4. Режимы взлета и посадки

4.1. Разработка имитатора эжекторного типа

В процессе разработки самолёта имеется проблема обеспечения работы механизации крыла на режимах взлёта и посадки. Если элементы этой механизации окажутся в зоне струйных потоков от двигателей, то необходимо провести исследования отклоненной механизации на аэродинамику самолёта с моделированием работы двигателя.

Эта проблема появляется в процессе экспериментальных исследований типичного транспортного самолёта с расположением двигателей с высокой степенью двухконтурности под крылом на режимах взлёта и посадки. В этом случае необходимо моделировать работу двигателя, чтобы моделировать струйные потоки. Разность расхода воздуха через полномасштабный воздухозаборник и воздухозаборник имитатора не будет значительно влиять на аэродинамику модели на данных режимах.

Теоретическое решение этой проблемы и её последовательная техническая реализация усложнена двумя особенностями. Сначала тип двигателя, которому имитатор должен соответствовать, - турбореактивный двигатель с очень высокой степенью двухконтурности и очень коротким внешним контуром (вентилятор). Второе условие - обеспечение требуемых значений П_с, используя ВВД с давлением не выше чем 500000 Па имея маленькую площадь сечений внутренних каналов, подводящих ВВД к эжектору.

Для обоих контуров имитатора: внешний и внутренний (газогенератор) была принят схема эжектора с звуковыми соплами ВВД на критическом режиме работы эжектора. В этом случае следующие положительные факторы были обеспечены: уменьшение длины канала смешения эжектора, которая является особенно важной при маленькой длине внешнего канала контура (вентилятора), а также высокая стабильность потока в канале воздухозаборника, которая не допускает развития больших колебаний модели самолёта с имитатором эжекторного типа.

В результате вычислений были определены значения геометрических и газовых динамических характеристик эжекторов для обоих контуров (рис. 2).

Во внутреннем контуре, который является достаточно длинным, сопло имеет форму круговой щели. Для внешнего короткого контура использовалась много сопловая подводка ВВД в сопла щели. Эти сопла сделаны в 12 полых пилонах. Подводка сжатого воздуха к эжекторам была выполнена через внутренний канал пилона и круговой канал между двумя крышками контуров. Было необходимо завершить каналы обоих контуров диффузорами, чтобы обеспечить потоки требуемыми скоростями на их выходе.

Рис.2

4.2. Доработка имитатора эжекторного типа

Внешняя доработка изолированного имитатора проводилась на модели (рис. 3), представляющей собой гондолу с установленными эжекторами и пилоном, который примыкал к сечению.

Рис.3

На модели проводились измерения статического и полного давления в выходных сечениях обоих контуров имитатора, и также измерения расхода ВВД. Для каждого контура были определены:

• относительное давление на выходе сопл (П_с)

• приведенная скорость на выходе сопл (_с)

• полный коэффициент тяги для имитатора (C_r).

Помимо этого, с помощью специальной гребенки датчиков давления были измерены поля скоростей на различных расстояниях вниз по потоку от срезов сопл.

Внешние исследования изолированного имитатора, в общем, подтвердили результаты теоретического анализа диапазона изменений давления ВВД в пределах назначенного диапазона.

Были получены требуемые значения П_с и _с, и для внутренних и внешних контуров (рис. 3).

Важная характеристика имитатора эжекторного типа - поля скоростей реактивных струй имитатора, которые

• должны соответствовать полю реального двигателя,

• согласно уровню их неоднородности будут определять точность измерения параметров струйного потока.

Измерения показали (рис. 4), что в выходном сечении внешнего контура поле скоростей струйного потока по существу неравномерное. Это вызвано поворотом потока на 180 градусов от кольцевой камеры эжектора до эжекторных сопл. Из-за этого происходит отрыв потока в канале перед кромкой щелевых сопл эжектора (рис. 2). Однако, отодвигаясь от внешней кромки контура сопла, неравномерный поток на его выходе преобразуется к сравнительно устойчивому потоку на внутренней кромке контура, и в сечении задней кромки крыла распределение скоростей в следе реактивных струй двигателя имеет типичный характер реактивной струи в следе. Таким образом, этот имитатор обеспечивает поток около задней кромки крыла, близкий к полномасштабному, и это может использоваться на аэродинамической модели для исследования влияния механизации крыла на аэродинамику самолёта.

Рис. 4