пристроях з внутрішньої або комбінованої компресією). Конструктивні елементи всередині повітрозабірника, що використовуються для створення косих стрибків ущільнення, 14

15 називаються генераторами стрибків. На практиці знайшли застосування генератори в формі конусів, напівконусів, четвертьконусов і клинів. На їх вершинах при надзвуковому польоті утворюється приєднаний стрибок з кутом нахилу, що залежать як від кута при вершині тіла, так і від числа Маха. Оскільки в косому стрибку зміна параметрів потоку, як уже згадувалося вище, відбувається менш різко, ніж у прямому, значно менше і втрати, а тим самим вище створюване статичний тиск. Статичний тиск загальмованого потоку тим більше, чим вище швидкість польоту і число косих стрибків ущільнення, в яких відбувається перетворення енергії. На практиці використовуються дво-, три- і навіть четирехскачковие системи, Другий і наступні косі перегони можуть створюватися генератором з ламаної утворює або в результаті відображення хвиль обурення від внутрішніх стінок дифузора. Перший спосіб створення стрибків характерний для повітрязабірників із зовнішньою компресією, а другий-з комбінованою. У воздухозаборниках з внутрішньою компресією скачки індукуються всередині неосесиметричних воздушною каналу завдяки відповідним профілем поперечних перерізів дифузора. Описані вище способи створення стрибків ущільнення розрізняються між собою місцем освіти стрибків щодо площини входу в повітрозабірник. Спільною рисою їх є многоступенчатость процесу гальмування потоку, завдяки чому забезпечуються максимальне використання динамічного стиснення, мінімальні втрати і рівномірний розподіл швидкості. На перших надзвукових літаках з повітрозабірниками, оснащеними генераторами косих стрибків ущільнення, використані вхідні пристрої із зовнішньою компресією. У порівнянні з іншими вони 15

16 досить прості в регулюванні і мають малу масу. Генератор розміщується щодо входу в повітрозабірник таким чином, щоб генерується їм первинний стрибок стосувався вхідний кромки повітрозабірника в розрахункових умовах польоту, що дозволяє отримати максимальний захоплення повітря, мінімальні втрати в процесі стиснення і мінімальне внутрішній опір вхідного пристрою. Однак суттєвими недоліками вхідних пристроїв цього типу в порівнянні з іншими є велика (найбільша) зовнішнє опір, пов'язане зі зміною напрямку руху потоку, а також найменший приріст статичного тиску і велика лобова площа через те, що всередині повітрозабірника необхідно розмістити генератор стрибків. Теоретично найбільш раціонально використання вхідних пристроїв з внутрішньою компресією, які найбільш ефективні і мають мінімальним зовнішнім опором. Однак такі вхідні пристрою поки не знайшли практичного застосування через складність конструкції профільованого повітряного каналу і необхідності плавного зміни його внутрішньої геометрії відповідно до умов, що змінюються польоту і роботи двигуна. В даний час все ширше застосовуються вхідні пристрої з комбінованої компресією, які при відносно простої конструкції відрізняються досить високою ефективністю. Різниця в деталях надзвукових повітрязабірників зазвичай пов'язана з прийнятими теоретичними передумовами, результатами експериментів і смаками конструкторів. Наприклад, британський експериментальний літак F.D.2, на якому в 1956 р був встановлений світовий рекорд швидкості (тисячу триста двадцять дві км / год), мав досить специфічний повітрозабірник. Його верхня вхідні кромка загострена і висунута вперед щодо закругленою нижньою. 16

17 З одного боку, це призводить до виникнення у верхній кромці приєднаного косого стрибка, який проходить на певній відстані перед нижньою крайкою, не дозволяючи виникнути біля неї неприєднання прямому стрибка. З іншого ж боку, висування верхньої кромки вперед дозволяє збільшити лобове перетин повітрозабірника в польотах на великих кутах атаки, коли швидкість польоту мала, а необхідну витрату повітря в двигуні великий. Крім того, набули поширення влаштування додаткового підведення або відведення повітря, що входять в систему повітрозабірника, До таких пристроїв відносять впускні (злітні) і перепускні стулки, які зазвичай розташовуються або поблизу регулюючого елемента (конуса, рампи, клина), або по довжині повітряного каналу і відкриваються або закриваються залежно від необхідного для двигуна витрати повітря. При зльоті і польоті з невеликими швидкостями передня і задня частини рухомого рампи повітрозабірника підняті, злітно-перепускна стулка відкрита, завдяки чому забезпечується надходження до двигуна необхідної кількості повітря, незважаючи на малу швидкість потоку, що набігає. Зі збільшенням швидкості польоту і тиску повітря на вході в компресор напрямок повітряного потоку, що протікає через злітну стулку, змінюється на протилежне, і зайве повітря з повітряного каналу перепускается в атмосферу. При польоті з звуковою швидкістю пропускна здатність стулки виявляється недостатньою, і для обмеження надходження повітря в компресор задня частина рампи відхиляється вниз, внаслідок чого зменшується прохідний перетин повітрозабірника, а розміри каналу для відводу повітря збільшуються. При польоті з великими надзвуковими швидкостями передня і задня частини рампи ще більше відхиляються вниз, забезпечуючи надходження в двигун оптимального 17

18 кількості повітря. Щілина між передньою і задньою частинами рампи використовується для відводу прикордонного шару. Отже, надзвукові повітрозабірники з генератором косих стрибків повинні профільованого таким чином, щоб при розрахунковій швидкості польоту первинний стрибок стосувався вхідної крайки. Такий стан стрибка забезпечує найбільшу ефективність роботи вхідного пристрою, оскільки при цьому витрата повітря максимальний, втрати в процесі стиснення і вхідний опір мінімальні, а двигун працює найбільш стійко. Очевидно, що такі умови існують лише при певному числі Маха. Це означає, що даному числу Маха відповідає певне положення генератора стрибків щодо вхідної крайки повітрозабірника, а на інших режимах роботи характеристики повітрозабірника погіршуються. Таким чином, в широкому діапазоні надзвукових швидкостей набігаючого потоку задовільні характеристики роботи двигуна з нерегульованим повітрозабірником забезпечити не вдається. Цей недолік є наслідком невідповідності постійної геометрії повітрозабірника, розрахованої для певних умов перебігу, оптимальним параметрам внутрішнього і зовнішнього потоків при нерозрахованих умовах. Цей недолік може бути усунутий частково або повністю шляхом зміни геометрії повітрозабірника (вхідного, критичного і / або вихідного перетині) відповідно до мінливих швидкістю і висотою польоту. Зазвичай це здійснюється за допомогою плавного автоматичного переміщення регулюючого елемента, що забезпечує необхідну витрату повітря при малому зовнішньому опорі в широкому діапазоні швидкостей польоту, відповідність пропускної здатності вхідного пристрою продуктивності компресора і відповідність системи стрибків конфігурації повітрозабірника. Це виключає 18

19 також можливість виникнення неприєднання прямого головного стрибка основної причини незадовільної роботи повітрозабірника і повітряного каналу в цілому. Малюнок Схема гондоли двигуна надзвукового літака На малюнку показана схема рухової гондоли надзвукового літака. Щілина 1 між фюзеляжем і гондолою служить для зливу прикордонного шару. Накопичився за довжиною фюзеляжу турбулентний прикордонний шар не потрапляє, таким чином, в тракт двигуна, що покращує режим роботи лопаток компресора. Забезпечення на всіх режимах польоту оптимальних параметрів повітряного потоку, відповідного до двигуна, здійснюється за рахунок автоматичного регулювання геометрії повітрозабірника рухомий рампою 2 (з щілинами 19

20 3, щоб зливу прикордонного шару з площини рампи) і стулками перепуску повітря 4 і 5. При зміні положення рампи змінюється не тільки площа входу повітряного потоку в тракт двигуна, а й система стрибків ущільнення, що виникають при надзвукових швидкостях на передніх крайках повітрозабірника і на окремих ділянках рухомий рампи Опис конструкції мотогондоли Ту-334 на літаку Ту-334 двигуни розміщені на хвостовій частині фюзеляжу, що дозволяє: а) забезпечити аеродинамічний "чисте" крило з максимально можливим використанням його розмаху для розміщення засобів механізації (закрилків, предкрилков тощо .) з метою отримання високого аеродинамічного якості крила і високих значень с y при зльоті і при посадці; б) створити необхідні умови для роботи повітрязабірників, із забезпеченням зливу прикордонного шару з поверхні фюзеляжу, при достатньому видаленні ВЗ від фюзеляжу. Зміна кута підходу повітряного потоку до воздухозаборнику двигуна, розташованого на хвостовій частині фюзеляжу, приблизно вдвічі менше зміни кутів атаки крила (або зміни кута тангажу літака), в той час як у заборником, поставлених під крилом або у передньої кромки крила, це зміна кута підходу повітряного потоку більше, ніж зміна кута атаки крила; в) поліпшити характеристики поздовжньої шляховий і поперечної стійкості за рахунок: 20

21 роботи гондол двигунів і їх пілонів як додаткового горизонтального оперення; малого разворачивающего моменту двигунів при зупинці одного з них; г) поліпшити комфорт і підвищити безпеку пасажирів за рахунок зменшення шуму в кабіні (низькочастотного від вихлопної реактивної струменя і високочастотного від повітрязабірників і повітряних каналів) і за рахунок розміщення двигунів позаду герметичної кабіни; що: е) підвищити пожежну безпеку, Внаслідок того двигуни віддалені від пасажирської кабіни і від паливних баків; ж) підвищити експлуатаційні характеристики силової установки і всього літака в цілому за рахунок: забезпечення можливості заміни цілком всієї гондоли разом з двигуном; створення досить хороших умов для підходу до двигунів; з) оберегти двигуни від попадання в них води і сторонніх предметів при роботі двигунів на землі завдяки досить високому розташуванню заборником від землі і від попадання каміння з під шасі за рахунок прикриття заборником крилом і закрилками; 21

22 і) забезпечити можливість установки двигунів з більшою тягою (при збереженні або при невеликому збільшенні їх ваги) внаслідок малого плеча тяги щодо центру ваги літака; к) поліпшити роботу пристроїв для реверсування тяги двигунів в порівнянні з двигунами, розміщеними в корені крила. На літаку Ту-334 встановлені мотогондоли з використанням в конструкції композиційних матеріалів (звукопоглинальні панелі повітрозабірника). Мотогондола складається з: передній частині повітрозабірника; задньої частини (стулки мотогондоли); панелей кріплення стулок мотогондоли. Передня частина мотогондоли складається з носка, каналу і обичайки. Носок кріпиться по внутрішньому контуру до каналу повітрозабірника, а по зовнішньому до обечайке. Канал тришарова оболонка. Внутрішня обшивка (перфорована) виконана з алюмінієвого сплаву Д19чАТВ товщиною 1,8 мм, навантажена обшивка зі сплаву Д19чАТ \u003d 1,2 мм. Заповнювач: ТССП-Ф-10П, стільниковий, з шестигранною чарункою, а \u003d 10 мм. Товщина панелі 20 мм. Зовнішня поверхня повітрозабірника обичайка представляє собою клепану оболонку з обшивкою з матеріалу Д16-АТВ (травлення) з товщиною обшивки 1,8 мм. Обшивка в обечайке в передній площині кріпиться до стеночной шпангоуту передньої губи повітрозабірника, а по задній до торцевого стеночной шпангоуту в районі фланця двигуна. 22

23 Воздухозаборник закріплений на передньому фланці двигуна дванадцятьма швидкознімними соединителями (накидними болтами М10), що сприймають осьові зусилля, а також моменти вертикальних і горизонтальних осей. Силовий вплив в площині, яка визначається зазначеними осями, сприймається циліндричним паском на фланці двигуна, за яким здійснюється і центровка повітрозабірника. У конструкцію повітрозабірника вбудована протизаморожувача (ПОС) з відбором гарячого повітря від третього ступеня компресора високого тиску двигуна. Зовнішня обшивка і панелі об'єднані першим і четвертим силовими шпангоутами. Четвертий шпангоут повітрозабірника виконує функції поперечної протипожежної перегородки. Носок повітрозабірника відштампований з нержавіючої сталі складається з чотирьох частин, зварених між собою встик. Носок повітрозабірника складається з обшивки, поперечної діафрагми, на якій кріпиться колектор з частиною труби ПОС і шпангоута 1. Шпангоут 1 збірної конструкції має кільцеву форму і складається з стінки, посиленою поясами і діафрагмами. Колектор входить в конструкцію противообледенительной системи повітрозабірника (ПОС). Звукопоглинальна канальна панель (ЗПК) конструктивно 23

24 виконана у вигляді двох дюралюмінієвих обшивок, між якими вклеєна стільниковий заповнювач. З боку проточної частини обшивка перфорована. По торцях панелі приклеєні профілі для стикування з носком по шпангоуту 1 і зі шпангоутом 4 повітрозабірника Опис конструкції мотогондоли літака Іл На літаку Іл встановлено чотири двигуни розташованих під крилом на двох внутрішніх і двох зовнішніх пілонах. Для забезпечення нормальної аеродинаміки обтікання кожен двигун укладений в гондолу, яка складається з носової частини повітрозабірника і капота, що закриває передню частину двигуна. Гондоли всіх чотирьох двигунів однієї конструкції і вони взаємозамінні. Складові частини гондоли мають стулки, експлуатаційні люки і кришки забезпечують доступ до двигуна і його агрегатів. Для зниження рівня шуму на місцевості оболонка повітрозабірника і капот виконані з композиційних матеріалів з шумопоглинальним стільниковим заповнювачем. Воздуховодной канал - тришарова стільникова конструкція з перфорованої металевої внутрішньою обшивкою (малюнок). Для забезпечення ремонтної технологічності повітрозабірник двигуна і капот розбірні. Носок повітрозабірника захищений від обмерзання кільцевим каналом, по якому циркулює гаряче повітря, що відбирається від двигуна. Передбачена система 24

25 сигналізації перегріву і пожежі, а також гасіння пожежі в підкапотному просторі. Несучою конструкцією капота є основною каркас, який сприймає і передає на корпус двигуна аеродинамічні навантаження, що виникають на елементах капота в польоті. Малюнок Багатошарова звуковбирна конструкція; 1 перфорована обичайка; 2 стільниковий заповнювач; 3 опорна поверхня. Обшивка капота виготовлена \u200b\u200bз композиційного вуглецевого матеріалу КМУ зі стільниковим заповнювачем з суцільної склотканини ССП. Така обшивка не допускає в експлуатації ударів і вивертають навантажень. При ударі на композиційному матеріалі виникають тріщини і пробоїни. У місці пробоїни відбувається викроювання матеріалу. Глибокі подряпини є концентраторами напруги в обшивці, які можуть привести до виникнення глибоких тріщин або руйнування стулки. Вирізи під люки посилені металевими накладками і окантовками. Металеві деталі на обшивці з композиційних матеріалів кріпляться тільки за допомогою 25

26 болтових з'єднань. Кришки люків і жалюзі для скидання повітря виконані з алюмінієвих сплавів. Від задньої стінки повітрозабірника до реверсивного пристрою з боків і знизу двигун закритий двома легкознімними стулками правої і лівої. Стулки забезпечують аеродинамічний обтікання двигуна, захищають комунікації двигуна від випадкових пошкоджень і забезпечують доступ до двигуна при технічному обслуговуванні. Стулки кріпляться на двигун за допомогою швидко-з'єднань. На стулках є повітрозабірники і жалюзі для продувки підкапотного простору, а також люки для скидання відпрацьованого гарячого повітря з агрегатів, встановлених на двигуні. Обрізи стулок по всьому периметру укріплені металевими профілями. У верхній частині стулки закріплені чотири кронштейна навішування її на каркас капота. Стулки в передній і задній площині кріпляться за допомогою легкознімних фіксаторів з подпружиненной ручкойзамком. Герметизація по передньому обрізу стулки забезпечується гумовим профілем, встановленим на задній стінці повітрозабірника, по задньому обрізу стулки фторопластовой прокладкою, закріпленої на опорній поверхні передньої стінки реверсивного пристрою двигуна. Герметизація верхніх і нижніх стулок призначена для попередження потрапляння в підкапотний простір атмосферних опадів і здійснюється за допомогою порожніх гумових профілів. Для доступу до агрегатів і комунікацій силової установки на гондолі є експлуатаційні люки. Люки закривають легкознімні кришками і відкривають вручну. Вирізи під люки на обшивці з композиційного матеріалу посилені металевою рамою, яка кріпиться на обшивці гондоли за допомогою болтових з'єднань. 26

27 Носова частина гондоли встановлюється на передній фланець двигуна. Носок має повітряно-теплову протиобледенілими систему. Повітрозабірник двигуна складається з наступних основних частин: обігрівається носок, шпангоут 1 (задня стінка повітрозабірника), обшивка з обтічником, повітрозабірний канал. Обігрівається носок клепальної і звареної конструкції. Він складається з обшивки носка, підкріпленої привареним гофром і діафрагми. За зовнішнім обрізу діафрагми є профіль для кріплення носка до обшивки повітрозабірника. Діафрагма і обшивка носка утворюють кільцевої канал, в який через патрубок надходить гаряче повітря. З кільцевого каналу гаряче повітря потрапляє в порожнину між обшивкою носка і гофром, обігріваючи обшивку носка. Відпрацьоване повітря викидається в щілину по задньому обрізу обшивки носка. Обшивка носка є тороидальной форми профіль, виготовлений з матеріалу 12Х18Н10Т товщиною 1,5 мм. Підкріплювальний гофр також виготовлений з цього матеріалу товщиною 0,3 мм. 27

28 Зовнішній вигляд носка в перерізі представлений на малюнку Стрічка випускного каналу Стінка діафрагми Шпангоут 1 Обшивка носка Гофр Малюнок Носок мотогондоли 28

29 1.2 Технологічний процес виготовлення конструкції повітрозабірника на прикладі літака Ту-334 Нижче, при розгляді технологічного процесу збірки ВЗ не розглянутий питання формоутворення зовнішньої і перфорованої обшивок, формоутворення профілів. Вони вважаються готовими виробами для подальшого техпроцесу виготовлення каналу повітрозабірника. Попередня збірка обшивок та елементів каркаса Найменування операції Обладнання Інструмент Підігнати і провести остаточну обрізку перфорованих обшивок Зібрати на контрольних балках 3 секції перфорує. обшивок. Допуск непрілеганія перфорує. обшивок по пристосуванню після затяжки контрольних бол-тов ± 0,1 мм засвердлити отвори під заклепки в перфорованій обшивці по направляю-щим отворам накладок Зенковать отвори з боку перфорованих обшивок під потайні головки заклепок Підігнати і провести обрізку перфорованої обшивки під потайні головки заклепок. Зовнішній контур пристосування для збірки Пристосування для збирання перфорованої обшивки Пристосування для збирання неперфорованих ручні ножиці, різьблений валик Щуп ручні ножиці, різьблений валик 29

30 неперфорованих обшивок повинен відповідати зовнішньому контуру повітрозабірника з урахуванням товщини неперфорованої обшивки Зібрати на контрольних болтах неперфоровану обшивку Провести примірку і прісверліваніе збірки за такими технологіями: а) зафіксувати на пристосуванні для збирання повітрозабірника клепати через тех. профіль перфорує. обшивку обшивок пристосовані. для збирання та склеювання повітрязабірн. каналу плита б) встановити упор для фіксації стільникового заповнювача і неперфорованої обшивки; в) виставити стільниковий заповнювач і секції неперфорованої обшивки; г) стягнути збірку гумовим джгутом і демонтувати упор; д) встановити і зафіксувати на контроль-них болтах профіль і технічний профіль, що забезпечує збереження геометричних розмірів при склеюванні (рис. 29). Допуску непрілеганія профілю до обшивки після затяжки контрольними болтами ± 0,1 мм; е) провести перевірку якості підгонки обшивок до їх анодування до стільникового заповнювача за відбитками сот на ПЕТ-тіленовой плівці, отриманим шляхом зап-рессовкі вироби в автоклаві з надлишковим тиском 0,6? 0,7 атм. при t \u003d 165 ± 5 30

31 С протягом хв. ж) демонтувати збірку Провести хромово-кислотне анодіруются-вання обшивок профілю (дет. 015, 027, 017, 029, 023, 025) Нанести грунтовку ЕП-0234 на поверхню свежеанодірованних сухих деталей. Допускається розрив між операціями анодування і нанесення грунту не більше двох годин. Пропустити грунт при t \u003d 125 C протягом 1 години Зібрати 3 секції перфорованих обшивок через накладки на контрольних болтах Провести клепку поздовжніх швів перфорованої обшивки ванна хромовокіслотно го анодування марка матеріалу: грунтовка ЕП-0234; термопечь пристосування для збірки перфорує. обшивок прес типу КПК- 406 пульве-різатор НРУ Підготовка стільникового заповнювача до склеювання Найменування та ескіз операції 1. Розрізати (при необхідності) блоки стільникового заповнювача по висоті в розмір креслення з допуском ± 0,1 мм 2. Провести стикування панелей стільникового заповнювача по поздовжніх і поперечним стиках і їх формоутворення за такими технологіями а) нанести клейову плівку ВК-31 на одну з склеюваних граней стільникового заповнювача; б) укласти панелі стільникового заповнювача на оправлення через фторопластову плівку і отвіклевать стеклоленти; в) встановити дві термопари на стільниковий Устаткування Марка матеріалу: стільниковий заповнювач ТССП-Ф-10П; пила дрібнозуба стрічкова марка: клейова плівка ВК-31 оправлення для формотворчих сот 31

32 заповнювач поблизу клейового шва; г) викласти дренажні шари 2 3 шари мішковини і склотканини через фторопластову плівку; д) встановити штуцери на вакуумні мішок: один для створення вакууму з розрахунку 1 штуцер на 1 мм 2; мішковина, склотканина Т-13 один в центрі для контролю тиску під мішком; е) обклеїти збірку вакуумним мішком; марка: плівка ППІ-Т ущільнювальний палять 51г-27 ж) підключити вакуумну лінію і створити Вакуумні насос розрідження 0,1 кгс / см 2. Перекрити вакуумну лінію і провести контроль геометричности вакуумного мішка. Допускається спад тиску під мішком до 0 не менше, ніж через 10 хв. Виявлені течі усунути. з) завантажити оснастку із збіркою в автоклав. автоклав типу "Шольц" З'єднати вакуумний мішок з вакуумною системою контролю тиску. З'єднати ШР термопар; Створити розрідження під мішком 0,1 кгс / см 2. Перекрити вакуумну лінію автоклава і провести контроль геометричности мішка. Допускається спад тиску під мішком до 0 не менше, ніж через 10 хв; і) підтримуючи розрідження під мішком 0,1 кгс / см 2 створити тиск 0,8 кгс / см 2, після чого відключити вакуумний насос і плавно з'єднати мішок з атмосферою; к) включити нагрів і довести тиск в автоклаві до 1,3 1,5 кгс / см 2. Швидкість нагріву клейового з'єднання не повинна перевищувати 1 С / хв л) при досягненні температури в клейовому з'єднанні 175 ± 5 С витримати збірку при 32

33 тиску 1,3 1,5 кгс / см 2 протягом 1,5 години; м) охолодити збірку під тиском 1,3 1,5 кгс / см 2 до температури 40 ° С; н) зняти тиск в автоклаві і вивантажити збірку. Зачистити стільниковий заповнювач від затекло клею; 3. Прорізати дренажні пази в стільниковому заповнювачі згідно з кресленням. 4. Провести розкрій клейової плівки ВК-31 не знімаючи захисних шарів. 5. Зняти захисний паперовий шар і прикатать клейову плівку ВК-31 незахищеною стороною на торці стільникового заповнювача. 6. відперфорованих клейову плівку ВК-31, не знімаючи поліетиленову плівку, з розрахунку: один отвір в центрі кожного осередку з відхиленням ± 1 2 мм. 7. Зняти другий захисний шар (поліетиленову плівку) з клейової плівки ВК Провести термоусадку клейової плівки ВК 31 із застосуванням інфрачервоного нагріву по режиму: Установка для прорізання дренажних пазів Клейова плівка ВК-31 Лампи інфрачервоного нагріву температура 75 ± 5 С; витримати сек. 9. Захистити поліетиленовою плівкою торці стільникового заповнювача з термоусаженной клейовий плівкою. 10. Провести викладку клейової плівки ВК 31, її перфорацію і термоусадку з другої сторони стільникового заповнювача, повторивши операції п.п справжнього ДТП. 33

34 1.3 Матеріали і устаткування для виготовлення повітрязабірників Ту-334 Номенклатура основних і допоміжних матеріалів, обладнання, оснащення та інструмент, необхідні при виготовленні повітрозабірника Ту-334 наведені нижче. Основні матеріали, що застосовуються при виготовленні конструкції повітрозабірника Основні матеріали Стеклопласт ТССП-Ф 10П Лист зі сплаву Д19чАМВ-1, Лист зі сплаву Д19чАМ-1, I -й шпангоут - профіль Д16чТ II шпангоут - Д19чАМ- 1,5 Д19чАМ-1,2 Артикул ТУ ОСТ I ОСТ I ОСТ I ОСТ I Грунтовка ЕП-0234 ПІ Плівка клейова ВКВ-3 ПІ Плівка клейова ВК-31 ТУ

35 Допоміжні матеріали, що застосовуються при виготовленні конструкції повітрозабірника Допоміжні матеріали знежирюємо склад: нефрас; Артикул ГОСТ антистатична присадка "Селбол" ТУ Ацетон ГОСТ Плівка поліамідна вищої категорії якості ППН-Т і ущільнювальний палять 51г-27 ТУ Склотканина Т-13 ГОСТ Мешковина арт Плівка ТУП фторопластовая Марля ГОСТ Технічні ГОСТ серветки Стрічка універсальна ЛЛТ ТУ17-Української РСР

36 1.3а Устаткування, оснащення, інструмент застосовуються при виготовленні конструкції повітрозабірника Ту-334 Допоміжні матеріали Обладнання 1.3.а.1 Автоклав типу "Шольц" 1.3.а.2 Термопечь типу ПАП 1.3.а.3 Верстат електроерозійної прошивки типу СЕП А.4 прес типу КПК А.5 прес FEKD -550 / або FEKD 0550 / А.6 Ножиці роликові або вібраційні 1.3.а.7 Гнучкий прес 1.3.а.8 типу "Пельс", Профілезгинальні верстат "Цинцинатті" 1.3.а.9 Піч ПГ А.10 Ванна для типу ЕТА (ЕТА-6) знежирення 1.3.а.11 Лампи інфрачервоні 1.3.а.12 Верстат типу 4К А.13 Пристосування для формоутворення і склеювання стільникового заповнювача між собою 1.3.а.14 Пристосування для перфорації клейової плівки 1.3.а.15 Пристосування для збирання 36

37 внутрішньої обшивки 1.3.а.16 Пристосування для збирання зовнішньої обшивки 1.3.а.17 Пристосування для збирання та склеювання повітрозабірного каналу 1.3.а.18 Установка для прорізання дренажних пазів в стільниковому заповнювачі 1.3.а.19 Прилади для контролю перфоклеев 1.3.а .20 Промисловий холодильник дефектоскоп 4АД-3 типу ВС

38 1.4 Використання в конструкції повітрозабірника композиційних матеріалів Великі можливості для створення ефективних конструкцій мотоустановки дозволяють забезпечити композиційні матеріали (КМ), що володіють різноманіттям і унікальністю властивостей. КМ це штучно створений матеріал, що складається з двох або більше різнорідних і нерозчинних одна в одній компонентів (фаз), з'єднаних між собою фізико-хімічними зв'язками, і що володіє характеристиками, що перевершують середні показники складових його компонентів. Принципове значення заміни металів як традиційних конструкційних матеріалів на КМ полягає в тому, що замість обмеженого числа матеріалів з постійними і практично рівними у всіх напрямках властивостями з'являється можливість застосовувати велику кількість нових матеріалів з властивостями, які відрізняються в різних напрямках в залежності від напрямку орієнтації наповнювача в матеріалі (анізотропія властивостей КМ). Більш того, ця різниця властивостей КМ є регульованим і у конструктора з'являється можливість напряму створювати КМ під конкретну конструкцію відповідно до чинних навантаженнями і особливостями її експлуатації. Тому правильно спроектована і добре виготовлена \u200b\u200bконструкція з КМ може бути більш досконалою, ніж виконана з металів. Саме створення виробів з КМ є прикладом єдності конструкції і технології, оскільки матеріал, спроектований конструктором, утворюється одночасно з виробом при його виготовленні і властивості КМ в значній мірі залежать від параметрів технологічного процесу. 38

39 Разом з тим специфіка КМ, зокрема їх низька міцність і жорсткість при зсуві, вимагає уважного ставлення до конструктивно-технологічній обробці конструкції: розрахунку складних багатошарових систем, збереженню у виробі високих характеристик міцності властивостей армуючих волокон, отримання стабільних характеристик КМ Методи отримання ПКМ Відмітна особливість виготовлення деталей з ПКМ полягає в тому, що матеріал і виріб в більшості випадків створюються одночасно. При цьому виробу відразу надаються задані геометричні розміри і форма, що дозволяє істотно знизити його вартість і зробити конкурентоспроможними з виробами з традиційних матеріалів, незважаючи на порівняно високу вартість полімерних сполучних і волокнистих наповнювачів. Технологія виготовлення деталей з ПКМ включає наступні основні операції. 1 підготовка армирующего наповнювача і приготування сполучного, 2 суміщення арматури і матриці, 3 формоутворення деталі, 4 затвердіння сполучного в КМ, 5 механічна доробка деталі, 6 контроль якості деталі. Підготовка вихідних компонентів полягає в перевірці їх властивостей на відповідність технічним умовам, а також в обробці поверхні волокон для поліпшення їх смачиваемости збільшення міцності зчеплення між наповнювачем і матрицею в готовому ПКМ (видалення замасливателя, 39

40 апретування, активування поверхні, хімічне очищення поверхні, видалення вологи і т. П.). Поєднання армуючих волокон і сполучної може здійснюватися прямими або непрямими способами. До прямих методів належать такі, при яких виріб формується безпосередньо з вихідних компонентів КМ, минаючи операцію виготовлення з них напівфабрикатів. Непрямими способами виготовлення називаються такі, в яких елементи конструкції утворюються з напівфабрикатів. В цьому випадку просочення армуючих волокон сполучною представляє самостійну операцію, в результаті якої отримують попередньо просочені матеріали (препреги) нитки, джгути, стрічки та тканини, які потім підсушують і частково тверднуть. Препреги готують в спеціальних установках вертикального або горизонтального типу. Формоутворення деталей сучасної техніки з ПКМ здійснюється багатьма технологічними методами, з яких найбільш широке застосування знаходять методи намотування, пресування, вакуумне і автоклавного формування, пултрузії. 40

41 Метод намотування. Намотуванням називають процес формоутворення конструкцій з КМ, при якому заготовки отримують автоматизованої укладанням по заданих траєкторіях армирующего наповнювача (ниток, стрічок, тканин), зазвичай просоченого полімерним сполучною, на що обертаються конструктивні форми або технологічні оправлення. Оправлення або форми мають конфігурацію і розміри, що відповідають внутрішнім розмірам деталі, що виготовляється. Формування деталі намоткой завершується ствердженням намотаною заготовки. В даний час намотування здійснюється на автоматизованих намотувальних верстатах з програмним управлінням, Що дозволяють отримати вироби різних форм і розмірів. Найбільш широко метод намотування застосовується для виготовлення конструкцій, що мають форму тіл обертання або близьку до неї. Намотуванням виготовляються труби, баки, ємності тиску різної форми, конічні оболонки, стрижні, короба і т. П. 41

42 2 Силовий розрахунок повітрозабірника літака Ту-334 В конструкціях сучасних літаків можна спостерігати велику різноманітність типів, форм і розташувань воздухозаборников. Це пов'язано з тим, що вони повинні забезпечувати найбільш ефективне використання кінетичної енергії набігаючого потоку і разом з тим мати мінімальне лобове опір. Форма внутрішнього каналу повинна забезпечувати можливо малі втрати енергії на тертя, але одночасно відповідати умовам кращої компонування літака. У разі відсутності аеродинамічних продувок по воздухозаборникам навантаження на них можна наближено визначити, виходячи з двох режимів польоту літака. Отримувані навантаження будуть дещо завищені в порівнянні з дійсними і підуть в запас міцності. Оскільки профілі гондол і капотів подібні профілю крила і обтекаются повітряним потоком на режимах, що відповідають більшим кутах атаки крила, на них виникають значні аеродинамічні навантаження. В експлуатації зустрічаються різні випадки навантаження гондол. Найбільший інтерес представляють два випадки, що враховують політ при максимальних швидкостях і маневрах літака. 2.1 Вихідні дані для силового розрахунку Навантаження розподіляються по зовнішній поверхні таким чином: надлишковий тиск по поверхні визначається за формулою 42

43 P е \u003d pq, де P е надлишковий тиск на поверхні; q швидкісний напір; p розраховується за формулою: p \u003d p 1 + p y + p z Величина p 1 визначається за графіком на рис. 4 Величина py для випадку Д "дається на доданому графіку (рис. 5). Для інших режимів величина py перераховується пропорційно Y мг. Значення pz визначається за формулою: pz \u003d pz + p z. Розподіл pz по контуру і довжині повітрозабірника дається на графіку (рис. 6). При цьому pz визначається за виразом: pz \u003d (z () мг / q) kz 43

44 У випадках А "і Д" z () мг \u003d z мг, в інших розрахункових випадках слід приймати z () мг \u003d 180 кг. Розподіл p z по контуру приймається таким же як і для p z. При цьому: p z \u003d ((z мг 180) / q) K z де z мг береться з таблиць; 2.2. Розподіл розрахункових аеродинамічних навантажень по довжині повітрозабірника Навантаження на внутрішню поверхню повітрозабірника представлені нижче. Розрахункові значення навантажень у разі А "х,

45 Розрахункові значення навантажень у разі Д "х,

46 2.3. Розподіл навантажень по довжині і перетинах повітрозабірника Несиметричне розподіл навантаження Зміна максимальних навантажень по перетину повітрозабірника Малюнок Зміна максимальних навантажень по перетину повітрозабірника формулою: Розрахункові навантаження в разі А "і Д" визначаються по p \u003d f q (z / q) K z 46

47 Навантаження по довжині мотогондоли визначимо, підставляючи значення для випадку А ": p \u003d (± 190/2000) K z \u003d ± 380K z. У разі Д": p \u003d (± 160/2000) K z \u003d ± 320K z. Навантаження по контуру мотогондоли визначимо, підставляючи значення для випадку А ": p \u003d ((±) / 2000) K z \u003d (20; -740) K z. У разі Д": p \u003d ((±) / 2000) K z \u003d (-40; -680) K z. Сумарні навантаження: В разі А ": p \u003d ± 380 K z K z (+20; 740). 47

48 В разі Д ": p \u003d ± 320 K z K z (-40; 680) Рівномірний розподіл навантаження Малюнок Характер розподілу навантаження p 1 по перетинах повітрозабірника 48

49 Кут А "Для всіх кутів Розрахунковий випадок Д" швидкісний напір q, кг / м 2 х Д ", 05 1,1 0,153 0, Розподіл py по воздухозаборнику Величина навантаження py по воздухозаборнику: py \u003d (1600/2210) \u003d 2895, 93p y *. Малюнок Характер розподілу навантаження py Значення py * наведені нижче в таблиці 49

50 Значення навантаження py * Перетин х * py 0 0 0,05 0,1 0,153 0,1716 0, Коефіцієнт перерахунку для випадку Д ": Л \u003d -1,3812 і py \u003d -4000p y * Розподіл навантаження по воздухозаборнику від сили pzpz \u003d ± 380 K z (+20; -740) K z 50

51 Розподіл навантаження по довжині і по контуру від сили pz х K z K z, 55 0,0 5 0,51 0,1-0,42 0,1 53-0,27 0, Сумарні аеродинамічні навантаження на повітрозабірник наведені в таблицях нижче. Сумарні аеродинамічні навантаження на повітрозабірник в разі А "і L \u003d 3,8 м (Р р, кг / м 2), град х, 15 3 0 Попереднє,

52 Сумарні аеродинамічні навантаження на повітрозабірник в разі Д "(К \u003d -1,3812, p y \u003d p y * (кг / м 2) х, Таблиця 9 Сумарні розрахункові аеродинамічні навантаження на повітрозабірник в разі Д" х,

53 2.4. Розподіл аеродинамічних навантажень на внутрішній поверхні повітрозабірника Навантаження в каналі від py у разі А ": q \u003d 2000 кг / м 2, D вх \u003d 1,6 м, f \u003d 2,0, \u003d -10; S вх \u003d r 2 \u003d 2 , 01 м 2, "\u003d 0,1745; Y \u003d S вх q \u003d 2,1745 \u003d 1403 кг. Навантаження в каналі від py у разі Д ": q \u003d 2000 кг / м 2, D вх \u003d 1,6 м, f \u003d 2,0, \u003d -4; S вх \u003d r 2 \u003d 2,01 м 2," \u003d 0,0698; Y \u003d S вх q \u003d -2,0698 \u003d -561 кг. У разі А ": pz \u003d (20; -740) До z; py \u003d (1403/2210) py * \u003d 2539,3p y * (кг / м 2) У разі Д": pz \u003d (-40; -680 ) До z; 53

54 py \u003d (-561/2210) py * \u003d -1015p y * (кг / м 2) Значення навантажень у разі А "і Д" при \u003d 0 Розрахунковий випадок А "Д" p \u003d (-40; -680), кг / м 2 х К zpz \u003d (20; -740), кг / м 2 z 0 0,05 0,1 0,153 0, Значення навантажень у разі А і Д при \u003d 90 p \u003d -1015, Розрахунковий випадок А Д х py * py \u003d 2539,2 кг / м 2 y кг / м 2 0-0,05-0,1-0,153-0,

55 Навантаження на внутрішню поверхню повітрозабірника в разі А p \u003d p y cos + p z sin x,

56 2.5. Визначення равнодействующих навантажень по перетинах повітрозабірника від зовнішніх і внутрішніх аеродинамічних навантажень Малюнок Сумарне розподіл навантаження в поперечному перерізі повітрозабірника Розрахунок навантажень від зовнішніх аеродинамічних сил (для нижніх значень p z виконується за формулами: q 2 p cos cos rds \u003d - p r y y y 0, q 2 p cos cos rds \u003d - p r. z z z 0 56

57 Приймаємо значення r \u003d 2,826 м; Розраховані значення навантажень представлені нижче. Сумарні значення навантажень у разі А "х py cos pz sin qyqzq, кг / м, град cos -83sin, 8 0, cos -47sin, 5 0,1-883cos -33sin, 13 0, cos -49sin, 7 x \u003d 0 , 1; -1589,5 \u003d кг / м; х \u003d 0,153;, 5 \u003d кг / м. Сумарні значення навантажень у разі Д "х py cos pz sin qyqzq, град кг / м cos -93sin, 06 0, cos - 58sin, 25 0,1 1220cos -42sin, 98 1,75 0, cos -53sin, 84 57

58 x \u003d 0,1; 0, \u003d 3893 кг / м; х \u003d 0,153; 0, \u003d 3024 кг / м Навантаження на болти кріплення повітрозабірника до проставке Воздухозаборник, з'єднаний болтами з середньою частиною гондоли двигуна літака Ту-334, працює на вигин за схемою консольної балки Визначення навантажень на болти кріплення у разі А "Для визначення навантажень на болти кріплення повітрозабірника до проставке приймемо: число болтів n \u003d 12; D окр. болтів \u003d 1440 мм; Розподіл сумарної погонного навантаження в точках Д, С, в, А визначаємо як: q Д \u003d \u003d 7607 кг / м; q С \u003d \u003d 6203 кг / м; q В \u003d \u003d 4951 кг / м; q А \u003d \u003d 3977 кг / м. 58

59 Малюнок Розподіл сумарної погонного навантаження по довжині Величина сумарної приведеної навантаження R в центрі тиску визначається як: R \u003d (() / 2 + () / 2) 0,19 + (() / 2) 0,202 \u003d 3274 (кг). 59

60 Для визначення координати центру тиску визначимо сумарний згинальний момент М А: М А \u003d, 19 0,19 0,202 0,19 0,5 0,202 0,5 0,135 \u003d 1056 кг м. Координата центру тиску х ц.п. \u003d 1056/3274 \u003d 0,3225 м. Розрахункові навантаження на болти визначаємо за формулами Р max \u003d 4M / nD окр.б., Р max \u003d (4 0,) / (12 1,44) \u003d 245 кг. Зрізати навантаження буртика (зуба) проставки: Р ср р \u003d 3274 кг. Вага повітрозабірника G в-ка \u003d 93 кг, х ц.т. \u003d 350 мм вперед від площини кріплення до проставке. Навантаження на болти кріплення повітрозабірника від інерційних навантажень представлені на малюнку

61 Малюнок Навантаження на болти кріплення повітрозабірника від інерційних навантажень Задаємося коефіцієнтом перевантаження n \u003d 1,5, тоді Р інрц \u003d G в-ка n \u003d 93 1,5 \u003d 140 (кг). М \u003d 0, \u003d 49 (кг м). Р б \u003d (4 43) / (12 1,44) \u003d 11,34 (кг). Сумарний М виг \u003d cos92,50 \u003d 1059,271 (кг м). 61

62 Максимальна розтягуються навантаження на болт Р болт \u003d 245,2 кг. Малюнок Схема розташування кріпильних болтів по контуру і сумарні діючі навантаження 62

63 Визначення навантажень на болти кріплення у разі Д "Розрахункові навантаження на повітрозабірник по перетинах і по довжині, точки прикладання рівнодіюча, розраховані значення моментів і перерізують сил приведені на Максимальне розтягуюче зусилля на болт: Р max р \u003d 4М / 4d \u003d (4 0, ) / (12 1,440) \u003d 218 кг. зрізані навантаження сприймається буртиком проставки р ср р \u003d 2400 кг. 2.7 Перевірка міцності повітрозабірника літака Вихідні дані для розрахунку Внутрішня обшивка: \u003d 1,8 мм, матеріал: сплав Д19, перфорація діаметром 2 мм. заповнювач: ТССП-Ф-10П (ТУ), питома весь заповнювач \u003d 35 ± 5 кг / м 3; сж \u003d 15 кг / см 2. 63

64 Малюнок Параметри заповнювача і перфорованою обшивки Зовнішня обшивка: \u003d 1,2 мм, матеріал: сплав Д19. Обечайка виготовлена \u200b\u200bз Д16Т, \u003d 1,8 мм, травлення з \u003d 1,8 мм до \u003d 1,2 мм. Максимальний розмір клітини 101 на 120 мм. 64

65 Малюнок Типове перетин обичайки Розрахунок перетину в районі проставки в розрахунковому випадку А "Знаходимо момент інерції перерізу: I \u003d (0,4D 3) \u003d 0,4 142,5 3 0,12 + 0,12 + 0,4 138,5 3 пр \u003d, 84 см 4. 65

66 Наведена товщина внутрішньої общівка: пр. Внутр. обш. \u003d [((138,5) / 12,0208) 0,2 0,18 138,5 0,18] / (138,5). Нормальні напруги від вигину повітрозабірника: \u003d (М d) / j 2 \u003d (, 2) / (638037,84 2) \u003d 22,69 (кг / см 2), Надлишок міцності \u003d 2750 / 22,69 1 \u003e\u003e 1. М \u003d Р l; Р \u003d 3948 кг; l \u003d 38,2 см. q \u003d 22,69 0,12 \u003d 2,72 кг / см Перевіряємо осередок травлення на стійкість від q \u003d 2,72 кг / см. Приймаємо, що довгі краї осередку обшивки обперті 66

67 Малюнок Схема навантаження осередки обшивки Величина a / b \u003d 101/120 \u003d 0,841; К \u003d 3,6. кр \u003d 2750 кг / см 2, \u003d 2750/355 1 \u003d 6,746, \u003e\u003e Перевірка міцності внутрішнього каналу на осьовий стиск Проведемо перевірку міцності внутрішнього каналу на осьовий стиск: Т дійств. \u003d / 2J \u003d [, 2 2 (138,5) 2 (0,15) 3,14] / (638037,94 4) \u003d 3958 (кг) 67

68 Діюча стискаюча навантаження від q p, 5 \u003d 3000 (кг / м 2). дорівнює Т \u003d (/ 4) () 0,3 \u003d 4198,74 (кг). Сумарне навантаження: Т \u003d 8157 кг. Заповнювач маложестких. Розрахункові формули для тришарових панелей: зап< 1,21qE пр, L i = E 1 H/E 1 B = 1, = C + 1/, q = n(1- C) B D 2 R(n + H) b = 1,21qE пр /G зап С 1 = D 1рас /D 1 D 1 = 4(z 0 h н) 3 + 4(H z 0) 3 + 4l i , 68

69 z 0 \u003d [в в (н + h) + l i н 2] /. Розрахунок за наведеними вище формулами дає: z 0 \u003d / \u003d 1,246, D 1 \u003d 4 (1,246 2,8 0,12) 3 + 4 (2,27 1,246) (1,246 3 (1,246 1,12 3) \u003d \u003d 3,652, B 2 \u003d 0,15 + 0,12 \u003d 0,27 (мм). Е пр \u003d 6, заповнювач К \u003d 0,2. кг / см 2. Приймаються для маложестких D 1рас \u003d в 3 + li н 3 \u003d 0, 12 3 \u003d 0, C 1 \u003d 0,005103 / 3,652 \u003d 0, q \u003d / \u003d 0,

70 Наведений модуль зсуву: G зап \u003d G xz \u003d 1,5 (c / t) G м, G зап \u003d G yz \u003d (c / t) G м, Модуль зсуву заповнювача: G м \u003d Е м /, G м \u003d 6000 / \u003d 2400 (кг / см 2). G зап \u003d G xz \u003d 1,5 (0,025 / 1,732) 2400 \u003d 52 (кг / см 2), G зап \u003d G yz \u003d (0,025 / 1,732) 2400 \u003d 35 (ì / ñì 2), G зап \u003d \u003d 42 , 7 (кг / см 2) 42,7< 1,21 0,8 105; т.е. заполнитель маложесткий. 42,7 < 1273,7 b = 1273,7/42,7 = 29,83 = 0, = 0,

71 Критична осьова сила Т кр: Т кр \u003d 2 К Е пр В z D 1 \u003d 2 0,2 \u200b\u200b6,27 3,652 0, \u003d кг. Надлишок міцності \u003d 45842 / \u003d 4,62. Проведемо розрахунок напружень у внутрішніх і зовнішніх шарах тришарової панелі: Малюнок Схема навантаження тришарової панелі q в \u003d q (1 / (1 +)); q н \u003d q (q / (1 +)); \u003d L (н / в), l \u003d E 1 н / Е 1в \u003d 6, / 6, \u003d 1, 71

72 q \u003d 8157 / (140,5) \u003d 18,48 (кг / см 2), \u003d 1 (1,2 / 1,5) \u003d 0,8, q в \u003d 18,48 (1 / (1 + 0 , 8)) \u003d 10,27 (кг / см) [02] \u003d 27,5 (кг / мм 2). q н \u003d 18,48 (0,8 / 1,8) \u003d 8,21 (кг / см), вн \u003d 1027 / 0,15 \u003d 68,5 (кг / см 2), н \u003d 8,21 / 0 , 12 \u003d 68,42 (кг / см 2). Надлишок міцності: \u003d 27,5 / 0,685-1 \u003d \u003e\u003e 39, Перевірка міцності внутрішнього каналу на зовнішній тиск Розрахункові навантаження: 1. Сталий режим Н \u003d 0; М \u003d 0; Розрідження на вході в заборник поширюється на всю довжину каналу: p \u003d -0,645 кг / см 2; ст.соти \u003d 0,04; м \u003d 2400 кг / см 2; xz \u003d 83 кг / см 2; G yz \u003d 55,42 кг / см 2; G зап \u003d 35,4 83 \u003d 67,8 кг / см 2. 72

73 Визначаємо Р кр для несиметричною тришарової оболонки з м'яким середнім шаром P кр ін 0, 92К Е 4 1,5 R B D 1 2 l i \u003d 1 \u003d E н / Е в; К \u003d 0,8. Заповнювач маложестких: g \u003d h B 1 / l R 0,5, Е Е 1п 2п 4 В D 1 2 a \u003d 5g E пр / G зап, з 1 \u003d D 2Рас / D 2, D 2Рас \u003d в 3 + li н 3 \u003d 0,12 3 \u003d 0,00513 (см 3). D 2 \u003d 4 (z 0 h н) 3 + 4 (H z 1) 3 + 4l i, z 0 \u003d [в в (н + h) + l i н 2] /. 73

74 z 0 \u003d / \u003d 1,2461. D 2 \u003d 4 (1,246 2,8 0,12) 3 + 4 (2,27 1,246) (1,246 3 (1,246 1,12 3) \u003d \u003d 3,6515, з 1 \u003d 0,005103 / 3,6515 \u003d 0 , g \u003d 2 0,27 50,7 70,25 0,5 4 0 27 3, 6515 \u003d 6, G зап \u003d 67,8 кг / см 2. а \u003d 5, 6, / 67,8 \u003d 33,22 . Заповнювач маложестких: G зап<<5g E пр. 67,8 << 5 6,8 10 5, 67,8 << 2233,18 lga = lg33,22 = 1,52 При l 1 = 0, определяем = 0,

75 5, 6, 8 10 Р кр \u003d 0, 92 0, 8 50, 7 70 25 1, 27 3, 027 0, 864 кг / см 2. \u003d 0,864 / 0,34 Зусилля діючі у внутрішніх і зовнішніх шарах: S в РR в Е н н 2 Е R z н Е z \u003d 6000 кг / см 2, 5, 6, 2, 0 2 0,005358, 29 () S 0, 0, 8 0, н 20,5 (кг / см ), 1 0, 8 0, S в \u003d 0,645 69,25 / 1, \u003d 24,741 (кг / см). н \u003d 20,5 / 0,12 \u003d 170,8 (кг / см 2), 75

76 Надлишок міцності: \u003d 2750 / 170,8-1 \u003d 15,1. Надлишок міцності: в \u003d 24,74 / 0,15 \u003d 165 (кг / см 2). \u003d 2750 / 165-1 \u003d 15,7. Тиск передається на заповнювач: Р зап \u003d Р / (1 + +) \u003d 0,357 (кг / см 2). Перевіряємо систему осередку заповнювача на стійкість. Малюнок Схема навантаження межі осередку заповнювача і її параметри 76

77 Р \u003d 0,357 кг / см. а / b \u003d 20/10 \u003d 2,0, K \u003d 3,6 кр 2 До Е b, 04 3, \u003d 34,56 кг / см 2, f \u003d 0,866 1 \u003d 0,866 см 2. см \u003d (0,357 0,866) / (1 004) \u003d 8,12 (кг / см 2), \u003d 34,56 / 8,11 1 \u003d 3,26 Перевіряємо стінку осередки на стійкість від номінального тиску в каналі при М \u003d 0,52 (Н \u003d 0, p \u003d 1,009 кг / см 2). Тиск передається на заповнювач: Р зап \u003d Р / (1 + +) \u003d 1,009 / 1,80536 \u003d 0,559 (кг / см 2). см \u003d (0,559 0,866) / (1 004) \u003d 12,1 (кг / см 2), \u003d 34,56 / 12,1 1 \u003d 1,

78 Визначаємо допустимий діаметр плями непроклея по зовнішній обшивці. Розглянемо роботу квадратної пластинки на стійкість (кромки обперті). a / b \u003d 1, K \u003d 3,6. D \u003d KE 2 н 3, 6 6, 170, \u003d 14,366 см. F непр \u003d 162,1 см 2. Приймаються коефіцієнт запасу по радіусу f \u003d 2,5, тоді непр \u003d 5,746 см. F непр \u003d 25,93 см 2 . 78

79 3 Приклади конструктивного виконання повітрязабірників 3.1 Конструкція повітрозабірника надзвукового літака Ту Передня частина повітрозабірника ТУ-144 Передня частина повітрозабірника складається з двох спарених каналів з набором шпангоутів, зовнішні пояса яких виходять на зовнішню обшивку, а внутрішні пояса підтримують обшивку каналу з гофром. Крок шпангоутів до 8в шпангоута мм, а від 8в до 16в шпангоута мм. Довжина відсіку близько 5,4 м. Передня частина повітрозабірника виготовлена \u200b\u200bз титанових і високотемпературних алюмінієвих сплавів. Обшивка каналу виготовлена \u200b\u200bз тонколистового титанового матеріалу 0Т4-1 і підкріплена гофрами. Профілі прилеглі до каналу - пресовані, титанові. Конструкція каналів зварена (на точковому зварюванні). Профілі шпангоутів, прилеглі до зовнішнього обводу, і обшивка зовнішнього контуру виготовлені зі сплаву ВТ5-Л. Всі алюмінієві деталі з'єднуються заклепувальний і болтовими з'єднаннями. Ливарні титанові деталі виконані з В15-Л. Регулювання повітрозабірника здійснюється трьома рухливими панелями (передній, середній і задній), управління якими проводиться агрегатом СЦ.02-2 через гойдалки і тяги кінематики управління панелями. Передня частина повітрозабірника кріпиться до крила, стики її з крилом по обтічникам і з середньою частиною повітрозабірника загерметизовані гумовими профілями. Канал виконаний з восьми панелей. Панелі по довжині стикуються на 8в шпангоуті. 79

80 Обшивка каналу товщиною 0,6 мм підкріплена гофром висотою 10мм і кроком 25 мм. Форма каналу на вході переходить в кінці передньої частини, у 17в шпангоута, в кутах на криволінійну, з деякими прямими ділянками. Зовнішня обшивка виготовлена \u200b\u200bз високотемпературного АК4-1 і в зоні полки шпангоута виконана товщиною 4 мм. Обшивка травлені до товщини 1.2 мм з перехідним ділянкою товщиною 2,5 мм. Вхідна частина повітрозабірника складається з горизонтального клина, верхній горизонтальній панелі, обичайки входу і трьох вертикальних панелей: зовнішньої, середньої і внутрішньої. Вся вхідна частина кріпиться на шпангоуті 1в болтами. Конструктивно каркас панелей складається з поперечних діафрагм (пресовані титанові профілі) з приклепанной з обох сторін обшивкою. Виняток становить середня вертикальна панель, каркас якої є литу грати. Ці грати обшита титановими листами товщиною 4,0 мм з травленням до 1,0 мм. Краї вхідної частини по всьому периметру мають обогревние елементи. На верхній поверхні вхідної частини знаходяться обтічники зливу прикордонного шару. Все шпангоути - клепані, складаються в основному з двох поясів: внутрішнього-таврового перетину і зовнішнього - уголкового. Внутрішній пояс - пресовані титанові профілі, які перестиковиваются в верхніх кутах литими фітингами. Шпангоут 1в є силовим шпангоутом передньої частини. На цьому шпангоуті знаходяться вузли переднього пояса кріплення повітрозабірника до крила. На шпангоуті стикуються вхідна частина повітрозабірника і панелі каналу. Він виконаний з литих деталей. 80

81 Між шпангоутами 1в і 4в у верхній горизонтальній панелі є вікна для зливу прикордонного шару. У шпангоутів 2в і зв у районі вікон, встановлені колектор обтічної форми. Шпангоут 4-в. До верхньої частини шпангоута кріпляться петлі шторок, що розділяють подпанельное простір середньої і задньої рухомих панелей. Між шпангоутами 4в і 6в знаходиться агрегат управління рухомими панелями. Шпангоут 5в має не замкнуту форму, а спирається на балки, які передають навантаження на сусідні 4в і 6в шлангоути. Шпангоути 6в і 7в. На шпангоутах 6в і 7в кріпляться агрегат і важільний механізм управління рухомими панелями. Кріплення здійснено у верхній частині шпангоута, яка представляє собою зварену з декількох частин монолітну деталь з майданчиками для вузлів кріплення апарату управління рухомими панелями. Шпангоут 9в. За своєю конструкцією є типовим для шпангоутів від 9в до 15в. Внутрішній пояс виконаний тавровим профілем і Проклепані зі стінкою куточка зовнішнього пояса. Шпангоути 16в і 17в. Шпангоути 16в і 17в є заднім поясом кріплення повітрозабірника. На ньому знаходяться кронштейни вузлів кріплення, що сприймають вертикальні, бічні і подовжні зусилля. До верхньої частини шпангоута 16в кріпляться петлі задньої рухомий панелі. На шпангоуті 17в з боку каналу є жолоб, для гумової трубки, герметизуючої стик каналу із середньою, частиною повітрозабірника. Рухливими елементами повітрозабірника є: - три рухливі панелі - передня, середня, і задня; - запобіжна шторка, яка є кінематичної зв'язком між середньою і задньою панеллю; 81

82 - шторки, що розділяють подпанельное простір середньої і задньої рухомих панелей. а) Передня рухлива панель: Передня рухлива панель конструктивно виполнена- з поздовжніх титанових балок і поперечних діафрагм; обшита з обох сторін титанової труєний, обшивкою товщиною 1,2 мм. Поздовжні балки складаються з двох таврів. Кріпиться передня панель петлями до Зд діафрагми і 2-мя тягами до середньої рухомий панелі. По стінах каналу панель загерметизована. Герметизація, являє собою підпружинений вкладиш із фторопласта. б) Середня рухлива панель Середня рухома панель, конструктивно виконана з поздовжніх титанових балок і поперечної діафрагми, обшитих з боку каналу титанової труєний обшивкою товщиною 1,2 мм. Поздовжні балки складаються з двох таврів. По стінах каналу панель герметизирована. Герметизація: є фторопластовий вкладиш, підпружинений до стінки, каналам X середньої рухомий панелі, на поздовжніх балках, є: два кронштейни до яких кріпиться регульованими тягами передня рухлива панель. Панель з одного боку кріпиться до каркасу на петлях за допомогою шомпола. Шомпол вставляється з зовнішньої бічної поверхні, для чого в обшивці передбачений спеціальний, люк. З іншого боку середня панель кріпиться петлями до запобіжної шторкою, що є кінематичної зв'язком із задньою панеллю. При максимально опущеному положенні рухомих панелей шомпол зв'язку середньої панелі із запобіжною шторкою збігається з люком і заглушкою 13 зовнішньої 82

83 вертикальної панелі, що дає можливість розстикування панелей без зняття їх з повітрозабірника. Шомполи і петлі покриті спеціальною твердої мастилом ВАП-2. в) Задня рухлива панель Конструкція задньої рухомий панелі, являє собою каркас з титанових поздовжніх балок і поперечних діафрагм. Балки мають двотавровий перетин, а діафрагми швелерних перетин, що складається з 1-х куточків і листа. З боку каналу каркас обшитий титанової труєний обшивкою. Панель кріпиться до середньої рухомий панелі через запобіжну шторку, а до шпангоуту 16в за допомогою петлі і шомполів. Для монтажу шомпола по 16в шпангоуту є спеціальні люки з кришками. До двох кронштейнів, встановленим на панелі, приєднуються тяги (10), що зв'язують панель з механізмом кінематики управління рухомими панелями. Для монтажу цих тяг і для підходу до механізму кінематики управління рухомими панелями на задній рухомий панелі передбачені з боку каналу люки з кришками. Кришки (2) встановлені на петлях і легкознімних замках. Для вирівнювання тисків в каналі і подпанельном просторі обшивка панелі між 5-й і 8-й діафрагмою виконана з перфорацією. Діаметр перфорації 4 мм. Передня кромка панелі обогреваема. По стінах каналу панель має герметизацію, виконану у вигляді подпружиненного фторопластового вкладиша. У передній частині задньої панелі є вікна для зливу прикордонного шару. В районі вікон кронштейни мають обтічну форму. 83

84 г) Шторки Подпанельное простір середньої і задньої рухомих панелей поділяються верхньої (32), фіг. 3.8, і нижньої (31) шторками, з'єднаними між собою шомполом. Шторка є фрезерується титанову панель і обшивку, Проклепані з петлями. Шторки кріпляться до каркасу (4-в шпангоут) і до поперечної балки задньої панелі. Для монтажу і демонтажу шторок у 4в шпангоута є люк. Шомполу і петлі покриті твердою спеціальним мастилом ВАП-2. Герметизація шторок виконана по стінках каналу і являє собою підпружинений до стінки фторопластовий вкладиш Середня частина повітрозабірника Середня частина повітрозабірника, складається з двох каналів з набором шпангоутів, зовнішні пояса яких виходять на зовнішню обшивку. Типовий крок шпангоутів 108 мм; в деяких випадках крок доходить до 130 мм. Між собою канали пов'язані шпангоутами 66а і 70, а також нижніми панелями в зоні і 80-82в шпангоутів. Довжина відсіку близько 7,5 м. У просторі між каналами розташовується нога головного шасі. Підвіска середньої частини повітрозабірника до крила і центрального тіла здійснюється за шпангоутам N2 66а і 82в, що відповідає близько розташованим площинах фюзеляжних шпангоутів 66 і 83. Підвіска виконана 84

85 за допомогою регульованих тяг (підкосів) тандерного типу. У зоні шпангоута 72а встановлені два підкоса для передачі навантажень, паралельних осі фюзеляжу. Телескопічні стики каналів з сусідніми частинами повітрозабірника загерметизовані трубчастими гумовими профілями. Між шпангоутами 66в-69а в кожному каналі розташовані чотири "плаваючі" стулки підживлення (три бічних і одна нижня) для поліпшення підсосу повітря на старті, і одна керована стулка перепуску для скидання надлишкового повітря в польоті. В кожному вікні підживлення встановлено дві стулки (одна по контуру каналу, інша - герметизована - по контуру зовнішнього обводу), пов'язані між собою тендерами. Зовнішня стулка забезпечена демпферами, які забезпечують плавність ходу, гасять коливання і служать упором, що обмежує кут відкриття стулок величиною Відкриття і закриття стулок здійснюється за рахунок перепаду тиску між каналом і зовнішньою атмосферою Управління стулкою, перепуску і замикання її в закритому положенні здійснюється гідроагрегатом. Матеріал обшивки, шпангоутів, більшості інших елементів конструкції агрегату - алюмінієвий сплав АК4-ІТ, стулок підживлення - магнієвий сплав МЛ 10; кронштейни підвіски стулок, підкоси для підвіски повітрозабірника і деталі механізму управління стулками перепуску - сталеві. Канал складається з семи секцій, кожна з яких представляє собою замкнутий технологічний відсік. Секції зістиковано на шпангоутах 69в, 71, 736, 76, 78б, і 80в. У верхній частині контуру, де виникає стиснення від загального вигину каналу, передбачені місцеві потовщення у вигляді смуг, за якими при необхідності (за результатами 85

86 стат. випробувань) можуть бути прокладені поздовжні елементи (стрингери). Поздовжні стики листів з'єднані за допомогою стрічки товщиною 1,5 мм на двухрядном Заклепувальний шві. У шести задніх секціях, де стики обшивки збігаються зі стиками поясів шпангоутів, стрічка розташована поза контуром каналу. У передній секції, де внаслідок великих малок поясів і складності форми каналу стики обшивки не збігаються зі стиками поясів, стикувальна стрічка винесена всередину каналу. Поперечні стики листів виконані на розширених поясах шпангоутів таврового перетину. Діаметр заклепок - як правило 4 мм. Зовнішня обшивка має товщину 2 мм в Передньої зоні і 1,8 мм - в решті. Листи хімічно-травлені до товщини 1,1 мм між шпангоутами. Обшивка кріпиться до зовнішніх поясів шпангоутів за допомогою заклепок. У місцях, недоступних для звичайної клепки, застосована одностороння клепка стрижневими заклепками 6044а. У зоні розташування стулок підживлення зовнішня обшивка кріпиться не- випадають болтами з анкерними гайками. Для підходу до вузлів підвіски повітрозабірника в зовнішній обшивці є люки і люк в зоні зливу прикордонного шару. Все шпангоути - клепані, складаються, як правило, з двох поясів, безпосередньо пов'язаних між собою: внутрішнього - таврового перетину і зовнішнього - уголкового перетину. У зоні великих будівельних висот пояса пов'язані між собою за допомогою стінки. У зв'язку з тим, що температура в каналі досягає на марші 150 С, перетину поясів підібрані з урахуванням зниження міцності матеріалу АК4--1Т1, при цій температурі. Пояси всіх шпангоутів, розташований позаду шпангоута 69в, мають два стику, положення яких 86

87 збігається зі стиками обшивки каналу. Шпангоут 66а за своєю конструкцією викривається від інших внаслідок великих навантажень, прикладених до його вузлів. Шпангоут 73а, за своєю конструкцією є типовим. Внутрішній пояс, виконаний з таврового профілю товщиною 1,5 мм, пов'язаний заклепками з зовнішнім поясом уголкового перетину змінної товщини. Переходи товщини на зовнішньому поясі ступінчасті, виконані методом хімічного травлення. У зоні залізо встановлена \u200b\u200bдіафрагма. На шпангоутах 70а, .71в, 73а, 736, 74в, 75, 76В, за якими розташовані вузли кріплення шассійних стулок, встановлені фітинги для кріплення вузлів підвіски стулок. Шпангоут 66а, складається з штампованих секцій швеллерного перетину, зістикованих між собою болтамі- (див. Січ. В-В). По верхньому поясу шпангоута розташовані три вузла для підвіски середньої частини повітрозабірника до I лонжерону СЧК: центральний вузол - накладної, а бічні вузли (I) виконані за одне ціле з секцією шпангоута. Всі вузли підтримуються контрфорсами. Центральна частина шпангоута - клепана. На передній площині шпангоута встановлений опорний профіль для гумової трубки, герметизуючої стик каналу з передньою частиною повітрозабірника. Профіль підтриманий кронштейнами і при необхідності може бути знятий разом з ними. Щоб уникнути зносу зовнішньої поверхні шпангоута від тертя стрічки при взаємних переміщеннях відсіків повітрозабірника, секції шпангоута облицьовані стрічкою з нержавіючої сталі товщинок 0,3 мм. Шпангоут 70 має міжканального зашиття з листа і набору профілів, що відокремлює шасійную нішу від передньої зони відсіку. Шассійная ніша надувається холодним повітрям для охолодження коліс на марші, в зв'язку з цим щілину між шпангоутом 70 і крилом герметизується профілем. У ніші на правому 87

88 воздухозаборнике встановлений щиток централізованої заправки паливом, а на лівому - щиток заправки азотом. Малюнок Передня частина повітрозабірника Ту

89 Малюнок Середня частина повітрозабірника Ту

90 Малюнок Перетини передньої частини повітрозабірника 90

91 Малюнок Загальний вигляд передньої частини повітрозабірника 91

92 Малюнок Типовий шпангоут 9в 92

93 Малюнок Середня частина повітрозабірника 1 задня панель; 2 люк для доступу до підкосила кріплення повітрозабірника; 3 шпангоут 70; 4 стулки підживлення; 5 зона зливу прикордонного шару повітря; 6 гідроагрегат приводу стулки перепуску; 7 передня панель; 8 шпангоут 66в; підкоси кріплення повітрозабірника; 15 шпангоут 82в. 93

Регіональний етап Всеукраїнської олімпіади професійної майстерності навчаються за спеціальністю Час виконання 40 хв. Оцінюється в 20 балів 24.02.01 Виробництво літальних апаратів Теоретичне

22 УДК 629.735.33.02:620.22-49 А.В. Клопота, канд. техн. наук, І.В. Максимович, А.А. Вамболь, канд. техн. наук ОПТИМІЗАЦІЯ ШИРИНИ СТРІЧКИ ПРИ ВИГОТОВЛЕННІ авіаконструкцій МЕТОДОМ намотування На сьогоднішній день

РОЗРОБКА повітряного тракту ДЛЯ СИСТЕМИ ОХОЛОДЖЕННЯ ВЕРТОЛЬОТА З ВИКОРИСТАННЯМ FLOWVISION Т.Д. Глушков 1,2, a, В.В. Мітрофовіч 2, b, С.А. Сустін 2, з 1 Федеральне державне бюджетне освітня

ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ УПСТ-300 / 1000М / 1200 Установки c. 50 для просочення тканин УПСТ-1000П Установка c. 51 для просочення тканин УЛС-3М / 3М2 Установки c. 52 для просочення тканин

Лабораторно-практична робота 1 Визначення ККД компресора турбостартер ТС-21 1.Ціль роботи 1.1 Поглибити знання з розділу «Компрессора ТРД» 1.2. Отримати експериментально основні параметри компресора

УДК 621.452.3. (076.5) ДОСЛІДЖЕННЯ УПРАВЛІННЯ відрив ПРИКОРДОННОГО ШАРУ В діффузорного КАНАЛАХ ЗА ДОПОМОГОЮ вихрові ОСЕРЕДКІВ 2007 С. А. Смирнов, С. В. Веретенников Рибінська державна авіаційна технологічна

ВПЛИВ ФІЗИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК АТМОСФЕРИ НА ЕКСПЛУАТАЦІЮ повітряних суден Вплив фізичних характеристик атмосфери на політ Стале горизонтальне рух літака Зліт Посадка Атмосферні

УДК 629.7.023.25 Моделювання збільшеного люка з композиційних матеріалів у вантажний стулці вертольота Мі-171 Курохтин В.Ю. Східно-Сибірський державний університет технологій та управління Росія,

Моделювання збільшення ЛЮКА З КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ В. Ю. Курохтин Східно-Сибірський державний університет технологій та управління, м Улан-Уде, Росія 106 В конструкції вертольота, як

УДК 629.7.01 А. Н. Кутній Моделювання носової частини фюзеляжу, виконаної з композиційних матеріалів, за допомогою систем CAD / CAM / CAE Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «ХАІ»

ПРАЦІ МФТІ. 2014. Том 6, 1 А. М. Гайфуллин і ін. 101 УДК 532.527 А. М. Гайфуллин 1,2, Г. Г. Судаков 1, А. В. Воєводін 1, В. Г. Судаков 1,2, Ю . Н. Свириденко 1,2, А. С. Петров 1 + 1 Центральний аерогідродинамічний

Принцип дії турбіни. Активні турбіни Особливості турбіни як теплового двигуна. Турбіна (від латинського слова «turbo», т. Е. Вихор) є тепловим ротаційним двигуном, в якому потенційна

Електронний журнал «Праці МАІ». Випуск 45 www.mai.ru/science/trudy/ УДК 678.02 Зменшення енерговитрат автоклавного обладнання шляхом зміни технології виготовлення деталей з полімерних композиційних

ВАТ «НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ ПРИРОДНИХ, СИНТЕТИЧНИХ АЛМАЗІВ І ІНСТРУМЕНТУ» (ВАТ «ВНІІАЛМАЗ») 107996, Москва, І 110, ГСП-6, вул. Гіляровського, 65 (495) факс 688-99-42, т. 681-59-07 e-mail: [Email protected],

УДК 61.99 ГЕОМЕТРІЯ І МІЦНІСТЬ отворів під різьбу, утворивши обертається Пуансон, В тонколистового заготовки П.В. Шаламов Розглянуто спосіб формоутворення отворів під різьбу в тонколистових

МІНІСТЕРСТВО ПОВІТРЯНОГО ТРАНСПОРТУ Федерального державного освітнього закладу МОСКОВСЬКИЙ державного технічного університету цивільної авіації (МГТУ ГА) ЗАТВЕРДЖУЮ »Проректор

Міністерство освіти и науки України Національний Аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського Харківський авіаційний інститут кафедра 102 Міцності літальних апаратів ЗАТВЕРДЖУЮ Проректор з науковопедагогічної

Е.К. Кондрашов, В.І. Постнов, В.І. Пєтухов, Н.С. Кавун, П.А. Абрамов, А.А. Юдін, С.Л. Барботько ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ тришарові панелі на модифікованій СВЯЗУЩЕМ ФПР-520г Проведено аналіз властивостей тришарових

Лекція 15 РОЗДІЛ 3: КОНСТРУКЦІЯ ПОВІТРЯНОГО СУДНА ТЕМА 3.1. ОДИН БІК План лекції: 1. Навантаження, що діють на крило. 2. Елементи конструкції крила літака. 3. Конструктивно-силові схеми крила літака. література

Лекція 20 РОЗДІЛ 3: КОНСТРУКЦІЯ ПОВІТРЯНОГО СУДНА ТЕМА 3.6. КОНСТРУКЦІЯ ВЕРТОЛЬОТА План лекції: 1. 2. 3. 4. 5. Конструктивна компоновка одногвинтового вертольота. Конструкція лопастей. конструкція втулки

26 вересня 03 Взаємодія ударної хвилі сдозвуковимнагретимслоем В.Н. Зудов Інститут теоретичної та прикладної механіки, Новосибірськ E-mail: [Email protected] Надійшло до Редакції 26 квітня 2010 р

Клепання З'ЄДНАННЯ клепання З'ЄДНАННЯ клепання з'єднання утворюються за допомогою заклепок, поставлених в спеціально просвердлені або пробиті отвори в з'єднуються деталях. Заклепувальні з'єднання відносяться

З'ЄДНАННЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН В процесі виготовлення машини деякі її деталі з'єднують між собою, при цьому утворюються нероз'ємні або роз'ємні з'єднання. Нероз'ємними називають з'єднання, які неможливо

УДК 541.64 І.В. Малков, Г.В. Сирів, І.Л. Непран Аналіз характеристик локального ПДВ з'єднання металевого фланця з композитним корпусом Східноукраїнський національний університет ім. В. Даля Розглянуто

РОСІЙСЬКА ФЕДЕРАЦІЯ (19) RU (11) (1) МПК B61F 1/00 \u200b\u200b(06.01) 172 927 (13) U1 ФЕДЕРАЛЬНА СЛУЖБА У інтелектуальної власності (12) ОПИС КОРИСНОЇ МОДЕЛІ до патентів RU 1 7 2 9 2 7 U 1 (21 ) (22) Заявка:

Вертоліт МІ-8 посібник з ремонту * ^ Іівв- ^^ Р * ^ [Р Д ^ У Нігай IV вертольота ВЕРТОЛІТ МІ-8 КЕРІВНИЦТВО ПО РЕМОНТУ Книга IV ВИПРОБУВАННЯ ВЕРТОЛЬОТА ПІСЛЯ РЕМОНТУ Вертоліт Мі-8. Посібник з ремонту. книга

3. Пресове обладнання 73 3 .. Розрахунок гідравлічних пресів 3 ... Зусилля, що розвиваються пресами Номінальне зусилля (F н) гідравлічного преса будь-якої конструкції з одним робочим циліндром визначається

Лекція 25 Рух з надзвуковою швидкістю. Скачки ущільнення. Ударні хвилі Число Маха. Реактивні двигуни. Багатоступінчасті ракети. Як було показано вище швидкість газового потоку, що випливає з

Електронний журнал «Праці МАІ». Випуск 72 www.mai.ru/science/trudy/ УДК 629.734 / .735 Метод розрахунку аеродинамічних коефіцієнтів літальних апаратів з крилами в схемі «ікс», мають малий розмах Бураго

Всім привіт! Я ось про що подумав. Бачу безліч автомобілів, на яких явно не з заводу встановлюється повітрозабірник на капот. Це суто тюнінг капота, тобто декоративні накладки, або реально корисна штука? Як ви вважаєте?

Мене дуже зацікавило це питання, тому вирішив вивчити його детальніше. Всі ви знаєте, що під час роботи двигуна під капотом температура зростає дуже суттєво. Це призводить до нагрівання, а іноді і перегріву. Різні повітрозабірники, решітка радіатора і інші вхідні отвори, передбачені виробником, потрібні саме для обдування.

Тобто ніби як інженери заздалегідь прораховують необхідність в додатковому охолодженні підкапотного простору. Але чомусь багато додатково ставлять своїми руками або звертаються до майстрів, щоб зробити додатковий повітрозабірник. Ось давайте спробуємо дізнатися, навіщо це робиться і чи виправдовує себе установка такого елемента.

Навіщо це потрібно

Щоб двигун добре працював, йому потрібна велика кількість повітря і кисню зокрема. Кисень надходить в камеру згоряння, змішуючись з паливом, утворюючи топливовоздушную суміш. Вона запалюється, що призводить в рух поршні, колінчастий вал і в кінцевому підсумку колеса.

Причому кількість кисню, в камеру згоряння безпосередньо залежить від того, якої температури повітря. Через те що двигун гріється під час роботи, кількість кисню від цього падає. Звідси і западання потужності силової установки. Оскільки в циліндри надходить недостатній обсяг кисню, топливовоздушная суміш виходить неповноцінний, не може повністю згоряти.

Щоб кисень краще надходив, потрібно забезпечити його краще проникнення. Можна говорити, що повітрозабірники тут грають саму безпосередню роль. Причому виконують вони відразу дві функції. А саме охолоджують двигун, і забезпечують приплив свіжого повітря з великим вмістом кисню.

Встановивши повітрозабірник, його спеціальна конфігурація забезпечує ефективне проникнення кисню в підкапотний простір, підвищуючи потужність і віддачу. Тому можна з упевненістю сказати, що цей елемент зайвим не буде. Тільки якщо мова йде не про декоративну накладку.

куди встановлювати

Купити і встановити додатковий повітрозабірник можна на будь-який автомобіль. Тут важливо розуміти, що всі машини вже заздалегідь передбачають наявність вхідних шляхів для проходження повітря з його подальшим попаданням на двигун і всередину мотора для створення паливо-повітряної суміші.

Тому ставлять суто допоміжні елементи. Їх можна зустріти на таких автомобілях як:

• УАЗ Патріот;
• Газель;
• ВАЗ 2107;
• Нива 2121;
• Нива 21214;
• Субару Імпреза;
• Мазда 6;
• Хендай Купе;
• Хонда Акорд;
• Мітсубісі Лансер і ін.

У деяких авто вже заздалегідь є спеціальні вікна з гратами на капоті, через які надходить повітря для подальшого переходу до системи опалення.

Є ряд фірм, які виготовляють повітрозабірники під наявні вікна або під конкретні моделі різних марок автомобілів. Кріплять їх навіть двостороннім скотчем. Хоча це вже якась халтура. Подібну конструкцію слід якісно закріпити.

Але подібні повітрозабірники будуть малоефективними, оскільки вікна близько лобового скла для повітрязабірників знаходяться далеко від двигуна. Тому основна маса повітря почне перегріватися або йти відразу в обігрівач. Толку для двигуна не буде. Фахівці рекомендують з метою підвищення ефективності роботи силової установки ставить заборники повітря безпосередньо посередині капота.

Такий стан вважається оптимальним, оскільки потоки повітря будуть йти безпосередньо на двигун, а тому вони не встигнуть прогрітися до температури, що дорівнює температурі мотора. Додатково поліпшується зовнішнє охолодження силової установки, що в жарку погоду вкрай актуально.

Є інший варіант реалізації. А саме поставити повітрозабірник в центрі, і додатково його патрубками. Вони будуть йти відразу на повітряний фільтр. Тільки врахуйте, що на спортивні авто такий варіант не підходить. Тут краще поставити повітрозабірник безпосередньо над фільтром. Дотримуватися строго заданої симетрії немає необхідності.

самостійна установка

Для більшої ефективності роботи мотора і кращого охолодження повітрозабірники дійсно служать непоганим рішенням. Купити його нескладно, та й ціна для сучасних авто адекватна. Деякі вважають за краще зробити конструкцію своїми руками. Але як на мене, краще відразу придбати універсальний готовий елемент, або ж знайти варіант конкретно під вашу модель. Так навіть краще.

Процедура установки виглядає приблизно наступним чином:

• Визначте місце, куди буде монтуватися повітрозабірник;
• Накресліть лінії відповідно до розмірів елемента для припливу повітря;
• Оптимально буде попередньо зняти з машини капот, прибрати ізоляцію з внутрішньої сторони. Вирізати прямо на машині не раджу;
• По розмітці виріжте необхідний відріз болгаркою. Будьте акуратними, ріжте гранично рівно;
• Краї обробіть наждачним папером, щоб видалити задирки. Нанесіть антикорозійний склад і шар фарби. Це запобігти іржу;
• Тепер прикладіть повітрозабірник, вирівняйте його по всіх краях;
• Кріплення може здійснюватися на клей, двосторонній скотч, болти та інші варіанти кріплень. Вибирайте більш надійний;
• Спосіб кріплення багато в чому залежить від самої конструкції повітрозабірника;
• Встановіть елемент, поверніть все на свої місця;
• Зробіть кілька фото і похваліться друзям.

Буде у вас металевий або пластиковий заборник, вирішуйте самі. Пластикові дешевше і простіше в експлуатації. Металеві важче, але надійніше і довговічніше. Деякі навіть використовують щільний пінопласт. Але це вже не наш варіант. Давайте робити на совість.

важливі недоліки

Перш ніж зважитися на подібний крок, вивчивши об'єктивні переваги додаткових повітрязабірників, не забудьте проаналізувати їх недоліки.

Тут виділяють кілька основних мінусів:

• Ряд погано продуманих конструкцій погіршують опірність машини зустрічному вітрі, що негативно відбивається на аеродинаміці;
• Не можна використовувати заборники без грат. В іншому випадку через отвори всередину легко потраплять камені, різне сміття і ряд інших чудес з дороги, включаючи навіть маленьких пташок. Побажайте їх, встановіть решітку;
• Імовірність виникнення корозії. Багато хто забуває про антикорозійну обробку, або роблять її неправильно. Нічого хорошого в іржі немає;
• Повітрозабірник змусить фільтр працює інтенсивніше. Тому забруднюватися він буде в рази швидше. Доведеться раніше проводити планову заміну.

Але остаточне рішення приймати вам. Повітрозабірники дійсно непогано себе показують. Але в основному на спортивних авто і машинах з потужними двигунами. Для серійних цивільних машин, де потужність мотора ледь перевищує 120-150 кінських сил, потреби в цьому елементі немає.

Для роботи двигуна внутрішнього харчування необхідне повітря, який відбирається з атмосфери за допомогою спеціального пристрою - повітрозабірника. Про те, що таке повітрозабірник і для чого він потрібен, яких типів буває і як влаштований, а також про правильний вибір і заміні цієї деталі - читайте в статті.

Що таке повітрозабірник?

Повітрозабірник (заборник повітря) - деталь системи харчування транспортних засобів з двигунами внутрішнього згоряння; труби різної форми, перетину і конструкції для забору повітря і його спрямованої подачі на повітряний фільтр і далі в карбюратор або дросельний вузол.

На повітрозабірник покладено кілька функцій:

• Відбір атмосферного (холодного) повітря для подачі на двигун;
• Відбір теплого повітря для живлення двигуна в момент холодного запуску і при прогріванні (переважно в холодну пору року);
• Спрямована подача повітря до фільтра незалежно від його розташування (це дозволяє зручно розташовувати фільтр і інші деталі системи харчування);
• Деякі типи повітрязабірників - захист системи живлення двигуна від попадання в неї води і бруду;
• У деяких автомобілях і при тюнінгу - виконання функцій декоративного елемента.

Повітрозабірники є важливими деталями системи харчування двигуна, так як від їх конструкції, місця установки і загального технічного стану залежать обсяг і стабільність подачі повітря до двигуна. Тому при поломці даної деталі її необхідно відремонтувати або замінити. Щоб зробити правильний вибір повітрозабірника для автомобіля, необхідно розібратися в їх типах, конструкції і особливості.

Типи, конструкція і застосовність повітрязабірників

Конструктивно всі заборники повітря однакові - це труба круглого, прямокутного або більш складного перетину, яка однією стороною встановлюється на корпусі повітряного фільтра, а інший виходить в найбільш зручне місце всередині кузова або зовні автомобіля. Під дією розрядження, що виникає у впускному тракті системи харчування двигуна, повітря всмоктується через зовнішню частину заборника, надходить до фільтру і далі в систему.

Повітрозабірники можна розділити на дві групи за місцем установки на транспортному засобі:

• зовнішні;
• Внутрішні.

Зовнішні заборники встановлюються за межами кузова автомобіля - над капотом, над дахом, за задньою поверхнею кабіни і т.д. Для установки вибирається таке місце, де спостерігається нормальний або підвищений тиск повітря під час руху транспортного засобу, уникаючи зон турбулентності (завихрень) зі зниженим тиском.

Внутрішні заборники розташовуються в підкапотному просторі в безпосередній близькості від двигуна. Для подачі повітря в моторний відсік служать отвори в капоті, крилах або в інших деталях кузова. Дані повітрозабірники діляться на два типи за призначенням:

• Для забору холодного повітря;
• Для забору теплого повітря.

Збірники першого типу розташовуються на деякій відстані від двигуна, забезпечуючи подачу до фільтру повітря з температурою навколишнього середовища. Збірники другого типу розташовуються у найбільш нагрітих частин двигуна (зазвичай монтується безпосередньо на випускний колектор), забезпечуючи подач до фільтру теплого повітря. Система з двох заборником повітря полегшує зимову експлуатацію двигуна, прискорюючи його прогрів. Як правило, така система містить терморегулятор з заслінкою, змінюючи положення якої можна змішувати тепле й холодне повітря для досягнення оптимальної температури надходить в циліндри паливно-повітряної суміші.

Схема повітряного тракту системи харчування двигуна легкових автомобілів

Схема повітряного тракту системи харчування двигуна вантажних автомобілів

Повітрозабірники зовнішні і холодного повітря діляться на дві групи за способом подачі повітря:

• пасивні;
• Активні.

Пасивні заборники повітря - це прості пристрої у вигляді пластикових або металевих труб різної конфігурації, які забезпечують лише підведення повітря до фільтра. Таку конструкцію має більшість повітрязабірників легкових автомобілів і дуже багатьох вантажівок. На зовнішній стороні даних пристроїв можуть розташовуватися різні допоміжні пристрої - «грибки» для захисту від пилу і бруду, резонатори для формування потоку повітря певної структури, сітки, жалюзі і т.д.

Активні заборники повітря - це більш складні пристрої, які не просто доставляють повітря до фільтру, але і вирішують одну або кілька допоміжних завдань. Найбільшого поширення мають два види активних повітрязабірників:

• Моноціклони - заборники з Завихрювачі (нерухомими лопатями, розташованими поперек осі потоку повітря), які надають потоку повітря обертання для додаткового очищення від пилу (за рахунок відцентрових сил) і кращої наповнюваності системи харчування. Прикладом моноціклона служить типовий повітрозабірник тракторів МТЗ в вигляді грибка, також декількома циклонами оснащуються сучасні заборники вантажних автомобілів, призначених для експлуатації в умовах підвищеної запиленості;
• Обертові заборники - пристрої, на зовнішній стороні яких встановлено обертається сітчастий барабан з крильчаткою і завіхрітелем. Барабан приходить в обертання під дією набігаючого потоку повітря, завдяки цьому відбувається відсіювання крупного сміття та формування завихрення потоку повітря в системі живлення. Також обертання забезпечує самоочищення зовнішньої поверхні барабана від застревающих частинок забруднень, тому дані пристрої використовуються на автомобілях і різній техніці (трактори, комбайни), що експлуатується в умовах підвищеної запиленості.

Обидва цих повітрозабірника, а також і всі заборники з сітками на вході, вважаються фільтрами грубого очищення повітря, які усувають проникнення в систему харчування великих частинок (каменів, трави і т.д.) і значно продовжують ресурс повітряного фільтра.

В окрему групу виділяються повітрозабірники спеціального призначення - шноркелі (шнорхель). Ці пристрої використовуються на позашляховиках і іншій техніці, якої в процесі експлуатації доводиться долати глибокі водні перешкоди і рухатися по бездоріжжю (військова техніка, ралійні автомобілі). Шноркель є герметичною трубу, винесену на рівень даху автомобіля - розташування в найвищій точці автомобіля забезпечує захист від води і бруду. Зазвичай шноркелі обладнуються поворотним заборником, який можна розгорнути по ходу або проти ходу руху автомобіля, він має сітку і може оснащуватися допоміжними деталями (для відводу води, для завихрення повітря і т.д.).

Повітрозабірник на капот

Нарешті, існує велика група капотних повітрязабірників легкових автомобілів, які виконують дві функції - формування спрямованого потоку повітря і прикраса. Ці пристрої мають різноманітний дизайн і привносять в зовнішній вигляд автомобіля нові ноти, і, в той же час, забезпечують інтенсивну подачу повітря в підкапотний простір або безпосередньо до внутрішнього Збірники повітря. Але сьогодні поширення набули і чисто декоративні повітрозабірники, які допомагають надати автомобілю більш агресивний, спортивний вид, але практично не мають жодного впливу на роботу повітряного тракту його системи харчування.

Питання вибору і заміни повітрязабірників

В процесі експлуатації транспортного засобу повітрозабірник не береться великим навантаженням, проте він може бути пошкоджений внаслідок удару (чого особливо схильні до зовнішні заборники вантажних автомобілів, тракторів та іншої техніки) або вібрацій, або втратити свої характеристики від старіння (особливо до цього схильні пластикові деталі). При несправності деталь слід замінити, інакше може порушитися режим роботи двигуна, підвищитися інтенсивність засмічення фільтрів і т.д.

На заміну слід вибирати тільки ті повітрозабірники, які підходять для даного автомобіля або трактора - це легко зробити за типом і каталожним номеру деталі. Заміна можлива тільки в тих випадках, коли на різній техніці використовуються однакові деталі - як, наприклад, заборники всіх автомобілів КАМАЗ, «грибки» на повітрозабірники, моноціклони і обертові заборники багатьох тракторів і вантажівок, і т.д.

Заміна заборника зазвичай зводиться до демонтажу старої деталі та встановлення нової, для цього потрібно викрутити декілька гвинтів, демонтувати пару хомутів і зняти один або два ущільнювача. При монтажі слід дотримуватися правильність установки ущільнювачів і забезпечувати максимально герметичний монтаж, щоб уникнути підсосу повітря через щілини. Всі роботи слід виконувати відповідно до інструкції по ремонту і ТО автомобіля.

Вибір декоративного повітрозабірника зводиться до підбору деталі, що підходить за місцем установки і зовнішнім виглядом. Монтаж заборника може виконуватися різними способами, в тому числі і без виконання свердління капота і інших кузовних деталей - в кожному конкретному випадку слід дотримуватися прикладеної інструкції.

При правильному підборі і заміні повітрозабірника двигун буде отримувати необхідну кількість повітря і нормально працювати в будь-яких умовах.

Модель «тихого» надзвукового літака QueSST в аеродинамічній трубі

Американська компанія Lockheed Martin найближчим часом приступить до випробувань безотводного повітрозабірника, який стане частиною конструкції перспективного «тихого» надзвукового пасажирського літака. Як пише Aviation Week, метою випробувань стане перевірка ефективності роботи повітрозабірника і ефективності відсічення прикордонного повітряного шару на його вході.

Під час польоту окремих частинах поверхні корпусу літального апарату утворюється прикордонний повітряний шар. Прикордонним повітряним шаром називають тонкий шар на поверхні літального апарату, що характеризується сильним градієнтом швидкості від нуля до швидкості потоку поза прикордонним шаром.

При попаданні повільного прикордонного шару в повітрозабірник істотно падає ефективність вентилятора реактивного двигуна. Крім того, через різницю швидкостей повітряних потоків, вентилятор відчуває різні навантаження на різних своїх ділянках. Нарешті, прикордонний шар через низьку своєї швидкості може знижувати обсяг що надходить у двигун повітря.

Для того, щоб уникнути попадання прикордонного шару в повітрозабірник і двигун, пристрій для забору повітря розміщують або в носовій частині літака (як це робилося на радянських бойових літаках, наприклад, МіГ-15), або на деякій відстані від корпусу літального апарату. Крім того, на надзвукових літаках повітрозабірник має пластинку з боку корпусу - відсікач прикордонного шару.

Сучасні надзвукові літаки використовують так званий безотводний повітрозабірник. Він не має щілин між собою і корпусом літака. У конструкцію такого повітрозабірника входить рампа і спеціальні кромки на вході. В такому воздухозаборнике при гальмуванні повітряного потоку виникає віяло хвиль стиснення, який перешкоджає проходженню прикордонного шару.

Технологія безотводного повітрозабірника була вперше представлена \u200b\u200bкомпанією Lockheed Martin в кінці 1990-х років і сьогодні використовується на модернізованих винищувачів F-35 Lightning II. Розробники вважають, що безотводний повітрозабірник буде ефективний і на «тихому» надзвуковому пасажирському літаку, що розробляється за проектом QueSST.

У перспективному літаку двигун буде встановлений в хвостовій частині з повітрозабірником, розташованим над фюзеляжем. Таке розташування, за оцінкою розробників, дозволить фюзеляжу відображати ударні хвилі, які утворюються при надзвуковому польоті на крайках повітрозабірника, вгору, а не до поверхні.

Випробування моделі надзвукового літака з повітрозабірником будуть проводитися в аеродинамічній трубі на авіабазі «Форт-Уерт» в Техасі. Випробовувана модель отримає повітрозабірник з перетином дещо більшим, ніж у аналогічних пристроїв, раніше встановлених на інші продувальні моделі.

У грудні минулого року американська компанія Gulfstream Aerospace на новий надзвуковий повітрозабірник, який нарівні з іншими технічними рішеннями дозволить знизити рівень шуму літака на надзвуковий швидкості польоту. Конструкція нового повітрозабірника дозволить знизити і його аеродинамічний опір.

Новий пристрій забору повітря отримає кромки такої форми, яка «згладжування» ударних хвиль. Такі хвилі будуть відрізнятися щодо плавним перепадом тиску. Конструкція передбачає створення збільшеного компресійного клина на невеликому поглибленні в повітрозабірник, а також зменшення кута атаки губи - наплив, розташованого на протилежному фюзеляжу кінці отвори.

Така конструкція дозволить перенести зону попереднього стиснення повітря, що поступає всередину повітрозабірника (у сучасних звичайних надзвукових повітрязабірників попереднє стиснення відбувається зовні на вході). При вході повітряний потік буде наштовхуватися на клин, відбиватися до губі і різко гальмуватися з утворенням декількох ударних хвиль.

Передбачається, що ударні хвилі в повітряному потоці в воздухозаборнике, звані також віялом стиснення, дозволять ефективно стискати і сповільнювати повітряний потік до швидкості, на якій він може бути нормально втягнутий компресором турбореактивного двигуна. Перенесення зони попереднього стиснення всередину повітрозабірника дозволить знизити його аеродинамічний опір.

Василь Сичов

Використання: на літаках різних типів і призначень, експлуатованих з наземних аеродромів. Суть винаходу: в передній частині каналу повітрозабірника виконаний додатковий верхній вхід, забезпечений захисним пристроєм у вигляді шарнірно встановленої у верхній частині каналу суцільний стулки, яка взаємодіє з верхнім додатковим і основним входами, а стулки підживлення розміщені у верхній частині каналу повітрозабірника за додатковим верхнім входом. 2 мул.

Винахід відноситься до авіаційної техніки і може бути використано на літаках різних типів і призначень, експлуатованих з наземних аеродромів. В процесі експлуатації літаків з газотурбінними двигунами в наземних умовах на режимах роботи двигуна на місці і на злітно-посадочних режимах в канали повітрязабірників з поверхні аеродрому можуть засмоктуватися потоком повітря повітрязабірників або закидати колесами шасі різні сторонні предмети, що опинилися на злітно-посадковій смузі (піщинки, гравій, осколки бетону, випадкові металеві деталі і т.п.). Попадання таких предметів в канали повітрязабірників можуть призводити до значних пошкоджень двигунів літаків. З огляду на складність забезпечення відсутності на злітно-посадковій смузі сторонніх предметів, частково з'являються внаслідок руйнування самої злітно-посадкової смуги в процесі її експлуатації, для аеродромів, інтенсивно експлуатуються при різних погодних умовах, і небезпечні наслідки для літака і його екіпажу, викликає необхідність розробки різних пристроїв для захисту повітрязабірників літаків від попадання в них сторонніх предметів. Відомі захисні пристрої повітрязабірників газотурбінних двигунів літаків від попадання сторонніх предметів перешкоджає підкинули (або знижують висот підкидання) сторонніх предметів з поверхні злітно-посадкової смуги і подальшого їх засмоктуванню в канал повітрозабірника при роботі двигуна (струменеві системи захисту), здійснюють сепарацію потрапили в повітрозабірники твердих частинок з відведенням їх від потоку повітря, що потрапляє в двигун (сепараторні системи захисту) або механічно не пропускають в канали повітрязабірників сторонні частинки, що перевищують певні геометричні розміри сітчасті системи захисту (Airkraft Flight Conference Zhukovksy, Russia, August 21 September 5, 1993, ЦАГІ, з .148-156). Недоліками струменевих систем захисту, які здійснюють видув повітряних струменів на поверхню аеродрому і перешкоджають утворенню вихору, підкидає сторонні предмети до входу повітрозабірника, є залежність ступеня захисту повітрозабірника від розміру і ваги сторонніх часток, від наявності і сили бокового вітру над поверхнею аеродрому, а також практична неможливість захисту за допомогою таких систем від сторонніх предметів, підкидає колесами шасі. Недоліками сепараторних систем захисту повітрязабірників, заснованих на використанні інерційних властивостей сторонніх часток, що потрапили в канал повітрозабірника і рухомих разом з потоком повітря, є необхідність спеціального профілювання каналу повітрозабірника з формуванням спеціальних додаткових каналів для відведення з основного каналу частини повітря з отсепарирован частинками, а також залежність ступеня сепарації від питомої ваги потрапили в канал повітрозабірника сторонніх часток і зміни витрати повітря через канал повітрозабірника, що залежать, в свою чергу, від режиму роботи двигуна і викликають часто важко здійсненну необхідність регулювання процесу сепарації. Недоліками сітчастих систем захисту є можливість здійснення захисту за допомогою таких систем тільки від сторонніх часток, що перевищують за розмірами розміри осередків використовуваних сіток, небезпека обмерзання захисних сіток при певних погодних умовах і значні втрати тиску надходить в повітрозабірники повітря, викликані гідравлічним опором сіток і зростаючі при зменшенні розмірів їх осередків. Для поліпшення характеристик повітрязабірників на злітно-посадочних режимах застосовуються стулки підживлення, розташовувані на бічній (Техніка повітряного флоту. 1991 року, N4, c.52) або нижньої (Нечаєв Ю.Н. Теорія авіаційних двигунів. ВВИА ім. М. Є. Жуковського, 1990, с.255-259) стороні повітрязабірників. Найбільш близьким до пропонованого є повітрозабірник з сітчастою системою захисту (патент США N 2976952, кл. B 64 D 33/02 (F 02 C 7/04), 1961), що містить основний вхід, стулки підживлення, панелі, що формують канал повітрозабірника, і встановлене в каналі поворотний захисний пристрій. Недоліками цього технічного рішення є здійснення захисту від сторонніх часток, які можуть потрапити в повітрозабірник тільки з боку входу повітрозабірника і тільки перевищують за розмірами розміри осередків використовуваних сіток, небезпека обмерзання захисних сіток при певних погодних умовах і значні втрати тиску надходить в повітрозабірники повітря, викликані гідравлічним опором сіток і зростаючі при зменшенні розмірів їх осередків. При цьому дане технічне рішення не забезпечує захист від сторонніх часток, що потрапляють в канал повітрозабірника через отвори стулок підживлення. Метою винаходу є підвищення ефективності усунення попадання в канал повітрозабірника сторонніх предметів при роботі на місці і на злітно-посадочних режимах. Мета досягається тим, що канал повітрозабірника виконаний з додатковим верхнім входом в передній частині каналу, захисний пристрій виконано у вигляді суцільної стулки, шарнірно закріпленої у верхній частині каналу з можливістю взаємодії з верхнім додатковим і основними входами повітрозабірника, стулки підживлення розміщені у верхній частині каналу повітрозабірника після додаткового верхнього входу. Виконання каналу повітрозабірника з додатковим входом в передній частині каналу і виконання захисного пристрою у вигляді суцільної стулки, шарнірно закріпленої у верхній частині каналу з можливістю взаємодії з верхнім додатковим і основними входами повітрозабірника і розміщення стулок підживлення у верхній частині каналу повітрозабірника ні в патентній, ні в технічній літературі не виявлені, в зв'язку з чим робиться висновок про відповідність винаходу критеріям "новизни" і "істотних відмінностей". На фіг. 1 зображена схема повітрозабірника літака; на фіг.2 графік залежності значень коефіцієнта відновлення повного тиску в перерізі каналу повітрозабірника, відповідному площині входу в компресор двигуна, на режимах узгодженої роботи повітрозабірника з двигуном і порівняння отриманих значень з рівнем їх стандартних значень на злітно-посадочних режимах польоту, відповідних діапазону чисел Маха польоту М 0.0,25. Повітрозабірник 1 літака (фіг.1) містить основний вхід 2, стулки підживлення 3, панелі 4, що формують канал повітрозабірника, що завершується площиною 5 входу в компресор двигуна, встановлене в каналі поворотний захисний пристрій 6 і верхній додатковий вхід 7. При роботі на місці і на злітно-посадочних режимах польоту поворотний захисний пристрій 6 повертається і закриває основний вхід 2, відкриваючи додатковий верхній вхід 7, відкриваються стулки підживлення 3, розташовані за додатковим верхнім входом. При виході з діапазону злітно-посадкових режимів польоту поворотний захисний пристрій 6 повертається і закриває додатковий верхній вхід 7, відкриваючи основний вхід 2, закриваються стулки підживлення 3. На фіг.2 крива 8 отримана в експериментальних дослідженнях залежність, лінія 9 стандартна залежність рівня значень ( Нечаєв Ю.Н. Теорія авіаційних двигунів. ВВИА ім. М. Є. Жуковського, 1990, с.287). Використання пропонованого технічного рішення забезпечує при роботі на місці і на злітно-посадочних режимах польоту непопадання в канал повітрозабірника сторонніх предметів, так як для цього технічного рішення на розглянутих режимах роботи забір повітря в канал повітрозабірника здійснюється з верхньої півсфери навколишнього простору, а не з нижньої, як в технічних рішеннях аналогів і прототипу. При цьому забезпечується рівень значень коефіцієнта відновлення повного тиску на рівні або вище його стандартних значень.

формула винаходу