Силовая установка летательного аппарата
Полезная модель относится к авиации. Силовая установка содержит сопло 1 с переходным участком 2 и плоским срезом 3 и вертикальными перегородками 4, отклоняемые панели 5. Благодаря использованию поворотных перегородок 4 и панелей 5 повышается маневренность самолета и уменьшается его заметность, что снижает вероятность обнаружения самолета средствами контроля воздушного пространства.
Полезная модель относится к силовым установкам летательных аппаратов, в частности к плоским соплам двигателей.
Известны силовые установки с плоскими соплами двигателей (фиг.1, 2), состоящие из переходного участка от круглого сечения двигателя к плоскому соплу, сопла, вертикальных перегородок, нижней панели (см. Aviation week and space texhnology, April 30, 1990).
К их недостаткам относятся:
отсутствие регулирования величины тяги в боковом направлении помощью отклонения панели сопла;
направление тяги изменяется только за счет отклоняемой нижней панели, что в ряде случаев (для совершений, например, летательным аппаратом быстрых маневров в боевых условиях) может быть недостаточно эффективным и требует наличия крупногабаритного хвостового оперения;
значительная заметность силовой установки в радиолокационном, инфракрасном, акустическом диапазонах длин волн и значительная заметность летательного аппарата с боковых ракурсов в радиолокационном диапазоне длин волн из-за наличия хвостового оперения.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей силовой установки и устранение указанных недостатков.
Указанный результат достигается тем, что силовая установка летательного аппарата, содержащая двигатель, воздухозаборники, плоское сопло с переходным участком от круглого сечения, отклоняемую панель, размещенные в сопле вертикальные перегородки, снабжена, по крайней мере, одной дополнительной отклоняемой панелью, а вертикальные перегородки выполнены поворотными.
Каждая панель может быть выполнена со своим приводом, а одна из сторон панелей может иметь зубцы треугольной формы, что позволяет при смыкании панелей зубцы одной панели расположить в пазах другой панели.
Вертикальные перегородки могут быть выполнены с возможностью перемещения от общего привода и с различным профилем, например, криволинейным.
Расстояние между перегородками определяется соотношением: S=К L/V, где S - число Струхаля;
К - частота;
L - расстояние между перегородками;
V - скорость истечения газа.
В случае однодвигательной силовой установки плоское сопло разделено перегородкой, каждая часть сопла имеет свои панели и вертикальные перегородки, при этом перегородки в указанных частях сопла устанавливаются с возможностью поворота в противоположные стороны.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 - приведена схема известного плоского сопла (аналога);
На фиг.2 - вид сбоку на предлагаемое сопло;
На фиг.3 - вид сверху на предлагаемое сопло с отклоняемыми перегородками;
На фиг.4 - панели с пилообразными сторонами
На фиг.5 - перегородки специально спрофилированные по длине.
На фиг.6 - разделенная на две части перегородкой переходная зона.
Силовая установка летательного аппарата содержит сопло 1 с переходным участком 2, плоским срезом 3 и вертикальными перегородками 4, отклоняемые панели 5, управляемые устройствами 6 и 7.
Перегородки имеют привод 8. Панели 5 имеют пилообразные (зубчатые) стороны 9.
Работа предлагаемой силовой установки с малозаметным регулируемым соплом 1 осуществляется следующим образом.
При двухдвигательной компоновке летательного аппарата для выполнения маневра в горизонтальной плоскости создается разность тяги двигателей. При этом газы идущие через сопло 1 по переходной части сопла 2, достигая среза сопла 3, пройдя перегородки 4, воздействуют на панели 5, отклоняемые к оси сопла соответственно устройствами 6 и 7 (например, гидравлическими цилиндрами) - тяга двигателя с отклоненными панелями 5 изменяется и летательный аппарат разворачивается в горизонтальной плоскости.
Для выполнения разворота с креном панели 5 в зависимости от направления крена отклоняются на разные углы - появляются разные по величине вертикальные составляющие силы (см. фиг.2: 
2>1, отсюда F2 >F1), заставляющие летательный аппарат осуществить поворот с креном.
Створки второго сопла могут или не отклоняться совсем или отклоняться на другие, чем у первого сопла углы - это зависит от необходимой скорости маневра, определяемой или летчиком, или автоматически по заложенной в вычислительную систему программе.
На быстроту выполнения маневра влияет угол 
(см. фиг.3) установки перегородок 4, устанавливаемый с помощью устройства 8 (например, гидравлическим цилиндром с тягами переменной длины, жестко скрепленными с осями перегородок 4) так же летчиком или в автоматическом режиме. Чем больше угол по отношению к продольной оси летательного аппарата, тем больше боковая составляющая тяги и тем маневр осуществляется быстрее (см. фиг.3: 2>1 и Q2>Q 1).
В целях уменьшения заметности силовой установки в радиолокационном диапазоне длин волн стороны 9 панелей 5 выполнены зубчатыми - в виде ломаной линии, состоящей из треугольников, причем при смыкании панелей 5 зубцы одной из них входят в пазы другой.
Для уменьшения заметности силовой установки в радиолокационном, инфракрасном, акустическом диапазонах длин волн перегородки 4 выполнены специально спрофилированными (фиг.5) таким образом, чтобы не просматривались нагретые части силовой установки с направлений возможной атаки (направление W на фиг.5), например, за счет изгиба перегородок (фиг.5), при этом внешняя точки А перегородки перекрывается внутренней точкой В соседней перегородки. Кривизна перегородок (вплоть до нулевой) - переменная по ширине сопла -в зависимости от ее положения и исходя из условия экранирования горячих точек круглого сопла.
Расстояние между перегородками 4 определяется также необходимой степенью уменьшения акустической заметности силовой установки из известного (см. Седов Л.И. "Методы подобия и размерности в механике" М., 1987, стр.132) соотношения: S=(k·1)/v (S - число Струхаля, k - частота, v - скорость истечения газа, 1 - расстояние между перегородками).
Известно (см. тот же источник), что чем выше частота колебаний звука, тем быстрее звук затухает в воздухе по дальности - т.е. звук от силовой установки летательного аппарата слышен на меньшей дальности и летательный аппарат по шуму может быть услышан, когда он успевает нанести удар по противнику.
Для однодвигательной компоновки летательного аппарата отличие заключается в том (см. фиг.6), что переходная зона 2 сопла 1 перегорожена перегородкой 10, образуя как бы два плоских сопла, снабженных двумя парами панелей 5 и перегородками 4, отклоняющимися в разные стороны для создания боковой составляющей тяги силовой установки.
Работа однодвигательного сопла аналогична вышеописанной двухдвигательной.
Управление полетом летательного аппарата в вертикальной плоскости осуществляется как при двухдвигательной, так и при однодвигательной компоновке летательного аппарата с помощью отклонения или только верхних или только нижних панелей 5.
Использование регулируемого плоского сопла позволяет отказаться от хвостового оперения летательного аппарата, что снижает не только его массу, но и заметность с боковых ракурсов в радиолокационном диапазоне длин волн.
1. Силовая установка летательного аппарата, содержащая двигатель, воздухозаборники, плоское сопло с переходным участком от круглого сечения, отклоняемую панель, размещенные в сопле вертикальные перегородки, отличающаяся тем, что снабжена, по крайней мере, одной дополнительной отклоняемой панелью, а вертикальные перегородки выполнены поворотными.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что каждая панель выполнена со своим приводом.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что перегородки выполнены с возможностью перемещения от общего привода.
4. Установка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что одна из сторон панелей выполнена с зубцами треугольной формы.
5. Установка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что вертикальные перегородки выполнены с различным профилем.
6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что, по крайней мере, часть перегородок выполнена криволинейными.
7. Установка по п.4, отличающаяся тем, что при смыкании панелей зубцы одной из них расположены в пазах другой панели.
8. Установка по любому из пп.1-3, 6 и 7, отличающаяся тем, что сопло разделено на две части продольной перегородкой, при этом каждая из панелей выполнена соответствующей парой створок.
9. Установка по п.8, отличающаяся тем, что вертикальные перегородки в частях сопла установлены с возможностью отклонения в противоположные стороны.
10. Установка по любому из пп.1-3, 6, 7 и 9, отличающаяся тем, что расстояние между перегородками определяется соотношением
S=KL/V,
где S - число Струхаля;
К - частота;
L - расстояние между перегородками;
V - скорость истечения газа.
