ГОНДОЛА ДЛЯ ТУРБОРЕАКТИВНОГО АВИАДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2012 года по МПК B64D29/08 

Изобретение относится к гондоле для турбореактивного авиадвигателя (ТРД), в хвосте которой имеется наружная конструкция, образующая вместе с соосной ей внутренней конструкцией, охватывающей заднюю по ходу потока часть ТРД, кольцевой канал воздушного потока, известный также как контур.

Самолет приводят в движение несколько ТРД, помещенных, каждый, в свою гондолу, в которой находится также группа вспомогательных исполнительных устройств, связанных с его работой и выполняющих различные функции в полете или на стоянке. В их числе следует отметить механику привода реверсоров тяги.

Конструкция гондолы в целом представляет собой трубу с воздухозаборником на носу, средним отсеком, охватывающим компрессор ТРД, и хвостовым отсеком, в котором размещены средства реверсирования тяги и который охватывает камеру сгорания ТРД, а заканчивается гондола в общем случае реактивным соплом, срез которого находится позади ТРД.

Современные гондолы предназначены для постановки в них двухконтурного ТРД, в котором крыльчатка компрессора нагнетает поток горячего воздуха через камеру сгорания ТРД (внутренний контур) и поток холодного воздуха, обтекающий ТРД снаружи по кольцевому каналу (внешний контур).

Гондола для такого двигателя имеет, как правило, неподвижную наружную конструкцию, которая вместе с соосной ей неподвижной внутренней конструкцией, охватывающей собственно двигатель позади компрессора, образует контур обтекания двигателя холодным воздушным потоком. Потоки обоих контуров истекают из двигателя через хвост гондолы.

Таким образом, силовая установка самолета представляет собой гондолу с двигателем и подвешивается к какой-либо неподвижной конструкции самолета, например под крылом или к фюзеляжу, на пилоне, несущем двигатель или гондолу.

Внутренняя конструкция гондолы образована обычно двумя створками, по существу, полуцилиндрической формы, установленными по обе стороны от продольной вертикальной плоскости симметрии гондолы с возможностью перемещения из рабочего положения в положение техобслуживания, открывающее доступ к двигателю для проведения работ.

В существующих гондолах эти две створки устанавливают, как правило, с возможностью поворота вокруг продольной оси с шарниром в верхней части реверсора тяги (на 12 часов воображаемого циферблата). Створки удерживаются в замкнутом положении фиксаторами по линии стыка в нижней части (на 6 часов).

Требуется предварительно раскрыть наружную конструкцию, что позволит разомкнуть створки. Наружная и внутренняя конструкции связаны между собой и удерживаются в раскрытом положении системой силовых цилиндров и тяг.

В некоторых вариантах осуществления каждая створка внутренней конструкции жестко связана с соответствующей створкой наружной конструкции соединительным звеном, что позволяет раскрывать ее одновременно с наружной конструкцией. Достоинство такого решения в том, что для наружной конструкции нужен всего лишь один ряд шарниров.

Операция раскрытия створок в положение техобслуживания довольно трудоемка, так как при этом приходится поднимать створки, которые в раскрытом положении могут быть опасны для обслуживающего персонала, особенно в случае поломки поддерживающих средств.

Задача изобретения - устранить описанные выше недостатки. Эта задача решается заявляемой гондолой для ТРД, в хвосте которой имеется наружная конструкция, образующая вместе с соосной ей внутренней конструкцией, охватывающей заднюю по ходу потока часть ТРД, кольцевой канал воздушного потока, причем гондола отличается тем, что, по меньшей мере, часть внутренней конструкции установлена с возможностью поступательного перемещения вдоль гондолы из рабочего положения, в котором внутренняя конструкция служит кожухом для задней по ходу потока части ТРД, в положение техобслуживания, в котором внутренняя конструкция открывает заднюю по ходу потока часть ТРД.

Таким образом, поскольку внутренняя конструкция установлена с возможностью поступательного перемещения вдоль гондолы, для доступа к ТРД ее уже не надо раскрывать в стороны, а достаточно просто сдвинуть. В результате изобретение позволяет уменьшить вес поднимаемой конструкции, в том числе одновременно с частями наружной конструкции, а также упростить операцию раскрытия и необходимые для этого средства. Следует отметить, в частности, уменьшение массы поддерживающих тяг, исключение внутреннего ряда шарниров и уменьшение массы наружного ряда шарниров.

Изобретение также повышает безопасность при проведении работ по техобслуживанию. Надо отметить, что сдвиг внутренней конструкции можно в ряде случаев производить без полного раскрытия наружной конструкции, в которой можно обойтись люком небольшого размера.

Предпочтительно, чтобы внутренняя конструкция была выполнена в форме, по меньшей мере, двух створок. Предпочтительно также, чтобы створки располагались по обе стороны от продольной плоскости симметрии гондолы.

Целесообразно, чтобы внутренняя конструкция содержала, по меньшей мере, один замок для фиксации в рабочем положении. Целесообразно также, чтобы такой замок можно было приводить в действие гибким приводным тросом, проложенным от задней части к передней части створки.

Предпочтительно, чтобы наружная конструкция также была выполнена с возможностью раскрытия сдвигом, причем внутренняя конструкция должна быть соединена с наружной конструкцией, по меньшей мере, одной приводной тягой.

Целесообразно, чтобы внутренняя конструкция была установлена с возможностью поступательного перемещения относительно гондолы посредством, по меньшей мере, одной пары из рельса и салазок.

Как вариант или дополнительно, внутренняя конструкция имеет, по меньшей мере, один неподвижный обтекатель, прикрепленный спереди по ходу потока к ТРД, при необходимости через раму. Целесообразно, чтобы неподвижный обтекатель был прикреплен сзади к средствам крепления ТРД к пилону.

Как вариант или дополнительно, неподвижный обтекатель имеет в задней по ходу потока части средства крепления к ТРД.

Целесообразно, чтобы неподвижный обтекатель имел такую форму, при которой в рабочем положении он вписывается, по существу, во внешний контур внутренней конструкции.

В первом варианте осуществления салазки закреплены на задней части ТРД, а ответный рельс закреплен на внутренней конструкции или наоборот.

Во втором варианте осуществления неподвижный обтекатель снабжен одним, по меньшей мере, боковым рельсом или салазками, предназначенными для взаимодействия с ответными салазками или рельсом внутренней конструкции.

Изобретение охватывает также двухконтурный ТРД, предназначенный для постановки в гондолу вышеописанного типа и отличающийся тем, что в его задней по ходу потока части имеются одни, по меньшей мере, салазки или один рельс, предназначенный для взаимодействия с рельсом или салазками, прикрепленными к внутренней конструкции гондолы.

Целесообразно, чтобы салазки или рельс на задней части ТРД имели спереди, по меньшей мере, один криволинейный участок для выталкивания и притягивания внутренней конструкции в радиальном направлении при ее перемещении вдоль задней части ТРД, и прямолинейный, по существу, участок сзади, предпочтительно, по существу, параллельный плоскости симметрии гондолы. Для повышения устойчивости внутренней конструкции при поступательном перемещении можно предусмотреть несколько салазочных пар одинакового профиля, распределенных по внутренней конструкции и ТРД.

Предпочтительно, чтобы передний участок, обеспечивающий радиальное выталкивание и притягивание, был выполнен в форме параболы.

Наконец, предметом изобретения является силовая установка летательного аппарата, отличающаяся тем, что она содержит, во-первых, заявляемый ТРД и, во-вторых, гондолу по первому варианту осуществления.

Совершенно очевидно, что изобретение относится также к силовой установке, содержащей заявляемую гондолу и ТРД известного типа, без салазок или рельса.

Остальные преимущества и признаки изобретения явствуют из нижеследующего детального описания, приводимого в качестве примера со ссылками на прилагаемые чертежи.

Фиг.1 показывает вид сбоку в разрезе заявляемую гондолу с внутренней конструкцией в рабочем положении.

Фиг.2 показывает внутреннюю конструкцию в рабочем положении спереди по ходу потока с торца заявляемой гондолы.

Фиг.3 показывает сбоку в рабочем положении внутреннюю конструкцию гондолы с фиг.2.

Фиг.4 схематически показывает спереди сечение задней по ходу потока части заявляемой гондолы.

Фиг.5 схематически показывает сверху направляющего рельса створки внутренней конструкции гондолы с фиг.4.

Фиг.6 воспроизводит фиг.2 с внутренней конструкцией в положении техобслуживания.

Фиг.7 воспроизводит фиг.1 с одной створкой внутренней конструкции в положении техобслуживания.

Фиг.8 воспроизводит фиг.3 с внутренней конструкцией в положении техобслуживания.

Фиг.9 показывает сбоку в рабочем положении заявляемую гондолу целиком.

Фиг.10 показывает в аксонометрии гондолу с фиг.9.

Фиг.11 показывает гондолу с фиг.9 в рабочем положении в аксонометрии под другим углом.

Фиг.12 воспроизводит фиг.9 с гондолой в положении техобслуживания.

Фиг.13 воспроизводит фиг.10 для положения техобслуживания.

Фиг.14 воспроизводит фиг.11 для положения техобслуживания.

Фиг.15 схематически показывает спереди сечение задней по ходу потока части гондолы с фиг.9 - фиг.14.

На фиг.1 - фиг.8 показан первый вариант осуществления заявляемой гондолы.

Показанная на фиг.1 гондола 1 имеет спереди по ходу потока воздухозаборник 2, средний отсек 3 вокруг компрессора 4 ТРД 5 и хвостовой отсек, содержащий, как и в традиционных системах, наружную конструкцию 6, в которую помещены средства 7 реверса тяги и которая ограничивает кольцевой канал воздушного потока 8 совместно с соосной ей внутренней конструкцией 9, охватывающей часть ТРД 5 за компрессором 4.

Внутренняя конструкция 9 гондолы, которая подробно показана на фиг.2 и фиг.3, образована двумя створками 10a, 10b, по существу, полуцилиндрической формы, расположенными по обе стороны от продольной вертикальной плоскости P симметрии гондолы.

Как видно на фиг.3, тело ТРД 5 по существу скрыто створками 10a, 10b внутренней конструкции 9.

Каждая из створок 10a, 10b прикреплена к наружной конструкции 6 гондолы 1 приводной тягой (не показана) и установлена с возможностью сдвига из рабочего положения в положение техобслуживания посредством одного, по меньшей мере, рельса 12, предназначенного для взаимодействия с салазками 13 (см. фиг.4), которые прикреплены к ТРД 5. Точнее, каждая створка снабжена двумя парами рельс и салазок, которые располагаются вдоль оси гондолы. Совершенно очевидно, что можно предусмотреть столько пар рельс и салазок, сколько необходимо для обеспечения устойчивости внутренней конструкции 9 при сдвиге. Салазки 13 имеют криволинейный (в данном случае параболический) передний участок 13a для выталкивания и притягивания створки к ТРД 5 и прямолинейный, по существу, задний по ходу потока участок 13b для поступательного перемещения параллельно плоскости P симметрии гондолы.

При перемещении наружной конструкции 6 гондолы она тянет за собой створки 10a, 10b внутренней конструкции через приводные тяги.

Очевидно, что для наружной конструкции 6 можно сохранить известную систему раскрытия поворотом вокруг шарнирной оси, тогда наружная конструкция 6 не связана с внутренней конструкцией 9, что позволяет манипулировать последней вручную с использованием, например, замков створок внутренней конструкции. Можно, кроме того, предусмотреть вариант, когда наружная конструкция перемещается назад, не увлекая тягами внутреннюю конструкцию, что также позволяет манипулировать последней вручную.

Следует подчеркнуть, таким образом, что заявляемый способ раскрытия внутренней конструкции лишь опционально связан с соответствующим способом раскрытия наружной конструкции.

Практически на первом этапе E сдвига створка 10a выходит из рабочего положения (см. фиг.2) с отходом от плоскости P симметрии гондолы по практически параболической траектории, обусловленной формой переднего участка 13a, пока она не прижмется к внутренней стенке наружной конструкции гондолы (см. также фиг.5).

На втором этапе T сдвига створка 10a движется по заднему по ходу потока участку 13b по траектории, параллельной плоскости P симметрии, пока она не откроет ТРД 5, придя в положение техобслуживания, показанное на фиг.8.

Следует иметь в виду, что створки 10a, 10b внутренней конструкции 9 можно при необходимости сдвигать независимо друг от друга, как видно на фиг.7.

Кроме того, начальный криволинейный участок предусмотрен в предпочтительном варианте в зависимости от внешней формы ТРД 5. В отдельных случаях можно, разумеется, предусмотреть полностью прямолинейный сдвиг по одним или нескольким салазкам, на которых установлены один или несколько рельсов.

Радиальное выталкивание створки на этапе E позволяет также исключить на этапе Т продольного перемещения назад всякую опасность соударения створки 10a с пилоном (не показан) самолета, несущим ТРД 5.

Очевидно, что радиальное выталкивание и притягивание створок 10a, 10b к ТРД сопровождается, в силу формы переднего участка 3a, незначительным поступательным перемещением назад или вперед вдоль гондолы 1.

Разумеется, возврат створок 10a, 10b в рабочее положение осуществляется поступательным перемещением вперед (по участку 13b) с последующим радиальным притягиванием к ТРД 5 (на участке 13a).

Каждая створка 10a, 10b дополнительно снабжена множеством замков для фиксации в рабочем положении, разнесенных против потока. Гибкий приводной трос (не показан) типа «Флексшафт» протянут вдоль створки 10a, 10b в направлении от хвоста к носу и служит для управления замками. Доступ к замкам возможен со стороны хвоста и/или через лобовую раму наружной конструкции после раскрытия кожуха компрессора двигателя.

На фиг.9 - фиг.15 показан второй вариант осуществления заявляемой гондолы с внутренней конструкцией 110. Для простоты показаны только модифицированная внутренняя конструкция 110 и кожух компрессора 4 среднего отсека 3. В остальном гондола 1 имеет традиционное устройство.

Следует отметить, что на фиг.9 - фиг.11 тело ТРД 5 скрыто внутренней конструкцией 110 гондолы в рабочем положении.

Внутренняя конструкция 110 состоит из продольно ориентированного неподвижного обтекателя 114 в верхней части и подвижной оболочки 113, по существу, цилиндрической формы, которая охватывает ТРД 5. Оболочка 113 имеет в верхней части продольную прорезь 134, по форме отвечающую форме неподвижного обтекателя 114.

Неподвижный обтекатель 114 закреплен спереди по ходу потока на раме 115, присоединенной к ТРД 5, сзади по ходу потока прикреплен к ТРД 5 поддерживающими тягами 117, а тягами 118 - к пилону 116, на котором гондола подвешена под крылом самолета (не показано).

Рама 115 конструктивно представляет собой кольцо с прорезями, соосное ТРД 5 и линейно прикрепленное к нему через V-образный паз ТРД 5.

Очевидно, что конструкция рамы 115 определяется характеристиками ТРД и не обязательно принимает описанную выше форму.

Укажем, что как вариант можно предусмотреть несколько неподвижных обтекателей 114 и несколько подвижных частей 113. Можно, в частности, расположить один неподвижный обтекатель 114, как описано выше, в положении на 12 часов воображаемого циферблата, а второй неподвижный обтекатель расположить сходным образом в положении на 6 часов.

Кольцевая рама 115 экранирована от тепла двигателя 5 известными защитными средствами (не показаны) и имеет определенную длину, позволяющую уменьшить длину передней части внутренней конструкции, чтобы предоставить наилучший доступ к тем частям ТРД, ради которых внутреннюю конструкцию отводят назад по ходу потока.

Оболочка 113 внутренней конструкции 110 гондолы установлена по обеим сторонам неподвижного обтекателя 114 с возможностью сдвига из переднего по ходу потока положения в заднее по ходу потока, т.е. из рабочего положения в положение техобслуживания, скольжением боковых стенок продольной прорези 134 оболочки 113 по боковым стенкам неподвижного обтекателя 114.

С этой целью на боковых стенках неподвижного обтекателя 114 имеются рельсы 140 (см. фиг.15) для перемещения вдоль оси гондолы оболочки 113, которая имеет для этого ответные салазки 141. Разумеется, возможна и обращенная компоновка с размещением рельс на оболочке 113, а салазок - на неподвижном обтекателе).

Как вариант (см. фиг.15), рельсы 140 или салазки 141 могут быть размещены не на боковых стенках, а в иной пространственной конфигурации. Так или иначе неподвижный обтекатель 114 должен иметь средства, позволяющие во взаимодействии с ответными средствами оболочки 113 перемещать оболочку 113 вдоль неподвижного обтекателя 114.

Неподвижный обтекатель 114 имеет такую изогнутую форму, чтобы в рабочем положении он вписывался (см. фиг.9 - фиг.11), по существу, во внешний контур оболочки 113, перекрывая при этом ее продольную прорезь 134. Это необходимо для получения сплошного профиля обтекания внутри кольцевого канала 8.

В положении техобслуживания, показанном на фиг.12 - фиг.14, оболочка 113 сдвинута назад по ходу потока, чтобы открыть подлежащую осмотру часть ТРД.

Если наружная конструкция также раскрывается сдвигом, можно дополнительно предусмотреть крепление оболочки 113 к наружной конструкции (не показана) двумя приводными тягами (не показаны) обтекаемой формы. В этом случае наружная конструкция 106 гондолы при перемещении увлекает за собой приводными тягами оболочку 113 внутренней конструкции 110.

В положении техобслуживания или при необходимости демонтажа внутренней конструкции в зависимости от того, можно ли без дополнительных операций полностью снять внутреннюю конструкцию через хвост ТРД 5 без столкновения с каким-либо препятствием, внутренняя конструкция 110 может замыкаться по низу линейно или в ряде точек, что позволит отсоединять каждую створку и снимать их независимо друг от друга и не цепляясь за части ТРД.

Наконец, для техобслуживания во втянутом положении можно, в частности, предусмотреть специальные люки во внутренних конструкциях, дающие доступ к отдельным частям ТРД.

Хотя изобретение выше было описано применительно к отдельному примеру его осуществления, должно быть совершенно понятно, что оно ни в коем случае не ограничивается им, но охватывает всевозможные технические эквиваленты рассмотренных здесь средств, а также их различные комбинации, не изменяющие сущности изобретения.

Изобретения относятся к области авиации, более конкретно, к гондоле для турбореактивного двигателя, турбореактивному двигателю и силовой установке летательного аппарата. Гондола для турбореактивного двигателя имеет в задней части наружную конструкцию (6), образующую вместе с соосной ей внутренней конструкцией (9), которая охватывает заднюю по ходу потока часть турбореактивного двигателя, кольцевой канал (8) для воздушного потока. Внутренняя конструкция (9) установлена с возможностью перемещения вдоль оси гондолы из рабочего положения, в котором внутренняя конструкция служит кожухом для задней по ходу потока части турбореактивного двигателя, в положение техобслуживания, в котором внутренняя конструкция открывает заднюю по ходу потока часть турбореактивного двигателя. Технический результат заключается в уменьшении веса гондолы и обеспечении удобства обслуживания турбореактивного двигателя летательного аппарата. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Гондола для турбореактивного двигателя, в хвосте которой имеется наружная конструкция, образующая вместе с соосной ей внутренней конструкцией, охватывающей заднюю по ходу потока часть турбореактивного двигателя, кольцевой канал для воздушного потока, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть внутренней конструкции установлена с возможностью сдвига вдоль оси гондолы между двумя положениями - рабочим положением, в котором внутренняя конструкция служит кожухом для задней по ходу потока части турбореактивного двигателя, и положением техобслуживания, в котором внутренняя конструкция открывает заднюю по ходу потока часть турбореактивного двигателя.

2. Гондола по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя конструкция выполнена в форме, по меньшей мере, двух створок.

3. Гондола по п.2, отличающаяся тем, что створки расположены по обе стороны от продольной плоскости симметрии гондолы.

4. Гондола по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что внутренняя конструкция содержит, по меньшей мере, один замок для фиксации в рабочем положении.

5. Гондола по п.4, отличающаяся тем, что указанный замок выполнен с возможностью приведения его в действие гибким приводным тросом, который проложен в направлении от задней части к передней части створки.

6. Гондола по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что наружная конструкция выполнена с возможностью раскрытия сдвигом, причем внутренняя конструкция соединена с наружной конструкцией, по меньшей мере, одной приводной тягой.

7. Гондола по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что внутренняя конструкция выполнена с возможностью поступательного перемещения относительно гондолы с помощью, по меньшей мере, одной пары из рельса и салазок.

8. Гондола по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что внутренняя конструкция имеет, по меньшей мере, один неподвижный обтекатель, прикрепленный спереди по ходу потока к турбореактивному двигателю.

9. Гондола по п.8, отличающаяся тем, что неподвижный обтекатель сзади по ходу потока закреплен на средствах для крепления турбореактивного двигателя к пилону.

10. Гондола по п.8, отличающаяся тем, что неподвижный обтекатель имеет сзади по ходу потока средства для крепления к турбореактивному двигателю.

11. Гондола по любому из пп.9-10, отличающаяся тем, что форма неподвижного обтекателя такова, что в рабочем положении он входит, по существу, во внешний контур внутренней конструкции.

12. Гондола по любому из пп.9-10, отличающаяся тем, что салазки закреплены на задней по ходу потока части турбореактивного двигателя, а ответный рельс закреплен на внутренней конструкции, или наоборот.

13. Гондола по любому из пп.9 или 10, отличающаяся тем, что на неподвижном обтекателе имеется, по меньшей мере, один боковой рельс или одни салазки, предназначенные для взаимодействия с ответными салазками или рельсом внутренней конструкции.

14. Двухконтурный турбореактивный двигатель, предназначенный для помещения в гондолу по п.12, отличающийся тем, что в его задней по ходу потока части имеются, по меньшей мере, одни салазки или один рельс,
предназначенные для взаимодействия с рельсом или салазками,
прикрепленными к внутренней конструкцией гондолы.

15. Турбореактивный двигатель по п.14, отличающийся тем, что салазки или рельс, предназначенные для закрепления на задней по ходу потока части турбореактивного двигателя, имеют, по меньшей мере, один криволинейный передний по ходу потока участок для радиального выталкивания и притягивания внутренней конструкции при перемещении ее вдоль задней по ходу потока части турбореактивного двигателя, а также, по существу, прямолинейный задний участок, который предпочтительно, по существу, параллелен плоскости симметрии гондолы.

16. Турбореактивный двигатель по п.15, отличающийся тем, что передний участок для радиального выталкивания и притягивания выполнен в форме параболы.

17. Силовая установка летательного аппарата, отличающаяся тем, что она содержит, во-первых, турбореактивный двигатель по любому из пп.14-16 и, во-вторых, гондолу по любому из пп.5-6.