RU2028963C1

RU2028963C1 - Flying vehicle with laminar-flow control system

Info

Publication number: RU2028963C1
Authority: RU
Inventors: А.Н. Гришин
Original assignee: Гришин Александр Николаевич
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: aircraft manufacture. SUBSTANCE: slots provided on wing surface are connected with inlet of laminar-flow control system by means of pipe lines. Outlet of this compressor is connected with flow section of the core compressor. Power turbine of auxiliary loop is mounted on one shaft with laminar-flow control system compressor, its outlet being connected to core compressor combustion chamber. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области авиастроения, ракетной техники и двигателестроения. The invention relates to the field of aircraft, rocket technology and engine building.

Известна конструкция летательного аппарата с ламинаризацией обтекания крыла [1], где щели, через которые производится отсос воздуха с поверхности крыльев, соединены трубопроводами с компрессором системы ламинаризации, при помощи которого масса отсасываемого воздуха выбрасывается за борт самолета со скоростью, равной или превосходящей скорость полета. Энергия для привода компрессора системы ламинаризации отбирается с валов основных двигателей. A known aircraft design with laminar flow around the wing [1], where the slots through which the air is sucked from the wing surface are connected by pipelines to the compressor of the laminarization system, by which the mass of sucked air is thrown overboard at an speed equal to or greater than the flight speed. Energy for the drive of the compressor of the laminarization system is taken from the shafts of the main engines.

Недостатком этой конструкции является то, что снижается тяга основных двигателей, уменьшается положительный эффект, вызванный ламинаризацией обтекания, ограничивается расход отсасываемого воздуха. The disadvantage of this design is that the thrust of the main engines is reduced, the positive effect caused by the laminarization of the flow decreases, the flow rate of the sucked air is limited.

Известна также конструкция самолета с системой ламинаризации обтекания крыла и хвостового оперения [2], которая состоит из щелей на поверхностях крыльев и хвостового оперения, соединенных трубопроводами с компрессорами системы ламинаризации, валы которых связаны с валами вспомогательных силовых установок. Воздух из компрессоров системы ламинаризации и горячий газ из вспомогательных силовых установок выводятся за борт самолета. Also known is the design of an aircraft with a laminarization system for flow around the wing and tail [2], which consists of slots on the surfaces of the wings and tail, connected by pipelines to the compressors of the laminarization system, the shafts of which are connected with the shafts of auxiliary power plants. Air from the compressors of the laminarization system and hot gas from auxiliary power units are discharged overboard the aircraft.

В этой конструкции самолета тяга основных двигателей не уменьшается, но увеличивается расход топлива, что также уменьшает положительный эффект от ламинаризации обтекания, увеличивает вес системы ламинаризации и ограничивает расход отсасываемого воздуха. In this design of the aircraft, the thrust of the main engines does not decrease, but fuel consumption increases, which also reduces the positive effect of the flow laminarization, increases the weight of the laminarization system and limits the flow of suction air.

Наиболее близким к изобретению техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является конструкция летательного аппарата с системой ламинаризации обтекания [3] , включающая расположенные на поверхности крыльев щели, соединенные трубопроводами с входом компрессора системы ламинаризации, внутренний контур, содержащий компрессор, камеру сгорания, турбину, вспомогательный контур, имеющий силовую турбину, расположенную на одном валу с компрессором системы ламинаризации, и подключенный трубопроводом к области между промежуточными ступенями турбины, причем выходные сечения компрессора системы ламинаризации и силовой турбины соединены с атмосферой. Closest to the invention, the technical solution selected as a prototype is the design of an aircraft with a flow laminarization system [3], including slots located on the surface of the wings, connected by pipelines to the compressor inlet of the laminarization system, an internal circuit containing a compressor, a combustion chamber, a turbine, auxiliary circuit having a power turbine located on the same shaft with the compressor of the laminarization system, and connected by a pipeline to the area between the intermediate tupenyami turbine, wherein the compressor system of weekend sectional laminar and power turbine are connected to the atmosphere.

К недостаткам прототипа относятся снижение тяги основных двигателей, уменьшение положительного эффекта, вызванного ламинаризацией обтекания, и ограничение расхода отсасываемого воздуха. The disadvantages of the prototype include a decrease in the thrust of the main engines, a decrease in the positive effect caused by the laminarization of the flow around, and the limitation of the flow rate of suction air.

Целью изобретения является повышение экономичности и надежности. The aim of the invention is to increase efficiency and reliability.

Указанная цель достигается тем, что вспомогательный контур подключен трубопроводом к области за компрессором внутреннего контура и снабжен последовательно соединенными теплообменником, камерой сгорания и турбиной, выход которой подключен к силовой турбине, причем выходные сечения компрессора системы ламинаризации и силовой турбины подключены соответственно к проточной части компрессора и камере сгорания внутреннего контура. This goal is achieved by the fact that the auxiliary circuit is connected by a pipeline to the area behind the internal circuit compressor and is equipped with a heat exchanger, a combustion chamber and a turbine connected in series to the output turbine, the output sections of the compressor of the laminarization system and the power turbine being connected respectively to the flow part of the compressor and combustion chamber of the internal circuit.

Экономичность повышается за счет утилизации внутренним контуром тепла газов вспомогательного контура и энергии диссипации из проточной части компрессора системы ламинаризации. Надежность работы увеличивается за счет снижения максимальных локальных температур в камере сгорания и неравномерности температурного поля на входе в турбину внутреннего контура, а также уменьшения напряжений в рабочих лопатках этой турбины. Вследствие отсутствия дополнительных затрат мощности и топлива на организацию работы системы ламинаризации, а следовательно, отсутствия жесткого ограничения на расход отсасываемого воздуха требования к точности выполнения размеров щелей на аэродинамических поверхностях могут быть существенно снижены, что также повышает надежность работы. Profitability is improved due to the utilization of the auxiliary circuit gases and dissipation energy from the flow part of the compressor of the laminarization system by the internal heat circuit. The reliability of the operation is increased by reducing the maximum local temperatures in the combustion chamber and the unevenness of the temperature field at the entrance to the turbine of the internal circuit, as well as reducing the stresses in the working blades of this turbine. Due to the absence of additional costs of power and fuel for organizing the operation of the laminarization system, and therefore the absence of a strict restriction on the flow rate of sucked air, the requirements for the accuracy of the dimensions of the cracks on aerodynamic surfaces can be significantly reduced, which also increases the reliability of operation.

Летательный аппарат с системой ламинаризации обтекания, в общем случае состоящий из фюзеляжа, крыльев и хвостового оперения, содержит систему ламинаризации, показанную на чертеже и включающую щели отсоса 1 на внешних и внутренних аэродинамических поверхностях, например на крыльях, фюзеляже, стенках воздухозаборника, компрессор 2 системы ламинаризации, внутренний контур, состоящий из компрессора 3, камеры сгорания 4 и турбины 5, вспомогательный контур, содержащий последовательно соединенные теплообменник 6, компрессор 7, камеру сгорания 8, турбину 9 и силовую турбину 10. An aircraft with a flow laminarization system, generally consisting of a fuselage, wings and tail, includes a laminarization system shown in the drawing and including suction slots 1 on the external and internal aerodynamic surfaces, for example, on the wings, fuselage, walls of the air intake, compressor 2 of the system laminarization, an internal circuit consisting of a compressor 3, a combustion chamber 4 and a turbine 5, an auxiliary circuit comprising a heat exchanger 6 connected in series, a compressor 7, a combustion chamber 8, Urbina 9 and the power turbine 10.

Claims

Aircraft with a flow laminarization system, including slots located on the surface of the wings, connected by pipelines to the inlet of the laminarization system compressor, an internal circuit comprising a compressor, a combustion chamber, a turbine, an auxiliary circuit having a power turbine located on the same shaft as the laminarization system compressor the fact that, in order to increase efficiency and reliability, the auxiliary circuit is equipped with series-connected heat exchanger, compressor, chamber anija and the turbine, the output of which is connected to the power turbine, wherein the compressor output laminarization system and power turbine output connected respectively to the running of the compressor and the combustion chamber inner loop.