УСТРОЙСТВО РЕВЕРСИРОВАНИЯ ТЯГИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ СО СТВОРКАМИ, СВЯЗАННЫМИ С ПЕРЕДНЕЙ ПО ПОТОКУ ПАНЕЛЬЮ Российский патент 1999 года по МПК F02K1/70 

Изобретение касается устройства реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя. Такой турбореактивный двигатель обычно оборудован каналом позади вентилятора, предназначенным для отвода вторичного, так называемого холодного потока газов. Этот канал образован внутренней стенкой, которая охватывает конструкцию собственно турбореактивного двигателя позади вентилятора, и наружной стенкой, передняя по потоку часть которой плавно переходит в кожух данного двигателя, который охватывает вентилятор. Применительно к данному изобретению реверсирование тяги осуществляется, главным образом или исключительно, путем отклонения вторичного холодного потока газов.

Из Европейского патента EP-A-0413635 известно устройство реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя, которое было схематически представлено на приведенных в приложении к этому документу фиг. 1 и 2. Известным образом такое устройство реверсирования тяги содержит створки 7, образующие подвижную часть этого устройства и формирующие в сложенном неактивизированном положении при работе устройства в режиме прямой тяги часть наружной стенки мотогондолы или наружного обтекателя, и некоторую неподвижную конструкцию, реализующую наружный обтекатель перед створками по потоку при помощи передней по потоку части 1, позади створок по потоку при помощи задней по потоку части 3 и между створками 7 при помощи силовых балок, связывающих переднюю по потоку часть 1 этой неподвижной конструкции с ее задней по потоку частью 3.

Створки 7 установлены по окружности наружного обтекателя и установлены поворотными в некоторой промежуточной зоне их боковых стенок на балках, располагающихся по одну и по другую стороны от этих створок. Каждая створка 7 содержит наружную часть 9, образующую часть наружной стенки мотогондолы, и внутреннюю часть 11, образующую часть наружной стенки кольцевого канала, причем части створки связаны между собой боковыми стенками, а также передней по потоку и задней по потоку стенками этой створки.

Передняя по потоку часть 1 неподвижной конструкции данного устройства реверсирования тяги содержит переднюю раму 6, которая служит опорой для средств управления перемещением створок 7, образованных в примере реализации этого устройства, представленном схематически на приведенных фигурах, подъемниками или силовыми цилиндрами 8, концы штоков которых шарнирно закреплены в точке 10 на внутренней конструкции 12 створки 7. Передняя по потоку часть каждой створки 7 дублирована на своей внутренней стороне передней по потоку внутренней панелью 20, связанной со створкой 7 при помощи по меньшей мере одного рычага 22 и выполненной с возможностью поворота в результате привода створки относительно независимых боковых осей 28 в процессе перехода данного устройства реверсирования тяги из положения работы в режиме прямой тяги, схематически представленного на фиг. 1, к положению работы в режиме реверсирования тяги, схематически представленному на фиг. 2, таким образом, что образуется проход между створкой 7 и передней по потоку панелью 20.

Створки 7 также снабжены в своей передней по потоку части носком 13, выступающим в направлении вперед в том случае, когда створки 7 развернуты, по отношению к внутренней поверхности створок таким образом, чтобы отклонять поток газов в направлении навстречу набегающему потоку и завершить, таким образом, формирование составляющей противотяги.

Как указано в Европейском патенте EP-A-0413635, это известное устройство реверсирования тяги главным образом позволяет улучшить аэродинамические характеристики при работе устройства в режиме прямой тяги благодаря получению гладкой стенки канала вторичного потока, совпадающей с оптимальными аэродинамическими линиями и не имеющей нежелательных полостей, а также добиться того, чтобы усилия, воздействующие на систему, образованную створкой, снабженной передней по потоку панелью, под влиянием давления в канале вторичного потока, обеспечивали тенденцию к самозакрытию системы при работе данного устройства в режиме прямой тяги и, следовательно, обуславливали устойчивое неразвернутое положение створок.

Однако, в некоторых специфических случаях применения упомянутые выше результаты, полученные благодаря известным из существующего уровня техники решениям, могут быть поставлены под сомнение. Так, в некоторых конфигурациях аэродинамических линий, в частности, для небольшой высоты канала вторичного потока, давление в канале, которое воздействует на переднюю по потоку панель 20, стремится ее открыть. Действительно, кинематические условия могут заставить выбрать расположение осей 28 позади упомянутой передней по потоку панели 20, таким образом, что задняя по потоку длина 11 окажется меньше передней по потоку длины 12. Возникающий в результате воздействия упомянутых сил вращающий момент, символически обозначенный стрелкой P1, передается на створку 7 через соединительный рычаг 22, создавая таким образом воздействие, символически обозначенное стрелкой F1. Даже если воздействие давления в канале на створку 7, символически обозначенной стрелкой P2, обуславливает тенденцию к самозакрытию, оно может, таким образом, создавать результирующий момент, символически обозначенный стрелкой P3, который оказывает воздействие в направлении самооткрытия на систему створки 7, снабженной своей передней по потоку панелью 20. Вследствие сказанного выше в данном устройстве реверсирования тяги не устраняется полностью опасность несвоевременного и несанкционированного раскрытия створок.

Кроме того, как видно на фиг. 2, некоторый вырез в передней по потоку панели 20 может оказаться необходим для устранения взаимного влияния между панелью 20 и корпусом подъемника 8 в положении работы устройства в режиме реверсирования тяги. Этот вырез, который может быть достаточно большим, обусловливает дополнительные недостатки, которые состоят в конструктивном ослаблении передней по потоку панели 20, в трудностях реализации герметичности при работе данного устройства в режиме прямой тяги и в уменьшении площади специально акустически обработанной поверхности.

Устройство реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя с поворотными створками описанного выше типа, отвечающее этим условиям и устраняющее недостатки известных из существующего уровня техники реализаций подобных устройств, отличается тем, что средства связи между упомянутой створкой и упомянутой передней по потоку панелью образованы так называемым трехточечным рычагом, шарнирно связанным, соответственно, своей первой точкой с некоторым кронштейном, жестко связанным с упомянутой передней по потоку панелью, своей второй точкой непосредственно с упомянутой створкой и своей третьей точкой с концом штока подъемника управления перемещениями подвижных частей данного устройства реверсирования тяги таким образом, что в положении работы в режиме прямой тяги усилия, воздействующие на упомянутую переднюю по потоку панель в результате наличия давления потока газов в канале и передаваемые упомянутым рычагом на упомянутую створку, создают на этой створке нулевой момент сил или момент сил, обусловливающий самозакрытие данной створки, обеспечивая устойчивое закрытое положение системы, состоящей из упомянутой створки и упомянутой передней по потоку панели.

В предпочтительном варианте реализации данного изобретения упомянутый рычаг и кронштейн, жестко связанный с передней по потоку панелью, располагаются таким образом, чтобы исключить всякое взаимное влияние между упомянутой передней по потоку панелью и упомянутым подъемником управления в процессе перехода данного устройства реверсирования тяги к положению работы в режиме реверсирования тяги.

Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания примера его практической реализации, где даются ссылки на приведенные в приложении фигуры, среди которых:
- Фиг. 1 и 2 представляют половинный схематический вид в продольном разрезе по плоскости, проходящей через ось вращения соответствующего двухконтурного турбореактивного двигателя, устройства реверсирования тяги с поворотными створками, снабженными передней по потоку панелью, известного типа в положении работы в режиме прямой тяги и в положении работы в режиме реверсирования тяги соответственно;
- Фиг. 3 представляет по аналогии с фиг. 1 схематический вид устройства реверсирования тяги с поворотными створками в соответствии с одним из возможных вариантов реализации предлагаемого изобретения в положении работы в режиме прямой тяги;
- Фиг. 4 представляет по аналогии с фиг. 2, схематический вид устройства реверсирования тяги, показанного на фиг. 1, но в положении работы в режиме реверсирования тяги.

В соответствии со способом реализации предлагаемого изобретения, схематически представленным на фиг. 3 и 4, устройство реверсирования тяги, способное осуществить на соответствующей фазе полета самолета реверсирование вторичного потока данного двухконтурного турбореактивного двигателя, содержит главным образом известные основные части, уже описанные выше в примере существующей реализации подобного устройства со ссылками на фиг. 1 и 2. В частности, здесь имеется передняя по потоку неподвижная конструкция 1, поворотные створки 7 и задняя по потоку неподвижная часть 3. Здесь имеется также первичный кожух 19, охватывающий собственно турбореактивный двигатель и образующий внутреннюю стенку кольцевого канала 14, отводящего вторичный поток газов, символически обозначенный на приведенной в приложении фиг. 3 стрелкой 15. Кроме того, каждая поворотная створка 7 связана с некоторой передней по потоку панелью 20.

Однако, отличительным образом и в соответствии с предлагаемым изобретением эта передняя по потоку панель 20 связана со створкой 7 так называемым трехточечным рычагом 30. Этот рычаг 30 имеет в целом треугольную форму и три вершины данного треугольника, образующие упомянутые три точки, заняты соответственно некоторой осью шарнирного соединения. В первой точке 31 реализуется зацепление рычага 30 за некоторый промежуточный кронштейн 32, жестко связанный с передней по потоку панелью 20. Вторая точка 33 этого рычага 30 шарнирно соединена непосредственно с конструкцией створки 7. И, наконец, третья точка 34 рычага 30 шарнирно соединена с концом штока подъемника 8 управления перемещениями подвижной части данного устройства реверсирования тяги.

В процессе функционирования устройства в режиме прямой тяги, соответствующем закрытому положению створки 7 и схематически представленном на фиг. 3, известное само по себе и не показанное на приведенных в приложении фигурах устройство типа гидравлического замка обеспечивает запирание или блокировку створки 7 на передней раме 6 данного устройства реверсирования тяги. Подъемник 8 управления перемещениями створки 7 также снабжен известным и не показанным подробно на приведенных в приложении фигурах устройством, обеспечивающим запирание, функционирующее по недостатку давления и блокирующее данный подъемник 8 в его втянутом положении. Здесь речь идет, например, об устройстве с гидравлической муфтой или о системе со штифтами двойного действия, управляемыми недостатком давления.

Отличительным образом и в соответствии с предлагаемым изобретением в случае отказа, вызванного одновременным выходом из строя двух упомянутых выше блокировок, исключается всякая опасность несвоевременного и несанкционированного открытия створки 7.

Действительно, соответствующие положения и геометрические формы кронштейнов 32 и рычага 30 приводят к тому, что усилие, символически представленное стрелкой F1, воздействует через переднюю по потоку панель 20 на створку 7 вдоль направления, образующего некоторый угол a с направлением поворотной оси 27 упомянутой створки 7, таким образом, что момент сил P3, результирующий упомянутое воздействие передней по потоку панели на створку 7, и усилия, воздействующие в результате наличия давления потока газов в канале на упомянутую створку 7, стремятся закрыть эту створку.

Даже если данная створка 7 находится в точно уравновешенном положении, например, в том случае, когда задняя по потоку длина 13 равна передней по потоку длине 14, или если эта створка сама по себе имеет небольшую тенденцию к самооткрытию, подвижная система данного устройства реверсирования тяги становится самозакрывающейся и ее закрытое положение становится устойчивым положением. В том случае, когда данная створка 7 уже сама по себе является самозакрывающейся, упомянутый угол a может принять нулевое значение и направление рычага 30 между точками 31 и 33 может располагаться по одной линии с поворотной осью 27 этой створки 7.

Для того чтобы перейти от конфигурации, соответствующей работе данного устройства реверсирования тяги в режиме прямой тяги и схематически представленной на фиг. 3, к конфигурации этого устройства, соответствующей его работе в режиме реверсирования тяги и схематически представленной на фиг. 4, упомянутая створка 7 имеет возможность поворачиваться вокруг своих осей вращения 27 под действием приводного подъемника 8, разблокированного наличием давления, и упомянутая передняя по потоку панель 20 также приводится в движение посредством упомянутого соединительного рычага 30, поворачиваясь вокруг своей оси вращения 28.

Отличительным образом и в соответствии с предлагаемым изобретением расположение упомянутого рычага 30 и кронштейна 32, а также соответствующие положения различных шарниров друг по отношению к другу и по отношению к упомянутым осям вращения, позволяют исключить всякое взаимное влияние между передней по потоку панелью 20 и корпусом упомянутого приводного подъемника 8.

В конце фазы открытия створки упомянутый подъемник доходит до некоторого упора и определяет таким образом точное пространственное положение данной створки 7 и соответствующей передней по потоку панели 20. Этот подъемник остается под гидравлическим давлением и удерживает подвижную систему данного устройства реверсирования тяги в искомом положении, соответствующем его работе в режиме реверсирования тяги, вплоть до того момента, когда будет подана команда на закрытие створок.

По сравнению с известным из существующего уровня техники в данной области техническим решением, схематически представленным на фиг. 2, обеспечивается, кроме того, уменьшенный рабочий ход упомянутого подъемника 8 благодаря специальному расположению рычага 30 и кронштейна 32. Некоторый специальный аэродинамический профиль определяется для упомянутого трехточечного рычага 30 и для упомянутого кронштейна 32, которые размещаются в струе реверсированного потока газов, с тем, чтобы минимизировать аэродинамические потери.

В процессе возврата данного устройства реверсирования тяги к положению закрытия, соответствующему его работе в режиме прямой тяги, упомянутая створка 7 упирается в стопор, закрепленный на передней раме 6 и обеспечивающий остановку гидравлического привода, а также приводящий в действие упомянутую выше двойную блокировку подъемника 8 и створки 7.

Устройство реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя содержит поворотные створки 7, интегрированные при работе данного устройства в режиме прямой тяги в наружную стенку мотогондолы и образующие при работе этого устройства в режиме реверсирования тяги, отклоняющие препятствия для потока газов после соответствующего поворота этих створок под действием приводного подъемника 8. Передняя по потоку панель 20 дублирует с внутренней стороны каждую створку 7, причем эта створка 7 и эта передняя по потоку панель 20 поворачиваются вокруг соответствующих независимых осей вращения 27, 28. Связь между упомянутой створкой 7 и упомянутой передней по потоку панелью 20 обеспечивается при помощи так называемого трехточечного рычага 30, шарнирно связанного в своей первой точке 31 с некоторым кронштейном 32, жестко связанным с упомянутой передней по потоку панелью 20, в своей второй точке 33 непосредственно со створкой 7 и в своей третьей точке 34 с концом штока упомянутого приводного подъемника 8 так, чтобы исключить передачу на упомянутую поворотную створку 7 при работе данного устройства в режиме прямой тяги какого бы то ни было способствующего открытию данной створки момента от усилий, возникающих вследствие наличия давления газа в канале и воздействующих на переднюю по потоку панель 20. Такое выполнение устройства реверсирования тяги приводит к уменьшению аэродинамических потерь. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Устройство реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя, содержащее поворотные створки (7), выполненные с возможностью преобразования в закрытом положении, при работе данного устройства в режиме прямой тяги в наружную стенку мотогондолы и поворота под действием подъемника (8) управления их перемещениями так, чтобы образовать отклоняющие препятствия для потока газов при функционировании упомянутого устройства в режиме реверсирования тяги, причем каждая створка (7) дублирована на своей внутренней стороне передней по потоку внутренней панелью (20), связанной со створкой (7) средствами связи, определяемыми таким образом, что после соответствующего поворота створки (7) и передней по потоку панели (20) вокруг соответствующих независимых осей вращения (27, 28) в положение реверсирования газового потока между этой створкой (7) и этой передней по потоку панелью (20) образуется проход, отличающееся тем, что средства связи между створкой (7) и передней по потоку панелью (20) образованы трехточечным рычагом (30), шарнирно связанным соответственно в первой точке (31) с кронштейном (32), жестко связанным с передней по потолку панелью (20), во второй точке (33) непосредственно со створкой (7) и третьей точке (34) - с концом штока подъемника управления (8) так, чтобы в положении работы данного устройства в режиме прямой тяги усилия, воздействующие на переднюю по потоку панель (20) вследствие наличия давления газа в канале и передаваемые посредством рычага (30) на створку (7), формировали на этой створке нулевой момент сил или ненулевой момент сил, создающий тенденцию к самозакрытию данной створки, обеспечивая тем самым для подвижной системы, образованной створкой и передней по потоку панелью, устойчивое закрытое положение. 2. Устройство реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя по п. 1, отличающееся тем, что рычаг (30) и кронштейн (32), жестко связанный с передней по потоку панелью (20), расположен так, чтобы исключить всякое взаимное влияние между передней по потоку панелью (20) и подъемником управления (8) в процессе перехода к положению работы данного устройства в режиме реверсирования тяги.