УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕВЕРСИРОВАНИЯ ТЯГИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2000 года по МПК F02K1/32 

Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике и касается устройств для реверсирования тяги турбореактивного двигателя (ТРД).

Известно "Устройство для реверсирования тяги "ТРД", расположенное до среза сопла и содержащее две внутренние поворотные створки для перекрытия газовоздушного тракта на режиме реверсирования и лопаточные решетки для отклонения потока газов вперед, расположенные в двух диаметрально противоположных выхлопных окнах в корпусе двигателя, см. книгу Святогоров А.А, Попов К. Н., Хвостов Н.И. Устройство для отклонения реактивных струй турбореактивных двигателей. М.: Машиностроение, 1968, с. 30.

Особенностью устройств этого типа является то, что для обеспечения устойчивости течения газовоздушного потока на заданных режимах реверсирования тяги их конструкция выполнена таким образом, что при перекладке створок в положение "обратная тяга" газовоздушный тракт перекрывается не полностью, а остается щель между створками.

Недостатком известного устройства является то, что перепуск части газов через щель между створками в сопло приводит к уменьшению коэффициента реверсирования тяги, как следствие, к снижению эффективности использования реверсивного устройства при торможении самолета и увеличению расхода топлива при заданной величине отрицательной тяги, хотя перепуск части газов в сопло и оказывает стабилизирующее влияние на течение газовоздушного потока в реверсивное устройство.

Наиболее близким к заявленному изобретению является реверсивное устройство турбореактивного двигателя, содержащее внутренние поворотные створки для перекрытия газовоздушного тракта, лопаточные решетки для отклонения газовоздушного потока, известное из заявки Франции 2757570, кл. F 02 K 1/56.

Недостатком является нарушение устойчивости течения газа и воздуха в газовоздушном тракте, при реверсировании тяги.

Нарушение устойчивости течений заключается в возникновении пульсации давлений в газовоздушном потоке, увеличении гидравлических потерь давлений, уменьшении эффективной площади решеток реверса, снижении обратной тяги и повышении температуры газов за турбиной.

Задачи, решаемые изобретением, - устранение неустойчивости газовоздушного потока при реверсировании тяги и нестабильной работе двигателя, повышение эффективности использования реверсивного устройства при торможении самолета, уменьшение расхода топлива при реверсировании тяги.

Решение поставленных задач достигается тем, что устройство для реверсирования тяги турбореактивного двигателя содержит внутренние поворотные створки для перекрытия газовоздушного тракта и лопаточные решетки для отклонения газовоздушного потока, согласно изобретению на внутренней поверхности каждой створки параллельно плоскости симметрии устанавливаются продольные стенки в виде тонких пластин, а на каждой створке устанавливаются не менее 2-х стенок высотой 8-12% диаметра проточной части данного устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства, содержащего две поворотные створки и две отклоняющие решетки, расположенные до среза сопла двухконтурного ТРД. Створки находятся в положении "Прямая тяга".

На фиг. 2 показано сечение А-А фиг. 1, на фиг.3 - схема устройства в режиме реверсирования тяги.

Устройство для реверсирования тяги ТРД 1 содержит в корпусе 2 выхлопные окна 3, расположенные в них лопаточные решетки 4 и внутренние поворотные створки 5. На створках 5 установлены продольные стенки 6.

Устройство работает следующим образом. На режиме прямой тяги (фиг.1, 2) створки реверса 5 перекрывают выхлопные окна 3 и потоки газа внутреннего контура двигателя и поток воздуха внешнего контура движутся через сопло ТРД. Ребра 6 расположены вдоль по газовоздушному потоку. При включении устройства для реверсирования тяги (фиг.3) створки 5 перекрывают газовоздушный тракт, направляя газовоздушный поток в выхлопные окна 3 на лопаточные решетки 4. Часть газов перепускается через щель между створками 7 в сопло. С помощью продольных стенок 6 происходит локализация вихревого течения, а именно уменьшается вращательное движение газового потока после турбины и закручивание потока в парные спирали при повороте на створках реверса. Тем самым обеспечивается более организованное натекание потока на решетки реверса и устраняются причины нарушения устойчивости газовоздушного течения. В процессе экспериментальных стендовых исследований на полноразмерных двигателях оптимизирована компоновка створок по количеству и высоте стенок.

Предлагаемое изобретение устраняет следующие недостатки:
- устраняется нестабильность работы двигателя вследствие неустойчивости газовоздушного течения при реверсировании тяги за счет того, что на внутренней поверхности каждой створки реверсивного устройства вдоль по потоку устанавливаются продольные стенки (ребра), в результате чего происходит локализация вихревого течения в реверсивном устройстве, газовоздушное течение носит более организованный характер и устраняются предпосылки для возникновения пульсаций давления в газовоздушном потоке (газодинамической неустойчивости);
- повышается эффективность работы реверсивного устройства при торможении самолета на посадке за счет того, что устранение неустойчивости газозоздушного течения при установке продольных стенок на створках реверса позволяет уменьшить щель между створками реверса и тем самым увеличить коэффициент реверсирования тяги, т. е. повысить обратную тягу двигателя; увеличение обратной тяги позволяет сократить дистанцию послепосадочного пробега самолета;
- снижается расход топлива при реверсировании тяги за счет того, что уменьшение центральной щели между створками реверса уменьшает перепуск газов в сопло, что позволяет понизить режим работы двигателя при заданной величине обратной тяги;
- оптимизированная геометрия стенок по количеству на створке и по их высоте позволяет обеспечить минимальные затраты на изготовление данного устройства и стабильную работу двигателей на режиме обратной тяги с учетом их производственного разброса по геометрии проточной части.

Изобретение предназначено для использования в авиационной технике. Устройство для реверсирования тяги содержит внутренние поворотные створки для перекрытия газовоздушного тракта, лопаточные решетки для отклонения газовоздушного потока. Причем на внутренней поверхности каждой створки параллельно ее плоскости симметрии устанавливаются продольные стенки в виде тонких пластин, а на каждой створке устанавливаются не менее двух стенок 8-12% диаметра проточной части данного устройства. При реверсировании тяги устраняются неустойчивость газовоздушного потока и нестабильная работа двигателя, а также уменьшается расход топлива. 3 ил.

Устройство для реверсирования тяги турбореактивного двигателя, содержащее внутренние поворотные створки для перекрытия газовоздушного тракта и лопаточные решетки для отклонения газовоздушного потока, отличающееся тем, что на внутренней поверхности каждой створки параллельно ее плоскости симметрии устанавливаются продольные стенки в виде тонких пластин, количеством не менее 2, высотой 8 - 12% диаметра проточной части данного устройства.