Инженеры представили новую конструкцию нерегулируемого воздухозаборника для сверхзвукового гражданского самолёта. Устройство предназначено для повышения эффективности и устойчивости силовой установки на всех режимах полёта, включая сверхзвуковой крейсерский. Разработка учитывает требования к низкому уровню звукового удара, которые накладывают ограничения на компоновку воздухозаборников — их часто размещают над фюзеляжем или крылом для экранирования ударных волн. Однако такая схема осложняет работу за счёт утолщённого пограничного слоя и разогнанного набегающего потока.
Изображение: ChatGPT
Предложенный воздухозаборник имеет вход и канал каплевидной формы, что упрощает сопряжение с поверхностями планера и двигателем. Входной участок содержит две последовательные ступени торможения. Первая выполнена в виде двугранного угла со скруглённой вершиной и углом заклинения 4–6°. Вторая построена на основе пространственного конического течения: углы наклона касательных к образующим составляют 6–13° в начале и 7–21° в конце. Такая геометрия формирует систему из трёх скачков уплотнения — плоского, конического и замыкающего, что даёт более высокий коэффициент восстановления полного давления по сравнению с одноступенчатыми аналогами.
Изображение: Патент RU 245 823 U1
Для управления пограничным слоем предусмотрены два элемента: подрезка верхней части входного участка (20–35% площади входа) и поперечная щель в нижней части канала (15–25% площади входа). Это обеспечивает безотрывное обтекание канала и достаточный противопомпажный запас двигателя. Канал воздухозаборника плавно расширяется до входа в двигатель; его длина составляет 3–5 диаметров двигателя. Острые кромки горла сглажены радиусами 0,2–0,3 и 0,02–0,08 диаметра двигателя.
Конструкция нерегулируема, что исключает усложнение и утяжеление — проблема характерная для воздухозаборников с изменяемой геометрией. В результате обеспечивается устойчивая работа силовой установки в широком диапазоне скоростей и высот без риска помпажа и срывов потока. Техническое решение защищено патентом на полезную модель. Область применения — перспективные сверхзвуковые гражданские самолёты, в том числе с надкрыльевым размещением двигателей. Следующий этап — опытно-конструкторские работы и испытания в составе летающей лаборатории.
