ВНЕШНЯЯ АЭРОДИНАМИКА СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ НА ПРОБЕГЕ САМОЛЕТА С ПРИМЕНЕНИЕМ РЕВЕРСА ТЯГИ

© А.А.Комов, С.С.Фадин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2015 г.

Под внешней аэродинамикой силовой установки будем понимать истечение из реверсивного устройства двигателя реверсивных струй, которые могут взаимодействовать с двигателем, управляющими поверхностями самолета и с самим планером самолета на пробеге. Такое взаимодействие приводит к нежелательным последствиям, которые могут проявляться в виде помпажных срывов в работе двигателя; повреждений рабочих лопаток посторонними предметами, забрасываемых с поверхности аэродрома; изменении характеристик самолета, таких, например, как аэродинамическое сопротивление (Сх) и управляемость самолета.

За рубежом внешней аэродинамике силовой установки уделяют достаточно серьезное внимание и стараются направление истечения реверсивных струй организовать таким образом, чтобы воспрепятствовать их попаданию в двигатели. Такое направление истечения реверсивных струй сохраняется на протяжении всего пробега самолета, с момента включения реверса тяги и до момента выключения реверса тяги.

На воздушных судах (ВС) отечественного производства вопросам внешней аэродинамики силовой установки уделяется недостаточное внимание. В нормах летной годности АП-33, сформулированных к двигателю, ограничения в применении реверса и какие-либо требования к внешней аэродинамике силовой установки отсутствуют. Это приводит к забросу реверсивных струй на вход в двигатели, причем попадание реверсивных струй в двигатели происходит на скорости пробега ВС, значительно превосходящей скорость пробега ВС, на которой РЛЭ рекомендует выключать реверс тяги. Это относится, к сожалению, ко всем ВС отечественного производства. Заброс реверсивных струй в двигатели сопровождается забросом твердых посторонних предметов, что приводит к повреждению лопаток компрессора.

Расчетные исследования, проведенные в МГТУ ГА, позволили определить, что остроту указанных выше проблем, связанных с применением реверса тяги на самолете, можно значительно снизить, если не решить полностью, при улучшении внешней аэродинамики силовой установки. Для этого необходимо оптимизировать направление истечения реверсивных струй таким образом, чтобы газовые струи не попадали на вход в двигатели на всем этапе пробега ВС и на его направляющие поверхности.

Для такой оптимизации направления истечения реверсивных струй достаточно провести модернизацию отдельных секций реверсивных решеток двигателя.

Четырехдвигательные самолеты одинаковой компоновочной схемы (ИЛ-476, ИЛ-76МФ и ИЛ-76ТД-90ВД), на которых установлены двигатели ПС-90А-76, имеют неудовлетворительную внешнюю аэродинамику силовой установки.

Причем, к проблемам, связанным с применением реверса тяги на самолете ТУ-204 и ИЛ-96, добавляются следующие проблемы:

– вынужденное применение реверса тяги только наружных двигателей, что увеличивает длину пробега самолета;

– случаи разрушения конструкции задних опор подвески двигателей при воздействии реверсивных струй соседних двигателей.

Анализ посадок самолетов ИЛ-76ТД-90ВД показал, что применение реверса тяги внутренних двигателей приводит к повышенному влиянию реверсивных струй на параметры воздушного потока, втекающего во внешние двигатели. Такое влияние реверсивных струй может привести к помпажным срывам работы внешних двигателей, и поэтому ограничивает применение реверса тяги всех четырех двигателей на пробеге самолета.

Расчетные исследования позволили определить, что указанные проблемы, связанные с применением реверса тяги на самолете ИЛ-76ТД-90, также можно решить при улучшении внешней аэродинамики силовой установки, для чего необходимо организовывать истечение реверсивных струй с учетом компоновки самолета.

Оптимизацию истечения реверсивных струй можно провести за счет применения модернизированных решеток реверсивного устройства.