ДВУХКОНТУРНЫЙ ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, СВЯЗАННЫЙ С УСТРОЙСТВОМ РЕВЕРСИРОВАНИЯ ТЯГИ С ОБТЕКАТЕЛЕМ, УСТАНОВЛЕННЫМ В КАНАЛЕ ГАЗОВОГО ПОТОКА Российский патент 2001 года по МПК F02K1/56 

Предлагаемое изобретение касается двухконтурного турбореактивного двигателя, связанного с устройством реверсирования тяги и содержащего обтекатель, установленный в канале отведения газового потока.

Здесь следует напомнить, что вообще двухконтурный турбореактивный двигатель оборудован специальным каналом позади вентилятора, предназначенным для отвода вторичного так называемого холодного потока газов. Этот канал вторичного газового потока 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 этот вентилятор. Наружная стенка канала вторичного газового потока может отводить одновременно как вторичный поток, так и первичный или горячий поток газов в своей задней по потоку части, располагающейся позади зоны выброса этого первичного потока, например, в случае использования гондолы двигателя со смешанным газовым потоком или со слиянием потоков. Однако в других случаях эта наружная стенка обеспечивает отведение только одного вторичного газового потока, как это происходит, например, при использовании двигательных гондол с раздельными газовыми потоками.

Специальная стенка может также придавать обтекаемую форму внешним обводам двигателя, то есть наружной части кожуха, который охватывает вентилятор, и внешним обводам описанной выше наружной стенки канала вторичного потока, с целью минимизации лобового сопротивления данной силовой установки. Это, в частности, относится к случаям, когда силовые установки располагаются снаружи летательного аппарата, например подвешены под его крыльями или закреплены на задней части фюзеляжа.

Устройство реверсирования тяги, связанное с двухконтурным турбореактивным двигателем и обеспечивающее отклонение газового потока, формируя тем самым контртягу, известно само по себе и может содержать либо поворотные створки или щитки, либо отклоняющие решетки.

В случае использования устройства реверсирования тяги с поворотными створками примеры его реализации проиллюстрированы, в частности, в патентах Франции FR 1.482.538 или FR 2.030.034. При этом такое устройство реверсирования тяги образовано поворотными створками, формирующими в сложенном неактивизированном положении, то есть при работе данного устройства в режиме прямой тяги, часть наружного обтекателя, и неподвижной конструкцией, образующей упомянутый наружный обтекатель перед створками по потоку, позади створок по потоку и между створками при помощи силовых балок, которые связывают заднюю по потоку часть наружного обтекателя с его передней по потоку частью.

Створки установлены по окружности наружного обтекателя и смонтированы поворотными в некоторой промежуточной зоне их боковых стенок на силовых балках, располагающихся по одну и по другую стороны от этих створок, причем эти боковые стенки образуют, вместе с передней по потоку стенкой створки и ее задней по потоку стенкой, перегородки или стенки, которые связывают наружную часть створки, образующую определенную часть наружной стенки гондолы двигателя, с внутренней частью этой створки, которая образует определенную часть наружной стенки канала вторичного газового потока.

В то же время пример реализации устройства реверсирования тяги с отклоняющими решетками проиллюстрирован в патенте США US 4.145.877. В этом случае устройство реверсирования тяги содержит щитки, приводимые в движение при помощи задней обечайки, подвижной по поступательному движению, которая перекрывает кольцевой канал и направляет вторичный газовый поток через располагающиеся по окружности решетки, открытые при перемещении упомянутой задней обечайки, причем особенность в данном случае состоит в том, что рычаг привода щитка не связан с первичным кожухом.

Известный пример реализации конструкции гондолы устройства реверсирования тяги, открывающейся двумя половинками 12, схематически представлен на фиг. 1 в поперечном разрезе. Эти половинки могут быть связаны с первичным кожухом 11, охватывающим собственно двигатель. Этот тип конструкции обычно называют каналом C-образного типа.

Такая технология обладает преимуществами облегченного доступа к двигателю после разблокирования систем удержания упомянутых половинок конструкции с последующим поворотом их вокруг продольной оси в окрестности стойки, причем эта ось имеет направление, близкое к направлению продольной оси двигателя.

В случае использования гондолы такого типа необходима физическая связь в нижней части гондолы между первичным кожухом 11 и наружной частью гондолы 12. Эта соединительная часть 13, называемая также островком или перемычкой, имеет аэродинамическую поверхность в контакте с газовым потоком 15. То же самое относится к части 14, реализующей соединение в верхней части.

Как это схематически показано на фиг. 3 в продольном разрезе известного общего примера реализации двухконтурного турбореактивного двигателя с устройством реверсирования тяги, собственно двигатель 2 силовой установки 1 содержит кронштейны 3 двигателя по потоку позади кожуха 4, охватывающего вентилятор 5. Эти кронштейны связывают кожух 4 с внутренней конструкцией двигателя 2. Эти кронштейны располагаются на границе передней по потоку части устройства реверсирования тяги 10 на входе кольцевого канала 15.

Описанная выше конструкция устройства реверсирования тяги 10 позволяет удерживать специальные детали, обладающие соответствующим аэродинамическим профилем, которые придают плавные обводы кронштейнам 3 в газовом потоке 15. Эти детали установлены на внутренней конструкции 11 и наружной конструкции 12 устройства реверсирования тяги. Соединительная часть 13 и 14 наружной конструкции 12 с кожухом 11, охватывающим собственно двигатель 2, позволяет также выполнять роль аэродинамического обтекателя кронштейнов 3.

В случае использования устройства реверсирования тяги, конструкция 11 которого, охватывающая собственно двигатель 2 и в целом называемая первичным кожухом, и наружная конструкция 12, удерживающая систему реверсирования газового потока, являются полностью независимыми, как это схематически показано на фиг. 4, становится невозможным выполнять функцию придания обтекаемой формы при помощи собственных аэродинамических элементов устройства реверсирования тяги.

Одна из задач предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы удовлетворить потребность в усовершенствовании аэродинамических течений на гондоле, где установка внутренней и наружной конструкций является полностью независимой, то есть отсутствует физическая связь между наружной конструкцией и первичным кожухом, охватывающим собственно двигатель, в любых других зонах, отличных от зоны соединения с пилоном установки двигателя на данном самолете.

Данная задача решается тем, что в двухконтурном турбореактивном двигателе, связанном с устройством реверсирования тяги, в котором внутренняя конструкция, образующая первичный кожух двигателя, и наружная конструкция, удерживающая устройство реверсирования тяги, свободны от связи в нижней части этих конструкций, причем внутренняя и наружная конструкции формируют между собой канал отведения газового потока или кольцевой канал, согласно изобретению обтекатель с аэродинамическим профилем, располагающийся в кольцевом канале устройства реверсирования тяги, присоединен с задней по потоку стороны к кронштейну, образуя опорную конструкцию наружной стенки канала позади вентилятора данного турбореактивного двигателя, причем обтекатель, закрепленный на кронштейне двигателя, может быть свободен от связи с конструкцией устройства реверсирования тяги.

Обтекатель, закрепленный на кронштейне двигателя, преимущественно содержит интерфейс или устройство сопряжения с внутренней конструкцией устройства реверсирования тяги, причем элемент обеспечения герметичности расположен в зоне реализации интерфейса или устройства сопряжения, или содержит интерфейс или устройство сопряжения с наружной конструкцией устройства реверсирования тяги, причем элемент обеспечения герметичности расположен в зоне реализации устройства сопряжения или интерфейса.

По меньшей мере одно отверстие выполнено на обтекателе кронштейна двигателя таким образом, чтобы обеспечить возможность отбора воздуха в потоке, движущемся в кольцевом канале, и подвести его через обтекатель к определенной зоне данного турбореактивного двигателя, а зазоры между наружной конструкцией устройства реверсирования тяги и обтекателем кронштейна двигателя с одной стороны и между внутренней конструкцией устройства реверсирования тяги и обтекателем кронштейна двигателя с другой стороны замаскированы заглушками.

Обтекатель жестко интегрирован во внутреннюю конструкцию устройства реверсирования тяги, причем элемент обеспечения герметичности расположен в зоне интерфейса или устройства сопряжения между обтекателем и наружной конструкцией устройства реверсирования тяги.

Обтекатель может быть жестко интегрирован в наружную конструкцию устройства реверсирования тяги, причем элемент обеспечения герметизации расположен в зоне интерфейса или устройства сопряжения между обтекателем и внутренней конструкцией устройства реверсирования тяги.

Одна часть обтекателя жестко интегрирована во внутреннюю конструкцию устройства реверсирования тяги, а другая часть обтекателя жестко интегрирована в наружную конструкцию устройства реверсирования тяги.

Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания примеров его реализации, где даются ссылки на приведенные в приложении чертежи, среди которых:
- фиг. 1 представляет собой схематический вид спереди известной конструкции устройства реверсирования тяги, образованной двумя половинками, о которой уже было упомянуто в предшествующем тексте,
- фиг. 2 представляет собой схематический вид спереди конструкции устройства реверсирования тяги известного типа, где внутренняя конструкция является независимой от наружной конструкции этого устройства,
- фиг. 3 представляет собой схематический вид в продольном разрезе по плоскости, проходящей через ось вращения данного турбореактивного двигателя, устройства реверсирования тяги, показанного на фиг. 1,
- фиг. 4-9 представляют собой схематические виды, иллюстрирующие различные примеры реализации предлагаемого изобретения,
- фиг. 10 представляет собой схематический вид сверху по стрелке F, показанной на фиг. 5.

На фиг. 4 схематически представлен пример реализации предлагаемого изобретения, в приложении к силовой установке 1. Конструкция устройства реверсирования тяги 10 содержит две системы, наружную 12 и внутреннюю 11, которые могут быть связаны между собой или могут не иметь такой связи. В соответствии с геометрией данного двигателя конструкция 10 может быть установлена в направлении, показанном стрелкой 20.

Обтекатель 25 непосредственно связан с кронштейном 3 двигателя 2. Этот обтекатель имеет форму, размерные параметры и габаритные размеры, адаптированные для получения аэродинамических характеристик, требуемых и ожидаемых специалистом в данной области техники.

Конструкция данного обтекателя может быть реализована в виде одного единственного элемента. Эта конструкция может быть монолитной, полой, может содержать сотовый заполнитель, может быть акустической или не являться таковой. В качестве материала для изготовления этого обтекателя могут использоваться различные металлы, композиционные материалы, термопластические материалы или любые другие материалы, которые могут оказаться подходящими в данном случае.

Соединение двигателя с кронштейном 3 адаптировано к технологии, обычно используемой изготовителями авиационных двигателей, причем в данном случае, как правило, используется технология винтового соединения.

На фиг. 5 схематически представлен пример реализации предлагаемого изобретения, где выполнена стыковка устройства реверсирования тяги с внутренней конструкцией 11. Аэродинамический профиль обтекателя 25 дает представление о конструкции 11 в направлении стрелки 20. Герметизирующее уплотнение 24 (элемент обеспечения герметичности) выполнено либо непосредственно в самой толще конструкции кожуха 11, либо на деталях, присоединенных к одному или другому элементу, причем это герметизирующее уплотнение определяется по способу, известному специалисту в данной области техники.

С этим примером реализации предлагаемого изобретения может быть связан отличительный признак. Этот признак состоит, как это схематически показано на фиг. 10, в использовании зоны повторного сжатия газового потока 6, движущегося в кольцевом канале 15, на обтекателе 25 для того, чтобы вентилировать, например, отсек двигателя. В этом примере и в соответствии с выбранным положением открывание может быть реализовано для получения оптимальных характеристик вентиляции. Отверстие 23 имеет адаптированную форму и расположение, причем может быть предусмотрена специфическая форма ориентации газового потока в направлении во внутреннюю полость обтекателя. Количество таких отверстий и их боковое расположение на одной или двух сторонах не ограничивается по данному изобретению.

На фиг. 6 схематически представлен принцип, заявленный на фиг. 5 и перенесенный на наружную конструкцию 12 устройства реверсирования тяги. В этом случае герметизирующее уплотнение 26 (элемент обеспечения герметичности) располагается на наружной конструкции 12. Само собой разумеется, что принцип, представленный на фиг. 5, может быть соединен с примером, представленным на фиг. 6.

На фиг. 7 схематически представлен пример маскировки зазора между обтекателем 25 с внутренней конструкцией 11 и наружной конструкцией 12 при помощи заглушек 16 и 17, связанных соответственно с конструкциями 11 и 12. Эти заглушки в целом могут иметь форму, идентичную форме обтекателя 25 в контакте с ним или соответствующую зазору на этом обтекателе. Материал этих заглушек выбран таким образом, чтобы в соответствии с конкретным вариантом использования иметь твердую или гибкую консистенцию.

На фиг. 8 схематически представлен другой способ реализации предлагаемого изобретения, в соответствии с которым каждая часть обтекателя 18 и 19 связана с соответствующей ей конструкцией и не связана с кронштейном 3 двигателя. Место стыка 21 между двумя частями обтекателя 18 и 19 имеет специфическую ориентацию в соответствии с порядком установки гондолы 10 на двигатель 2. Место соединения 21 может располагаться на любом уровне между внутренней частью 18 и наружной частью 19 обтекателя. В примере, схематически представленном на фиг. 8, внутренняя конструкция 11 устанавливается на двигатель 2 перед наружной конструкцией 12. Центровка 22 между двумя полуобтекателями 18 и 19 в данном случае может быть использована.

Второй вариант реализации, представленной на фиг. 8, показан на фиг. 9. В соответствии с этой концепцией обтекатель 25 полностью интегрирован во внутреннюю конструкцию 11. Герметизирующее уплотнение 26, как уже было сказано выше, может быть применено в том случае, если обтекатель выступает в наружную конструкцию 12. Можно также на обтекателе сохранить зазор с наружной конструкцией, причем зазор может быть заполнен или не заполнен.

Здесь следует отметить, что противоположное расположение обтекателя 25 на наружной конструкции 12 также является возможным.

Совокупность этих характеристик и параметров может быть применена для любого кронштейна двигателя 3.

Здесь следует отметить, что концепции, предложенные на приведенных в приложении фигурах, могут представлять собой неотъемлемую часть кронштейна 3 двигателя 2. Соединения и расположения, определенные по отношению к конструкции устройства реверсирования тяги 10, остаются при этом идентичными.

Двухконтурный турбореактивный двигатель, связанный с устройством реверсирования тяги с обтекателем, установленным в канале газового потока, имеет внутреннюю конструкцию, образующую первичный кожух двигателя, и наружную конструкцию, удерживающую устройство реверсирования тяги свободных от связи в нижней части этих конструкций. Внутренняя и наружная конструкции формируют между собой канал отведения газового потока или кольцевой канал. Обтекатель с аэродинамическим профилем расположен в кольцевом канале устройства реверсирования тяги с задней по потоку стороны кронштейна, образуя опорную конструкцию наружной стенки канала позади вентилятора данного турбореактивного двигателя. Изобретение позволяет усовершенствовать аэродинамические течения в гондоле. 8 з.п.ф-лы, 10 ил.

1. Двухконтурный турбореактивный двигатель, связанный с устройством реверсирования тяги, в котором внутренняя конструкция (11), образующая первичный кожух двигателя, и наружная конструкция (12), удерживающая устройство реверсирования тяги (10), свободны от связи в нижней части этих конструкций (11, 12), причем внутренняя (11) и наружная (12) конструкции формируют между собой канал отведения газового потока или кольцевой канал (15), отличающийся тем, что обтекатель (25) с аэродинамическим профилем, располагающийся в кольцевом канале (15) устройства реверсирования тяги (10), расположен с задней по потоку стороны кронштейна (3), образуя опорную конструкцию наружной стенки канала позади вентилятора данного турбореактивного двигателя. 2. Двухконтурный турбореактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что обтекатель (25), закрепленный на кронштейне (3) двигателя, свободен от связи с конструкцией устройства реверсирования тяги. 3. Двухконтурный турбореактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что обтекатель (25), закрепленный на кронштейне (3) двигателя, содержит интерфейс или устройство сопряжения с внутренней конструкцией (11) устройства реверсирования тяги, причем элемент обеспечения герметичности (24) расположен в зоне реализации интерфейса или устройства сопряжения. 4. Двухконтурный турбореактивный двигатель по п.1 или 3, отличающийся тем, что обтекатель (25), закрепленный на кронштейне (3) двигателя, содержит интерфейс или устройство сопряжения с наружной конструкцией (12) устройства реверсирования тяги, причем элемент обеспечения герметичности (26) расположен в зоне реализации устройства сопряжения или интерфейса. 5. Двухконтурный турбореактивный двигатель по одному из пп.1, 3 и 4, отличающийся тем, что по меньшей мере одно отверстие (23) выполнено на обтекателе (25) кронштейна двигателя таким образом, чтобы обеспечить возможность отбора воздуха в потоке (6), движущемся в кольцевом канале (15), и подвести его через обтекатель (25) к определенной зоне данного турбореактивного двигателя. 6. Двухконтурный турбореактивный двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что зазоры между наружной конструкцией (12) устройства реверсирования тяги и обтекателем (25) кронштейна (3) двигателя, с одной стороны, и между внутренней конструкцией (11) устройства реверсирования тяги и обтекателем (25) кронштейна (3) двигателя, с другой стороны, замаскированы заглушками (16, 17). 7. Двухконтурный турбореактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что обтекатель (25) жестко интегрирован во внутреннюю конструкцию (11) устройства реверсирования тяги (10), причем элемент обеспечения герметичности (26) расположен в зоне интерфейса или устройства сопряжения между обтекателем (25) и наружной конструкцией (12) устройства реверсирования тяги. 8. Двухконтурный турбореактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что обтекатель (25) жестко интегрирован в наружную конструкцию (12) устройства реверсирования тяги (10), причем элемент обеспечения герметизации расположен в зоне интерфейса или устройства сопряжения между обтекателем (25) и внутренней конструкцией (11) устройства реверсирования тяги. 9. Двухконтурный турбореактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что одна часть (18) обтекателя (25) жестко интегрирована во внутреннюю конструкцию (11) устройства реверсирования тяги (10), а другая часть (19) обтекателя (25) жестко интегрирована в наружную конструкцию (12) устройства реверсирования тяги.