РЕШЕТКА АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ УСТРОЙСТВА РЕВЕРСИРОВАНИЯ ТЯГИ РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2000 года по МПК F02K1/78 B64C15/00 

Изобретение относится к устройствам реверсирования тяги реактивных двигателей, в основном для летательных аппаратов, в частности к конструкциям отклоняющих решеток аэродинамических профилей таких устройств.

Известна отклоняющая решетка аэродинамических профилей устройства реверсирования тяги (см. описание к патенту США N 4722821, кл. США 264-273, кл. МПК B 29 C 45/14, опубликованному 02.02.1988), содержащая металлическую раму в виде каркаса с несколькими продольными стенками, между которыми сформированы литые аэродинамические лопатки из композитных материалов.

В продольных стенках выполнены сквозные отверстия, которые сообщены с отверстиями в композитных лопатках, благодаря чему образованы поперечные, в идеале кольцевые, каналы, которые, для скрепления конструкции, могут быть заполнены расплавленным нейлоном, или нитями из нейлона и подобных материалов.

Известна также решетка аэродинамических профилей устройства реверсирования тяги реактивного двигателя (см. описание к патенту США N 4173307, кл. НПК 239-265.29, кл. МПК B 64 C 15/00, опубликованному 06.11.1979).

В известной решетке между боковыми продольными стенками имеются фланцы в виде опорных дуг, между которыми закреплены пластины, выполняющие функцию направляющих профилей и боковых стенок. Пластины и дуги образуют каркас решетки.

В этих пластинах имеются профилированные отверстия, куда введены дугообразные аэродинамические профили отклоняющих лопаток. Боковые продольные стенки, опорные дуги пластины и дугообразные отклоняющие лопатки крепятся между собой при помощи сварки. Это устройство позволяет иметь решетку лопастей, отклоняющих поток в двух плоскостях из отдельных решетчатых частей цилиндра.

Однако каждая из частей конструктивно сложна, а крепление частей такой решетки ограничивает выбор материалов и трудо- и энергоемко в производстве из-за большого количества мест сварки.

Известная конструкция решеток содержит не только отклоняющие, но и направляющие лопатки, пересекающие последние. Поэтому конструкция известных решеток устройства реверсирования тяги очень сложна. Из-за сложности конфигурации упомянутые части решеток не могут быть изготовлены целиком посредством литья или прессования.

Тем не менее она прогрессивна и по общности существенных признаков решения технической задачи и достигаемым техническим результатам выбрана в качестве прототипа предлагаемого изобретения.

Перед авторами стояла задача, использовав в решетке аэродинамических профилей устройства реверсирования тяги множество известных одинаковых дугообразных профилей лопаток, размещенных между передним и задним фланцами, объединенными посредством продольных стенок, добиться определенного технического результата, представляющего несколько логически взаимоувязанных подрезультатов, а именно:
1. Создание легкой и технологичной конструкции из отдельных простых взаимозаменяемых и унифицируемых частей решетки, которые легко изготавливаются путем прессования, литья или другим прогрессивным способом из соответствующих пластических материалов.

2. Как развитие технического результата снижения веса устройства реверсирования - это снижение общего веса конструкции летательного аппарата - улучшение экономики полета.

3. Одновременно облегчение сборки - разборки решетки аэродинамических профилей на эти простые части обеспечивает возможность замен в любых условиях эксплуатации и ремонта практически любой отдельной части решетки.

4. Повышение производительности труда как следствие работы с легковесными деталями решетки, а это - уменьшение трудоемкости и энергоемкости в производстве и при ремонте, и значит, удешевление работ.

Поставленная задача решена тем, что в известной решетке аэродинамических профилей устройства реверсирования тяги реактивного двигателя, содержащая фланцы, взаимосвязанные между собой посредством продольных стенок, между которыми закреплены дугообразные профили лопаток, произведено усовершенствование.

Усовершенствование заключается в том, что решетка разделена в поперечном направлении на части, прилегающие к каждому фланцу, и части, содержащие лопатки. При этом все указанные части взаимосвязаны между собой своими поперечными поверхностями раздела продольных стенок.

Как следствие, технический результат проявляется в том, что конструкция содержит отдельные унифицированные, легко взаимозаменяемые, простые и дешевые в производстве детали. И каждая из этих отдельных деталей легко может быть изъята из решетки, отлита или отпрессована из соответствующих пластических материалов и вставлена в решетку, вследствие чего вес всей решетки снижается, а ее технологичность при ремонте и в производстве повышается.

Чтобы легче было объединить и удержать отдельные упомянутые части в общей конструкции, на одних поверхностях раздела одних частей размещены выступы, а на ответных поверхностях раздела других частей - впадины, в которые введены упомянутые выступы. Эти выступы могут быть выполнены в виде штырей, а впадины - в виде отверстий, куда вводятся упомянутые штыри.

Чтобы упомянутые части были надежно взаимосвязаны между собой в единую конструкцию, вдоль продольных стенок закреплен армирующий элемент типа стекложгута.

Армирующий элемент может быть размещен в канавках, выполненных по замкнутому контуру вдоль продольных стенок и на фланцах каждой секции.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на:
- фиг. 1 показан схематический вид реактивного двигателя с размещенным на нем устройством реверсирования тяги;
- фиг. 2 дан общий вид расположения решетки заявляемого устройства реверсирования тяги;
- фиг. 3 представлен вид по стрелке А заявляемой решетки;
- фиг. 4 показано продольное сечение Б-Б решетки;
- фиг. 5 показан вид в плане переднего фланца решетки;
- фиг. 6 представлен вид в плане одной части отдельной лопатки;
- фиг. 7 показан вид в плане заднего фланца решетки;
- фиг. 8 дано поперечное сечение Г-Г решетки;
- фиг. 9 показано увеличенное поперечное сечение Г-Г продольной стенки с канавкой под размещение армирующего жгута;
- фиг. 10 дано сечение Д-Д по продольной стенке решетки с размещенным в канавке армирующим жгутом.

Предлагаемая решетка аэродинамических профилей предназначена для установки на реактивном двигателе 1 и является частью устройства 2 реверсирования тяги, содержащего неподвижный корпус 3 и подвижный корпус 4 (см. фиг. 1).

При этом на неподвижном корпусе 3 размещена и закреплена решетка 5 аэродинамических профилей устройства 2 реверсирования тяги. Решетка 5 аэродинамических профилей содержит передний фланец 6, отклоняющие лопатки 7 аэродинамического профиля и задний фланец 8 (см. фиг. 2).

Передний фланец 6 имеет отверстия 9 под болты крепления фланца 6 к неподвижному корпусу 3 двигателя. Задний фланец 8 имеет отверстия 10 под болты крепления фланца 8 к неподвижному корпусу 3 двигателя. Между передним фланцем 6 и задним фланцем 8 размещены дугообразные отклоняющие лопатки 7 аэродинамических профилей в необходимом расчетном количестве, являющиеся рабочей частью решетки 5 устройства 2 реверсирования тяги.

Лопатки 7 объединены между собой фланцами 6 и 8 и продольными стенками 11 и 12. Таким образом, в представленном устройстве продольные стенки 11 и 12 скреплены с торцами переднего фланца 6, заднего фланца 8, а также с дугами лопаток 7. Количество и конфигурация лопаток 7 определяется аэродинамическими требованиями. Стенки 11 и 12 могут также одновременно выполнять в устройстве 2 реверсирования тяги роль направляющих лопаток (см. фиг. 3), а их количество и конфигурация также определяются аэродинамическими требованиями.

Решетка 5 разделена поперек на отдельные части: часть 13 переднего фланца 6, часть 14 заднего фланца 8 и множество частей 15 отдельных отклоняющих лопаток 7 (см. фиг. 4). Перпендикулярно поверхности 16 и 17 раздела части 13 переднего фланца 6 в местах размещения частей продольных стенок 11 и 12 установлены штыри 18 и 19 (см. фиг. 5).

Штыри 18 и 19 части 13 переднего фланца 6 введены в ответные отверстия 20 и 21 со стороны поверхностей раздела 22 и 23 части 15 первой отклоняющей лопатки 7 (см. фиг. 6). На других поверхностях раздела 24 и 25 каждой части отклоняющих лопаток 7 выполнены штыри 26 и 27, аналогичные штырям 18 и 19.

Поверхности раздела 24 и 25 условно последней части 15, прилегающей к части 14 заднего фланца 8, содержат также два штыря 26 и 27, введенные в отверстия 29 и 30, выполненные на поверхностях раздела 31 и 32 части 14 заднего фланца 8 (см. фиг. 7).

Вдоль продольных стенок 11 и 12 по контуру наружной поверхности частей 15 в совокупности с фланцами 6 и 8 выполнены две аналогичные замкнутые канавки 33 и 34 (см. фиг. 7 - 10). В канавках 33 и 34 размещены замкнутые армирующие жгуты 35 и 36.

Решетка 5 согласно изобретению выполняется следующим образом.

Отпрессовываются отдельные части решетки 5, а именно часть 13 переднего фланца 6 со штырями 18 и 19, часть 14 заднего фланца 8 с отверстиями 29 и 30 и необходимое для конкретной решетки количество частей 15 отдельных отклоняющих лопаток 7 с отверстиями 20 и 21 и штырями 26 и 27. В процессе сборки первая часть 15 из отдельных отклоняющих лопаток 7 нанизывается своими отверстиями 20 и 21 на штыри 18 и 19 части 13 переднего фланца 6, и последующие части 15 поочередно нанизываются на штыри 26 и 27 каждой из множества подобных частей 15 лопаток 7. Сборка решетки 5 завершается нанизыванием части 14 заднего фланца 8 посредством отверстий 29 и 30, на штыри 26 и 27 части 15 последней лопатки 7. При этом совмещаются поверхности раздела 16 и 22, 17 и 23, 24 и 32, 25 и 31, а также отдельные фрагменты двух, в результате совмещения, замкнутых канавок 33 и 34 в продольных стенках 11 и 12 и на фланцах 6 и 8. В канавках 33 и 34 прокладываются в несколько оборотов стекложгуты 35 и 36 и затем, например, пропитываются клеем. Образуется цельная и надежная конструкция решетки 5, как основная рабочая часть устройства 2 реверсирования тяги газотурбинного двигателя.

Предлагаемое техническое решение позволяет применить высокопроизводительные, практически безотходные процессы изготовления отдельных частей конструкции решетки. При этом расширяется диапазон используемых материалов, возможно применение в узле реверсирования тяги современных стекловолокнистых материалов без использования металла с выигрышем в весе 25-30%.

В авиации такое снижение веса конструкции позволяет получить значительный коммерческий выигрыш при перевозках. Следует учитывать, что замена такой решетки может быть произведена вне производства в условиях планового технического обслуживания летательного аппарата, что при перевозках дает выигрыш еще и во времени.

Изобретение относится к авиационному двигателестроению. Решетка содержит взаимосвязанные посредством продольных стенок передний и задний фланцы. Между фланцами размещены дугообразные профили лопаток. Решетка разделена в поперечном направлении на часть переднего фланца, части из отдельных лопаток и часть заднего фланца. Части взаимосвязаны между собой своими поперечными поверхностями раздела продольных стенок. На одних поверхностях раздела размещены выступы, а на ответных поверхностях - впадины, куда введены выступы. Выступами могут быть штыри, а впадины - отверстиями, куда введены штыри. Вдоль продольных стенок размещен армирующий элемент, например, стекложгут. Армирующий элемент расположен в канавках, выполненных вдоль продольных стенок и на заднем и переднем фланцах. Изобретение позволяет выполнить решетку из отдельных, простых по конфигурации, унифицируемых частей, что упрощает производство и облегчает конструкцию благодаря использованию легких пластических материалов при обеспечении достаточной жесткости конструкции. 1 с. и 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Решетка аэродинамических профилей устройства реверсирования тяги реактивного двигателя, содержащая фланцы, взаимосвязанные между собой посредством продольных стенок, между которыми закреплены дугообразные профили отклоняющих лопаток, отличающаяся тем, что решетка разделена в поперечном направлении на части, прилегающие к каждому фланцу, и промежуточные части, содержащие лопатки, при этом все указанные части взаимосвязаны между собой своими поперечными поверхностями раздела продольных стенок. 2. Решетка аэродинамических профилей по п.1, отличающаяся тем, что на поверхностях раздела одних частей размещены выступы, а на ответных поверхностях других частей - впадины, в которые введены упомянутые выступы. 3. Решетка по п.2, отличающаяся тем, что упомянутые выступы выполнены в виде штырей, а упомянутые впадины - в виде отверстий, в которые введены упомянутые штыри. 4. Решетка по пп.1 - 3, отличающаяся тем, что вдоль продольных стенок закреплен армирующий элемент. 5. Решетка по п.4, отличающаяся тем, что армирующий элемент выполнен в виде стекложгута. 6. Решетка по п.4, отличающаяся тем, что армирующий элемент размещен в канавках, выполненных вдоль продольных стенок указанных частей и вокруг фланцев.