УСТРОЙСТВО РЕВЕРСИРОВАНИЯ ТЯГИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ЗАДНЕРАСПОЛОЖЕННЫМИ СТВОРКАМИ Российский патент 1999 года по МПК F02K1/70 

Предлагаемое изобретение касается устройства реверсирования тяги турбореактивного двигателя со створками, располагающимися сзади по потоку.

Патент Франции FR-A-2622928 иллюстрирует пример реализации устройства реверсирования тяги, располагающегося в заднем по потоку положения и осуществляющего реверсирование тяги вторичного потока или потока внешнего контура двухконтурного турбореактивного двигателя. В устройствах реверсирования тяги этого типа располагающиеся сзади по потоку створки, кроме упомянутого выше реверсирования либо потока вторичного или внешнего контура, либо совокупности потоков обоих контуров, формируют также реактивное сопло в процессе функционирования данного двигателя в режиме прямой тяги. Задние кромки упомянутых створок, следовательно, образуют в данном случае задний конец наружной стенки канала, в частности, кольцевого канала движения потока вторичного или внешнего контура применительно к двухконтурному турбореактивному двигателю. В известных на сегодняшний день вариантах реализации устройств реверсирования тяги этого типа упомянутые створки установлены с возможностью их вращения на неподвижной части конструкции данного устройства реверсирования.

На приведенной в приложении к описанию данного изобретения фиг. 1 показан пример практической реализации устройства реверсирования тяги этого известного типа. Упомянутое устройство реверсирования тяги турбореактивного двигателя образовано в данном случае некоторой неподвижной конструкцией 1 в передней по потоку части этого устройства, закрепленной на корпусе турбореактивного двигателя 2 или на его обтекателе или гондоле этого двигателя и содержащей внутреннюю стенку 3, ограничивающую снаружи кольцевой канал движения газов, наружный обтекатель 5, закрепленный на внутренней стенке 3, и две боковые конструкции 6. Две расположенных сзади по потоку створки 7а и 7б установлены с возможностью поворота на упомянутой неподвижной конструкции посредством, в частности, поворотных осей 8, закрепленных на упомянутых боковых конструкциях 6, на которых располагается также система управления и блокировки створок 7а и 7б. Задний по потоку конец 9 створок 7а и 7б образует заднюю кромку наружной стенки на продолжении в направлении назад по потоку обтекателя 5.

Однако, известные на сегодняшний день технические решения этого типа оказываются плохо приспособленными для некоторых случаев применения на двухконтурных турбореактивных двигателях, обладающих высокой степенью двухконтурности и содержащих укороченную выпускную трубу вентилятора, или для применения на двигателях с короткой гондолой. В этих случаях применения, на которые ориентировано предлагаемое изобретение, реверсирование тяги ограничивается вторичным или холодным потоком и устройство реверсирования тяги должно устанавливаться на уровне выпускной трубы вентилятора данного двухконтурного турбореактивного двигателя.

Устройство реверсирования тяги турбореактивного двигателя упомянутого выше типа в соответствии с предлагаемым изобретением, позволяющее удовлетворить этим условиям без упомянутых выше недостатков, присущих известным техническим решениям, отличается тем, что каждая створка прикреплена в своей задней части при помощи по меньшей мере одной тяги к внутренней неподвижной конструкции вторичного контура, а также тем, что упомянутые поворотные оси створок располагаются на скользящих каретках, имеющих возможность скользить в направлении назад вдоль линии, параллельной продольной геометрической оси данного турбореактивного двигателя в процессе перехода створок в раскрытое положение, соответствующее реверсированию тяги, таким образом, что в процессе функционирования в режиме прямой тяги стык между передней кромкой створки и наружной в радиальном направлении неподвижной конструкцией имеет аэродинамический профиль без разрывов и без наличия полости.

Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания примера практической реализации предлагаемого изобретения, где даются ссылки на приведенные в приложении фигуры, среди которых:
фиг. 1 представляет собой схематический вид в продольном разрезе по плоскости, проходящей через ось вращения, задней части турбореактивного двигателя, оборудованного устройством реверсирования тяги с расположенными сзади створками, известным из существующего уровня техники в данной области;
фиг. 2 представляет собой схематический частичный вид сбоку примера применения устройства реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением в том случае, когда осуществляется функционирование двигателя в режиме прямой тяги;
фиг. 3 представляет собой схематический вид устройства реверсирования тяги, показанного на фиг. 2, в разрезе по поперечной плоскости, проходящей через ось поворотных валов створок;
фиг. 4 представляет собой схематический вид в частичном продольном разрезе по плоскости, проходящей через ось вращения данного турбореактивного двигателя, устройства реверсирования тяги, показанного на фиг. 2, демонстрирующий переход от положения прямой тяги к положению реверсирования тяги;
фиг. 5 представляет собой схематический вид, аналогичный виду, представленному на фиг. 2, устройства реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением в процессе функционирования в режиме реверсирования тяги;
фиг. 6 представляет собой схематический вид сзади турбореактивного двигателя, оборудованного устройством реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением, в положении реверсирования тяги.

На фиг. 2 схематически представлен особенно интересный и предпочтительный случай применения устройства в соответствии с предлагаемым изобретением на двухконтурном турбореактивном двигателе 11, имеющим высокую степень двухконтурности. В показанном на фиг. 2 примере реализации данного изобретения упомянутый двухконтурный турбореактивный двигатель известным образом установлен под крылом самолета в выдвинутом вперед положении при помощи пилона 13. Этот тип установки двигателя связан с использованием интегрированной гондолы 14, охватывающей снаружи вторичный или холодный канал 15 вторичного потока или холодного потока двухконтурного турбореактивного двигателя, причем упомянутый канал объединяет канал вентилятора турбореактивного двигателя и упомянутую наружную стенку или стенку гондолы 14, включающую выпускную трубу вентилятора. В этом случае гондола 14 является весьма короткой и соответствует так называемому функционированию с раздельными потоками.

Устройство реверсирования тяги 16 в соответствии с предлагаемым изобретением примечательным образом встроено в упомянутую гондолу двигателя 14. Это устройство реверсирования тяги состоит из некоторой неподвижной конструкции 17 и некоторой части, содержащей подвижные элементы. Эта неподвижная конструкция 17 содержит внутреннюю в радиальном направлении часть 18 и часть 19, образованную наружной в радиальном направлении неподвижной стенкой вторичного канала вентилятора. Подвижная часть устройства реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением содержит несколько створок 20. В представленном на приведенных в приложении фигурах примере реализации этого устройства выполнено четыре створки, но их число может изменяться в зависимости от специфических условий применения, в частности, в зависимости от характеристик данного турбореактивного двигателя и особенностей его монтажа на самолете.

Упомянутое устройство реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением более подробно представлено схематически на фиг. 3,4 и 5. Каждая створка 20 этого устройства реверсирования тяги установлена с возможностью поворота на двух боковых поворотных осях 21, располагающихся по одной с каждой из сторон данной створки. Отличительным образом и в соответствии с предлагаемым изобретением упомянутые поворотные оси 21 располагаются на каретках 22, способных скользить вдоль продольного направления, параллельного геометрической оси симметрии данного устройства реверсирования тяги или продольной оси данного турбореактивного двигателя. Упомянутые скользящие каретки 22 связаны с наружной в радиальном направлении неподвижной конструкцией 19 данного устройства реверсирования тяги. Каждая скользящая каретка 22 сопряжена с направляющей средствами 24, жестко связанными с упомянутой наружной неподвижной конструкцией 19. Кроме того, каждая створка 20 удерживается, по меньшей мере, одной тягой 23, связывающей заднюю часть створки с внутренней неподвижной конструкцией 18.

Системы управления перемещениями подвижных элементов устройства реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением, а именно, створок, тяг и скользящих кареток, образованы известными средствами, такими, например, как гидравлические или винтовые подъемники, не представленными подробно на приведенных в приложении фигурах. В зависимости от конкретного случая применения данного устройства реверсирования тяги точка приложения усилия подъемника того или иного типа может быть определена на створке, на каретке или на тяге.

В положении устройства реверсирования тяги, соответствующем функционированию данного турбореактивного двигателя в режиме прямой тяги и схематически представленном на фиг. 2 и 3, створки 20 интегрированы в гондолу двигателя в качестве части выпускной трубы вентилятора и каждая створка 20 удерживается своими поворотными осями 21 и задней тягой 23.

В процессе перехода упомянутого устройства реверсирования тяги в положение, схематически представленное на фиг. 5 и 6 и соответствующее функционированию данного турбореактивного двигателя в режиме реверсирования тяги, при котором поток газов, движущийся во вторичном канале 15 этого двигателя, отклоняется в направлении вперед при помощи створок 20, причем под действием упомянутой системы управления каждая створка поворачивается вокруг своих осей 21, тяга 23 поворачивается вокруг своего шарнирного соединения с внутренней неподвижной конструкцией 18 и скользящие каретки 22 перемещаются в направлении назад.

После того, как будет достигнуто устойчивое положение реверсирования тяги, каждая створка 20 снова удерживается в этом своем положении при помощи своих осей 21 и связанного с ней заднего рычага или тяги 23. На фиг. 4 схематически показано изменение положения подвижных элементов устройства реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением, то есть створок 20, поворотных осей 21 и тяг 23, в процессе перехода от положения, соответствующего прямой тяге, к положению, соответствующему реверсированию тяги.

В дополнение к уже упомянутым выше преимуществам предлагаемое изобретение обеспечивает также следующие преимущества:
- в процессе функционирования устройства реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением в режиме прямой тяги система управления этого устройства оказывается относительно мало нагруженной, поскольку усилия давления, воздействующие на упомянутые створки 20, в основном поглощаются на уровне поворотных осей 21 или воспринимаются тягой 23;
- наружная стенка вторичного канала двухконтурного турбореактивного двигателя имеет в процессе функционирования в режиме прямой тяги в случае его оборудования устройством реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением неразрывный аэродинамический профиль, исключающий, в частности, наличие какой бы то ни было полости на уровне стыка между передней по потоку кромкой внутренней части створки 20 и наружной в радиальном направлении неподвижной конструкцией 19, содержащей, например, закругленную отклоняющую кромку, что повышает получаемый коэффициент полезного действия, однако, это преимущество обеспечивается и в том случае, когда отклоняющая кромка является плоской или имеет любую другую форму;
- возможность размещения устройства реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением в ограниченных габаритах и, в частности, в случае короткой гондолы двигателя;
- расположение поворотных осей 21 створок 20 и расположение точек прикрепления тяг 23 к створкам 20 может быть определено таким образом, чтобы в процессе функционирования в режиме прямой тяги в результате этого расположения усилия давления, воздействующие со стороны потока газов на створки 20 устройства реверсирования тяги, имели осевую составляющую, направленную вперед и стремящуюся удержать створки 20 в стабильном положении, соответствующем функционированию в режиме прямой тяги.

Устройство реверсирования тяги турбореактивного двигателя с заднерасположенными створками содержит подвижные элементы или створки, выполненные с возможностью соединения турбореактивного двигателя в режиме прямой тяги с наружной стенкой кольцевого канала вторичного потока, образуя при этом задний по потоку конец выпускной трубы вентилятора данного двигателя. Створки установлены с возможностью вращения на поворотных осях, расположенных на подвижных скользящих каретках, выполненных с возможностью скольжения назад по потоку вдоль направления, параллельного продольной геометрической оси турбореактивного двигателя, в процессе перехода упомянутых створок в развернутое положение, соответствующее реверсированию тяги двигателя. В режим прямой тяги стык между передней по оси внутренней кромкой створки и наружной в радиальном направлении неподвижной конструкцией имеет неразрывный аэродинамический профиль, выполненный без полостей. Такое выполнение устройства реверсирования расширяет диапазоны его применения. 6 ил.

Устройство реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя, содержащее подвижные элементы или створки (20), выполненные с возможностью соединения турбореактивного двигателя в режиме прямой тяги с наружной стенкой (14), кольцевого канала вторичного потока, образуя при этом задний по потоку конец выпускной трубы вентилятора данного турбореактивного двигателя, и способные в своем развернутом положении образовать препятствия, предназначенные для отклонения вторичного потока газа и обеспечивающие реверсирование тяги турбореактивного двигателя, причем створки (20) установлены с возможностью вращения на поворотных осях (21) и связаны со средствами перемещения, отличающееся тем, что каждая створка (20) соединена в своей задней части при помощи по меньшей мере одной тяги (23) с внутренней неподвижной конструкцией (18) вторичного канала, причем поворотные оси (21) подвижной створки расположены на подвижных скользящих каретках (22), выполненных с возможностью скольжения назад по потоку вдоль направления, параллельного продольной геометрической оси турбореактивного двигателя в процессе перехода упомянутых створок (20) в развернутое положение, соответствующее реверсированию тяги данного турбореактивного двигателя, при этом в режиме прямой тяги стык между передней по потоку внутренней кромкой створки (20) и наружной в радиальном направлении неподвижной конструкцией (19) имеет неразрывный аэродинамический профиль, не имеющий никаких полостей, причем створки (20) предусмотрены в количестве четырех и каждая такая створка (20) связана с двумя поворотными осями (21), каждая из которых располагается на боковой кромке данной створки, и на каждой скользящей каретке (22) располагаются две поворотные оси (21), связанные соответственно с двумя соседними створками (20).