РЕВЕРСОР ТЯГИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ СО СТВОРКАМИ, СОЕДИНЕННЫМИ С ПЕРЕДНЕЙ ПАНЕЛЬЮ, ОБРАЗУЮЩЕЙ ЗАБОРНИК Российский патент 1999 года по МПК F02K1/70 

Изобретение относится к реверсору тяги двухконтурного турбореактивного двигателя. Турбореактивный двигатель оборудован расположенным за вентиляторной приставкой каналом, предназначенным для отвода вторичного, так называемого, холодного потока.

Этот канал образован одной внутренней стенкой, которая охватывает конструкцию двигателя, собственно говоря, за вентиляторной приставкой и одной наружной стенкой, передняя часть которой выполнена непрерывной от картера двигателя, который охватывает вентиляторную приставку. Эта наружная стенка может отводить одновременно вторичный поток и первичный поток в ее заднюю часть, и это осуществляется за выбросом первичного потока, так называемого, горячего потока, например, в случае капота со смещенными потоками или со слившимися потоками, но в другом случае, наружная стенка отводит только вторичный поток, в случае капота с отдельными потоками.

Одна стенка может охватывать наружную часть двигателя, то есть наружную часть картера, который охватывает вентиляторную приставку, и наружную часть наружной стенки описанного выше канала, и это делается для уменьшения лобового сопротивления двигательной установки. Это относится, в частности, к двигательным установкам, устанавливаемым снаружи летательного аппарата, особенно когда эти двигательные установки, монтируются под крыльями или на хвостовой части фюзеляжа.

Фиг. 1 прилагаемых чертежей изображает известный вариант выполнения реверсора тяги этого типа, использованного, как показано на перспективном частичном схематическом виде на фиг. 2, на двухконтурном турбореактивном двигателе.

Реверсивное устройство состоит из створок 7, которые образуют подвижную часть 2 и составляют в нерабочем положении при работе в режиме прямой струи одну часть наружного капота, и из неподвижной части (конструкции), выполняющей роль наружного капота перед створками, задней частью 3 и между створками 7 посредством балок 18, которые соединяют заднюю часть 3 наружного капота с передней частью 4 наружного капота. Створки 7 установлены по окружности наружного капота и установлены с возможностью вращения в промежуточной зоне их боковых стенок на балках 18, расположенных по одну и другую сторону от этих створок, причем эти боковые стенки образуют с передней и задней стенками стенки, которые соединяют наружную часть 9 створок 7, образующих часть наружной стенки гондолы, с внутренней частью 11 створок 7, которые образуют одну часть наружной стенки канала.

Передняя часть 1 неподвижной конструкции содержит переднюю раму 6, которая служит опорой для средств управления перемещениями створок 7, которые выполнены, например, в виде силовых цилиндров 8.

В рабочем положении створки 7 поворачиваются таким образом, чтобы часть створок, расположенных за осями, перекрывала более или менее полностью канал и так, чтобы передняя часть створок освобождала бы проход в наружный капот и, таким образом, чтобы обеспечивала возможность вторичному потоку проходить в радиальном направлении относительно оси канала. Передняя часть створок 7 выступает наружу из наружного капота для того, чтобы обеспечить размеры прохода, который должен пропускать поток, не вызывая нарушений в работе двигателя. Угол поворота створок регулируется таким образом, чтобы обеспечить прохождение потока и так, чтобы устранить тягу этого потока или же даже вызвать создание реверсивной тяги, создавая составляющую потока, отклоненного к передней части.

В своей передней части створки 7 снабжены также носком 13, который выступает в сторону передней части, когда створки 7 развернуты относительно внутренней поверхности створок так, чтобы он отклонял поток к передней части и позволял завершить достижение составляющей реверсированной тяги.

В качестве известных вариантов выполнения используются патенты FP 1482538 и FP-A-2030034.

Кроме того, существуют также устройства, такие как устройство, описанное в патенте US 3605411, которые позволяют обеспечить положение, при котором носок выступает в сторону передней части, когда створки развернуты, обеспечивая при этом сохранение непрерывной наружной стенки канала в положении, когда створки не развернуты. Кроме того, известно также устройство, описанное в патенте FP-A-2618853, в котором носок убирается при режиме прямой струи таким образом, чтобы обеспечить улучшение технических характеристик двигателя.

В некоторых вариантах выполнения, например в таком, как устройство, изображенное на фиг. 1, носки 13 выступают относительно внутренней поверхности 11 створок 7 даже при работе в режиме прямой струи, не выступая при этом в канал, который снабжен в этом варианте выполнения полостями, которые в какой - то степени нежелательны для технических характеристик двигателя, в то время, как устройство согласно изобретению становится исключительно простым.

Комбинация носков и отклоняющих кромок позволяет также улучшить направления выброса потока так, как изложено в патенте FP-A-2680547.

Наконец известно приводное устройство для перемещения створок из одного положения в другое с помощью силового цилиндра, однако следует привести очень простое техническое решение, согласно которому имеется силовой цилиндр для створки, укрепленной своей передней частью к неподвижной передней конструкции наружного капота, а задней частью - к створке в точке, расположенной в передней части, так как описано в варианте выполнения, в патенте FP 1482538.

Основной недостаток вышеописанного варианта реверсора тяги заключается в том, что вследствие требований установленных напряжений, возникающих из-за аэродинамических размеров прохода потока через проходы, открытые в передней части этих створок, давление канала оказывает на эти створки воздействие и стремится их открыть, действительно, общее сечение этих проходов должно быть больше сечения канала в плоскости, расположенной перед створками, что обусловлено потерями напора, возникающими из-за отклонения потока, это имеет место в случае, когда выходное сечение (задняя часть канала не закрыта задней частью створок) уменьшается для создания соответствующей реверсивной тяги.

Вышеописанный основной недостаток характеризуется следующими особенностями: стремление створок открыться является, с точки зрения безопасности, недостатком. Действие давления, стремящегося их удержать в закрытом положении (в неразвернутом положении), способствует повышению надежности устройства, а также в случае, когда давление, воздействующее на створки, стремится их закрыть, когда они находятся в положении, при котором тяга еще не реверсирована, даже если она и частично разрушена (мы вернемся к этому последнему случаю), в некоторых известных вариантах выполнения, давление действует на створки таким образом, что возникают очень большие усилия, передаваемые силовым цилиндрам между их точками крепления к передней части неподвижной конструкции и к створкам. Это приводит к увеличению массы приводного устройства створок и их блокировке, а также к увеличению массы самих створок.

Целью настоящего изобретения является создание средства, которое позволило бы увеличить безопасность и/или уменьшить массу этого типа реверсора, или улучшить его технические характеристики при работе в режиме прямой струи. В патенте EP-A-0413635 описан реверсор, створки которого соединены с передней панелью, приводимой в движение створкой с помощью соединительного устройства или тяги в том же направлении вращения, в котором перемещаются створки. Основной недостаток этой конструкции заключается в том, что создается "экран", препятствующий потоку в виде обратной струи и не обеспечивается оптимальное направление потока.

Согласно изобретению поставленные задачи решаются с помощью реверсора тяги, содержащего шарнирные створки, выполненные согласно вышеописанному варианту, отличающегося тем, что передняя панель не соединена со створкой и может при работе в режиме реверсирования тяги поворачиваться в направлении, противоположном направлению створки таким образом, чтобы в радиальном направлении передний край располагался ближе к геометрической оси симметрии канала, чем задний край, образующий заборник, который забирает наружную часть потока для того, чтобы обеспечить направление слоев обратного потока и эффективность реверсирования. Ниже изобретение поясняется описанием варианта выполнения изобретения и прилагаемыми чертежами, на которых: фиг. 1 изображает половину схематического вида в продольном разрезе плоскостью, проходящей через ось вращения турбореактивного двигателя, соединенного с реверсом тяги с шарнирными створками, в закрытом положении, выполненном согласно известному вышеописанному варианту; фиг. 2 изображает схематический перспективный вид вышеописанного варианта реверсора тяги в установленном положении и с закрытыми створками; фиг. 3 изображает вид, аналогичный виду, изображенному на фиг. 1 реверсора тяги с шарнирными створками, которые находятся в положении работы в режиме прямой струи, согласно варианту выполнения, согласно изобретению; на фиг. 4 изображен принцип, представленный на фиг. 3 в положении работы в режиме обратного потока; фиг. 5, 7 изображают вид, аналогичный виду, представленному на фиг. 1 других вариантов кинематики привода панели; фиг. 6, 8 и 10 изображают принципы, представленные на фиг. 5, 7 и 9 в положении работы в режиме обратного потока; фиг. 11 изображает привод панели независимо от створки в положении режима прямого потока; фиг. 12 изображает принцип, представленный на фиг. 11 в положении режима обратной струи; фиг. 13-16 изображают примеры притирки панели; фиг. 17-22 изображают примеры вариантов выполнения панелей, фиг. 20 изображает вид в разрезе по линии XX-XX панели, изображенной на фиг. 19, а фиг. 22 изображает разрез по линии XXII-XII панели, изображенной на фиг. 21; фиг. 23 и 24 изображают пример блокировки створки с помощью панели.

В варианте выполнения согласно изобретению, изображенному на фиг. 3 и 4, реверсор тяги, который может осуществлять во время соответствующих фаз полета самолета реверсирование потока, соединенного с реверсом турбореактивного двигателя, содержит известные основные части, которые были описаны ранее в известном варианте выполнения со ссылками на фиг. 1 и 2. В частности, он содержит переднюю неподвижную конструкцию 1, створки 7, включающие наружную часть 9, внутреннюю часть 11, носок 13, соединенные с силовым цилиндром 8 управления, и заднюю часть 3.

Как было описано, в устройстве согласно патенту EP-A-0413635, сглаживание потока при работе в режиме прямой струи осуществляется с помощью передней панели 22, внутренняя стенка 26 которой образует часть наружного канала кольцевого канала 15.

Плотность соединения обеспечивается с помощью прокладки 25, устанавливаемой между передней панелью 22, частью неподвижной конструкции 1 и частью створки 7. Приведенные примеры показывают эту прокладку, установленную на передней панели 22, что можно также использовать установку в обратном порядке, т. е. в положении, при котором обеспечивается непрерывность линий, одна прокладка или несколько прокладок могут быть установлены на часть неподвижной конструкции 1 и на часть створки 7, и они могут также иметь одну или несколько прокладок.

Опорная ось 24 панели 22 установлена на неподвижной конструкции 1 обычно на уровне балок 18 реверсора и находится в зоне, расположенной между передней частью и задней частью панели 22. Эта установка зависит от преследуемой цели и от кинематики. В нашем случае, целью является сохранение равновесия или же осуществление воздействия, помогающего сохранить его при работе в режиме прямой струи. Поэтому эта ось устанавливается таким образом, что действие потока, обозначенное стрелкой 14, оказывает давление на упомянутую панель 22 и стремится повернуть створку 7 в направлении, обратном направлению открытия створки. Поперечная ось указанной оси 24 может предусматриваться и не параллельной поперечной оси 20 створки 7.

На фиг. 4 передняя панель 22 приводится в движение непосредственно с помощью силового цилиндра 8, который соединен с помощью приводного устройства, выполненного в данном варианте по крайней мере в виде одной тяги 31. Эта тяга устанавливается на корпусе цилиндра 8 на оси 32 и соединена с панелью оси 33.

Следует уточнить, что угол поворота указанной панели 22 зависит согласно поставленной задаче от положения оси 24 и от положения осей 32,33 приводного средства 31.

В этом положении при работе в режиме обратной струи значительное преимущество заключается в том, что часть потока "захватывается" в зоне наружного потока наружной стенкой 27 панели 22 и направляется в сторону передней части внутренней панели 11 створки 7, которая вынуждает другую часть потока встречаться с наилучшей эффективностью с зоной носка 13 створки 7, усиливая, таким образом, эффект воздействия носка на поток в режиме обратной струи и обеспечивая, таким образом, характеристики необходимой обратной тяги.

Фиг. 5-10 изображают другие возможные варианты выполнения, которые не являются исчерпывающими вариантами кинематики привода, соединенные с силовым цилиндром 8 створки 7; фиг. 5 и 6 изображают привод, осуществляемый одним или несколькими роликами 35, которые установлены на кронштейне 37, соединенном неподвижно с силовым цилиндром 8 и перемещаются в направляющей 36, соединенной с панелью 22; фиг. 7-10 изображают другие приводные средства, которые позволяют разъединять кинематику привода панели 22 благодаря системе соединенных тяг 30.

Из рассмотрения фиг. 11 и 12 можно понять перемещение панели 22 силового цилиндра 8 управления створкой. Действительно, можно также рассмотреть возможность выполнения привода указанной панели 22 с помощью независимого силового цилиндра 40 или же с помощью известной специалистам в данной области другой независимой системы такой, как привод с помощью оси панели. В данном случае, она встраивается в неподвижную конструкцию 1, либо в продольную ось панели 22 или же может быть смещена относительно этой оси.

Силовой цилиндр 40 может быть электрическим, гидравлическим, может быть синхронизирован с системой реверсора или же полностью независимым.

Благодаря тому, что панель 22 выполнена таким образом независимой относительно створки 7, она может теперь перемещаться в любой момент режима обратной струи и обеспечивать наилучшие условия. Угол открытия панели 22 может легко регулироваться, так как теперь нет никаких препятствий для этого в кинематике, таких, которые существуют в других системах. Перемещение панели 22 может также осуществляться под действием необходимого обратного потока. Следует отметить, что в этом случае панель 22 может быть выполнена либо с автоматическим закрытием ее или без него в зависимости от определенного положения оси 20.

Эффективность этого принципа относительно створки 7 зависит только от внутренней поверхности 11 створки, которая входит в контакт с потоком между осью 20 створки и задней частью панели 22 и между осью 20 створки и задней частью створки 7.

Согласно неограничивающим примерам, изображенным на фиг. 13 - 16, срез, выполненный на переднем крае 28 и заднем крае 29 панели 22, может иметь различную форму: прямую, развернутую, вогнутую, выпуклую, или несимметричную в зависимости от формы отклоняющего края 5 и внутренней панели 11 створки 7 так, как это выполнено в патенте FP - А-2 559 838 исключительно только для сглаживания потока.

Согласно фиг. 17 и 18 внутренняя стенка 27 панели 22 может иметь различную форму. Эти профили имеют аэродинамическую форму и соответствуют отклоняющему краю 5, который выполняется плоским или круглым, обеспечивают наилучший эффект отклоненного потока.

При таких профилях, изображенных на фиг. 19-22, можно соединить одну или несколько стенок 21, с одной стороны, для того, чтобы увеличить прочность конструкции самого профиля, а, с другой стороны, для того, чтобы направить поток обратной струи, заключенной между отклоняющим бортом и наружной поверхностью 27 этого профиля.

Эти стенки 21 располагаются в продольном направлении относительно оси двигателя, они могут быть расположены с наклоном или без него относительно поверхности панели, параллельно или не параллельно относительно продольной оси двигателя и относительно друг друга, и при этом количество, форма, высота и/или ширина могут быть различными в каждой из панелей 22, а также две стенки 21 могут также отличаться друг от друга.

Согласно фиг. 23 и 24 можно встроить одну или несколько систем для блокировки створки 7 в панель 22, что является очень важным с точки зрения обеспечения безопасности для предупреждения несвоевременного развертывания створки при работе в режиме нормального полета. Как показано в качестве примера выполнения, каждая система состоит из одного или нескольких крюков 42, которые крепятся к панели 22, и из одной или нескольких осей 44, закрепленных к створке 7. Крюк может иметь конец 43, загнутый в обратную сторону, который препятствует движению одного элемента, панели 22 или же створки 7, так как не обеспечено специальное управление этим узлом. В действительности, можно рассмотреть конец поворота панели 22 в момент чрезмерной уборки (отвода) створок 7, что с учетом поворота в противоположную сторону указанных элементов полностью препятствует нежелательному перемещению того или иного элемента.

Конечно, можно использовать некоторые системы и/или некоторые формы, каждую в отдельности, или в комбинации друг с другом. Например, это очевидно в случае направления слоев, так как некоторые комбинации могут позволить создать реверсор со створками, соединенными с панелями 22, имеющими различные углы открытия, обеспечить особую подгонку края 28 и края 29 для каждой панели, обеспечить стенки 21 с формой, соответствующей каждому элементу, оси 24 не параллельные друг другу и/или любой другой вышеописанный параметр, который позволит обеспечить улучшение направления слоев обратной струи.

Изобретение предназначено для использования в реактивной технике. Реверсор тяги двухконтурного турбореактивного двигателя содержит шарнирные створки 7, которые создают препятствия для отклонения струи при работе в режиме реверсирования тяги. Каждая створка 7 дублируется на ее внутренней стороне в закрытом положении передней панелью 22, которая обеспечивает сглаживание жидкой струи при работе в режиме прямой струи. Указанная панель 22, которая не соединена со створкой 7, может при работе в режиме реверсирования тяги поворачиваться в направлении, противоположном направлению створки 7 таким образом, чтобы в радиальном направлении передний край располагался ближе к оси канала, чем задний край, образующий таким образом заборник, который забирает внутреннюю часть потока для того, чтобы обеспечить направление слоев реверсированного потока и эффективность реверсирования. Изобретение позволяет увеличить безопасность и/или уменьшить массу реверсора или улучшить его технические характеристики при работе в режиме прямой струи. 1 с. и 13 з.п. ф-лы, 24 ил.

1. Реверсор тяги двухконтурного турбореактивного двигателя, содержащий шарнирные створки 7, которые в закрытом положении при работе в режиме прямой струи могут соединяться и образовывать единое целое с наружной стенкой канала струи сзади вентиляторной приставки турбореактивного двигателя и, кроме того, каждая из створок выполнена с возможностью поворота под действием средства 8, которое управляет перемещениями таким образом, чтобы создавались препятствия для отклонения струи при работе в режиме реверсирования тяги, причем передняя часть каждой створки 7 дублируется в закрытом положении на ее внутренней поверхности передней панелью 22, которая обеспечивает сглаживание жидкой струи при работе в режиме прямой струи, не соединена со створкой 7, выполнена с возможностью поворота в режиме реверсирования в направлении, противоположном направлению створки 7, причем в радиальном направлении передний край расположен ближе к геометрической оси симметрии канала, чем задний край, отличающийся тем, что опорные оси 24 передней панели расположены ближе по ходу потока, чем оси 20 створки, в режиме реверсирования наружная стенка 27 панели 22 образует заборник, обеспечивающий направление части потока в сторону передней части внутренней панели 11 створки 7 и вынуждающий другую часть потока встречаться с наилучшей эффективностью с зоной носка 13 створки 7. 2. Реверсор по п.1, отличающийся тем, что передняя панель 22 выполнена с возможностью поворота вокруг опорных осей 24, неподвижно закрепленных к продольным неподвижным балкам 18 реверсора, уплотнительные прокладки 25 расположены соответственно в месте прямой струи в соединении между передним и задним краями передней панели 22 и взаимодействующими частями неподвижной передней части 1 и створки 7. 3. Реверсор по п.2, отличающийся тем, что передняя панель 22 соединена с возможностью привода по крайней мере от одной тяги 31, установленной между осью 32, закрепленной к корпусу силового цилиндра 8 управления перемещениями створки 7 и осью 33, закрепленной к передней панели 22. 4. Реверсор по п.2, отличающийся тем, что кронштейн 37, соединенный неподвижно с силовым цилиндром 8 имеет, по крайней мере один ролик 35, выполненный с возможностью перемещения в направляющей 36, неподвижно закрепленной к передней панели 22. 5. Реверсор по п.2, отличающийся тем, что перемещение передней панели 22 осуществляется с помощью системы тяг 30, соединенной с силовым цилиндром 8 и позволяющей увеличить усилия кинематики. 6. Реверсор по п.2, отличающийся тем, что передняя панель 22 соединена со средством управления перемещениями, таким как силовой цилиндр 40, установленный на неподвижной части реверсора и независимый от средства управления перемещениями створки 7. 7. Реверсор по одному из пп.1 - 6, отличающийся тем, что особый срез краев 28 и 23 передней панели 22 выполнен так, чтобы он способствовал эффекту сглаживания потока при режиме прямой струи в соединении к взаимодействующим элементам реверсора, отклоняющего края 5, и внутренней панели 11 створки 7. 8. Реверсор по одному из пп.1 - 7, отличающийся тем, что стенка 27 передней панели 22, входящей в контакт с частью потока, которая была забрана при работе в режиме реверсирования тяги, выполнена с аэродинамическим профилем, обеспечивающим оптимальные потоки. 9. Реверсор по п.8, отличающийся тем, что один или несколько выпуклых элементов, образующих стенки 21, расположены в продольном направлении оси турбореактивного двигателя на указанной стенке 27 передней панели 22 и распределены от одного бокового края до другого. 10. Реверсор по п.9, отличающийся тем, что форма, направление и расположение выпуклых элементов, образующих стенки 21, отличаются друг от друга. 11. Реверсор по одному из пп.1 - 10, отличающийся тем, что на передней панели 22 установлен один или несколько крюков 42, выполненных с возможностью блокировки при конфигурации прямой струи блока, состоящего из створки и панели посредством зацепления крюков к оси 44, установленной на створке 7. 12. Реверсор по одному из пп.1 - 11, отличающийся тем, что все створки имеют форму аналогичную форме панели и привода. 13. Реверсор по одному из пп.1 - 11, отличающийся тем, что одна или несколько створок имеют особенную форму панели или привода. 14. Реверсор по одному из пп.1 - 11, отличающийся тем, что поперечная ось створки панели 24 не параллельна поперечной оси 20 створки 7.