RU2658616C1

RU2658616C1 - Jet blast reflectors with side shields

Info

Publication number: RU2658616C1
Application number: RU2017108029A
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Соловьев; Андрей Александрович Карпов; Григорий Борисович Коган
Original assignee: Публичное акционерное общество "Невское проектно-конструкторское бюро"
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2018-06-21

Abstract

FIELD: aviation; protective devices.

SUBSTANCE: invention relates to blast reflecting devices placed on aircraft carriers and ground-based aerodromes and is intended for protection against high-speed thermal impact of jet jets of engines. Jet blast reflector consists of a foundation frame, placed on it abutments, cranks, hydraulic or electric drives, racks, panel sections of the shield, cooling plates, side shields, section supports, auxiliary section supports, side shield supports, curved levers, pushers, pipelines of the water cooling system. When the actuator rods are extended, the panel of the panel section is raised by raising the cranks and racks, and due to the kinematic connection of the pillars with the pushers, the bent levers, and thanks to the auxiliary levers hinged to the panel of the shield section and the lower part of the side flaps, it is possible to turn and raise the side flaps from the outside of the shield.

EFFECT: reduction in the spreading of the high-speed flow of starting aircraft hot gases to the sides is ensured.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к газоотражательным устройствам, размещаемым на авианосцах и на наземных аэродромах, и предназначено для защиты технического персонала и готовящихся к взлету самолетов от высокоскоростного теплового воздействия путем отражения реактивных струй двигателей стартующих самолетов.The invention relates to gas-reflecting devices placed on aircraft carriers and on ground airfields, and is intended to protect technical personnel and preparing for take-off aircraft from high-speed thermal effects by reflecting jet jets of the engines of starting aircraft.

Существует большое количество схем газоотражательных щитов, преимущественно для стационарных аэродромов (патент №2608363, США, 1949 г.; патент №2683002, США, 1952 г.; патент №3307809, США, 1967 г.; патент №2974910, США, 1957 г.; патент №3126176, США, 1962 г.; патент №4471924, США, 1982 г., патент №3017146, США, 1959 г.; патент №3226063, США, 1964 г.; патент №3010684, США, 1959 г.; патент №3037726, США, 1959 г.; патент №3797787, США, 1972 г.; патент США №3191728, 1961 г.; авторское свидетельство СССР №353876, 1970 г.; авторское свидетельство СССР №350701, 1971 г.; авторское свидетельство СССР №1111391, 1983 г.; авторское свидетельство №970824, 1981 г.; авторское свидетельство СССР №915345, 1980 г. )There are a large number of schemes of gas-reflecting shields, mainly for stationary aerodromes (patent No. 2608363, USA, 1949; patent No. 2683002, USA, 1952; patent No. 307809, USA, 1967; patent No. 2974910, USA, 1957 .; patent No. 3126176, USA, 1962; patent No. 4471924, USA, 1982, patent No. 3017146, USA, 1959; patent No. 326063, USA, 1964; patent No. 3010684, USA, 1959 .; patent No. 3037726, USA, 1959; patent No. 3797787, USA, 1972; US patent No. 3191728, 1961; USSR copyright certificate No. 353876, 1970; USSR copyright certificate No. 350701, 1971. ; USSR copyright certificate No. 1111391, 1983; copyright certificate No. 970824, 1 981; USSR copyright certificate No. 915345, 1980)

Известные схемы газоотражательных устройств основаны на применении плоских, либо изогнутых панелей, решеток различных конфигураций или их сочетаний. Среди них имеются достаточно эффективные схемы газоотражательных щитов. Однако все они не приспособлены для размещения и эксплуатации на полетной палубе авианосцев.Known schemes of gas reflection devices are based on the use of flat or curved panels, gratings of various configurations or their combinations. Among them there are quite effective schemes of gas-reflecting shields. However, all of them are not suitable for placement and operation on the flight deck of aircraft carriers.

На авианосцах ВМС США и Франции газоотражательные устройства выполнены, как правило, в виде плоских поворотных трехсекционных щитов прямоугольной формы, имеющих размеры 10-12 метров. Щиты выполнены из алюминиевых сплавов и имеют систему водяного охлаждения, трубопроводы которых размещены на обратной стороне щитов. Поворот щитов в рабочее положение и их уборка в положение по-походному обеспечивается приводами. Конструкция указанных газоотражательных щитов позволяет в положении по-походному производить свободный проезд самолетов и колесной техники по поверхности щита.On aircraft carriers of the US Navy and France, gas-reflecting devices are made, as a rule, in the form of flat rotary three-section shields of a rectangular shape, measuring 10-12 meters. The panels are made of aluminum alloys and have a water cooling system, the pipelines of which are located on the back of the panels. The rotation of the shields in the working position and their cleaning in the stowed position is provided by the drives. The design of these gas reflecting shields allows in a stowed position to make free passage of aircraft and wheeled vehicles on the surface of the shield.

Аналогичные по конструкции газоотражательные щиты используются на авианесущих кораблях "Адмирал Кузнецов" ВМФ РФ и "Ляонин" ВМС НОАК.Similar reflective shields are used on the Admiral Kuznetsov aircraft carriers of the Russian Navy and the Liaoning of the PLA Navy.

Однако основным недостатком плоских газоотражательных щитов является то, что они не обеспечивают достаточно полного отражения массы газов реактивных струй в боковые стороны. Высокоскоростной поток горячих газов, распространяющийся в боковые стороны (см. фиг. 5), может негативно сказаться как на находящихся за щитом готовых к взлету самолетах второй очереди, их штатной работе радиоэлектронного оборудования и двигателей, так и на подвешенных ракетах и авиабомбах, в результате чего возможен самопроизвольный подрыв авиационного боезапаса, в случае сильного, пусть и кратковременного нагрева.However, the main disadvantage of flat reflective shields is that they do not provide a sufficiently complete reflection of the mass of the gases of the jet jets in the sides. The high-speed flow of hot gases, propagating to the sides (see Fig. 5), can adversely affect both second-order aircraft ready for take-off behind the shield, their regular operation of electronic equipment and engines, and suspended missiles and bombs, as a result which is possible spontaneous undermining of aviation ammunition, in the case of strong, albeit short-term heating.

Известен способ подготовки самолета к взлету со стартовой позиции авианесущего корабля (патент РФ №2249545), предназначенный для уменьшения теплового воздействия на газоотражательный щит и улучшения газодинамической обстановки за щитом, разработанный для корабельных самолетов типа Су-27КУБ (Су-33УБ), имеющих двигатели с управляемым вектором тяги. Данный способ позволяет включать режим управления поворотным соплом, отклоняя его на угол 14-18°, выдерживать его на режиме «полный форсаж» в течение 0,7-1 с, после чего в течение 6-10 с уменьшают угол отклонения сопла до 6-9° и выдерживают его в этом положении 6-8 с, а в момент снятия стопора самолета возвращают сопло в нейтральное положение. Однако данный способ полностью не решает проблему растекания горячих газов реактивной струи в боковые стороны.A known method of preparing an aircraft for take-off from the starting position of an aircraft carrier ship (RF patent No. 2249545), designed to reduce the thermal effect on the gas reflection shield and improve the gas-dynamic situation behind the shield, was developed for ship aircraft of the Su-27KUB (Su-33UB) type, with engines with driven traction vector. This method allows you to turn on the control mode of the rotary nozzle, deflecting it at an angle of 14-18 °, maintain it in the "fast and the furious" mode for 0.7-1 s, after which the nozzle deflection angle is reduced to 6- for 6-10 s 9 ° and maintain it in this position for 6-8 seconds, and at the time of removal of the airplane stopper, the nozzle is returned to the neutral position. However, this method does not completely solve the problem of the spreading of hot gases of the jet stream to the sides.

На авианосцах ВМС США, водоизмещение которых составляет свыше 700000 т, данная проблема решена путем увеличения размеров полетной палубы и разнесения взаимного расположения стартовых и технических позиций, а также газоотражательных щитов и самолетов. Однако (даже с учетом большого опыта эксплуатации) и там по этой причине известны случаи аварий с подрывом авиационного боезапаса.On U.S. Navy aircraft carriers with a displacement of over 700,000 tons, this problem was solved by increasing the size of the flight deck and spacing the relative position of launch and technical positions, as well as gas reflectors and aircraft. However (even taking into account the extensive operational experience), and for this reason, there are known cases of accidents with the detonation of aviation ammunition.

На авианосцах с ограниченными водоизмещением и размерами полетной палубы эта проблема стоит наиболее остро, а вариант взаимного увеличения расстояний между самолетами и газоотражательными щитами, а также стартовыми позициями ведет к сокращению их количества, и, как следствие, к уменьшению темпа выпуска в воздух заданного количества самолетов.On aircraft carriers with limited displacement and the size of the flight deck, this problem is most acute, and the option of a mutual increase in the distance between airplanes and gas shields, as well as launch positions, leads to a reduction in their number, and, as a result, to a decrease in the rate of release of a given number of aircraft into the air .

Для решения указанной проблемы предлагается следующее изобретение - газоотражательный щит с боковыми щитками, который позволит снизить растекание высокоскоростного потока горячих газов стартующего самолета в боковые стороны и позволит более эффективно распределять реактивные высокоскоростные потоки вверх в ограниченных габаритах панелей щита, обеспечивая в то же время защиту технического персонала и готовых к взлету самолетов второй очереди, расположенных на технических позициях за щитом.To solve this problem, the following invention is proposed - a gas reflecting shield with side shields, which will reduce the spreading of a high-speed stream of hot gases from the launch plane to the sides and will allow more efficient distribution of high-speed reactive flows upwards in the limited dimensions of the shield panels, while providing protection for technical personnel and second-stage aircraft ready for take-off, located at technical positions behind the shield.

На фиг. 1 и фиг. 2 в боковой проекции в положении по-походному и в рабочем положении соответственно представлен общий вид газоотражательного щита с боковыми щитками, который состоит из: фундаментной рамы 1, размещенных на ней упоров 2, кривошипов 3, приводов 4, стоек 5, панели секции щита 6, охлаждающих плит 7, двух боковых щитков 8, опор секции 9, вспомогательных опор секции 10, вспомогательных рычагов 11, опор бокового щитка 12, изогнутых рычагов 13, толкателей 14, фундаментов привода 15, фундаментов кривошипа 16, трубопроводов водяной системы охлаждения.In FIG. 1 and FIG. 2 in a side projection in the stowed position and in the working position, respectively, a general view of the gas reflecting shield with side shields is presented, which consists of: the base frame 1, the stops 2 placed on it, the cranks 3, the drives 4, the racks 5, the panel section of the shield 6 cooling plates 7, two side shields 8, support sections 9, auxiliary supports section 10, auxiliary levers 11, supports side shield 12, curved levers 13, pushers 14, foundations of the drive 15, foundations of the crank 16, pipelines of the water cooling system.

Привода 4 могут быть как гидравлическими, так и электрическими. Для обеспечения подъема секции газоотражательного щита привода 4 выполнены на шарнирах, размещаются на фундаментах привода 15 и имеют также шарнирное соединение с кривошипами 3, которые, в свою очередь, размещаются на фундаментах кривошипа 16 на шарнирах. Фундаменты 15 и 16 размещены на фундаментной раме 1.Actuators 4 can be either hydraulic or electric. To ensure the lifting section of the reflector shield of the actuator 4 are hinged, placed on the foundations of the actuator 15 and also have a hinge connection with cranks 3, which, in turn, are placed on the foundations of the crank 16 on the hinges. Foundations 15 and 16 are placed on the base frame 1.

Каждый кривошип 3 (см. фиг. 3) представляет собой объемную корпусную конструкцию, состоящую из двух стенок 20 и связывающих их ребер 17, втулки 18 и цилиндра 19. Также на фундаментной раме для каждой стенки 20 размещаются упоры, ограничивающие конечный ход штока 21 привода 4 (см. фиг. 1-2).Each crank 3 (see Fig. 3) is a three-dimensional housing structure consisting of two walls 20 and the ribs 17 connecting them, the sleeve 18 and the cylinder 19. An emphasis is also placed on the foundation frame for each wall 20, limiting the final stroke of the actuator rod 21 4 (see Figs. 1-2).

На концах стенок 20 размещены стойки 5, соединенные между собой осью 22, расположенной внутри втулки 18. Стойки 5 крепятся к панели секции щита 6 секции через опоры секции 9. К стойке 5 (только с наружных сторон щита) закреплен подвижный толкатель 14, связанный шарнирным соединением с изогнутым рычагом 13, имеющим также шарнирное соединение со вспомогательной опорой секции и опорой бокового щитка 12, закрепленного на боковом щитке 8 с нижней его частью. С двух сторон от опоры секции 9 размещены вспомогательные опоры секции 10, вспомогательные рычаги 11 и опоры бокового щитка 12. Боковые щитки 8 устанавливаются с внешних сторон панели щита. Количество панелей секций газоотражательного щита с боковыми щитками может быть любым. В качестве примера на фиг. 4, 6 показан трехсекционный газоотражательный щит с боковыми щитками совместно со стартующим самолетом.At the ends of the walls 20 there are racks 5, interconnected by an axis 22 located inside the sleeve 18. The racks 5 are attached to the panel of the section board 6 of the section through the supports of section 9. To the rack 5 (only on the outside of the shield) a movable pusher 14 is connected, connected by a hinge connection with a curved lever 13, which also has a hinge connection with the auxiliary support section and the support of the side flap 12, mounted on the side flap 8 with its lower part. On two sides of the support section 9 placed auxiliary support section 10, auxiliary levers 11 and support side flap 12. Side flaps 8 are installed on the outer sides of the panel board. The number of panels of sections of the gas reflecting shield with side shields can be any. As an example in FIG. 4, 6, a three-section gas-reflecting shield with side shields is shown together with the starting aircraft.

Каждая панель секции щита представляет собой сварную объемную корпусную конструкцию, на которую сверху укладываются охлаждающие плиты 7 из алюминиевого сплава. Охлаждение щита осуществляется забортной водой, которая подается под давлением по магистралям, проложенным по секциям газоотражательного щита непосредственно к охлаждаемым плитам. При этом в месте, где происходит излом при повороте панели секции щита, трубопроводы водяной системы охлаждения выполнены гибкими.Each panel of the shield section is a welded volumetric case structure on which cooling plates 7 made of aluminum alloy are laid on top. The shield is cooled by outboard water, which is supplied under pressure along the mains laid along the sections of the gas reflection board directly to the cooled plates. At the same time, in the place where a kink occurs when the panel of the shield section is rotated, the pipelines of the water cooling system are made flexible.

В положении по-походному панель секции газоотражательного щита вместе с боковыми щитками 8 утоплены заподлицо с полетной палубой, позволяя без помех производить прокатку самолетов или любой другой колесной техники по палубе в месте размещения щита (см. фиг. 1).In the stowed position, the panel of the gas-reflecting shield sections together with the side shields 8 are recessed flush with the flight deck, allowing rolling aircraft or any other wheeled vehicles on the deck at the shield location without interference (see Fig. 1).

Панели секции щита с одной стороны имеют крепление к палубе за счет петель 23 (см. фиг. 1, 2), а с другой стороны в положении по-походному укладываются непосредственно на корпусные конструкции корабля (аэродрома).The panels of the shield section, on the one hand, are fastened to the deck by hinges 23 (see Figs. 1, 2), and on the other hand, in the stowed position they are laid directly on the hull structures of the ship (airfield).

Размеры панелей, количество секций и угол подъема щита выбираются исходя из оптимального распределения потока газовой струи по панелям и ее эффективному рассеиванию, в зависимости от взаимного расположения щита и самолета, что обеспечивается проведением натурного и (или) теоретического моделирования, и соответствующих расчетов не только в статичном положении, но и с условием движения корабля с заданной скоростью хода и воздействия встречных ветровых потоков.The dimensions of the panels, the number of sections and the angle of elevation of the shield are selected based on the optimal distribution of the gas stream flow over the panels and its effective dispersion, depending on the relative position of the shield and the airplane, which is ensured by full-scale and (or) theoretical modeling, and the corresponding calculations not only in a static position, but also with the condition that the ship moves with a given speed and the impact of oncoming wind flows.

Принцип работы газоотражательного щита с боковыми щитками следующий. Газоотражательный щит находится в положении по-походному. Далее осуществляется рулежка самолета на стартовую позицию. Затем выполняется подъем панелей секции щита в следующей последовательности:The principle of operation of a gas reflecting shield with side shields is as follows. The gas shield is in the stowed position. Next, taxiing the aircraft to the starting position. Then the panels of the panel section are lifted in the following sequence:

1. Производится выдвижение штока 21 приводов 4. При этом кривошипы 3, соединенные со штоками приводов, синхронно поворачиваются вплоть до касания стенок кривошипа поверхностей упоров 2.1. The extension of the rod 21 of the actuator 4. In this case, the cranks 3 connected to the rods of the drives synchronously rotate until the walls of the crank touch the surfaces of the stops 2.

3. Совместно с кривошипами 3 поднимается панель секции щита 6 благодаря шарнирному соединению со стойками 5.3. Together with the cranks 3, the panel of the shield section 6 rises due to the articulation with the posts 5.

4. Производится поднятие толкателей 14, соединенных со стойками 5, приводя в движение изогнутые рычаги 13, а также вспомогательные рычаги 11, поворачивая и поднимая, тем самым, боковые щитки 8 вверх, выводя газоотражательный щит в рабочее положение.4. The pushers 14 connected to the uprights 5 are lifted, driving the curved levers 13, as well as the auxiliary levers 11, turning and raising, thereby, the side shields 8 upward, bringing the gas shield into working position.

Перевод газоотражательного щита с боковыми щитками в положение по-походному производится в обратном порядке.The transfer of the gas reflecting shield with side shields to the stowed position is performed in the reverse order.

Сравнительная оценка влияния воздействия реактивной газовой струи стартующих самолетов при использовании конструкции плоского газоотражательного щита и газоотражательного щита с боковыми щитками приведена на фиг. 5 и 6 соответственно. Зона воздействия при использовании газоотражательного щита с боковыми щитками существенно меньше таковой в сравнении с плоским газоотражательным щитом.A comparative assessment of the impact of a jet jet of launch aircraft when using the design of a flat gas shield and a gas shield with side shields is shown in FIG. 5 and 6, respectively. The impact zone when using a gas reflective shield with side shields is significantly smaller than that in comparison with a flat gas reflective shield.

Таким образом, конструкция газоотражательного щита с боковыми щитками позволяет по сравнению с плоскими газоотражательными щитами в одинаковых габаритах производить существенно более эффективное равномерное распределение теплового высокоскоростного потока и обеспечить отражение реактивных струй, что обеспечивает возможность защиты персонала и близлежащих готовящихся к взлету самолетов, расположенных на технических позициях за щитом.Thus, the design of the gas reflecting shield with side shields allows for significantly more efficient uniform distribution of the heat high-speed flow and the reflection of jet jets in the same dimensions as compared to flat gas reflecting shields, which ensures the protection of personnel and nearby aircraft preparing for take-off located at technical positions behind the shield.

Claims

A gas reflecting shield with side shields, equipped with cooling plates and a water cooling system, consisting of one or more sections, each of which is equipped with drives, the function of which is to lift the flat panel of the shield section due to the kinematic connection of the drives with cranks and racks, characterized in that the cranks due to kinematic connection with pushers having a pivot joint with curved levers, as well as due to auxiliary levers pivotally connected to the panel of the shield section and the lower part of the side boards, provide the ability to rotate and lift the side flaps with the outer sides of the shield.