Proiect CSA Bun [PDF]

Zitiervorschau

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREŞTI FACULTATEA DE INGINERIE AEROSPAŢIALĂ

TEMA de CASĂ la disciplina CONSTRUCŢIA STRUCTURILOR AEROSPAŢIALE

- Avion de antrenament - Model Alenia Aermacchi M-346 Master

Titular curs:

Student:

Ş.l. dr. ing. Ion Predoiu

Popescu Matei-George Grupa 935-EIA

Coordonare tema: Ş.l. dr. ing. Ion Predoiu As. univ. ing. Gabriel Turlea

2018 - 2019

1. Prezentare generala a avionului

1.1 Istoric

Alenia Aermacchi M-346 Master este un avion militar bimotor de antrenament. Dezvoltat initial in parteneriat cu Yakovlev sub denumirea Yak/AEM-130, parteneriatul a disparut in anul 2000 si Alenia Aermacchi a continuat sa dezvolte M-346 separat, in timp ce Yakolev si-a continuat proiectul pe Yakolev Yak130. Primul zbor al avionului a fost facut in 2004. Acest model este operat in prezent de catre fortele aeriene ale Italiei, Israelului, Singapore si Poloniei. Din 2016, producatorul a devenit Leonardo-Finmeccanica intrucat Alenia a fuzionat cu Finmeccanica, ajungand sa isi schimbe brand-ul in Leonardo in 2017. M-346 Master are o larga varietate de intrebuintari, intrucat pregateste tinerii piloti prin sesiuni de antrenamente de zbor, de diferite tipuri. In 2009, fortele aeriene italiene intentioneaza sa cumpere un pachet de 15 avioane M-346. Pe 18 iunie, Alenia Aermacchi anunta ca au primit o comanda de 6 avioane din parte armatei italiene, cu o optiune de a mai aduce in 9. In septembrie 2015, fortele aeriene italiene deruleaza primul antrenament folosind M-346. M-346 a fost numit castigator al competiei IDEX, in 2009, de catre Emiratele Arabe Unite. Oficialii Alenia au spus ca au primit inca 48 de comenzi de avioane care vor fi folosite la antrenamente, cat si in misiuni de interceptare minore. O ultima cerere in 2010 a fost stabilita sub forma a 20 de antrenori care sa piloteze 20 de M-346 Master pentru misiuni de lupta, dar si ca aceste aeronave sa formeze o echipa de zbor, insa discutiile au ramas la statut-ul de negocieri. In iulie 2010, M-346 a fost ales de catre Fortele Aeriene ale Republicii Singapore sa inlocuiasca ST Aerospace A-4SU Super Skyhawks in programul de Antrenament Avansat, cu baza la Cazaux Air in Franta. In presa, au aparut zvonuri ca ministrul de aparare al Republicii Singapore a decis sa achizitioneze 12 M-346 Master pe data de 28 septembrie 2010 si un sistem de antrenament la sol. Conform contractului, avioanele au fost distribuite de catre Alenia, in timp ce sistemul de antrenament a fost oferit de catre Boeing. Programul European de Antrenament Avansat pentru Piloti (AEPTJ), neoficial Eurotraining, care cuprinde un consortiu de 12 tari europene care are rolul de a antrena la nivel european un numar de piloti a contactat Alenia Aermacchi prin Agentia Europeana de Aparare in 2010 pentru mai multe informatii despre M-346. In mai 2013, Alenia anunta ca negocierile au mers lent, pentru ca pentru Agentia Europeana, prioritatea de a achizitiona M346 a fost mica. In februarie 2012, M346 a fost ales de catre Fortele Aeriene Israeliene (IAF) intr-un schimb, in care Israel va contrui un satelit de interceptare si sisteme AWAC pentru Italia in schimbul catorva avioane. Astfel, fortele aeriene israeliene vor sa inlocuiasca avionul de antrenament al armatei (Mc Donnell Douglas A-4H/N SkyHawk) care a servit mai mult de 40 de ani. In iulie 2012, contractul este senat intre Alenia si Ministerul Israelian de Aparare pentru 30 de avioane. Pe data de 20 martie 2014, primul avion M346 care va zbura pentru Israel este botezat intr-o ceremonie desfasurata in fabrica Alenia Aermacchi in Venegono Superiore. Pe data de 23 decembrie 2013, Polonia anunta ca M346 Master atinge cerintele lor pentru un nou avion de antrenament avansat. Un contract pentru 8 avioane este semnat pe 27 februarie 2014. Primele 2 avioane

ajung la Deblin in noiembrie 2016, iar pana in ianuarie 2017 ajung si celelalte 6 avioane, care intra in flota aviatica poloneza. In octombrie 2016, Argentina isi arata interesul pentru avioanele Aleniei Aermacchi, pentru a inlocui avioanele Dassault Mirage II si Mirage 5 care s-au retras din serviciu, impreuna cu Douglas A-4R, cu capabilitati limitate de antrenament. Aparent, Argentina este interesata de un numar de 10-12 avioane, insa discutiile nu merg mai departe de negocieri si speculatii.

1.2 Dezvoltare În 1992, Aermacchi a semnat un acord de cooperare cu Yakovlev pentru a oferi sprijin financiar și tehnic noului avion de antrenament pe care firma îl dezvoltă din 1991 pentru Forțele Aeriene ale Rusiei în competiție cu Mikoyan MiG-AT. Aermacchi a câștigat, de asemenea, dreptul de a modifica și comercializa aeronava pentru piața occidentală. Avionul rezultat a zburat pentru prima dată în 1996 și a fost adus în Italia în anul următor pentru a înlocui îmbătrânirea MB-339. În acest punct, aeronava a fost comercializată ca Yak / AEM-130. În februarie 1996, Rusia a oferit finanțare inițială pentru Yak / AEM-130 și a promis să achiziționeze până la 200 de aeronave pentru Forțele Aeriene ale Rusiei. În octombrie 1998, s-a raportat că riscul a devenit din ce în ce mai mult un efort din partea Italiei cauzat de lipsa unui sprijin financiar din partea Rusiei, precum cel promis in 1996. Până în iulie 2000, Aermacchi deținea o procent de 50% în programul de dezvoltare, iar Yakovlev și Sokol aveau o cotă de 25% fiecare. La mijlocul anului 2000, s-a anunțat că diferențele de priorități între cele două firme și lipsa sprijinului financiar din partea participanților ruși la program au pus capăt parteneriatului și că fiecare firmă va continua dezvoltarea aeronavei în mod independent; Yakovlev a primit 77 milioane USD pentru documentele tehnice ale aeronavei. Yakovlev ar putea să vândă modelul Yak-130 în țări precum cele din Comunitatea Statelor Independente, India, Slovacia și Algeria, în timp ce Aermacchi ar putea să vândă M346 țărilor NATO, printre altele. Modelul M-346 este o versiune foarte modificată a aeronavei care a fost dezvoltată în cadrul asociației în participațiune. Utilizează echipamente exclusiv de la producătorii occidentali, cum ar fi sistemul digital de control al zborului, dezvoltat printr-o colaborare între Teleavio, Marconi Italiana și BAE Systems. În iulie 2000, Aermacchi a selectat motorul turbofan Honeywell F124 pentru a alimenta tipul în locul motorului de propulsie DV-2S, proiectat inițial, de la "Povazske Strojarne". Primul prototip M-346 a fost lansat la 7 iunie 2003 și a efectuat primul său zbor la data de 15 iulie 2004. În 2004, a fost atribuit CAE unui contract de dezvoltare a unui simulator cu misiune completă pentru M-346. Au fost emise si alte contracte de producție pentru simulatorul de misiuni CAE de atunci. In ianuarie 2005, Ministerul Apărării din Grecia a semnat un memorandum de înțelegere (MOU) pentru a deveni partener în cadrul programului, urmat de un acord de cooperare industrială între Aermacchi și industria aerospațială din Grecia în 2006. La 10 aprilie 2008, a fost lansat un nou prototip, produs în configurația finală (noul echipament de aterizare și frâna de aer, mai multe componente compozite). La data de 18 decembrie 2008, Aermacchi a anunțat că M-346 a atins o viteză maximă de 1,15 Mach (1,255 km / h, 678 noduri, 780 mph), pretinzând că a fost prima ocazie în care o aeronavă construită în întregime in Italia sparge bariera sonoră în 50 de ani. În mai 2008, Boeing a semnat un Memorandum de înțelegere pentru a coopera în ceea ce privește marketingul, vânzarea, instruirea și susținerea a două aeronave de formare Aermacchi, M-346 și M-311.

La data de 20 iunie 2011, a fost acordată o certificare de tip militar Alenia Aermacchi pentru Master M346 de către Direcția Generală pentru Armamentele Aeronautice a Ministerului Italian al Apărării din Roma. Pe parcursul procesului de certificare, avionul M-346 a efectuat 180 de zboruri de testare, în total 200 de zboruri pe parcursul ultimelor cinci luni, în timpul căruia au fost finalizate peste 3.300 de puncte de testare. În rolul de avion de antrenament, M-346 este neînarmat; cu toate acestea, în noiembrie 2015, s-a raportat că Alenia Aermacchi se apropia de finalizarea unei variante cu capacitate de luptă. La sfârșitul anului 2014, au avut loc o serie de teste armate care au implicat rachete IRIS-T. În 2015, o variantă înarmată, desemnată drept M-346 LCA (Air Combat Aircraft), a fost oferită Poloniei; acest lucru a inclus o capacitate de operare a rachetei Brimstone

M-346 prototipul 002 la Show-ul Aviatic Le Bourget, 2005

În februarie 2016, compania nou-creată, consolidată, Leonardo-Finmeccanica, a promovat Aermacchi M346 în două noi roluri: antrenament de însoțire și antrenament de luptă aeriană diferită. Pentru a reproduce mai bine performanța și comportamentul zborului diferitelor avioane inamice, atât forța g, cât și unghiul de atac pot fi selectate independent în sistemul de control al zborului; clienții existenți au declarat că tipul este foarte potrivit pentru rolul de agresor.

1.3 Variante

M-346 Denumire pentru tipul de bază T-346A Desemnarea militară italiană din 2012 pentru M-346. [62] M-346LCA (avioane de luptă ușoară) Varianta armată oferită Poloniei ca înlocuitor al îmbătrânirii Su-22 [20]. M-346FT (Avion de antrenament pentru lupta) Varianta multi-rol capabilă de a comuta între operații de instruire și luptă. Noile caracteristici includ un nou sistem de date tactic tactic și capacități diferite de armament, dar nu includ modificări fizice ale hardware-ului. [63] M-346FA (Avion de vanatoare) Variantă multiplă capabilă de combatere a aerului-aer și aer-la suprafață, cu o sarcină utilă de 2 tone, împărțită pe 7 puncte, cu radar Grifo-346 avansat, contramăsuri și caracteristici stealth, incluzând grile de admisie a motorului și acoperiri de absorbție a radarului pe baldachin și aripă marginea de vârf. Este comercializată ca o aeronavă de atac ușor, potrivită și pentru instruirea agresorului. Avionul a fost dezvăluit la 18 iunie 2017 într-un afișaj static la acel an la Paris Air Show. Aeronava este comercializată pentru export în țările din America de Sud și din Asia de Est și se susține că poate efectua misiuni operaționale cu costuri mult mai mici decât cele ale luptătorilor de primă linie. T-100 Varianta folosita pentru programul T-X al Fortelor Aeriene ale Statelor Unite.

M346 Basic

T-346A

M-346FT multirole variant

M-346FA multirole variant

T-100

1.4 Echipamente de bord Fiind un avion de antrenament ultra-modern, M-346 ofera o gama larga de echipamente ce ajuta tinerii piloti sa se obisnuiasca cu parametrii reali dintr-o situatie reala de reconaissance sau surveillance sau chiar lupta usoara. Astfel, printre beneficiile pe care le are avionul Alenia, se remarca : -

interfața om-mașină de ultima generație

-

sistem integrat de navigație GPS / inerțial și radar altimetru (EGIR)

-

două radiouri V / UHF

-

transponder IFF

-

MIDCAS

-

modul radio asistat, bazat pe TACAN și VOR / ILS / MB

-

harta mișcării digitale

-

comanda vocala

-

controlul mâinilor de pe clapeta de accelerație și stick (HOTAS)

-

trei afișaje multifuncționale cu ecran LCD de 5 "x5" (MFD)

-

două afișaje de tip Head-Up de tip raster / accident vascular cerebral (HUD)

-

panoul de control din față (UFCP)

-

sistem integrat de montare pe cască (HMD)

-

sistemul de gestionare a stocurilor

-

avertizare audio centralizată integrată

Printre avantajele pe care le detine aceasta aeronava de antrenament o reprezinta sistemul incorporat de simulare de antrenament tactica (Embedded Tactical Training Simulation sau ETTS) care curpinde o serie cuprinzatoare de situatii de zbor integrate in sistemul de antrenament, ce le permite antrenorilor sa le exemplifice tinerilor piloti situatiile pe care vor sa le simuleze. ETTS permite M-346 să ofere întregul spectru de funcții de antrenament simulate în timpul zborului și oferă atât studenților, cât și instructorilor urmatoarele simulari la bord -

Un scenariu tactic (hartă digitală cu amenințări și ținte)

-

Prezența forțelor realiste generate de calculator (prieten și dușman)

-

Senzori de la bord (cum ar fi multimode Fire Control Radar)

-

Arme, inclusiv simbolologie și livrare specifica de parametrii

-

Live, Virtual, Constructiv (simularea se modifica in timp real, si are un rol constructiv in sensul in care creeaza o realitate virtuala, aproape identica cu o situatie de criza, ce necesita pregatire suficienta, pentru a o depasi intr-o situatie reala)

Functiile ETTS pot fi configurate pentru un zbor individual (Stand Alone) sau printr-o retea de networking de aeronave, in care se pot antrena impreuna mai multi piloti, fiind legate datorita unui sistem de legatura de date de antrenament (Training Data Link), in functie de scenariul tactic (Tactical Scenario) al celorlalti participanti.

1.5 Perspective

Pe de o parte, Alenia Aermacchi M-346 Master a realizat de-a lungul timpului, inca de la primul zbor parteneriate cu armatele unor tari potent financiare. Acest lucru le-a a oferit notorietatea de care are nevoie un nou model de aeronava in aceasta piata in continua dezvoltare. M-346 s-a pliat perfect pe nevoile pentru care sunt exploatate in acest moment, iar acest lucru a creat rumoare in lumea aviatica militara. De aceea, consider ca vor mai exista si alte tari care vor apela la serviciile producatorului italian care si-a schimbat numele sub denumirea de Leonardo-Finmeccanica.

Pe de alta parte, faptul ca M-346 ofera o echipare diversa, pentru diverse scopuri, de la antrenament, la interceptare, la vanatoare si chiar rachete aer-sol, ofera posibilitati de exploatare diferite pentru aeronavele Alenia, care nu poate decat sa bucure clientii care, in functie de nevoi, pot sa foloseasca aeronavele acestea in scopuri precise, intr-un mod economic, intrucat acestea nu au cerintele de mentenanta si consum al celor mai prestigioase aeronave militare din lume.

Iata cateva remarci ale statelor care au in dotare astfel de aeronave :

Italia: "T-346 nu este doar o aeronavă în sine, ci o parte a unui sistem integrat care este o adevărată revoluție comparativ cu trecutul. Elementul de bază al IPTS (Sistemul Pilot de Antrenament Integrat) implica un sistem modern : sistemele de simulare care ne permit să pastram o buna parte din activitățile desfășurate anterior la OCU și care au fost efectuate anterior în zbor, asigurând astfel economii substanțiale ".

Col Paolo Tarantino, Commander of the 61°Stormo, Italian Air Force March 2016 – Combat Aircraft Magazine

Israel: "Noile avioane de antrenament au oferit multe avantajele și au dus antrenamentul mult mai departe. A îndeplinit toate așteptările noastre și multe altele. Aspectele performanței de zbor, specificațiile sale, capacitățile pe care le are, economiile în combustibil cu reacție, siguranța datorita faptului ca este bimotor, are redundanță în aproape fiecare sistem din avion. Suntem foarte, foarte, foarte mulțumiti.“

Lt. Col. Tal, Heyl Ha’Avir (Israeli Air Force) In charge of M-346 Lavi operations July 21, 2016 – The Times of Israel website

Polonia: "Aeronava M-346 este într-adevăr cea mai bună, și în același timp soluția cea mai economică, comparativ cu sistemul actual. Atunci când un pilot zboara mai mult pe o aeronava de antrenament, are nevoie de mai puțin ore pe avioane de luptă. Prin urmare, acest lucru sporește capacitățile de apărare ale Poloniei, deoarece F-16 va fi utilizat mai puțin pentru instruirea pilotului. Vom continua să pregătim piloți remarcabili, dar acest lucru se va întâmpla să fie mult mai ieftin ".

Bartosz Kownacki, Vice-minister of National Defense June 8, 2016 - “Nasz Dziennik” Polish newspaper

2. Caseta tehnica Caracteristici generale Echipaj: 2, student si instructor Lungime: 11.49 m (37.70 ft) Anvergura: 9.72 m (31.89 ft) Inaltime: 4.76 m (16.11 ft) Suprafata aripii: 23.52 m² (253.2 ft²) Greutate (gol): 4,610 kg (10,165 lb) Greutate (incarcat): 6,700 kg (14,770 lb) Greutate maxima la decolare: 9,500 kg (20,945 lb) Sistem de propulsie: 2 × Honeywell F124-GA-200 , 28 kN (6,250 lbf) fiecare

Performanta Viteza limita: Mach 1.2 (1,470 km/h, 793 noduri) Viteza maxima: 1,059 km/h (572 noduri) Viteza de calare: 176 km/h (95 noduri) Distanta de parcurgere (limitata de combustibil): 1,981 km (1,070 mile) Distanta maxima de parcurgere: 2,722 km (1,470 nmi) ; cu 3 rezervoare externe Durata de zbor: 2.75 hours (4 hours with external drop tanks) Altitudine de croaziera: 13,716 m (45,000 ft) Rata de urcare: 6,705 m/min (22,000 ft/min) Incarcare alara: 285 kg/m² (58.3 lb/ft²) Raport Tractiune/Greutate: 0.84

3. Sistemul de propulsie 3.1 Caracterisitici generale ale motorului F124-GA-100

Tip: Turbofan Lungime: 259 cm Diametru: 91.4 cm Greutate uscata: 521.6 kg

3.2 Componente

Compresor: 3 trepte de joasa presiune, 4 trepte de compresor axial de inalta presiune, 1 treapta de compresor centrifugal de inalta presiune Turbina: 1 treapta de inalta presiune si 1 o treapta de joasa presiune Ajutaj de reactie: convergent

3.3 Performante

Tractiune maxima: 28kN Raportul de presiune mediu: 19.4:1 Factorul de dublu-flux: 0.49:1 Consumul specific: 82.6kg/kN*hr Raportul tractiune-greutate: 5.3:1

3.4 Descriere

Honeywell / ITEC F124 este un motor cu turbină cu debit scăzut derivat de la Honeywell TFE731 civil. Modelul F125 este o versiune post-combustie a motorului. Motorul a inceput sa se dezvolte la sfarsitul anilor 1970 pentru Republica Populara Chineza de Aparare AIDC F-CK din China (Taiwan) si a functionat prima data in 1979. Motorul F124 / F125 a fost propus pentru a fi folosit pe alte aeronave , cum ar fi T-45 Goshawk și Jaguar SEPECAT, iar în prezent activează Aero L-159 Alca și Alenia Aermacchi M-346. F124 are un design destul de neobișnuit pentru un motor cu două turbine cu gaz, folosind compresoare axiale și centrifuge în treptele compresorului său de înaltă presiune. În prezent există doar trei variante de producție ale motorului, deși mai multe au fost propuse de-a lungul timpului.

În 1978, Garrett a anunțat o cercetare comună privind arderea post-combustie TFE1042 cu compania suedeză Volvo Flygmotor AB, pentru a furniza un motor pentru AIDC F-CK Indigenous Defense Fighter (IDF) dezvoltat pentru Forțele Aeriene ale Republicii China (Taiwan) Air Force (ROCAF) . Modelul TFE731 Model 1042 a fost prezentat ca un raport de by-pass scăzut "derivat militar al motorului comercial dovedit TFE731" și "oferă o propulsie eficientă, fiabilă și eficientă pentru următoarea generație de avioane de luptă ușoară și avansată" cu o forță de 4260 lbf 18,9 kN) uscată și 30,2 kN (6790 lbf) cu after-burner. După negocierea inițială, investiția urma să fie împărțită între Garrett, Volvo, AIDC și compania italiană Piaggio. Dezvoltarea consta în TFE1042-6, care care nu avea after-burner, pentru aeronave cu atac ușor / antrenor avansat, și TFE1042-7 pentru upgrade-ul AMX sau F-5. Garrett ar fi responsabil pentru motorul de bază, iar Volvo ar fi responsabil de secțiunea ventilatorului și de after-burner. Motorul a pornit mai întâi timp de 3 ore la o unitate de testare Volvo în 1979.

3.5. Principalele elemente ale motorului si functionarea

F124-GA-100 este un turboreactor deci un sistem aerian cu comprimare mecanică și reacție directă.Acest motor este și un turboventilator. Un turboventilator este un tip de motor de avion, similar cu un turboreactor. Constă într-un ventilator cu un turboreactor de diametru redus amplasat posterior acestuia care antrenează ventilatorul. O parte din curentul de aer din ventilator trece prin turboreactor unde este ars pentru a alimenta cu putere ventilatorul, dar majoritatea curentului trece pe lângă turboreactor și produce cel mai mult din tracțiune.

F124-GA-100 este de asemenea un motor turbofan.Turbofan vine de la cuvintele “turbo” care înseamnă motor cu turbine ce realizează energie și “fan” vine de la suprapunerea motorului cu un ventilator.Ventilatorul utilizează energia mecanică de la turbina cu gaz pentru a accelera gazele de aredere ce ies din motor. Astfel, o parte din aer trece prin turboreactor (camera de aredere, turbină), o parte din aer ocolește turbina intervenind la final pentru mărirea forței de propulsie. Raportul dintre masa fluxului de aer ocolind miezul motorului în comparație cu masa fluxului de aer care trece prin miezul este denumit în continuare raport de by - pass . Motorul produce forța de tracțiune printr - o combinație a acestor două porțiuni care lucrează în mod concentrat.

MTR sunt motoare aeroreactoare care au drept fluid de propulsie aerul, iar ca instalație de propulsie, un ajutaj de reacție.Sursa de energie este reprezentată de 1-2 grupuri turbcompresoare, iar instalația de propulsie este un ajutaj de reacție.Forța de propulsie se obține atât prin reacția directă a fluidului cât și prin reacția indirectă. Grupul turbocmpresor și camera de ardere reprezintă sursa de energie a motorului.

1.Dispozitivul de admisie Deplasarea unui vehicul aerian în atmosferă presupune existența la bordul acestuia a unui sistem de propulsie, sistem care are rolul de a evacua în sensul invers deplasării o cantitate finită de substanță, mărindu-i viteza, vehiculul fiind propulsat de către forța de reacțiune (exercitată de substanța accelerată asupra propulsorului). Așadar, pe lângă instalația de forță, adica motorul propriu-zis, este necesară existența unui organ specializat, numit propulsor, care să accelereze substanța (de obicei gazoasă) în sensul invers deplasării și, bineînțeles, existența substanței de accelerat. Aceasta substanță este, în mod uzual, aerul, sau aerul în amestec cu gaze arse provenite din motor.

Daca sistemul de propulsie este cu reacție indirectă, se utilizeaza drept propulsor elicea sau ventilatorul, motorul fiind de tip turbo sau clasic, iar substanța accelerării în sensul invers deplasării este aerul; dacă sistemul de propulsie este cu reacție directă propulsorul este integrat motorului, fiind tocmai ajutajul de reacție, iar substanța accelerată este, în consecință, amestecul de gaze de ardere evacuat de motor, deci tocmai fluidul de lucru al motorului. În cazul nostru sistemul de propulsie este cu reacție indirectă, drept propulsor utilizându-se ventilatorul, turbo iar substanța accelerată este aerul în amestec cu gazele de ardere. Aerul pătrunde în interiorul sistemului de propulsie prin intermediul unui organ specializat, numit generic dispozitiv de admisie și al cărui rol fundamental este să asigure debitul și parametrii termodinamici pentru fluidul de lucru în limitele prescrise, la orice regim de zbor ale avionului (altitudine H si viteza V) și la orice regim de funcționare a motorului (turație n). Dispozitivele de admisie ale sistemelor de propulsie sunt cu atât mai importante pentru întregul ansamblu din care fac parte cu cât viteza de zbor la care funcționează este mai mare și cu cât debitul de fluid vehiculat este mai mult utilizat în obținerea tracțiunii. Astfel, dacă pentru sistemele de propulsie destinate zborului cu viteze mici (turbopropulsoare, motopropulsoare) dispozitivele de admisie nu constituie o preocupare deosebită din punct de vedere al proiectării și realizării, pentru sistemele de propulsie de viteză mare (turboreactoare, turboreactoare cu postcombustie, statoreactoare), dispozitivul de admisie reprezintă un organ complex, având o aerodinamică deosebită și necesitând, în unele cazuri, o instalație aferentă de automatizare, care să-i asigure funcționarea în concordanță cu restul sistemului de propulsie.

Condițiile pe care dispozitivul de admisie trebuie să le îndeplinească în funcționare sunt: - să livreze compresorului debitul de aer necesar funcționării stabile la orice regim, indiferent de regimul de zbor. Totodată curgerea fluidului de lucru să fie cât mai uniformă, fără turbulente locale, vartejuri, pulsații sau desprinderi, deci curgerea în dispozitivul de admisie să fie caracterizată de uniformitatea câmpului de viteze și de presiuni (statice și totale), atât în timp, cât și în spațiu (pe direcție radială și unghiulară); - să asigure comprimarea dinamică a aerului, respectiv să transforme, cu pierderi minime, energia cinetică a aerului în lucru mecanic de comprimare; - să asigure pierderea minimă de presiune totală, pentru a reduce la minimum scăderea tracțiunii datorate acestui fenomen; - să inducă o rezistență la înaintare cât mai redusă. Din acest motiv, este foarte important ca motorul (motoarele) să fie, pe cât posibil, încadrat(e) în fuselaj, astfel încât amplasarea dispozitivului (dispozitivelor) de admisie să se realizeze în botul fuselajului, sau lateral, în zona încastrării aripii, caz în care dispozitivul de admisie poate fi considerat ca făcând parte din avion, fiind studiat ca atare în ansamblul avionului. Dacă amplasarea motoarelor se face în gondole montate pe aripi sau pe fuselaj, este necesar să se analizeze separat influența dispozitivului de admisie asupra rezistenței la înaintare a gondolei, apoi a întregului ansamblu. - să asigure, în măsura posibilităților, protecția împotriva aspirării de corpuri străine în motor. Deși la intrarea dispozitivului de admisie viteza aerului poate avea valori mari, supersonice, la ieșirea din dispozitiv viteza trebuie să fie, de obicei, subsonică, din considerente legate de funcționarea compresorului motorului. Practic, în afara statoreactoarelor cu combustie în regim supersonic, la toate celelalte sisteme de propulsie dispozitivul de admisie are rolul de a 'pregăti' câmpul de viteze la valori subsonice pentru intrarea în compresor, chiar dacă acesta are prima sau primele trepte de tip supersonic. Valoarea vitezei aerului la finalul evoluției în dispozitivul de admisie este cuprinsă în intervalul (100220) m/s, valorile mici caracterizând motoarele echipate cu compresoare centrifuge, valorile mari pe cele echipate cu compresoare axiale sau statoreactoarele. Uniformizarea câmpului de viteze pe direcție radială se realizează în porțiunea finală a dispozitivului de admisie, aceasta fiind construită sub forma unui confuzor, soluție care, în unele cazuri, mărește lungimea dispozitivului și reaccelerează curgerea. Evoluția fluidului de lucru (aerul) în dispozitivul de admisie se realizează practic, fără schimb de căldură sau lucru mecanic, deci fără variația entalpiei totale, în cursul evoluției se modifică însă ceilalți parametri (viteza, presiunea, entropia) în sensul ca aerul iși va micșora viteza și iși va crește presiunea (fenomen numit comprimare dinamică), iar entropia va crește de asemenea, datorită frecărilor în stratul limită, într-o diagramă entropică (având entropia în abscisa și entalpia în ordonata) evoluția aerului în dispozitivul de admisie are aspectul unei adiabatice ireversibile, cu creștere de entropie, deci o curbă direcționată spre dreapta (fig.1.1).

Dacă se consideră că dispozitivele de admisie funcționează pe un avion în zbor la altitudinea H, cu viteza V, starea aerului care va fi absorbit în dispozitiv este, de fapt, starea aerului de la altitudinea H în zona neperturbată, stare evidențiată în mod convențional de atmosfera standard, întrucât aerul pătrunde în dispozitiv cu viteza V (egală cu viteza de zbor a avionului), în secțiunea de intrare starea aerului va fi caracterizată de o energie (entalpie) mai mare,

cu atât mai mare cu cât viteza V este mai mare și deci, energia cinetică este mai mare. Dacă evoluția s-ar face în condiții ideale (absența statului limită și a frecărilor în canalizații) starea l*, finalul evoluției în dispozitivul de admisie, ar fi pe verticală punctului H și ar coincide cu H*. Creșterea de presiune prin comprimare dinamică ar fi:

unde MH = numărul Mach de zbor (MH = V/aH, aH = viteza sunetului la altitudinea H), iar funcția termodinamică a presiunii.

(MH) =

În realitate, însă, datorită frecării și degajării de căldură în stratul limită, entropia fluidului de lucru crește, deși curgerea este adiabatică. Finalul evoluției este starea l*, la același nivel energetic (i* =i H*), dar situat la dreapta punctului H* și la o presiune mai mică (p1*