RU2818844C1 - Эжектор системы воздушного охлаждения беспилотного летательного аппарата - Google Patents
Эжектор системы воздушного охлаждения беспилотного летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2818844C1 RU2818844C1 RU2023129403A RU2023129403A RU2818844C1 RU 2818844 C1 RU2818844 C1 RU 2818844C1 RU 2023129403 A RU2023129403 A RU 2023129403A RU 2023129403 A RU2023129403 A RU 2023129403A RU 2818844 C1 RU2818844 C1 RU 2818844C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unmanned aerial
- aerial vehicle
- ejector
- nozzles
- tubes
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к эжектору системы воздушного охлаждения беспилотного летательного аппарата, и может быть использовано на беспилотных летательных аппаратах для охлаждения их систем и агрегатов. Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в повышении эффективности работы эжектора и, как следствие, улучшении характеристик работы двигателя беспилотного летательного аппарата, ввиду уменьшения расхода отбора газа от двигателя и увеличения ресурса работы компонентов систем беспилотного летательного аппарата за счет надлежащего охлаждения. Эжектор системы воздушного охлаждения беспилотного летательного аппарата содержит воздухозаборник, по меньшей мере два теплообменника и камеру смешения, которая образована стенками проточного канала и имеет отличающиеся друг от друга по форме входное, среднее и выходное поперечные сечения по длине канала. В области между входным и средним сечением проточного канала за теплообменником по движению потока газа располагается коллектор соплового аппарата, состоящий из трубок, расположенных поперек потока газа в горизонтальной проекции, а на каждой трубке расположен ряд сопел, направленных по потоку газа. Сопла имеют конический конфузор на входе, цилиндрическую часть критического сечения и конический диффузор на выходе. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к эжектору системы воздушного охлаждения беспилотного летательного аппарата (далее - БПЛА). Изобретение может быть использовано на беспилотных летательных аппаратах для охлаждения его систем и агрегатов при работе системы в полете, а также на земле, когда отсутствует набегающий поток воздуха.
Из уровня техники известен газоструйный эжектор системы кондиционирования воздуха летательных аппаратов (авторское свидетельство 299674, опубликованный 26.03.1971), содержащий корпус, выполненный из двух профилированных дисков с образованием кольцевой щели, камеру смешения, диффузор, круговое сопло для подвода эжектирующего газа и командный прибор, управляющий исполнительным органом. При этом между дисками установлены профилированные лопатки, образующие криволинейные каналы, при этом корпус снабжен пружиной, уравновешивающей вращающий момент, и запорным элементом, регулирующим давление на выходе командного устройства.
Известен также импульсный резонаторный эжектор (патент RU 2716650, опубликованный 13.03.2020), содержащий подводной канал, камеру смешения, полость разрежения со щелью, соединяющей ее с областью отбора газа, и выходной диффузор. При этом эжектор дополнительно содержит установленные между подводным каналом и камерой смешения полость и резонаторную трубку, образующие совместно резонатор.
Из недостатков известных эжекторов можно отметить низкую надежность и эффективность работы.
Решаемой задачей предлагаемого изобретения является увеличение длительности работы систем БПЛА на малом газе и увеличение ресурса работы компонентов систем БПЛА за счет надлежащего охлаждения.
Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в повышение эффективности работы эжектора и, как следствие, улучшении характеристик работы двигателя БПЛА, ввиду уменьшения расхода отбора газа от двигателя и увеличение ресурса работы компонентов систем БПЛА за счет надлежащего охлаждения.
Заявленный эжектор системы воздушного охлаждения беспилотного летательного аппарата содержит воздухозаборник, по меньшей мере два теплообменника и камеру смешения, которая образована стенками проточного канала и имеет отличающиеся друг от друга по форме входное, среднее и выходное поперечные сечения по длине канала. В области между входным и средним сечением проточного канала за теплообменником по движению потока газа располагается коллектор соплового аппарата, состоящий из трубок, расположенных поперек потока газа в горизонтальной проекции, а на каждой трубке расположен ряд сопел, направленных по потоку газа. Сопла имеют конический конфузор на входе, цилиндрическую часть критического сечения и конический диффузор на выходе.
Количество трубок коллектора соплового аппарата равняется трем.
Трубки коллектора соплового аппарата располагаются в одной плоскости.
Сопла первой по ходу движения газа трубки направлены выше плоскости трубок соплового аппарата, сопла следующей по ходу движения газа трубки направлены ниже плоскости трубок соплового аппарата, а сопла последней по ходу движения газа трубки направлены в плоскости трубок соплового аппарата.
Современный БПЛА имеет на борту большое количество систем и агрегатов, требующих охлаждения. Решением задач по охлаждению занимается система воздушного охлаждения (далее - СВО) БПЛА. Для этих целей во время полета от определенной ступени компрессора двигателя происходит отбор горячего газа. После чего газ поступает в компрессор где происходит повышение давления и температуры. Далее газ проходя через теплообменник, остужается и поступает на турбину, вращающую в свою очередь компрессор. Охлажденный в теплообменнике и совершивший работу на турбине газ приобретает низкую температуру и становится пригодным для охлаждения аппаратуры БПЛА. Теплообменник, в котором происходит охлаждение горячего воздуха для СВО, охлаждается с помощью атмосферного воздуха, для чего на БПЛА есть воздухозаборник, который обеспечивает расход по холодной линии. Но при работе системы на земле, когда отсутствует набегающий поток воздуха, для создания принудительного расхода в проточной части используется эжектор.
Далее более подробно заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых:
На фиг. 1 представлена принципиальная схема проточной части эжектора.
На фиг. 2 представлена схема работы эжектора в полете и на земле.
На фиг. 3 представлен коллектор соплового аппарата и чертеж сопла.
На фиг. 4 представлена формы сечения проточного канала камеры смешения.
Позициями на чертежах обозначены следующие элементы:
1, 3 - теплообменник;
2 - воздухозаборник;
4 - сопла эжектора;
5 - камера смешения;
6 - выходная решетка;
7 - поток движения газа (набегающий поток);
8 - эжектируемый (пассивный, атмосферный) газ;
9 - эжектирующий (активный) газ;
10 - трубки коллектора соплового аппарата;
11 - сопла;
12 - конический конфузор сопла;
13 - цилиндрическую часть сопла;
14 - конический диффузор сопла.
Эжектор располагается за теплообменником (3) по потоку движения газа. Эжектирующий (активный) газ (9) для работы эжектора отбирается от определенной ступени компрессора двигателя (на фиг. не показано). При работе эжектора эжектирующий (активный) газ (9) увлекает за собой эжектируемый (пассивный, атмосферный) газ (8), создавая тем самым увеличенный расход газа через теплообменник (3) при работе на земле.
Заявленный эжектор системы воздушного охлаждения БПЛА содержит воздухозаборник (2), по меньшей мере два теплообменника (1, 3) и камеру (5) смешения, которая образована стенками проточного канала и имеет отличающиеся друг от друга по форме входное, среднее и выходное поперечные сечения по длине канала. В области между входным и средним сечением проточного канала располагается коллектор соплового аппарата, состоящий из трубок (10), расположенных поперек потока газа в горизонтальной проекции, а на каждой трубке расположен ряд одинаковых сопел (11), направленных по потоку газа. Сопла (11) имеют конический конфузор (12) на входе, цилиндрическую часть (13) критического сечения и конический диффузор (14) на выходе.
При этом для максимальной эффективности трубки (10) располагаются по потоку движения газа в одной плоскости (оптимальное количество - три) для обеспечения минимизации препятствия поточному газу, а активный газ (9) из сопел (11) каждой трубки (10) выходит из них в разных плоскостях (из сопел одной трубки выше плоскости расположения трубок, из сопел второй трубки - ниже плоскости расположения трубок, а из самой последней по направлению движения пассивного газа в плоскости расположения трубок (см. фиг. 2)).
Эффективность эжектора зависит от геометрических параметров камеры смешения (5), давления и температуры активного газа (9), а также от геометрии сопел (4) (наличие конических конфузора и диффузора). В ходе расчетных исследований были получены геометрические параметры, обеспечивающие максимальную эффективность сопел. Расход по холодной линии, а режиме малого газа увеличился на 43%.
Оптимальные геометрические параметры каждого сопла приведены в таблице 1.
Оптимальные геометрические параметры камеры смешения эжектора приведены в таблице 2.
Claims (4)
1. Эжектор системы воздушного охлаждения беспилотного летательного аппарата, содержащий воздухозаборник, по меньшей мере два теплообменника и камеру смешения, отличающийся тем, что камера смешения образована стенками проточного канала и имеет отличающиеся друг от друга по форме входное, среднее и выходное поперечные сечения по длине канала, при этом в области между входным и средним сечением проточного канала за теплообменником по движению потока газа располагается коллектор соплового аппарата, состоящий из трубок, расположенных поперек потока газа в горизонтальной проекции, а на каждой трубке расположен ряд сопел, направленных по потоку газа, при этом сопла имеют конический конфузор на входе, цилиндрическую часть критического сечения и конический диффузор на выходе.
2. Эжектор системы воздушного охлаждения беспилотного летательного аппарата по п. 1, отличающийся тем, что количество трубок коллектора соплового аппарата равняется трем.
3. Эжектор системы воздушного охлаждения беспилотного летательного аппарата по п. 2, отличающийся тем, что трубки коллектора соплового аппарата располагаются в одной плоскости.
4. Эжектор системы воздушного охлаждения беспилотного летательного аппарата по п. 3, отличающийся тем, что сопла первой по ходу движения газа трубки направлены выше плоскости трубок соплового аппарата, сопла следующей по ходу движения газа трубки направлены ниже плоскости трубок соплового аппарата, а сопла последней по ходу движения газа трубки направлены в плоскости трубок соплового аппарата.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2818844C1 true RU2818844C1 (ru) | 2024-05-06 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2432301C2 (ru) * | 2010-01-19 | 2011-10-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Беспилотный летательный аппарат |
US8371522B2 (en) * | 2007-12-21 | 2013-02-12 | Airbus Operations Gmbh | Device for cooling hot gas to be discharged from an aircraft |
RU2478805C2 (ru) * | 2007-11-14 | 2013-04-10 | Эрбюс Операсьон Сас | Способ управления тепловыми выбросами, генерируемыми летательным аппаратом, и устройство охлаждения для летательного аппарата, позволяющее применять упомянутый способ |
RU2764049C1 (ru) * | 2021-03-02 | 2022-01-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Беспилотный летательный аппарат на водороде |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2478805C2 (ru) * | 2007-11-14 | 2013-04-10 | Эрбюс Операсьон Сас | Способ управления тепловыми выбросами, генерируемыми летательным аппаратом, и устройство охлаждения для летательного аппарата, позволяющее применять упомянутый способ |
US8371522B2 (en) * | 2007-12-21 | 2013-02-12 | Airbus Operations Gmbh | Device for cooling hot gas to be discharged from an aircraft |
RU2432301C2 (ru) * | 2010-01-19 | 2011-10-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Беспилотный летательный аппарат |
RU2764049C1 (ru) * | 2021-03-02 | 2022-01-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Беспилотный летательный аппарат на водороде |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107444654B (zh) | 具有外流热交换器的环境控制*** | |
CA2831313C (en) | Air cooled air cooler for gas turbine engine air system | |
US10100733B2 (en) | Turbine engine with anti-ice valve assembly, bleed air valve, and method of operating | |
US8157503B2 (en) | Thermal management system | |
US20220074678A1 (en) | Matrix for an Air/Oil Heat Exchanger of a Jet Engine | |
KR101180547B1 (ko) | 터빈용 날개 | |
CN110513162B (zh) | 斗式入口 | |
JPH0749041A (ja) | ジェットエンジン組み立て部品 | |
EP2236750B1 (en) | An impingement cooling arrangement for a gas turbine engine | |
EP3599170B1 (en) | Anti-icing system with sweeping jet swirl nozzle | |
US10704466B2 (en) | High-mach vehicle cooling | |
US9611744B2 (en) | Intercooled compressor for a gas turbine engine | |
US11840344B2 (en) | Aircraft environmental control system | |
CN114787492A (zh) | 包括具有凹陷式湍流发生器的导流壁的热交换器 | |
US10151243B2 (en) | Cooled cooling air taken directly from combustor dome | |
RU2818844C1 (ru) | Эжектор системы воздушного охлаждения беспилотного летательного аппарата | |
CN113417891B (zh) | 离心压气机防冰引气结构及发动机 | |
US9435210B2 (en) | Cooled turbine blade for gas turbine engine | |
CN114607509A (zh) | 一种外转子发动机 | |
US11201524B2 (en) | Motor cooling systems | |
US20220235705A1 (en) | Heat transfer system | |
RU2735040C1 (ru) | Газоперекачивающий агрегат | |
EP3196441B1 (en) | Methods and systems for cooling a coolant airflow in a gas turbine engine | |
RU2730558C1 (ru) | Двухконтурный турбореактивный двигатель | |
RU2414615C1 (ru) | Газотурбинный двигатель |