[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2798300C1 - Air intake device for helicopter gas turbine engine - Google Patents

Air intake device for helicopter gas turbine engine Download PDF

Info

Publication number
RU2798300C1
RU2798300C1 RU2022122638A RU2022122638A RU2798300C1 RU 2798300 C1 RU2798300 C1 RU 2798300C1 RU 2022122638 A RU2022122638 A RU 2022122638A RU 2022122638 A RU2022122638 A RU 2022122638A RU 2798300 C1 RU2798300 C1 RU 2798300C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
tunnel
inlet
air intake
central
Prior art date
Application number
RU2022122638A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Яковлевич Ситницкий
Алексей Юрьевич Ситницкий
Original Assignee
Юрий Яковлевич Ситницкий
Алексей Юрьевич Ситницкий
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Яковлевич Ситницкий, Алексей Юрьевич Ситницкий filed Critical Юрий Яковлевич Ситницкий
Application granted granted Critical
Publication of RU2798300C1 publication Critical patent/RU2798300C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: helicopter gas turbine engines.
SUBSTANCE: air intake device for a helicopter gas turbine engine contains an external air intake tunnel (8) having an inlet (5) with a collector lip (5') in the front part and a barrel-shaped shell with a circular cross section, ending in the rear part of the tunnel with an outlet (17) adjacent to the motor inlet (17). The central (1) and outer (8) air intake tunnels are located coaxially and in such a way that the central tunnel with its tail part (7) enters through the inlet (5) of the outer tunnel (8) into its inner cavity, forming in the free space between the walls of the tunnels an annular curved channel (9) of the air-cleaning system of the device. Along the length of the air-cleaning channel there is a curved section of the inertial separator. After the separator section, a separator of separated particles is installed in the air-cleaning channel.
EFFECT: increased efficiency of the air intake device.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области вертолетостроения, конкретно - к воздухозаборным устройствам для вертолетных газотурбинных двигателей (ГТД), выполняющим одновременно с забором воздуха из окружающего пространства функцию очистки воздуха от частиц пыли, песка и других посторонних предметов. Попадание в газовоздушный тракт двигателя указанных частиц приводит к забоинам и эрозионному износу лопаток компрессора двигателя, снижению мощности двигателя и запасов его газодинамической устойчивости (к помпажу), а также к другим опасным и убыточным последствиям, таким как снижению надежности и безопасности полетов, уменьшению межремонтного срока службы двигателей, удорожанию ремонта двигателей, ухудшению топливной экономичности, эксплуатационной технологичности и другое.The invention relates to the field of helicopter engineering, specifically to air intake devices for helicopter gas turbine engines (GTE), performing simultaneously with air intake from the surrounding space, the function of cleaning air from dust particles, sand and other foreign objects. The entry of these particles into the gas-air path of the engine leads to nicks and erosive wear of the engine compressor blades, a decrease in engine power and reserves of its gas-dynamic stability (to surge), as well as other dangerous and unprofitable consequences, such as a decrease in the reliability and safety of flights, a decrease in the overhaul period service life of engines, an increase in the cost of repairing engines, a deterioration in fuel efficiency, operational manufacturability, and more.

Известны устройства, предназначенные для решения данной проблемы, описания их приведены в работах [1, 2, 3], данные устройства нашли широкое применение в вертолетостроении и в эксплуатации отечественных и зарубежных вертолетов.Known devices designed to solve this problem, their descriptions are given in [1, 2, 3], these devices are widely used in the helicopter industry and in the operation of domestic and foreign helicopters.

В отечественном вертолетостроении широко применяется устройство [1] - пылезащитное устройство (ПЗУ) "грибкового" типа, выполненное в виде инерционного сепаратора тяжелых частиц в криволинейном потоке. Данное ПЗУ с 70-х годов прошлого века устанавливается практически на все серийно выпускаемые отечественные вертолеты с ГТД. Оно позволило устранить досрочные съемы двигателей по причине их абразивного износа. Достигнуть этого удалось при эксплуатации вертолетов в основном в климатических условиях России на двигателях, имевших межремонтный срок службы 750-1000 часов. Однако по мере расширения использования отечественных вертолетов в странах с жарким и сухим климатом, наличием песчаных пустынь и высокогорий, а также в связи с увеличением межремонтного ресурса современных ГТД, проблема досрочного съема двигателей по причине их абразивного износа опять приобретает актуальный характер.In the domestic helicopter industry, the device [1] is widely used - a dust protection device (PDD) of the "fungal" type, made in the form of an inertial separator of heavy particles in a curvilinear flow. Since the 70s of the last century, this ROM has been installed on almost all mass-produced domestic helicopters with gas turbine engines. It made it possible to eliminate early removal of engines due to their abrasive wear. This was achieved by operating helicopters mainly in the climatic conditions of Russia on engines that had a turnaround time of 750-1000 hours. However, with the expansion of the use of domestic helicopters in countries with hot and dry climates, the presence of sandy deserts and high mountains, as well as due to the increase in the overhaul life of modern gas turbine engines, the problem of early removal of engines due to their abrasive wear again becomes relevant.

К недостаткам "грибкового" ПЗУ следует отнести повышенные потери мощности и экономичности двигателя, сопровождающие эксплуатацию вертолетов, а также необходимость обеспечивать ПЗУ эффективной и энергоемкой противообледенительной системой из-за наличия повышенной площади взаимодействия элементов конструкции ПЗУ с воздушным потоком, содержащем переохлажденные капли воды, в условиях обледенения и одновременного действия интенсивной инерционной сепарации. Последние два недостатка в большой мере относятся и к устройству - аналогу [2], которое является воздухоочистительным модулем, включенным в конструкцию вертолетного газотурбинного двигателя Т-700 (США).The disadvantages of the "fungal" ROM should include increased power losses and engine efficiency that accompany the operation of helicopters, as well as the need to provide the ROM with an effective and energy-intensive anti-icing system due to the presence of an increased area of interaction of the ROM structural elements with an air flow containing supercooled water drops under conditions icing and simultaneous action of intensive inertial separation. The last two drawbacks to a large extent also apply to the device - analogue [2], which is an air-cleaning module included in the design of the T-700 helicopter gas turbine engine (USA).

В отличие от вышеуказанных аналагов в устройстве [3] выполненном по мультициклонной схеме (из прямоточных циклонов), воздухоочистительная функция устройства не оказывает вредного воздействия на характеристики двигателя при полете в чистом воздухе и не приводит к ухудшению характеристик вертолета. Достигается это за счет наличия в устройстве [3] открываемого "байпасного" входа, объединенного со сборной камерой циклонов. Однако данные устройства нашли применение в достаточно ограниченном виде - на транспортных и десантно-транспортных вертолетах. Использованию их на боевых вертолетах препятствуют такие факторы, как:Unlike the above analogues in the device [3] made according to the multi-cyclone scheme (from direct-flow cyclones), the air-cleaning function of the device does not adversely affect the engine performance when flying in clean air and does not lead to a deterioration in helicopter performance. This is achieved due to the presence in the device [3] openable "bypass" input, combined with the collection chamber of cyclones. However, these devices have found application in a rather limited form - on transport and troop transport helicopters. Their use on combat helicopters is hampered by factors such as:

- повышенные габаритно-компоновочные и весовые характеристики;- increased overall dimensions and weight characteristics;

- низкая боевая живучесть устройства в условиях воздействия поражающих факторов, обусловленная многодетальностью и ажурностью перфорированных оболочек конструкции, способных привнести дополнительные поражающие факторы для двигателя;- low combat survivability of the device under the influence of damaging factors, due to the many details and openwork of the perforated shells of the structure, which can introduce additional damaging factors for the engine;

- потенциально низкая эксплуатационная технологичность, склонность к засорению пылеотводящих каналов, необходимость их осмотра и очистки;- potentially low operational manufacturability, tendency to clog dust channels, the need for their inspection and cleaning;

- риски при обеспечении устройства эффективной и надежной противообледенительной системой в широком диапазоне условий применения вертолетов.- risks in providing the device with an effective and reliable anti-icing system in a wide range of conditions for the use of helicopters.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее предложение, является создание воздухозаборного устройства вертолета, обеспечивающего:The technical task to be solved by this proposal is the creation of a helicopter air intake device that provides:

- эффективную очистку воздуха от посторонних предметов в широком диапазоне их дисперсного состава на режимах работы вертолета вблизи поверхности земли (руление, взлет, посадка, висение, перемещение над поверхностью), при этом требуемый уровень эффективности очистки воздуха должен обеспечивать эксплуатацию вертолетного двигателя в условиях повышенной запыленности в течение межремонтного срока службы двигателей как старых, так и новых модификаций (с повышенным ресурсом);- effective air purification from foreign objects in a wide range of their dispersed composition in helicopter operation modes near the ground surface (taxiing, takeoff, landing, hovering, movement above the surface), while the required level of air purification efficiency should ensure the operation of the helicopter engine in conditions of increased dustiness during the overhaul life of engines of both old and new modifications (with an increased resource);

- допустимый уровень снижения летно-технических характеристик (ЛТХ) вертолета от воздействия воздухозаборного устройства за счет обеспечения допустимого уровня гидравлического сопротивления устройства при работе вертолета в режиме очистки воздуха у земли, а также за счет минимизации потерь полного давления и скоростного напора воздушного потока при полете вертолета в условиях чистого воздуха;- the permissible level of reduction in the flight performance (LTH) of the helicopter from the impact of the air intake device by providing an acceptable level of hydraulic resistance of the device when the helicopter is operating in the air cleaning mode near the ground, as well as by minimizing the loss of total pressure and velocity head of the air flow during the flight of the helicopter in clean air conditions;

- возможность использования воздухозаборного устройства в различных условиях эксплуатации, в том числе в условиях отрицательной температуры и условиях обледенения, а также в реальных условиях эксплуатации в соответствии с целевым назначением типа вертолета;- the possibility of using the air intake device in various operating conditions, including conditions of negative temperature and icing conditions, as well as in real operating conditions in accordance with the intended purpose of the helicopter type;

- возможность использования воздухозаборного устройства в условиях габаритно-компоновочных ограничений конструкций силовых установок (СУ) существующих вертолетов.- the possibility of using the air intake device in the conditions of size and layout restrictions of the structures of power plants (PS) of existing helicopters.

Сравнительный анализ известных устройств-аналогов [1, 2, 3] в части возможности их использования для решения поставленной задачи показывает, что по разным причинам ни одно из них не в состоянии полностью удовлетворить комплексу требований, предъявляемых к воздухозаборному устройству с очисткой воздуха.Comparative analysis of known analogue devices [1, 2, 3] in terms of the possibility of their use for solving the problem shows that, for various reasons, none of them is able to fully satisfy the set of requirements for an air intake device with air purification.

Наиболее полно в части выполнения воздухоочистительной функции предлагаемому в настоящем изобретении воздухозаборному устройству соответствует аналог [1] - отечественное ПЗУ "грибкового" типа, его и будем считать прототипом рассматриваемого воздухозаборного устройства для вертолетного ГТД.Most fully in terms of performing the air-cleaning function, the air intake device proposed in the present invention corresponds to the analog [1] - the domestic ROM of the "fungal" type, and we will consider it the prototype of the considered air intake device for a helicopter gas turbine engine.

Благодаря решению вышеуказанной задачи при установке на вертолет предлагаемого воздухозаборного устройства в двигатель будет поступать меньшее количество песка и пыли, межремонтный ресурс двигателей, соответственно, возрастает, прекращаются досрочные съемы двигателей из-за эрозионного износа лопаток компрессора, двигатели вырабатывают межремонтный срок службы. Одновременно улучшаются летно-технические характеристики вертолета - по грузоподъемности, дальности полета, топливной эффективности. При этом первоначальные проработки дают основание ожидать, что установка нового воздухозаборного устройства на серийный вертолет не будет приводить к серьезной и дорогостоящей переделке планера и систем. Что касается соответствия нового устройства многим другим требованиям, предъявляемым к воздухозаборным устройствам вертолета, то в первом приближении можно считать рассматриваемое устройство эквивалентным своему устройству-прототипу [1] - ПЗУ "грибкового" типа, в том числе и по боевой живучести и эксплуатационной технологичности.Due to the solution of the above problem, when installing the proposed air intake device on a helicopter, a smaller amount of sand and dust will enter the engine, the overhaul life of the engines, respectively, increases, early engine removals due to erosive wear of the compressor blades are stopped, the engines develop an overhaul life. At the same time, the flight performance of the helicopter is improving - in terms of carrying capacity, flight range, fuel efficiency. At the same time, initial studies give reason to expect that the installation of a new air intake device on a serial helicopter will not lead to a serious and costly alteration of the airframe and systems. As for the compliance of the new device with many other requirements for helicopter air intakes, in the first approximation, the device under consideration can be considered equivalent to its prototype device [1] - a "fungal" type ROM, including in terms of combat survivability and operational manufacturability.

Сущность предлагаемого воздухозаборного устройства для вертолетного ГТД, выполняющего одновременно с забором воздуха из окружающего пространства функцию очистки воздуха от частиц песка, пыли и других посторонних предметов, заключается в следующем.The essence of the proposed air intake device for a helicopter gas turbine engine, which simultaneously performs the function of air purification from sand particles, dust and other foreign objects, simultaneously with air intake from the surrounding space, is as follows.

В воздухозаборном устройстве выполнены два проточных канала, образованные двумя воздухозаборными тоннелями - центральным и внешним. Центральный воздухозаборный тоннель имеет с передней стороны входное отверстие с коллекторной губой, обращенной навстречу набегающему воздушному потоку при полете вертолета, и хвостовую часть, выполненную в виде цилиндрического тоннеля, оканчивающегося выходным отверстием, обращенным ко входу в двигатель.In the air intake device, two flow channels are made, formed by two air intake tunnels - central and external. The central air intake tunnel has an inlet on the front side with a collector lip facing towards the oncoming air flow during helicopter flight, and a tail section made in the form of a cylindrical tunnel ending with an outlet facing the engine inlet.

Внешний воздухозаборный тоннель также имеет в передней части входное отверстие с коллекторной губой и среднюю часть в виде бочкообразной оболочки круглого сечения, оканчивающуюся выходным отверстием, примыкающим ко входному отверстию двигателя. Диаметральные и осевые размеры внешнего воздухозаборного тоннеля выполнены исходя из условия обеспечения возможности размещения в его внутренней полости хвостовой части центрального тоннеля и элементов воздухоочистительной системы устройства. В описываемом устройстве центральный и внешний воздухозаборные тоннели располагаются соосно и таким образом, что центральный тоннель своей хвостовой частью входит через входное отверстие внешнего тоннеля во внутреннюю его полость, формируя в свободном пространстве между стенками тоннелей кольцевой криволинейный канал воздухоочистительной системы устройства. Указанная воздухоочистительная система включает в себя входное кольцевое отверстие с радиальным направлением входящего воздушного потока, образованное осевым пространством между задней стенкой коллекторной губы центрального тоннеля и губой внешнего тоннеля. Далее вдоль воздухоочистительного канала располагается сепарационный участок с поворотом входящего воздушного потока на угол α ~120°±20°. За ним следует участок расположения концентратора отсепарированных частиц, выполненного в виде конусной жалюзийной решетки из нескольких кольцевых элементов, обеспечивающих поворот очищенного воздуха по направлению скорости движения основного потока. В конце решетки установлен кольцевой сборник отсепарированных и сконцентрированных в небольшой части воздуха посторонних частиц (пылевой концентрат), сообщающийся с расположенной в этой же зоне канала системой отвода и удаления концентрата из устройства с помощью вентилятора отсоса с электроприводом. В состав воздухозаборного устройства входит перекрывной затвор, устанавливаемый в зоне входного отверстия центрального тоннеля, закрывающий и открывающий проход воздуха к двигателю через центральный тоннель устройства. Также перед входных кольцевым отверстием в воздухоочистительный канал установлена металлическая сетка, предотвращающая проход в устройство и в двигатель опасных крупных частиц и посторонних предметов.The external air intake tunnel also has an inlet with a collector lip in the front part and a middle part in the form of a barrel-shaped shell of a circular cross section, ending in an outlet adjacent to the engine inlet. The diametrical and axial dimensions of the external air intake tunnel are made on the basis of the condition of providing the possibility of placing in its internal cavity the tail section of the central tunnel and elements of the air cleaning system of the device. In the described device, the central and external air intake tunnels are located coaxially and in such a way that the central tunnel with its tail part enters through the inlet of the external tunnel into its internal cavity, forming an annular curvilinear channel of the air cleaning system of the device in the free space between the walls of the tunnels. Said air cleaning system includes an inlet annular opening with a radial direction of the incoming air flow, formed by an axial space between the rear wall of the central tunnel collector lip and the outer tunnel lip. Further along the air-cleaning channel there is a separation section with a turn of the incoming air flow at an angle α ~120°±20°. It is followed by the site of location of the separated particles concentrator, made in the form of a conical louvered grille of several annular elements, providing the rotation of the purified air in the direction of the main flow velocity. At the end of the grate, an annular collector of foreign particles separated and concentrated in a small part of the air (dust concentrate) is installed, which communicates with the system for draining and removing the concentrate from the device located in the same zone of the channel using an electric suction fan. The air intake device includes a shut-off valve installed in the zone of the central tunnel inlet, which closes and opens the air passage to the engine through the central tunnel of the device. Also, a metal mesh is installed in front of the inlet annular hole in the air-cleaning channel, which prevents the passage of dangerous large particles and foreign objects into the device and into the engine.

При работе воздухозаборного устройства в режиме воздухоочистки поворотные створки затвора устанавливаются в положение, при котором они закрывают прямой проход воздуху к двигателю через центральный воздухозаборный тоннель, и воздух поступает через воздухоочистительный канал устройства, где он очищается от загрязняющих частиц, после чего поступает во вход к двигателю, а отсепарированные предметы выбрасываются в окружающее пространство в виде пылевого концентрата.When the air intake device is operating in the air cleaning mode, the rotary flaps of the shutter are set to a position where they close the direct passage of air to the engine through the central air intake tunnel, and the air enters through the air cleaning channel of the device, where it is cleaned of contaminants, after which it enters the engine inlet , and the separated objects are thrown into the surrounding space in the form of a dust concentrate.

При работе вертолета в чистом воздушном пространстве перекрывной затвор открывает проход воздуха через центральный воздухозаборный тоннель и воздушный поток без потери давления поступает прямо к двигателю.When the helicopter operates in clean air, the shut-off valve opens the air passage through the central air intake tunnel and the air flow without pressure loss goes directly to the engine.

Сущность заявляемого изобретения "Воздухозаборное устройство для вертолетного ГТД" поясняется схемой Фиг. 1, на которой показан продольный разрез устройства. Воздухозаборное устройство включает в себя центральный воздухозаборный тоннель-1, состоящий из входной коллекторной губы-2 (передняя стенка губы) и хвостовой части-7 тоннеля, выполненной в виде цилиндрической оболочки с входным отверстием-1' и выходным-15, обращенным в сторону входного отверстия двигателя-17.The essence of the claimed invention "Air intake device for a helicopter gas turbine engine" is illustrated by the scheme of Fig. 1, which shows a longitudinal section of the device. The air intake device includes a central air intake tunnel-1, consisting of an inlet manifold lip-2 (the front wall of the lip) and a tail section-7 of the tunnel, made in the form of a cylindrical shell with an inlet-1' and an outlet-15 facing towards the inlet engine holes-17.

Также в состав устройства входит внешний воздухозаборный тоннель - 8, имеющий входное отверстие-5 с коллекторной губой-5', бочкообразную форму оболочки в средней части и выходное отверстие-16, примыкающее к входному отверстию, двигателя-17.The device also includes an external air intake tunnel - 8, which has an inlet-5 with a collector lip-5', a barrel-shaped shell in the middle part and an outlet-16 adjacent to the inlet of the engine-17.

В описываемом воздухозаборном устройстве центральный воздухозаборный тоннель-1 и внешний тоннель-8 располагаются соосно и таким образом, что центральный тоннель своей хвостовой частью - 7 входит через входное отверстие-5 внешнего тоннеля-8 во внутреннюю его бочкообразную полость, формируя в свободном пространстве между стенками тоннелей кольцевой канал - 9 воздухоочистительной системы устройства. Указанная воздухоочистительная система устройства включает в себя входное кольцевое отверстие-3, образованное осевым пространством между задней стенкой 2' (входной коллекторной губы 2) и коллекторной губой -5' внешнего тоннеля-8. После входного отверстия следует сепарационный участок-4, в котором выполнен поворот кольцевого канал на угол α ~120°±20°.In the described air intake device, the central air intake tunnel-1 and the outer tunnel-8 are located coaxially and in such a way that the central tunnel with its tail part - 7 enters through the inlet-5 of the outer tunnel-8 into its inner barrel-shaped cavity, forming in the free space between the walls tunnels annular channel - 9 air purifying device system. Said air-cleaning system of the device includes an annular inlet-3 formed by an axial space between the rear wall 2' (inlet manifold lip 2) and the manifold lip -5' of the outer tunnel-8. After the inlet, separation section-4 follows, in which the annular channel is rotated through an angle α ~120°±20°.

Далее после поворота в канале-9 располагается концентратор отсепарированных частиц, выполненный в виде набора нескольких кольцевых элементов-10 конусной жалюзийной решетки, при этом геометрия указанных элементов решетки выполнена обеспечивающей движение очищенного от засоряющих частиц воздуха в направлении основного потока чистого воздуха. На выходе из решетки установлен кольцевой сборник-11, образованный листовой стенкой оболочки-11' и концевой частью центрального тоннеля-7. Внутренняя полость сборника-11 с помощью нескольких полых стоек-12 сообщается со сборной камерой-13, образованной оболочкой внешнего тоннеля-8 и стенками-13'. Система отвода концентрата из устройства включает в себя вентилятор-21 с электроприводом, который установлен на сборной камере-13 (или рядом с ней).Further, after the turn, in the channel-9 there is a separated particles concentrator, made in the form of a set of several annular elements-10 of a conical louvered grille, while the geometry of these grille elements is made to ensure the movement of air cleaned from clogging particles in the direction of the main flow of clean air. An annular collector-11 is installed at the exit from the grate, formed by the sheet wall of the shell-11' and the end part of the central tunnel-7. The inner cavity of the collector-11 with the help of several hollow racks-12 communicates with the collection chamber-13 formed by the shell of the outer tunnel-8 and the walls-13'. The concentrate removal system from the device includes a fan-21 with an electric drive, which is installed on the collection chamber-13 (or next to it).

В состав воздухозаборного устройства входит перекрывной затвор, предназначенный для открытия-закрытия прохода воздуха через центральный воздухозаборный тоннель-1. В рассматриваемой конструкции устройства описан затвор с двумя поворотными синхронно работающими створками-23,-25, имеющими двухпозиционное рабочее положение и управляемыми с помощью гидроцилиндра-19, тяг -22 и рычагов-22'. При этом непосредственно во входном отверстии-1' тоннеля-1 установлены створки-23, -25, остальные элементы завтора устанавливаются вне рабочей полости устройства. На Фиг. 1 створки показаны в разных положениях: на верхней половине схемы створка - 23 показана в открытом положении, на нижней - створка-25 перекрывает центральный проточный канал-24.The air intake device includes a shut-off valve designed to open and close the air passage through the central air intake tunnel-1. In the design of the device under consideration, a shutter with two rotary synchronously operating shutters-23,-25, having a two-position working position and controlled by means of a hydraulic cylinder-19, rods-22 and levers-22', is described. At the same time, flaps-23, -25 are installed directly in the inlet-1' of the tunnel-1, the remaining elements of the shutter are installed outside the working cavity of the device. On FIG. 1, the flaps are shown in different positions: on the upper half of the scheme, flap - 23 is shown in the open position, on the bottom - flap - 25 blocks the central flow channel -24.

В рассматриваемом воздухозаборном устройстве с целью более надежной защиты вертолетного ГТД от попадания в его газовоздушный тракт крупных посторонних предметов перед входным отверстием-3 в воздухоочистительный канал-9 установлена металлическая сетка-6.In the air intake device under consideration, in order to more reliably protect the helicopter gas turbine engine from large foreign objects entering its gas-air path, a metal mesh-6 is installed in front of the inlet-3 in the air-cleaning channel-9.

При работе вертолета в загрязненной атмосфере воздухозаборное устройство устанавливается в режим очистки воздуха. При этом поворотные створки-23 и -25 перекрывного затвора с помощью гидроцилиндра-19, тяг-22 и рычагов 22' устанавливаются в положение "Закрыто" и перекрывают входное отверстие-1' в центральный воздухозаборный тоннель-1 (на Фиг. 1 в закрытом положении показана нижняя створка-25).When the helicopter is operating in a polluted atmosphere, the air intake device is set to the air purification mode. At the same time, the rotary shutters-23 and -25 of the shut-off shutter are set to the "Closed" position with the help of a hydraulic cylinder-19, rods-22 and levers 22' and block the inlet-1' into the central air intake tunnel-1 (in Fig. 1 in a closed lower sash-25 is shown).

Под действием разрежения, создаваемого работающим двигателем, воздух с посторонними частицами поступает в кольцевое входное отверстие-3 воздухоочистительной системы устройства, при этом, проходя через сетку-6 воздух очищается от посторонних предметов с размерами, превышающими проходной размер сеточной ячейки. Далее воздух с частицами поступает в направлении стрелки-29 в поворотный участок-4, в котором производится поворот воздушного потока от входного направления по стрелке-26 на угол а-позиция-27 к направлению потока по стрелке-28. В результате инерционной сепарации при повороте потока тяжелые частицы смещают свои траектории движения в сторону внешней стенки поворотного канала, концентрируются в кольцевой зоне у поверхности задней стенки 2' (губы-2) и цилиндра-7. Основная часть воздуха, прошедшего через сепарационный участок, очистившаяся от посторонних частиц, поступает в кольцевое входное отверстие-31 канала-33. Меньшая часть воздуха с отсепарированными частицами поступает во входное отверстие-30 канала-32, являющегося внутренним каналом конусной жалюзийной решетки концентратора-10.Under the action of the vacuum created by the running engine, air with foreign particles enters the annular inlet-3 of the air-cleaning system of the device, while passing through the grid-6, the air is cleared of foreign objects with dimensions exceeding the passage size of the grid cell. Further, the air with particles enters in the direction of the arrow-29 into the turning section-4, in which the air flow is rotated from the inlet direction along the arrow-26 at the angle a-position-27 to the flow direction along the arrow-28. As a result of inertial separation, when the flow turns, heavy particles shift their trajectories towards the outer wall of the rotary channel, concentrate in the annular zone near the surface of the rear wall 2' (lip-2) and cylinder-7. The main part of the air that has passed through the separation section, cleared of foreign particles, enters the annular inlet-31 of the channel-33. A smaller part of the air with separated particles enters the inlet-30 of the channel-32, which is the internal channel of the conical louvre concentrator-10.

Проходя по межкольцевым протокам элементов-10, воздух с посторонними частицами подвергается очистке, очищенный воздух поступает также в канал-33 и движется по стрелкам-34 к выходному отверстию-14 из канала-9, и далее по стрелке-20 к выходному отверстию-16 устройства на вход к двигателю. Небольшая часть воздуха (несколько процентов) вместе с уловленными в сепараторе и концентраторе посторонними частицами поступает по стрелкам-35 в кольцевой сборник-11, из которого по нескольким радиальным полым стойка-12 проходит в сборную камеру-13, из которой концентрат удаляется из устройства с помощью вентилятора-36.Passing through the inter-annular ducts of elements-10, the air with foreign particles is subjected to cleaning, the purified air also enters the channel-33 and moves along the arrows-34 to the outlet-14 from the channel-9, and then along the arrow-20 to the outlet-16 engine inlet. A small part of the air (a few percent), together with foreign particles trapped in the separator and concentrator, enters along the arrows-35 into the annular collector-11, from which the rack-12 passes through several radial hollows into the collection chamber-13, from which the concentrate is removed from the device with using fan-36.

При работе вертолета в чистом воздушном пространстве (полет по маршруту на крейсерской скорости), общее время которого кратно превосходит время работы в загрязненном воздухе вблизи земной поверхности, перекрывной воздушный затвор устройства открывает прямой проход воздуху через центральный воздушный тоннель-1. Поворотные створки-23,-25 устанавливаются в положение "Открыто", на Фиг. 1 этому режиму соответствует положение створки-23. Чистый воздух беспрепятственно проходит во входное отверстие-Г тоннеля по направлению набегающего потока-24', проходит внутреннее пространство-24 тоннеля и по направлению стрелки-18 выходит из устройства в двигатель, при этом к основному воздушному потоку возможен подсос некоторого количества воздуха из внешнего воздухоочистительного канала-9.When the helicopter operates in clean airspace (flying along the route at cruising speed), the total time of which is a multiple of the time of operation in polluted air near the earth's surface, the shut-off air shutter of the device opens a direct passage for air through the central air tunnel-1. Turning flaps-23,-25 are set to the "Open" position, in FIG. 1 this mode corresponds to the position of the leaf-23. Clean air freely passes into the inlet-G of the tunnel in the direction of the oncoming flow-24 ', passes the internal space-24 of the tunnel and in the direction of the arrow-18 exits the device into the engine, while a certain amount of air from the external air cleaner can be sucked into the main air flow channel-9.

Источники информацииInformation sources

1. В.А. Данилов, В.М. Занько, Н.П. Калинин, А.И. Кривко Вертолет Ми-8 МТВ, Москва, Транспорт 1995 г. (стр. 164 Пылезащитное устройство).1. V.A. Danilov, V.M. Zanko, N.P. Kalinin, A.I. Krivko Helicopter Mi-8 MTV, Moscow, Transport 1995 (p. 164 Dust protection device).

2. Патент US №4527387 09.07.1985 F02G 3/00.2. US patent No. 4527387 07/09/1985 F02G 3/00.

3. Патент US №3421296 14.01.1969 В64с 21/00, B01d 45/12.3. US patent No. 3421296 01/14/1969 B64s 21/00, B01d 45/12.

Claims (1)

Воздухозаборное устройство для вертолетного газотурбинного двигателя, включающее в свой состав центральный воздухозаборный тоннель, имеющий с передней стороны входное отверстие с коллекторной губой, обращенное навстречу набегающему воздушному потоку при полете вертолета, и хвостовую часть тоннеля, оканчивающуюся выходным отверстием, обращенным ко входному отверстию двигателя, также в состав устройства входит воздухоочистительная система, выполненная в виде инерционного сепаратора тяжелых частиц в криволинейном воздушном потоке, отличающееся тем, что в состав воздухозаборного устройства входит внешний воздухозаборный тоннель, имеющий в передней части входное отверстие с коллекторной губой и бочкообразную оболочку с круглым поперечным сечением, оканчивающуюся в задней части тоннеля выходным отверстием, примыкающим ко входному отверстию двигателя, при этом размеры внешнего воздухозаборного тоннеля выполнены исходя из условия обеспечения возможности размещения в его внутренней полости хвостовой части центрального тоннеля и элементов воздухоочистительной системы, в собранном состоянии центральный и внешний воздухозаборные тоннели расположены соосно и таким образом, что центральный тоннель своей хвостовой частью входит через входное отверстие внешнего тоннеля во внутреннюю его полость, формируя в свободном пространстве между стенками тоннелей кольцевой криволинейный канал воздухоочистительной системы устройства, включающей в себя входное кольцевое отверстие, образованное осевым пространством между задней стенкой коллекторной губы центрального тоннеля и входной губой внешнего тоннеля, далее по длине воздухоочистительного канала располагается криволинейный участок инерционного сепаратора, представляющий собой пространственный поворот кольцевого воздухоочистительного канала на угол α ~120°±20°, выполненный с возможностью инерционной сепарации основной массы посторонних частиц к поверхности задней стенки коллекторной губы центрального тоннеля и к цилиндрической поверхности хвостовой части центрального тоннеля, после участка сепаратора в воздухоочистительном канале установлен концентратор отсепарированных частиц, выполненный в виде конусной жалюзийной решетки, набранной из нескольких кольцевых элементов и кольцевого сборника, внутренняя полость которого выполнена сообщающейся с помощью нескольких полых радиальных стоек с системой отвода и удаления пылевого концентрата, включающей в себя сборную камеру и вентилятор отсоса с электроприводом, также в состав воздухозаборного устройства входит перекрывной затвор, устанавливаемый в зоне входного отверстия центрального тоннеля, закрывающий и открывающий проход воздуха к двигателю через центральный тоннель устройства, кроме того перед входным кольцевым отверстием в воздухоочистительный канал устройства установлена металлическая сетка, выполненная с возможностью предотвращения прохода в устройство и в двигатель опасных крупных частиц и посторонних предметов.An air intake device for a helicopter gas turbine engine, which includes a central air intake tunnel having an inlet with a collector lip on the front side facing towards the oncoming air flow during the flight of the helicopter, and the tail section of the tunnel ending in an outlet opening facing the engine inlet, also The device includes an air cleaning system made in the form of an inertial separator of heavy particles in a curvilinear air flow, characterized in that the air intake device includes an external air intake tunnel, which has an inlet with a collector lip in the front part and a barrel-shaped shell with a round cross section, ending in the rear part of the tunnel with an outlet adjacent to the engine inlet, while the dimensions of the external air intake tunnel are made on the basis of the possibility of placing the tail section of the central tunnel and elements of the air cleaning system in its internal cavity, in the assembled state, the central and external air intake tunnels are located coaxially and in such a way that the central tunnel with its tail part enters through the inlet of the outer tunnel into its inner cavity, forming in the free space between the walls of the tunnels an annular curved channel of the air-cleaning system of the device, which includes an annular inlet formed by the axial space between the rear wall of the collector lip of the central tunnel and the inlet lip of the outer tunnel, then along the length of the air-cleaning channel there is a curved section of the inertial separator, which is a spatial rotation of the annular air-cleaning channel at an angle of α ~ 120°±20°, made with the possibility of inertial separation of the bulk of foreign particles to the surface of the rear wall of the collector lip of the central tunnel and to the cylindrical surface of the tail part of the central tunnel, after the separator section in the air-cleaning channel, a separated particle concentrator is installed, made in the form of a conical louvered grille assembled from several annular elements and an annular collector, the internal cavity of which is made communicating with the help of several hollow radial racks with dust concentrate removal and removal system, which includes a collection chamber and an electric suction fan, the air intake device also includes a shut-off valve installed in the zone of the inlet of the central tunnel, closing and opening the air passage to the engine through the central tunnel of the device, in addition to a metal mesh is installed at the inlet annular hole in the air-cleaning channel of the device, which is designed to prevent the passage of dangerous large particles and foreign objects into the device and into the engine.
RU2022122638A 2022-08-23 Air intake device for helicopter gas turbine engine RU2798300C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2798300C1 true RU2798300C1 (en) 2023-06-21

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011045373A1 (en) * 2009-10-16 2011-04-21 Snecma Gas turbine engine air intake in a nacelle
RU2671256C1 (en) * 2017-09-28 2018-10-30 Юрий Яковлевич Ситницкий Air-intake device for a helicopter gas turbine engine removing air sand particles, dust and other imparents from air
RU2755550C1 (en) * 2021-02-12 2021-09-17 Юрий Яковлевич Ситницкий Helicopter air intake

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011045373A1 (en) * 2009-10-16 2011-04-21 Snecma Gas turbine engine air intake in a nacelle
RU2671256C1 (en) * 2017-09-28 2018-10-30 Юрий Яковлевич Ситницкий Air-intake device for a helicopter gas turbine engine removing air sand particles, dust and other imparents from air
RU2755550C1 (en) * 2021-02-12 2021-09-17 Юрий Яковлевич Ситницкий Helicopter air intake

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. *
Данилов В.А., Занько В.М., Калинин Н.П., Кривко А.И. "Вертолет Ми-8МТВ", М., "Транспорт", 1995, стр. 164-165. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1237641B1 (en) Engine with upstream and rotationally attached guard
US3832086A (en) Particle separator with scroll scavenging means
US3998048A (en) Ram air intakes of rotary-wing aircraft turbine engines
RU2608432C1 (en) Aircraft with air intake for engine using air as an oxidant
CA1215240A (en) Axial flow inlet particle separator
EP3196442B1 (en) Inlet particle separator for a turbine engine
US5746789A (en) Apparatus for separating particulates from a fluid stream
US3733814A (en) Translatable engine inlet particle separator
US8539748B2 (en) Segmented inertial particle separators and methods of assembling turbine engines
GB2131882A (en) Gas turbine engine air inlet particle separator
US20120131900A1 (en) Inlet particle separator system
US10765980B2 (en) Inertial particle separator for engine inlet
RU2671256C1 (en) Air-intake device for a helicopter gas turbine engine removing air sand particles, dust and other imparents from air
RU2798300C1 (en) Air intake device for helicopter gas turbine engine
EP3546724B1 (en) Adaptive-area inertial particle separators
RU2755550C1 (en) Helicopter air intake
RU2752681C1 (en) Method for protecting gas generator of turbojet by-pass engine from dust particles
EP3061947B1 (en) Fluid intake having particle separators
RU2752445C1 (en) Air intake device of helicopter gas turbine engine that removes sand and dust particles from air
RU2717464C1 (en) Helicopter gas turbine engine with air cleaning from foreign particles
RU2205136C2 (en) Air intake with strainer-type protective unit
RU2305054C1 (en) Air intake of aircraft equipped with turboprop engine