Вхідний пристрій з конформним забірником, способи виготовлення і способи керування, конформна силова установка, яка реалізує зазначені способи, і транспортний засіб, що оснащений зазначеними вхідним пристроєм а

Реферат: Винахід стосується транспортних засобів з великим діапазоном швидкостей, пневматичних і гідравлічних машин, трубопровідного транспорту, авіаційних і суднових реактивних силових установок, трубопровідних розподільних систем. Вхідний пристрій малого опору, конформного типу, призначений для забору робочого тіла й підводу до робочого органу (двигуна або насосарушія) та іншим споживачам. Технічною задачею винаходу є поліпшення параметрів вхідного пристрою, підтримання їх на всіх режимах роботи силової установки, незалежно від різновиду зовнішнього компонування, розширення області застосування вхідного пристрою конформного типу, зменшення опору, збільшення пропульсивної тяги силової установки, підвищення ККД, підвищення запасу газогідродинамічної стійкості (кавітаційної стійкості), зниження рівня UA 115655 C2 (12) UA 115655 C2 теплової помітності, шуму, вібрації, розширення діапазону розрахованих режимів, зменшення розмірів конструкції, зменшення ваги, підвищення стійкості транспортного засобу, що обладнаний багатодвигунною силовою установкою у боковому каналі керування. Транспортний засіб, що містить планер (корпус), силову установку, вхідний пристрій з забірником конформного типу, криволінійне напрямне устя 1, плавно сполучене й виконане врівень з поверхнею 2 планера (корпуса). Також, містить короткий криволінійний внутрішній канал 3 з вхідним перерізом 4, вхідну губу 5 забірника, гомогенізатор з обичайкою 6 гомогенізатора навколо вихідного перерізу 7 з вхідною губою 8, центральне тіло 9, щілинний відвід 10, спрямовуючий апарат 11, робочий орган 12, щілинний відвід 10 сполучений з вихідним апаратом 13, утворюючи обвідний контур. Обвідний контур призначений для видалення примежового шару, утилізації тепла від робочого органу та системи охолодження силової установки, активного керування витратою у вхідному пристрої, наприклад, за посередництвом ежекції вихлопного струменя, яка реалізується у вихідному апараті 13. Пасивне регулювання і керування здійснюють організацією течій при профілюванні вхідного пристрою, за допомогою системи гомогенізатора. UA 115655 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Група винаходів стосується атмосферних і водних транспортних засобів з великим діапазоном швидкостей, пневматичних і гідравлічних машин, трубопровідного транспорту, а саме, авіаційних і суднових реактивних силових і рушійних установок та їх систем, трубопровідних розподільних систем, конкретніше, до вхідних пристроїв основних та допоміжних силових установок, водометних рушійних установок, завитків компресорів, трубопровідних розподільників та способів їх компонування, регулювання. В суднобудуванні використаються гідрореактивні силові установки (водометні рушійні установки), оснащені заглибленими всередину корпуса водозабірниками, що достатньо систематично описані [С.В. Куликов, М.Ф. Храмкин "Водометные движители", Ленинград "Судостроение", 1980]. В авіації все більше розповсюдження одержують компонування із конформними силовими установками, розміщеними частково або повністю всередині планера. Це СУ з заглибленими в тіло планера повітрозабірниками [патент USA № 209,951, що опублікований 29.03.1983, патент SU 1793650 А1, що опублікований 27.03.95, Бюл. № 9]. Далі пояснення, щодо роботи, принципів та засобів керування і створення наведені на прикладі газодинамічного пристрою та є дійсними для гідравлічних. У виняткових випадках наведені окремі уточнення й пояснення. Взагалі, робота вхідного пристрою (ВП) з заглибленим забірником значно залежить від якості потоку, що набігає і характеру обтікання частин планера (корпуса), що знаходяться вище ВП по потоку. Відомо, що найбільші втрати у подібних ВП відбуваються на ділянці повороту потока у забірнику і в покривлених внутрішніх каналах великої довжини. Тому особлива увага приділяється профілюванню зовнішніх і внутрішніх обводів ВП. Внутрішні тракти силової установки (СУ) повинні бути спроектовані та мати можливість бути виконаними таким чином, щоб втрати напору в них були мінімальними. ВП повинен забезпечити достатній ступінь рівномірності поля скоростей і тисків потоку перед компресором двигуна (насосом рушія). Щодо рішення питань зовнішньої аерогідродинаміки, потрібно так розмістити й організувати вхід, щоб пов'язане з цим збільшення лобового опору було мінімальним. Зокрема, детальніше, проектування подібних ВП потребує рішення наступних проблем: зовнішньої аерогідродинаміки - пов'язаних з забезпеченням подачі безвідривного мінімально турбулізованого потоку з максимально можливим швидкісним напором на всіх режимах обтікання та роботи двигуна, збільшення ступеня зовнішнього гальмування; внутрішньої газодинаміки - забезпеченням максимального використання напору потоку, що набігає, асиметрією потоку на вході у напрямку, нормальному до донної частини напрямного устя забірника і, як слідство, з асиметрією потоку у подальших трактах, у тому числі з нерівномірністю, що виникає в результаті поглинання пограничного шару вхідним пристроєм, запобігання відриву потоку, зменшенню впливу другорядних течій, які виникають внаслідок проходження потоку поздовж покривлених каналів, зменшення втрат повного тиску. На потік, що проходитиме поздовж криволінійних частин вхідного пристрою, окрім сил тертя та тиску, діють масові відцентрові та інерційні сили, які надають параметрам потоку динамічної залежності від параметрів та режимів зовнішнього обтікання і роботи СУ. Проходження потоку поздовж покривлених каналів відносно декількох напрямків ініціює другорядні просторові течії з утворенням парних вихрів і загального закручування потоку навколо поздовжньої вісі каналу. Профілювання ВП з конформним забірником в загальному вигляді має індивідуальний характер, проводиться сумісно з профілюванням зовнішніх обводів планера (корпуса), а остаточна форма здобувається при спеціальних продувках (буксирувальних та ходових випробуваннях). Від рішення цих проблем залежить пропульсивна тяга, достатнє охолодження двигуна, втрати потужності на охолодження, ККД СУ і, як слідство, її економічність та інше. До ЛА та до СУ, зокрема, пред'являються вимоги до зниження акустичної, радіолокаційної та теплової помітності, підвищення безпеки експлуатації. Аналогічні проблеми стосуються й суднових вхідних пристроїв водометних рушійних установок, забірників систем охолодження, взагалі та в частині підвищення кавітаційної стійкості насоса, підвищення ККД водометного рушія за рахунок розширення зони безкавітаційних режимів роботи насоса, зниження зовнішнього та внутрішнього опору забірної й водовідної частин, зниження вібрації та шуму. Відомим технічним рішенням є прямокутний вхідний пристрій конформного типу, описаний в патенті US № 54378090, що опублікований 29.03.1983. Аналогічне рішення використовується в водометних рушіях конструкції Є.Ф. Залевського і Е.Е. Клосса, що описані в роботах: «С.В. Куликов, М.Ф. Храмкин "Водометные движители", Ленинград "Судостроение", 1980». Недоліками цих рішень є те, що вхідна губа забірника виконана клиноподібною гострою або з малим радіусом, що викликає відрив потоку від внутрішньої поверхні на режимах, коли 1 UA 115655 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 потрібні витрати перевищують наявні ( > 1), як слідство, знижує стабільність потоку й зменшує прохідний переріз. Примежовий шар, який погіршує параметри потоку, потрапляє на вихід з ВП, що знижує ККД і гідродинамічну стійкість СУ. Разом з відсутністю можливості керування потоком все це призводить до реалізації цих рішень у вузькому діапазоні розрахункових режимів. Також рушіям швидкісних суден, що використовують подібні рішення, притаманна однорежимність, пов'язана з тим, що в них вхідний та вихідний апарати оптимізуються для діапазону обертів насоса, на яких реалізується максимальна потужність двигуна. При цьому типове керування швидкістю ходу, завдяки зміненню обертів, є малоефективним на режимах малого та середнього ходу і, з певного значення скорості, характеризується підвищеною чутливістю до зміни обертів, що супроводжується доволі великими прискореннями. Майже половина теплової енергії більшості двигунів марно розсіюється, не створюючи роботи. Відомим транспортним засобом є літальний апарат Tacit Blue (Northrop, США), на якому реалізоване компонування дводвигунної силової установки з прямокутним забірником вхідного пристрою. Недоліками цього рішення є те, що забірнику прямокутного типу притаманні надмірні втрати від аеродинамічної інтерференції в кутах напрямного устя, виникнення парних вихрів на бічних кромках, які потрапляють всередину ВП на режимах >1, виникнення поперечних градієнтів тиску в пристінних шарах потоку при переході від прямокутного перерізу до круглого, які ініціюють ранню дестабілізацію примежового шару і локальні зворотні течії, до того ж примежовий шар накопичується поздовж поверхонь внутрішніх каналів, а потік набуває додаткової нерівномірності і завихреності, проходячи поздовж покривлених каналів і у такому стані потрапляє до двигунів. Це знижує запас газодинамічної стійкості і ККД двигунів і СУ взагалі. На режимах, коли потрібні витрати менше наявних ( 1 щиток відхиляють, що створює сприятливі умови для обтікання вхідної губи і запобігає виникненню відривного пузиря на внутрішній поверхні вхідної губи забірника. Недоліками цього рішення є те, що, по-перше, керування здійснюється у вузькому діапазоні режимів обтікання: при роботі на місці і при пересуванні літака з малими швидкостями, а на крейсерському режимі щіток є зайвою масою - складовою, яка знижує масову ефективність конструкції у основній польотній конфігурації. По-друге, щодо способу керування, керування здійснюється над повним потоком, який потрапляє до вхідного пристрою, що обумовлює відносно великі швидкості як у забірнику, так і поздовж внутрішнього каналу і супроводжується надмірними втратами. По-третє, створивши безвідривний вхід потоку щіток практично не впливає на подальші змінення витрат. Відомий спосіб виготовлення, що розглядається зі стадії формування (профілювання) геометрії, розкрите в патенті SU 8,186,616 В2 "Hybrid Transonic-Subsonic Aerofoils", що опубліковано 29.05.2012 і описано в звіті NASA від 03.1990 (Harris, С. NASA Supercritical Airfoils / NASA Technical Paper 2969). Синтез геометрії відбувається за допомогою чисельних і натурних методів проектування. Форми здобувають профілюванням контурів за заданим/бажаним розподілом тиску і його градієнта, зміненням кривизни контуру. Недоліками цього способу є те, що він призначений для створення профілів крила нескінченого розмаху у двомірній постановці задачі, що не дозволяє використовувати його при створенні об'єктів, яким притаманно значне просторове обтікання. Найбільш близьке відоме технічне рішення, прийняте за прототип, розкрито в патенті України № 99971, що опублікований 25.10.2012, Бюл. № 20, "Вхідний пристрій заглибленого типу газотурбінної двигунної установки літального апарата", що входить усередину об'єму ЛА та містить у вхідній частині криволінійний напрямний лоток перемінного перерізу, плавно сполучений і виконаний врівень з поверхнею ЛА, який плавно переходить у повітровід, поперечні перерізи напрямного лотка мають еліптичну форму, повітровід має криволінійну форму, утворену при обгинанні повітроводу навколо верхньої губи, має перемінні перерізи, від еліптичного на вході до кругового на виході, виконаний з підтиском у напрямку вихідного перерізу повітроводу, форма верхньої губи утворена лемніскатою Бернуллі або кривою еліпса із внутрішньої сторони й криволінійною поверхнею, наприклад, еліптичною із зовнішньої сторони. ВП оснащений круговим колектором, що встановлений перед вихідним перерізом вхідного пристрою та є співвісним до двигуна, який утворений обертанням лемніскати Бернуллі або кривої еліпса, має кільцевий відвід, утворений поверхнями вихідної частини повітроводу й вхідної частини колектора, що з'єднується через кільцеву щілину з відсіком двигуна. Описаний спосіб керування цим механічно нерегульованим вхідним пристроєм, прийнятий за прототип, реалізується на вихідній ділянці повітроводу, яка утворена за допомогою округлення вихідної кромки повітроводу при з'єднанні з відсіком двигуна та утворенням дифузорної частини, де перед входом у колектор відбувається підвищення тиску, що сприяє відділенню й відводу пристінних шарів потоку, які мають найбільшу різницю в скорості, та здійснюється злив їх через кільцевий відвід в відсік двигуна й подача охолоджувального повітря до двигуна. Таким чином, тільки ядро потоку, що зберегло швидкісний напір та має більш рівномірні параметри, потрапляє в колектор, де відбувається відновлення повного тиску й подальше вирівнювання поля скоростей і тисків до потрібного рівня. За рахунок перепуску повітря через кільцевий відвід забезпечується автоматичне регулювання витрати повітря на всіх режимах польоту ЛА й роботи двигуна. Недоліками даного пристрою і способів виготовлення (профілювання) є те, що: по-перше, формування внутрішньої поверхні верхньої губи за допомогою лемніскати Бернуллі або кривої еліпса не завжди є оптимальним або можливим рішенням для утворення легко обтічних обводів з метою зниження опору та забезпечення стабільного безвідривного потоку при аерогідродинамічному та конструктивному компонуванні і формуванні заглибленого забірника з урахуванням просторової течії потоку, що обтікає, наприклад, ділянки планера літального апарата, які знаходяться попереду входу у ВП, а також, наприклад, при формуванні ВП СУ з декількома двигунами (насосами) і використанням одного загального забірника з метою зниження загального опору. По-друге, з тих самих причин не завжди є оптимальним створення форми напрямного лотка за допомогою еліптичних поперечних твірних. По-третє, чисто еліптична форма вхідного перерізу повітроводу створює мінімальний опір при односпрямованій течії, але не завжди відповідає умовам створення течії з мінімальними 3 UA 115655 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 поперечними градієнтами тиску внаслідок впливу особливостей обтікання частин планера (корпуса), що знаходяться попереду ВП, внаслідок формування потоку відповідно до форми напрямного лотка та особливостей його сполучення з поверхнею планера (корпуса), а також від зворотного впливу просторової течії позаду вхідного перерізу, поздовж внутрішнього каналу. Це може ініціювати зворотні течії, локальні завихрення і може стати причиною раннього відриву потоку на вході у внутрішні канали. В-четвертих, колектор доволі простої форми, створений за умов знаходження лінії гальмування потоку з внутрішньої сторони вхідної кромки та можливості її переміщення в достатньому діапазоні ділянки вхідної кромки в процесі автоматичного (природного) регулювання витрат повітря в широкому діапазоні режимів обтікання та роботи двигуна, за посередництвом зливу частки потоку разом з примежовим шаром, що обумовлює достатньо великий радіус вхідної кромки. При цьому вхідна кромка колектора не завжди має найліпші кути підходу струменів, із-за чого створює відносне підвищення тиску навколо лінії гальмування потоку. Дія тиску розповсюджується на відносно велику площину внаслідок достатньо великих локальних радіусів твірних вхідної кромки колектора та створює надмірний опір. В-п'ятих, під дією сил тиску, масових відцентрових та інерційних сил, залежних від режимів зовнішнього обтікання і роботи двигуна, виникають другорядні течії, зазвичай, локальні напрямки основної маси ядра потоку, що всмоктується двигуном, відхиляються від теоретичної осі вхідного пристрою у зовнішньому напрямку радіуса кривизни. Це створює асиметричний потік, що до того ж підходить під деяким кутом до осі колектора та погіршує якість потоку. Ці явища є причиною обмеження діапазону газогідродинамічної стійкості ВП і СУ взагалі. Щодо гідравлічних пристроїв, обтікання лопаті гвинта скошеним потоком спричиняє передчасну кавітацію й підвищену вібрацію. Основний недолік способу керування за посередництвом автоматичного регулювання, завдяки природному перетіканню частки потоку через геометрично незмінний переріз відводу, полягає у відносній обмеженості ефективного впливу на потік при відхиленні режимів роботи від розрахункових. Кільцева форма відводу з постійною шириною по периметру вносить вклад в формування потоку незалежно від його локальних особливостей в різних сегментах перерізу. Тому на колектор покладається основна робота по вирівнюванню поля скоростей та відновлення тиску, що є причиною збільшення довжини колектора та створення відносно великого ступеню стискання потоку, що тягне за собою збільшення діаметра вхідної частини колектора відносно вихідного перерізу. Задачею технічного рішення, що пропонується є створення профілю потока на вихідній ділянці внутрішнього каналу подібного або близького до профілю, який створює лобовий вхідний пристрій на розрахунковому режимі, з максимально подібними формами поперечних перерізів відносно вихідного перерізу, що обумовлює стабільність течії та зниження втрат на останній ділянці ВП, підтримання цього профілю на всіх режимах роботи СУ, незалежно від різновиду зовнішнього компонування, розширення області застосування ВП конформного типу, зменшення опору, збільшення пропульсивної тяги СУ, підвищення ККД, підвищення запасу газогідродинамічної стійкості (кавітаційної стійкості), зниження рівня теплової помітності, шуму, вібрації, розширення діапазону розрахункових режимів, зменшення розмірів конструкції, зменшення ваги, підвищення стійкості транспортного засобу, що обладнаний багатодвигунною СУ у боковому каналі керування. Для вирішення поставленої задачі вхідний пристрій з конформним забірником, що містить у вхідній частині криволінійне устя перемінного перерізу, яке плавно сполучено і виконано врівень з поверхнею планера або корпуса і плавно переходить у внутрішній канал, яке при сполученні з поверхнею планера або корпуса утворює вхідну губу забірника, відвід, відповідно до винаходу, містить систему гомогенізатора, обичайку гомогенізатора, розташовану позаду внутрішнього каналу перед вихідним перерізом вхідного пристрою, що є співвісною до вихідного перерізу вхідного пристрою, якнайменше, у вихідному перерізі, відвід гомогенізатора, центральне тіло, встановлене перед вихідним перерізом і є співвісним, якнайменше, у вихідному перерізі, а канал гомогенізатора утворений між поверхнею центрального тіла та вихідною частиною внутрішнього каналу та/або внутрішньою поверхнею обичайки гомогенізатора, вісь вихідного перерізу виконана неспівпадаючою з віссю вихідної частини внутрішнього каналу, наприклад такою, що схрещується або є паралельною з нормаллю, встановленою у центрі площини вихідного перерізу внутрішнього каналу та/або пересікає і схрещує, двічі пересікає або схрещує безперервну вісь вхідного пристрою, вхідна губа забірника утворена криволінійними поверхнями зовні та зсередини за допомогою твірних крилових профілів, у тому числі модифікованих, або подібних твірних, з відносно гострою вхідною кромкою у випадку надзвукового обтікання, що створюють задані напрями течії та розподіл тисків, переважно 4 UA 115655 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 постійний або з негативним градієнтом, для створення безвідривної течії з найменшим опором, форма, якнайменше, вхідного перерізу напрямного устя є близькою або подібною до перерізу трубки течії, форми перерізів напрямного устя і внутрішнього каналу утворені за допомогою твірних, відносним розташуванням і розподілом кривизни яких відбувається профілювання поверхонь з цілеспрямованим локальним і загальним утворенням/розподілом градієнтів тиску. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що синтез поверхонь ВП ведеться по розрахункових лініях течії, які визначають при випереджувальних чисельних розрахунках тримірних течій на близькій за схемою моделі ВП і експериментальних натурних дослідженнях. За допомогою засобів візуалізації по лініях течії визначають гладкість і односпрямованість потоку, негативні/позитивні відхилення, закручування, відривні та зворотні течії. Розподіл/градієнти тиску визначають на поверхні, яку формують, і на довідкових поверхнях нормальних до поверхні, яку формують, поздовж ліній течії, а також у вхідному, вихідному та проміжних поперечних перерізах. Змінюють нахил осей утворюючих секторів перерізів до довідкових осей та/або кути секторів, радіуси або кривизну дуг, що утворюють периметри перерізів, поздовжніх та поперечних криволінійних лекальних кривих - сплайнів. Змінюють кривизну поверхні за заданим/бажаним законом розподілу тисків. За посередництвом цього коректують розрахункові лінії течії, підвищують якість потоку, порівнюють з заданою якістю. Виконують наступні ітерації, що уточнюють. Таким чином, за посередництвом керування параметрами утворюючої «скелетної» геометрії активно керують течіями при формуванні фіксованої геометрії. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що створюють/спрямовують течії, створюють перепади тиску, змінюють витрати робочого тіла у примежових шарах потоку, за посередництвом чого забезпечують безвідривні течії та змінюють загальні витрати у ВП. Тобто, завдяки здобутій фіксованій геометрії з належними аерогідродинамічними властивостями, що отримують за допомогою зазначеного способу виготовлення (профілювання), здійснюють пасивне автоматичне керування вхідним пристроєм, яке забезпечує стійкість і стабільність течій, пропускні властивості у широкому діапазоні режимів роботи. У випадку недостатньої ефективності заходів пасивного керування змінюють напрямки течій, локальні і загальні витрати за допомогою способів активного керування, у тому числі, по-перше, за рахунок механічного змінення геометричних параметрів відповідно до режиму роботи. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що у суміжних з вхідним пристроєм об'ємах і сполучених за посередництвом відводів утворюють зазначені відносні перепади тиску, за допомогою сполучення, наприклад, з вихідним апаратом або іншим пристроєм, що керує витратою, за рахунок чого створюють масовий обмін робочого тіла у напрямку та кількості, узгодженим з режимом роботи вхідного пристрою. Таким чином, по-друге, газогідродинамічно впливають на змінення витрат робочого тіла в ядрі основного потоку, яке надходить до вихідного перерізу вхідного пристрою, і підтримують його рівень у допустимому діапазоні значень потрібних витрат, підтримують належну якість потоку. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що з метою зниження опору й попередження відриву потоку газогідродинамічно утримують лінію гальмування течії, що набігає на вхідну губу обичайки гомогенізатора на її передній кромці, переважно ближче до внутрішньої сторони, зазначеними способами пасивного і активного керування течіями. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що з метою підвищення ККД СУ знижують втрати у забірній частині й усередині ВП за рахунок створення обводів вхідних кромок, сприятливих для безударного притікання струменів, переважно з постійним розподілом тиску, якнайменш на зовнішніх поверхнях вхідних губ, а також для реалізації, так званої сили, що підсмоктує, з проекцією у напрямку руху. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що підвищують пропульсивну тягу СУ, завдяки збільшенню маси робочого тіла, яке відкидається з вихідного апарата у напрямку, протилежному до напрямку руху, за рахунок збільшення витрати робочого тіла при з'єднанні відводу з вихідним апаратом у складі СУ, наприклад, за посередництвом обвідного контуру підвищують контурність СУ до рівня n+1, де n – контурність робочого органу. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що підвищують пропульсивну тягу СУ за рахунок надання додаткового прискорення масам робочого тіла завдяки утилізації тепла, яке відводять від гарячих трактів СУ, крізь основний та/або обвідний контури. Для цього потік обвідного контуру спрямовують крізь теплообмінники СУ, які дієздатно підключені до систем охолодження двигуна, теплообмінники виконують вмонтованими в магістраль обвідного контуру, у тому числі, з суміжною з основним контуром теплопровідною поверхнею для збільшення ефективності, наприклад, у вигляді вінця з поздовжніх ребер на корпусі робочого органу, виготовлених з теплопровідного матеріалу, у тому числі, крізь які циркулює рідина 5 UA 115655 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 системи охолодження двигуна або мастило, у вигляді стільникових теплообмінників газ-рідина, рідина-рідина та подібних. Також теплообмінники можуть бути зовнішніми і дієздатно з'єднуватись з відводом вхідного пристрою і каналом підживлення ежекційного сопла за посередництвом каналів/магістралей. Використовують енергію вихлопних газів високого тиску, спрямовують і випускають їх крізь загальний вихідний апарат СУ, що одночасно додатково збільшує тиск, температуру, об'єм і, як слідство швидкість робочого тіла на виході з СУ. Хоча підвищення швидкості робочого тіла на виході є менш ефективним ніж збільшення маси для підвищення ККД рушія, але перелічені заходи дозволяють більш ефективно вирішити проблему охолодження і більш раціонально використовувати енергетичні властивості теплових машин СУ, що підвищує загальний ККД СУ. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що зниження теплової помітності досягається вирівнюванням температурних полів у вихідному апараті і наближенні до температури зовнішнього середовища, завдяки початковому змішуванню термічних потоків вихлопної системи двигуна та/або від теплообмінників, з піковими значеннями температур, усередині СУ. Також екранування гарячих елементів і цих процесів конструкцією, зменшення кількості вихідних апаратів систем СУ зовні призводить до зниження акустичної та радіолокаційної помітності. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що при різноманітних варіантах компонування вхідного пристрою, які характеризуються складним просторовим зовнішнім обтіканням з симетричним або асиметричним входом потоку та/або у випадках прокладання покривлених внутрішніх каналів, яким також притаманно виникнення другорядних течій, з метою підвищення ККД і запасу стійкості СУ (кавітаційної стійкості рушія) дистанційно вирівнюють результуючі параметри потоку безпосередньо поблизу вихідного перерізу ВП за допомогою газогідродинамічного впливу, конструктивно це здійснюють завдяки виготовленню (профілюванню) напрямного устя і внутрішнього каналу з розподілом градієнтів тиску в поперечних і поздовжніх напрямках таким чином, що вони ініціюють випереджувальні течії, які компенсують негативні відхилення і закручування подальших неминучих другорядних течій, що залежить від конкретного компонування і визначається при рішенні прямої задачі аерогідродинамічного проектування, при застосуванні зазначеного способу виготовлення та зазначених способів пасивного і активного керування. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що вирівнюють результуючі параметри потоку безпосередньо поблизу вихідного перерізу ВП та спрямовують течію поздовж його осі за допомогою газогідродинамічного впливу на ядро потоку, що потрапляє до вихідного перерізу ВП, за допомогою пасивного і активного змінення витрат пристінних шарів потоку крізь відводи, у тому числі конструктивно, за допомогою надання різної пропускної можливості по площі перерізів та/або площі проникних ділянок. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що, у випадку недостатньої ефективності дистанційного газогідродинамічного впливу, систему гомогенізатора додатково обладнують спрямовуючим апаратом, що розміщують у його каналі, який безпосередньо діє на потік. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що, з метою вирівнювання параметрів потоку на основних режимах, утворюють більш інтенсивне гальмування течії в секторі перерізу, прилеглому до вхідної губи забірника, конструктивно це здійснюють за допомогою збільшення кутів розкриття дифузора на вихідній ділянці внутрішнього каналу. За рахунок цього максимально перетворюють швидкісний напір прилеглого до вхідної губи забірника високонапірного струменя в статичний тиск, який, з одночасним локальним зменшенням швидкості потоку, розповсюджується в прилеглі ділянки перерізу. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що спрямовують ядро потоку ближче до нормалі вихідного перерізу й, одночасно, спрямовують високонапірний струмінь ближче до центру вихідного перерізу за рахунок того, що зміщують вісь вихідного перерізу ВП у напрямку поперечної локалізації високонапірного струменя, при заданому напрямку нормалі, та/або нахиляють її поздовж напрямку ядра потоку. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що додаткове вирівнювання і спрямування потоку по висоті перерізу досягають газогідродинамічним впливом, який утворюють за допомогою перемінних відносних витрат по секторах відводу, наприклад, нижньому і верхньому або нижньому, верхньому і бічним, за рахунок індивідуального узгодженого дроселювання за допомогою дефлекторів, які встановлюють в перерізі відводу або відводів та/або в магістралі обвідного контуру. 6 UA 115655 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що кожен сектор відводу роздільно сполучають з індивідуальною частиною системи вихідних пристроїв, які керують витратами окремо і узгоджено з параметрами потоку у гомогенізаторі. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що у випадках косого обтікання забірника, наприклад, при русі з ковзанням під час маневрування, різній тязі або відмові одного з двигунів багатодвигунної СУ, вирівнювання і спрямування потоку досягають утворенням асиметричної витрати крізь бічні сектори відводу. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що з метою підвищення стійкості транспортного засобу, що оснащений багатодвигунною СУ у боковому каналі керування, планові проекції осей вхідних перерізів внутрішніх каналів, якнайменш крайніх трактів СУ спрямовують у зустрічних напрямках. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що з метою узгодження загальних витрат крізь обвідний контур і відносних витрат між секторами відводу встановлюють газогідродинамічну залежність між полями параметрів всередині вхідного пристрою, наявними і потрібними витратами в основному і в обвідному контурі, у тому числі між секторами відводу, за результатами спеціальних розрахункових і експериментальних досліджень та використовують ці залежності при створені законів керування. Поставлена технічна задача вирішується так само тим, що з метою узгодження загальних витрат крізь обвідний контур і відносних витрат між секторами відводу при регулюванні і керуванні, переважно автоматичному, вимірюють значення повного та/або статичного тиску всередині ВП, тиску гальмування потоку на вхідних кромках за допомогою датчиків (приймачів) повного та статичного тиску, розміщених усередині ВП, вмонтованих в конструкцію, переважно інтегрованих врівень з поверхнями, наприклад, по периметру обичайки гомогенізатора і її вхідної губи, статичного центрального тіла, спрямовуючого апарата, сигнали з цих датчиків використовують в системі керування, відповідно до попередньо встановленої залежності. Способи керування, що заявляються, призначенні для реалізації у вхідному пристрої, що заявляється, але можуть використовуватись з іншими типами ВП, особливо з великою поздовжньою кривизною, в системах, які оснащені подібними ВП, у тому числі в силових установках, для підтримання параметрів потоку на виході вхідного пристрою на потрібному рівні й належної якості, за допомогою газогідродинамічного впливу з мінімальним безпосереднім впливом на ядро потоку, яке потрапляє до вихідного перерізу, і, відповідно, зниження втрат тиску у ньому, застосовують для керування вхідним пристроєм за посередництвом зміни витрат пристінних шарів потоку з одночасним видаленням дестабілізуючого примежового шару, завдяки чому розширюють діапазон можливих режимів роботи і розрахункових режимів та, водночас, підвищують гідрогазодинамічну стійкість і надійність роботи ВП і систем, що оснащені подібними ВП. Способи виготовлення, що заявляються, здійснюються при профілюванні вхідного пристрою, застосовують для покращення газогідродинамічної якості вхідного пристрою, відповідно до різновиду його конструктивного й аерогідродинамічного компонування. Рішення також стосується транспортного засобу, наприклад, літального апарата, надводного чи підводного судна, на якому використовується силова установка, як мінімум, одне технічне рішення чи спосіб, що заявляються. Рішення також стосується гідрогазотранспортних трубопровідних систем, що оснащені розподільними системами, у тому числі оснащеними перепомповувальними насосами. На фігурах зображені схеми варіантів і прикладів здійснення конструкції вхідного пристрою, принципові схеми роботи й приклади компонування силової установки. На Фіг. 1 зображений варіант конформної силової установки з керованим сопловим апаратом робочого органу і комбінованим керованим ежекційним вихідним апаратом, який сполучено з зовнішнім потоком і реактивним струменем. На Фіг. 2 схематично показані варіанти виконання індивідуальних і загальних забірників вхідних пристроїв: а) індивідуальний симетричний, б) індивідуальний асиметричний, в) загальний (спарений). На Фіг. 3 показана схема «скелетних» параметричних твірних. На Фіг. 4 показано приклади ВП з візуалізацією робочого процесу: а) довільно спрофільований, в якому інтенсивні другорядні течії утворюють парні вихорі; б) виготовлений з використанням способу, що пропонується, відрізняється від попереднього тим, що засобами пасивного керування досягнуто односпрямований безвідривний потік на ділянці до 1/2 довжини внутрішнього каналу, енергії якого достатньо для подолання дії 7 UA 115655 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 негативного градієнта тиску при гальмуванні потоку на донній ділянці та збереження безвідривної течії, як слідство, має більш стабілізований і спрямований потік наприкінці внутрішнього каналу. На Фіг. 5 показано схема формування течії для двох режимів роботи ВП при >1 (Фіг. 3а) і (1, б) 1, в) (1, одночасно зі зниженням аеродинамічних втрат, забезпечується підживлення як основного контуру крізь відвід 10, так і каналу підживлення нерегульованого ежекційного соплового апарата 13. Керований вихідний апарат 13 за схемою на Фіг. 8 а, що примусово відкривається на зазначених режимах, також виконує функції підживлення обвідного контуру. Застосування вікон та стулок 14 на зовнішній поверхні забезпечує безперервне охолодження робочого органу 12 на перехідних режимах, коли розрідження всередині ВП змінюється підтиском. Сполучення відводу 10 з керованим ежекційним вихідним апаратом 13 (Фіг. 8 а) або виконання комбінованого вихідного апарату 13, що містить нерегульований ежекційний сопловий апарат з керованим ежекційним вихідним апаратом обвідного контуру, дозволяє оптимізувати витрати крізь відводи 10, у тому числі, в умовах недостатньої витрати крізь канал ежекційного підживлення соплового апарата, наприклад, при дроселюванні робочого органу 12, 13 UA 115655 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 або у разі відмови одного або декілька двигунів багатодвигунної СУ, за допомогою чого підтримують параметри потоку всередині ВП у діапазоні стійкої роботи та запобігають відмову працюючих двигунів. Вихідний апарат 13, виконаний за схемою Фіг. 1, вирішує всі зазначені задачі керування, дозволяє більш гнучко налагодити витрати на всіх режимах роботи і забезпечує постійну течію для охолодження робочого органу 12. Використання регульованого вихідного апарата 13, що надає можливість змінювати витрати за посередництвом зміни прохідного перерізу, наприклад такого, як зображено на Фіг. 1, 8, 14, є найкращим в порівнянні з керуванням за допомогою дроселів, керованих перегородок, обичайок, розташованих усередині каналів обвідного контуру з-за створення меншого опору. При компонуванні СУ з декількома робочими органами 12, поворот вхідних перерізів 4 зовнішніх (крайніх) внутрішніх каналів 3 у зустрічному напрямку, наприклад, як зображено на схемах Фіг. 2 б, в, 10, в умовах косого обтікання навітряний внутрішній канал 3 (правий за напрямком руху на Фіг. 10) має кращі умови входу потоку і менші втрати на попередній ділянці, ніж підвітряний, що при симетричному керуванні робочими органами, веде до різної тяги і автоматично створює стабілізуючі моменти опору забірної частини ВП і тяги. За умови недостатнього вирівнювання потоку за посередництвом газодинамічного впливу всередині вхідного пристрою розташовують спрямовуючий апарат 11. Неминуче створення додаткового опору, притаманне безпосередньому механічному впливу на потік, знижується при розташуванні спрямовуючого апарата 11 на ділянці з найнижчою швидкістю потоку, але не обмежується цим принципом. Наприклад, при розташуванні спрямовуючого апарата 11 у вхідній частині обичайки 6 створюється додатковий підтиск потоку, що сприяє ефективності гомогенізації. При кріпленні елементів спрямовуючого апарата 11 на вхідній ділянці відводу 10, збурений в кутах кріплень потік видаляється крізь відвід. Опір тиску решітки спрямовуючого апарата 11 також знижується взаємним відносним розташуванням зі зміщенням абсцис максимальної товщини сусідніх елементів поздовж потоку, у тому числі наданням різної стрілоподібності суміжним елементам. Наданням аеродинамічної та/або геометричної скрученості елементам спрямовуючого апарату 11, узгодженим з локальним профілем швидкостей, досягається збільшення ефективності протидії негативним другорядним течіям по перерізу каналу. Утилізація тепла з потоком обвідного контуру крізь вихідний апарат 13 дозволяє більш повно використовувати теплову енергію робочого органу 12, у т.ч. двигуна водометної СУ. Підвищення тиску за рахунок збільшення температури, як мінімум компенсує втрати повного тиску в обвідному контурі. Відводячи тепло від теплообмінних поверхонь, робоче тіло в обвідному контурі розширюється, а під дією різниці тисків між відводом 10 і вихідним апаратом 13 на основних режимах роботи проштовхується у напрямку до вихідного апарата 13 та відкидається з підвищеною швидкістю у порівнянні з холодним обвідним контуром. Завдяки чому збільшується пропульсивна тяга та тепловий ККД СУ. Додатково, утилізація тепла від вихлопної системи крізь обвідний контур і відведення вихлопних газів двигуна водометної СУ крізь загальний вихідний апарат 13 одночасно надає зріст тиску, температури, об'єму робочого тіла, яке набуває додаткове прискорення і, в результаті, збільшення тяги та ККД СУ. Виконання керованого вихідного апарата 13, наприклад такого, як зображено на Фіг. 14, дозволяє керувати витратами на всіх режимах обтікання. При роботі ВП на режимах >1 дефлектор вихідного апарата 13 відхиляють на максимальний кут, зменшуючи кут обтікання вхідної губи 5 забірника, чим запобігають виникненню відривних течій на внутрішній поверхні вхідної губи 5, знижують пікові швидкості, завдяки чому отримують більш рівномірне поле швидкостей по висоті перерізу. Одночасно з цим відкривається обвідний канал і крізь щілинний відвід 10 робоче тіло коротшим шляхом підсмоктують всередину ВП. При цьому збільшується загальна площа прохідного перерізу, як слідство зменшується швидкість течій і опір. На режимах 