RU2313680C2 - Silencing nozzle of air-jet engine (versions) - Google Patents
Silencing nozzle of air-jet engine (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313680C2 RU2313680C2 RU2006103674/06A RU2006103674A RU2313680C2 RU 2313680 C2 RU2313680 C2 RU 2313680C2 RU 2006103674/06 A RU2006103674/06 A RU 2006103674/06A RU 2006103674 A RU2006103674 A RU 2006103674A RU 2313680 C2 RU2313680 C2 RU 2313680C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- channel
- shell
- pylons
- edges
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретения относятся к области авиации, в частности к соплам воздушно-реактивных двигателей летательных аппаратов с устройствами для снижения шума.The invention relates to the field of aviation, in particular to nozzles of jet engines of aircraft with devices for reducing noise.
Одним из основных требований к двигателям гражданских самолетов является низкий уровень шума на взлете и посадке. Снижение шума особенно актуально для сверхзвуковых пассажирских самолетов (СПС), для которых шум на местности определяется шумом струй двигателей.One of the main requirements for engines of civilian aircraft is the low noise level on takeoff and landing. Noise reduction is especially relevant for supersonic passenger aircraft (ATP), for which the noise on the ground is determined by the noise of the engine jets.
Известно сопло для СПС со сниженным уровнем шума за счет протока внешнего воздуха на режиме взлета через полые пилоны. При этом сверхзвуковая часть сопла выполняет функцию эжектора. На режиме крейсерского сверхзвукового полета пилоны убираются, сверхзвуковая часть сопла формируется створками, расположенными на внутренней поверхности эжектора (AIAA Paper N 80-0165, 1980 г. Flight and wind tunnel test results of a mechanical jet noise suppressor nozzle. R.D.FitzSimmons, R.A.McKinnon and E.S.Johnson Douglas Aircraft Company McDonnell Douglas Corporation and J.R.Brooks Rolls-Royce, Limited). Исследования этого сопла показали, что при снижении шума на взлете и посадке на 16 EPNdB потери тяги составляют 5-6%. При этом конструкция сопла получается сложной, с тремя группами подвижных элементов (дозвуковые створки, регулирующие критическое сечение, убираемые пилоны, сверхзвуковые створки) и, как следствие этого, имеет большой вес.Known nozzle for ATP with reduced noise due to the flow of external air during takeoff through hollow pylons. In this case, the supersonic part of the nozzle performs the function of an ejector. In cruise supersonic flight mode, the pylons are retracted, the supersonic part of the nozzle is formed by flaps located on the inner surface of the ejector (AIAA Paper N 80-0165, 1980. Flight and wind tunnel test results of a mechanical jet noise suppressor nozzle. RDFitzSimmons, RAMcKinnon and ESJohnson Douglas Aircraft Company McDonnell Douglas Corporation and JR Brooks Rolls-Royce, Limited). Studies of this nozzle showed that with a decrease in noise on take-off and landing by 16 EPNdB, thrust loss is 5-6%. At the same time, the nozzle design is complex, with three groups of movable elements (subsonic flaps regulating the critical section, retractable pylons, supersonic flaps) and, as a result, has a lot of weight.
Известно сопло для СПС, содержащее осесимметричное сужающееся сопло и эжектор (патент Великобритании №1207194 «United Aircraft Corp.», МПК B64D 330/06, 1967 г.). При высоких тяговых характеристиках этого сопла снижение шума незначительно, т.к. в коротком эжекторе без разбиения основной струи на ряд мелких невозможно обеспечить коэффициент эжекции достаточным для существенного снижения скорости истекающей струи и соответственно шума.Known nozzle for ATP containing an axisymmetric tapering nozzle and ejector (UK patent No. 1207194 "United Aircraft Corp.", IPC B64D 330/06, 1967). With high traction characteristics of this nozzle, the noise reduction is negligible, because in a short ejector, without dividing the main jet into a series of small ones, it is impossible to provide an ejection coefficient sufficient to significantly reduce the speed of the outflowing jet and, accordingly, noise.
Известно сопло со сниженным уровнем шума, содержащее обечайку и центральное тело, между которыми расположены полые пилоны, разделяющие основной канал сопла на ряд каналов, а также эжектор, причем каждый пилон снабжен двумя панелями, подвижно соединенными с пилоном вдоль кромок, и механизмом поворота панелей (патент США №2940252, МПК F02K 1/26, 1960). Недостатком этого сопла является то, что крепление панелей к кромкам пилонов удлиняет внутренний канал сопла на длину панелей вдоль оси сопла, что уменьшает длину смешения внутреннего потока и внешнего воздуха в эжекторе и соответственно уменьшает уровень снижения шума. Кроме того, сверхзвуковая часть сопла формируется одной панелью, что не позволяет оптимальным образом регулировать сопло в широком диапазоне режимов полета и приводит к дополнительным потерям тяги.A nozzle with a reduced noise level is known, containing a shell and a central body, between which there are hollow pylons that separate the main channel of the nozzle into a number of channels, as well as an ejector, each pylon is equipped with two panels, movably connected to the pylon along the edges, and a panel rotation mechanism ( U.S. Patent No. 2940252, IPC F02K 1/26, 1960). The disadvantage of this nozzle is that the fastening of the panels to the edges of the pylons extends the internal channel of the nozzle by the length of the panels along the axis of the nozzle, which reduces the mixing length of the internal flow and external air in the ejector and, accordingly, reduces the level of noise reduction. In addition, the supersonic part of the nozzle is formed by a single panel, which does not allow optimally adjusting the nozzle in a wide range of flight modes and leads to additional thrust losses.
Известно шумоглушащее сопло воздушно-реактивного двигателя, содержащее эжектор, обечайку и центральное тело, между которыми расположены полые пилоны, разделяющие основной канал сопла на ряд секторов, и пары панелей, подвижно соединенных с пилоном вдоль кромок, и механизмами поворота, предназначенными для изменения формы секторов между пилонами. Особенность сопла состоит в том, что оно снабжено дополнительно несколькими панелями, подвижно соединенными между собой и установленными за каждым пилоном (патент РФ №2092708, МПК F02K 1/34, 1993). Недостатком этого сопла является сложность конструкции.A sound-damping jet engine nozzle is known that contains an ejector, a shell and a central body, between which there are hollow pylons that divide the main channel of the nozzle into a number of sectors, and a pair of panels movably connected to the pylon along the edges, and rotation mechanisms designed to change the shape of the sectors between the pylons. The nozzle feature is that it is additionally equipped with several panels movably connected to each other and installed behind each pylon (RF patent No. 2092708, IPC F02K 1/34, 1993). The disadvantage of this nozzle is the design complexity.
Известно шумоглушащее сопло воздушно-реактивного двигателя, содержащее обечайку, гофрированное сопло, периферийные каналы, эжектор (патент США №3749316 «Sound Suppressing Thrust Augmenting Apparatus», МПК B64D 33/06; F01N 1/14; F01N 1/16; 1972). Недостатками сопла являются его нерегулируемость, неприменимость на сверхзвуковых самолетах.A sound-damping jet engine nozzle is known, comprising a rim, corrugated nozzle, peripheral channels, an ejector (US Pat. No. 3,749,316, Sound Suppressing Thrust Augmenting Apparatus, IPC B64D 33/06; F01N 1/14; F01N 1/16; 1972). The disadvantages of the nozzle are its unregulated, inapplicability on supersonic aircraft.
Известно плоское эжекторное сопло для воздушно-реактивного двигателя, содержащее обечайку, внутреннее гофрированное сопло, эжектор, перегородки в эжекторе, которые изготовлены из звукопоглощающего материала (Великобритания, заявка №1345786, Ejectors; jet propulsion nozzles BERTIN & CIE, 1971). Недостатками сопла являются его нерегулируемость, неприменимость на сверхзвуковых самолетах.Known flat ejector nozzle for a jet engine containing a shell, an internal corrugated nozzle, ejector, baffles in the ejector, which are made of sound-absorbing material (UK, application No. 1345786, Ejectors; jet propulsion nozzles BERTIN & CIE, 1971). The disadvantages of the nozzle are its unregulated, inapplicability on supersonic aircraft.
Известно сопло, содержащее обечайку, сужающийся канал, гофры, подвижно соединенные с сужающимся каналом, воздухозаборники эжектора, сверхзвуковые панели сопла, внешние панели сопла и боковые стенки сопла (Jet mixing characteristics for a supersonic ejector. T.Oishi, T.Watanabe, Y.Udagawa, Y.Nacamura, IHI Aero-Engine & Space Operations, Tokyo, Japan, 6th International Conference on LASER ANEMOMETRY, August 13-18, 1995. The Westin Resort, Hilton Head Island, South Carolina, USA). Недостатком этого сопла является то, что наличие одного комплекта гофров не позволяет полностью перемешать струю сопла с внешним потоком в эжекторе. Снижение шума при этом составляет около 10 EPNdb (AIAA N 96-1668. 2nd AIAA/CEAS AeroAcoustics Conference May 6-8, 1996/State College, PA. An experimental study of 2-d mixer-ejector noise and thrust characteristics. S.Ju.Krasheninnikov, A.K.Mironov CIAM, Moscow, Russia, E.V.Paulukov, V.K.Zitenev TsAGI, Zukovskiy, Russia, J.Julliard, E.Maingre SNECMA Villaroche, Moissy Cramayel, France).Known nozzle containing a shell, a tapering channel, corrugations, movably connected to a tapering channel, ejector air intakes, supersonic nozzle panels, outer nozzle panels and side walls of the nozzle (Jet mixing characteristics for a supersonic ejector. T. Oishi, T. Watanabe, Y. Udagawa, Y.Nacamura, IHI Aero-Engine & Space Operations, Tokyo, Japan, 6 th International Conference on LASER ANEMOMETRY, August 13-18, 1995. The Westin Resort, Hilton Head Island, South Carolina, USA). The disadvantage of this nozzle is that the presence of one set of corrugations does not allow to completely mix the nozzle stream with the external flow in the ejector. The noise reduction is about 10 EPNdb (AIAA N 96-1668. 2 nd AIAA / CEAS AeroAcoustics Conference May 6-8, 1996 / State College, PA. An experimental study of 2-d mixer-ejector noise and thrust characteristics. S .Ju.Krasheninnikov, AKMironov CIAM, Moscow, Russia, EVPaulukov, VKZitenev TsAGI, Zukovskiy, Russia, J.Julliard, E.Maingre SNECMA Villaroche, Moissy Cramayel, France).
Известно плоское шумоглушащее сопло воздушно-реактивного двигателя (Патент РФ №2153091, МПК F02K 1/46, 2000 г.). Сопло состоит из обечайки, сужающегося канала, гофр, эжектора, сверхзвуковых панелей, воздухозаборников. Сопло снабжено дополнительными каналами, соединяющими внутреннюю полость сужающегося канала сопла с эжектором. Дополнительные каналы снабжены клапанами, перекрывающими проток газа на режимах полета без шумоглушения. Выступы гофр обращены к внешней стороне сопла и располагаются между дополнительными каналами, а проток эжектора разделен на части сверхзвуковыми панелями. Такая конструкция сопла позволяет снизить уровень шума на взлетном режиме. Недостатком сопла является сложность конструкции.Known flat noise suppressing nozzle of an jet engine (RF Patent No. 2153091, IPC
Задачей изобретений является снижение уровня шума струи двигателя на режимах взлета и посадки.The objective of the invention is to reduce the noise level of the jet at take-off and landing.
Предлагаются три варианта сопл с шумоглушением.There are three options for nozzles with sound attenuation.
В первом и втором вариантах устройства за прототип выбраны плоское и осесимметричное шумоглушащие шевронные сопла воздушно-реактивного двигателя (Патент США №6360528, Chevron exhaust nozzle for a gas turbine engine, General Electric Co, 2002), которые включают в себя канал для протекания газовой реактивной струи. Ряд смежных шевронов, расположенных на срезе сопла, ограничивает выхлопное отверстие. Наличие шевронов на срезе сопл приводит к уменьшению шума струи за счет изменения структуры турбулентности в слое смешения струи с внешним потоком. Если шевроны расположены под небольшим углом к струе, то они не приводят к увеличению потерь тяги в сопле. Недостатком прототипа является недостаточное воздействие шевронов на струю, а при увеличении угла установки шеврона к струе возрастают потери тяги в сопле.In the first and second embodiments of the device, a flat and axisymmetric sound-damping chevron nozzles of an air-jet engine (US Patent No. 6360528, Chevron exhaust nozzle for a gas turbine engine, General Electric Co, 2002), which include a channel for a gas jet flow, are selected as the prototype. jets. A series of adjacent chevrons located at the nozzle exit limit the exhaust port. The presence of chevrons at the nozzle exit leads to a decrease in jet noise due to a change in the turbulence structure in the mixing layer of the jet with the external flow. If the chevrons are located at a small angle to the jet, then they do not lead to an increase in thrust loss in the nozzle. The disadvantage of the prototype is the insufficient effect of chevrons on the jet, and with an increase in the angle of installation of the chevron to the jet, the thrust loss in the nozzle increases.
В первом варианте устройства решение поставленной задачи и технический результат достигают тем, что в сужающемся плоском сопле воздушно-реактивного двигателя с вырезами на обечайке канал сопла в области критического сечения сопла разделен перегородками на ряд малых сопл, кромки верхних обечаек которых смещены относительно соответствующих кромок нижних обечаек либо вперед, либо назад вдоль оси канала сопла, причем у соседних малых сопл имеет место чередование направления смещения кромок верхних и нижних обечаек. Это приводит к тому, что вектора скорости истечения из соседних малых сопл направлены под углом друг к другу.In the first embodiment of the device, the solution of the problem and the technical result are achieved by the fact that in the tapering flat nozzle of the jet engine with cutouts on the shell, the nozzle channel in the region of the critical section of the nozzle is divided by partitions into a series of small nozzles, the edges of the upper shells of which are offset relative to the corresponding edges of the lower shells either forward or backward along the axis of the nozzle channel, with adjacent small nozzles alternating in the direction of displacement of the edges of the upper and lower shells. This leads to the fact that the velocity vector of the outflow from neighboring small nozzles are directed at an angle to each other.
На фиг.1 показано плоское сопло с шумоглушением (1-й вариант устройства).Figure 1 shows a flat nozzle with sound attenuation (1st version of the device).
На фиг.2 показан продольный разрез плоского шумоглушащего сопла в сечении А-А.Figure 2 shows a longitudinal section of a flat sound attenuating nozzle in section AA.
На фиг.3 показан продольный разрез плоского шумоглушащего сопла в сечении Б-Б.Figure 3 shows a longitudinal section of a flat sound attenuating nozzle in section BB.
На фиг.4 показан угол между направлениями векторов скорости потоков в соседних малых соплах.Figure 4 shows the angle between the directions of the flow velocity vectors in adjacent small nozzles.
На фиг.5 показан вид справа плоского шумоглушащего сопла.Figure 5 shows a right side view of a flat sound attenuating nozzle.
На фиг.6 показан вид сверху плоского шумоглушащего сопла.Figure 6 shows a top view of a flat sound attenuating nozzle.
Плоское шумоглушащее сопло в первом варианте устройства (фиг.1-3) состоит из обечайки 1, перегородок 2, расположенных в окрестности критического сечения, и боковых стенок сопла 3.The flat noise-attenuating nozzle in the first embodiment of the device (Figs. 1-3) consists of a
Сопло работает следующим образом. Поток газа протекает по каналу сопла. На выходе из сопла газ разделяется перегородками 2 на ряд потоков. Наличие выреза 4 на обечайке 1 приводит к наклону среза сопла 5 и отклонению вектора скорости потока. В соседних каналах вектора скорости потоков и направлены под углом φ друг к другу за счет чередования вырезов на обечайке (фиг.2-4). Различное направление скоростей потоков газа на выходе из сопла приводит к снижению шума реактивной струи. Глубину вырезов и количество перегородок можно оптимизировать для каждого отдельного конструктивного применения.The nozzle operates as follows. A gas stream flows through the nozzle channel. At the exit of the nozzle, the gas is separated by
Во втором варианте устройства, реализующем предложенный способ, решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что канал сужающегося осесимметричного сопла воздушно-реактивного двигателя с вырезами на обечайке в области критического сечения разделен пилонами, направленными от обечайки к оси канала сопла и не доходящими до противоположной стенки сопла, на сектора, а кромки обечаек между пилонами соседних секторов смещены относительно друг друга либо вперед, либо назад вдоль оси канала сопла, причем имеет место чередование направления смещения кромок обечаек соседних секторов.In the second embodiment of the device that implements the proposed method, the solution of the problem and the technical result are achieved by the fact that the channel of the tapering axisymmetric nozzle of the jet engine with cutouts on the shell in the region of the critical section is divided by pylons directed from the shell to the axis of the nozzle channel and not reaching the opposite the nozzle walls, into sectors, and the edges of the shells between the pylons of neighboring sectors are displaced relative to each other either forward or backward along the axis of the nozzle channel, and edovanie direction of displacement edges of shells adjacent sectors.
На фиг.7 показан продольный разрез «секторного» сопла с шумоглушением (2-й вариант устройства) в сечении В-В.Figure 7 shows a longitudinal section of a "sector" nozzle with sound attenuation (2nd version of the device) in section BB.
На фиг.8 показан вид справа «секторного» сопла с шумоглушением.On Fig shows a right side view of the "sector" nozzle with sound attenuation.
На фиг.9-10 представлены виды Г и Д продольного разреза сопла, показывающие различное направление вектора скорости в соседних секторах сопла.Figures 9-10 are views of a longitudinal section D of a nozzle showing different directions of the velocity vector in adjacent sectors of the nozzle.
На фиг.11 показано совмещение видов Г и Д и угол между направлениями векторов скорости потоков в соседних секторах сопла.Figure 11 shows the combination of types G and D and the angle between the directions of the flow velocity vectors in neighboring sectors of the nozzle.
На фиг.12 приведена фотография модели «секторного» суживающегося сопла с шумоглушением.12 is a photograph of a model of a “sector” tapering nozzle with sound attenuation.
На фиг.13-15 приведены результаты экспериментальных исследований тяговых и акустических характеристик «секторного» сопла с шумоглушением.On Fig.13-15 shows the results of experimental studies of traction and acoustic characteristics of the "sector" nozzle with sound attenuation.
«Секторное» сопло во втором варианте устройства состоит из обечайки 1 и пилонов 2 (фиг.7-11). Количество пилонов и их конфигурация могут быть различными. На фиг.7-12 изображено «секторное» сопло с 12 пилонами."Sector" nozzle in the second embodiment of the device consists of a
Сопло работает следующим образом. Поток газа протекает по каналу сопла. На выходе из сопла газ разделяется пилонами 2 на зоны с более мелкими струями, в которых вектора скорости соседних струй направлены под углом друг к другу. Вырез 4 кромки обечайки 1 на «четных» секторах вверх по потоку, относительно кромки (без выреза) 6 обечайки 1 на «нечетных» секторах, приводит к наклону среза сопла 5 и отклоняет часть струи от оси сопла (фиг.9-10). На фиг.11 показан угол φ между направлениями векторов скорости потоков и в соседних секторах сопла. Созданное таким образом различное направление скорости струи на срезе сопла приводит к снижению шума реактивной струи без заметных потерь тяги сопла.The nozzle operates as follows. A gas stream flows through the nozzle channel. At the exit of the nozzle, the gas is separated by
Как показали экспериментальные исследования тяговых характеристик «секторного» сопла в ЦАГИ, потери тяги в таком сопле находятся на уровне потерь тяги в эталонных осесимметричных соплах (фиг.13), а эффективность снижения шума возрастает с увеличением перепада давления на срезе сопла. Наибольшая эффективность достигает 1-3 дБ в области максимума спектра шума (фиг.14-15).As shown by experimental studies of the traction characteristics of the “sector” nozzle in TsAGI, the thrust loss in such a nozzle is at the level of thrust loss in the standard axisymmetric nozzles (Fig. 13), and the noise reduction efficiency increases with increasing pressure drop across the nozzle exit. The highest efficiency reaches 1-3 dB in the region of the maximum noise spectrum (Figs. 14-15).
В третьем варианте устройства за прототип выбрано осесимметричное сопло с центральным телом со сниженным уровнем шума, содержащее обечайку, центральное тело с расположенными вокруг него полыми пилонами, через которые проходит внешний воздух (Thrust performance of isolate d plug nozzles with two tipes of 40-spoke noise suppressor at mach numbers from 0 to 0.45. by D.E.Harrington and J.J.Scbloemer, NASA TM X-2951, 1974). В сопле основная газовая реактивная струя разделяется с помощью полых пилонов, через которые проходит внешний воздух, на ряд струй меньшего размера. Недостатком этого сопла является то, что при разделении основной струи с помощью полых пилонов мелкие струи располагаются на некотором расстоянии друг от друга. При этом наличие донной области приводит к тому, что потери тяги сопла на режимах полета с шумоглушением увеличиваются до 16% идеальной тяги сопла.In the third embodiment of the device, an axisymmetric nozzle with a central body with a reduced noise level, containing a shell, a central body with hollow pylons located around it, through which external air passes (Thrust performance of isolate d plug nozzles with two tipes of 40-spoke noise), was selected as the prototype suppressor at mach numbers from 0 to 0.45. by DE Harrington and JJScbloemer, NASA TM X-2951, 1974). In the nozzle, the main gas jet stream is separated by hollow pylons through which external air passes into a series of smaller jets. The disadvantage of this nozzle is that when separating the main jet using hollow pylons, small jets are located at some distance from each other. Moreover, the presence of the bottom region leads to the fact that the loss of thrust of the nozzle in flight modes with noise attenuation increases to 16% of the ideal thrust of the nozzle.
В третьем варианте устройства решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что на срезе осесимметричного сопла воздушно-реактивного двигателя, содержащего обечайку и центральное тело, установлены пилоны, разделяющие канал сопла на ряд малых каналов, причем толщина пилонов составляет не более 0,2Lp, где Lp - максимальное расстояние между пилонами, а на поверхности центрального тела через один малый канал расположены отклоняемые створки длиной не менее Lc=0.2H* (Н* - высота критического сечения сопла), с углом отклонения от поверхности центрального тела в диапазоне от 0 до 30°, причем передний край створок шарнирно прикреплен к центральному телу в окрестности критического сечения сопла.In the third embodiment of the device, the solution of the problem and the technical result are achieved by the fact that on the cut of the axisymmetric nozzle of the jet engine containing the shell and the central body, pylons are installed dividing the nozzle channel into a number of small channels, and the thickness of the pylons is not more than 0.2L p where L p - maximum distance between the pillars and the surface of the central body through a small passage located deflectable flap length is not less than L c = 0.2H * (H * - height of the nozzle throat), with an angle rejected I from the surface of the central body in the range from 0 to 30 °, wherein the cutting edge flaps hingedly attached to the central body in the vicinity of the nozzle throat.
На фиг.16 показан продольный разрез «секторного» шумоглушащего сопла с центральным телом (третий вариант устройства) с положением подвижных деталей на режиме взлета с шумоглушением в сечении Е-Е.On Fig shows a longitudinal section of a "sector" sound-attenuating nozzle with a Central body (the third version of the device) with the position of the moving parts in the take-off mode with sound attenuation in cross-section EE.
На фиг.17 показан вид справа «секторного» шумоглушащего сопла с центральным телом.On Fig shows a right side view of the "sector" soundproof nozzle with a Central body.
На фиг.18 показан продольный разрез «секторного» шумоглушащего сопла с центральным телом с положением подвижных деталей на режиме полета без шумоглушения в сечении Е-Е.On Fig shows a longitudinal section of a "sector" soundproofing nozzle with a Central body with the position of the moving parts in flight mode without sound attenuation in cross-section EE.
На фиг.19 показан продольный разрез части «секторного» шумоглушащего сопла с центральным телом в области критического сечения в М 2:1.On Fig shows a longitudinal section of part of the "sector" soundproof nozzle with a Central body in the region of the critical section in M 2: 1.
На фиг.20 показана общая схема механизмов перемещения створок внутрь центрального тела.On Fig shows a General diagram of the mechanisms for moving the valves inside the Central body.
На фиг.21 приведена фотография модели «секторного» шумоглушащего сопла с центральным телом.Figure 21 shows a photograph of a model of a "sector" sound-attenuating nozzle with a central body.
На фиг.22 приведена фотография сменных деталей модели «секторного» шумоглушащего сопла с центральным телом с различными выступами. (В экспериментальных исследованиях створки имитировались выступами).Figure 22 shows a photograph of interchangeable parts of a model of a "sector" sound-attenuating nozzle with a central body with various protrusions. (In experimental studies, the leaflets were imitated by protrusions).
На фиг.23 показана схема течения в «секторном» шумоглушащем сопле с центральным телом.On Fig shows a flow diagram in a "sector" soundproofing nozzle with a Central body.
На фиг.24-27 представлены результаты экспериментальных исследований тяговых и аккустических характеристик «секторного» шумоглушащего сопла с центральным телом.In Fig.24-27 presents the results of experimental studies of traction and acoustic characteristics of the "sector" soundproof nozzle with a Central body.
Осесимметричное «секторное» шумоглушащее сопло с центральным телом в третьем варианте устройства (фиг.16) состоит из обечайки 1, центрального тела 7 со створками 8 и пилонов 2, расположенных между центральным телом 7 и обечайкой 1. Конфигурация и размеры створок могут быть различными (фиг.22) и могут оптимизироваться для каждого отдельного конструктивного применения. Количество пилонов также может быть различным. Перемещение створов 8 осуществляется силовой системой, состоящей из гидравлических цилиндров 9 и системы рычагов 10 (фиг.20).The axisymmetric "sector" sound-attenuating nozzle with a central body in the third embodiment of the device (Fig. 16) consists of a
Сопло работает следующим образом. На режиме взлета поток газа от двигателя разделяется пилонами 2 на ряд потоков в малых соплах (в данной модели сопла их было 18). Створки 8 на центральном теле 7, установленные через одно малое сопло, приводят к отклонению вектора скорости потока в малых соплах (секторах) со створками. На фиг.23 показана схема течения в «секторном» сопле с центральным телом и угол φ между направлениями векторов скорости потоков и в соседних секторах (со створками и без створок). В рассматриваемой схеме угол между направлениями векторов скорости в соседних секторах составляет ~20°. На режиме полета без шумоглушения механизмы перемещения убирают створки 8 внутрь центрального тела 7 (фиг.18). Такая перестройка приводит к уменьшению потерь тяги сопла.The nozzle operates as follows. In take-off mode, the gas flow from the engine is divided by
Механизмы перемещения створок аналогичны известным механизмам регулирования сопл и других створчатых конструкций современных летательных аппаратов.The mechanisms for moving the valves are similar to the known mechanisms for regulating nozzles and other casement structures of modern aircraft.
В ЦАГИ проведены исследования тяговых и аккустических характеристик «секторных» сопл с шумоглушением. В экспериментальных исследованиях отклоняемые створки имитировались выступами, установленными на центральном теле. Как показали исследования «секторного» шумоглушащего сопла с центральным телом, потери тяги без внешнего потока сопла без выступов составили около 3% идеальной тяги сопла в диапазоне располагаемой степени понижения давления в сопле πc=1.8-3.5, πс=РОС/РН, где РОС - полное давление газа на входе в сопло, РН - атмосферное давление. Наличие выступов разных размеров приводит к увеличению потерь тяги на 0.5-2% (фиг.24-25). Наличие выступов приводит к уменьшению шума струи. Эффективность снижения шума возрастает с ростом перепада давления, наибольшее снижение в области максимума спектра струи 6-8 дБ, при этом подавляются дискретные составляющие шума (фиг.26-27).At TsAGI, traction and acoustic characteristics of “sector” nozzles with sound attenuation were studied. In experimental studies, deflected leaflets were simulated by protrusions mounted on the central body. Studies of a “sector” sound-damping nozzle with a central body showed that thrust loss without an external nozzle flow without protrusions amounted to about 3% of the ideal nozzle thrust in the range of the available degree of pressure reduction in the nozzle π c = 1.8-3.5, π c = P OS / P N where R OS - the total gas pressure at the nozzle inlet P H - atmospheric pressure. The presence of protrusions of different sizes leads to an increase in traction loss by 0.5-2% (Fig.24-25). The presence of protrusions reduces the noise of the jet. The efficiency of noise reduction increases with increasing pressure drop, the largest decrease in the region of the maximum of the spectrum of the jet is 6-8 dB, while discrete noise components are suppressed (Figs. 26-27).
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006103674/06A RU2313680C2 (en) | 2006-02-09 | 2006-02-09 | Silencing nozzle of air-jet engine (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006103674/06A RU2313680C2 (en) | 2006-02-09 | 2006-02-09 | Silencing nozzle of air-jet engine (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006103674A RU2006103674A (en) | 2007-08-27 |
RU2313680C2 true RU2313680C2 (en) | 2007-12-27 |
Family
ID=38596950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006103674/06A RU2313680C2 (en) | 2006-02-09 | 2006-02-09 | Silencing nozzle of air-jet engine (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2313680C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020106343A3 (en) * | 2018-08-22 | 2020-08-20 | Peer Belt Inc. | Method and apparatus for reducing fluid drag |
RU2745893C2 (en) * | 2016-07-28 | 2021-04-02 | Зе Боинг Компани | Nozzle providing three-dimensionaltapering airflow and a method for using this nozzle |
RU2807307C1 (en) * | 2023-02-13 | 2023-11-14 | Акционерное общество "Туполев" (АО "Туполев") | Output device of a turbojet engine |
-
2006
- 2006-02-09 RU RU2006103674/06A patent/RU2313680C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2745893C2 (en) * | 2016-07-28 | 2021-04-02 | Зе Боинг Компани | Nozzle providing three-dimensionaltapering airflow and a method for using this nozzle |
US11554868B2 (en) | 2016-07-28 | 2023-01-17 | The Boeing Company | Three dimensional pinched airflow nozzle and methods for use thereof |
WO2020106343A3 (en) * | 2018-08-22 | 2020-08-20 | Peer Belt Inc. | Method and apparatus for reducing fluid drag |
US11946497B2 (en) | 2018-08-22 | 2024-04-02 | 13 Mari Ltd. | Method, system and apparatus for reducing fluid drag |
RU2807307C1 (en) * | 2023-02-13 | 2023-11-14 | Акционерное общество "Туполев" (АО "Туполев") | Output device of a turbojet engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006103674A (en) | 2007-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7837142B2 (en) | Supersonic aircraft jet engine | |
US8596037B2 (en) | Nacelle with a displacement device for aircraft jet engine and aircraft including such nacelle | |
EP1438494B1 (en) | Confluent variable exhaust nozzle | |
EP1718857B1 (en) | Integrated air inlet system for multi-propulsion aircraft engines | |
EP1726812B1 (en) | Thrust reverser system for an aircraft | |
US8628040B2 (en) | Aircraft configuration | |
US10156207B2 (en) | Ultra hush exhaust system (UHES) | |
US8240125B2 (en) | Thrust vectoring system and method | |
EP3112650B1 (en) | Inlet flow restrictor | |
US10100780B2 (en) | Nacelle for an aircraft turbojet engine comprising a secondary nozzle section with rotary doors | |
US11834154B2 (en) | Shockwave mitigation system for supersonic aircraft | |
US8997454B2 (en) | Turbofan engine noise suppression using fan flow deflector | |
RU2313680C2 (en) | Silencing nozzle of air-jet engine (versions) | |
RU2153091C1 (en) | Planar soundsuppression nozzle of air-breathing jet engine | |
RU2807307C1 (en) | Output device of a turbojet engine | |
US11772779B2 (en) | Propulsion unit with improved boundary layer ingestion | |
RU2732360C1 (en) | Noise-suppressing nozzle of air-jet engine | |
RU2810871C1 (en) | Adjustable noise reduction nozzle of supersonic passenger aircraft | |
RU2092708C1 (en) | Silencing nozzle of air-jet engine | |
US20220380060A1 (en) | Variable mixing nozzle design for jet noise reduction | |
US20240052799A1 (en) | Jet vectoring apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190210 |