Входные и выходные устройства вертолета

Входные устройства (воздухозаборники) служат для подвода атмосферного воздуха и создания равномерного поля скоростей на входе в двигатель на различных режимах полета вертолета. Они выполняются так, чтобы потери полного давления на входе в двигатель были минимальными, т. е. отношение полного давления на входе в двигатель к полному давлению воздуха в набегающем потоке было как можно ближе к единице.

Сравнительно небольшие скорости полета вертолетов не предъявляют к входным устройствам каких-либо жестких требований по использованию скоростного напора, поскольку он невелик. Однако воздухозаборники силовых установок (СУ) вертолетов в отличие от самолетных должны обеспечить работу двигателей в очень широком диапазоне углов атаки и скольжения. Воздушный поток на входе в воздухозаборник сильно турбулентный (завихренный), поскольку входные устройства располагаются в отходящей от несущего винта (НВ) струе.

Значительную часть времени вертолеты работают на режиме висения и выполняют полеты на малых скоростях вблизи земли. В засушливых южных районах такие полеты осуществляются в условиях сильно запыленной атмосферы, что приводит к быстрому ухудшению характеристик двигателей - снижению их мощности и уменьшению ресурса. Это происходит главным образом из-за повышенного износа лопаток осевых компрессоров. Для сохранения ресурса в этих условиях воздухозаборники снабжаются специальными воздухоочистителями, в которых для отделения песчано-пылевых частиц используются центробежные силы, возникающие после закрутки входящего воздушного потока. Кроме того, обязательна установка противообледенительных устройств, поскольку обледенение воздухозаборников приводит к нарушению работы и останову двигателей.

Выходные (выхлопные, выпускные) устройства предназначены для отвода выходящих из двигателя газов за борт вертолета с минимальными гидравлическими потерями и в нужном направлении, исключающем попадание их вновь на вход в двигатель. Поступление этих газов в воздухозаборник нарушает равномерность температурного (и скоростного) поля на входе в двигатель, что приводит к помпажу двигателя.

Выходные устройства используются и для повышения КПД силовой установки. Для этого выпускной канал выполняется диффузорным (расширяющимся), что позволяет увеличить перепад давления на свободной турбине, а следовательно, и мощность двигателя. Применение таких каналов является особенностью вертолетных газотурбинных двигателей (ГТД) по сравнению с самолетными двигателями, в которых выходное устройство выполняется в виде удлинительной трубы, заканчивающейся соплом, что обеспечивает прирост реактивной тяги, соответствующий 7 - 15% эквивалентной мощности. На вертолетах же использование реактивной тяги затруднительно и потому невыгодно.

Источник: http://www.npmavia.ru/