СТВОРКА С ПОДВИЖНЫМ ОТКЛОНЯЮЩИМ СРЕДСТВОМ ДЛЯ СТВОРЧАТОГО РЕВЕРСОРА ТЯГИ Российский патент 2012 года по МПК F02K1/70 F02K1/62 

Изобретение относится к створке для створчатого реверсора тяги, а также к такому реверсору тяги и к гондоле, оснащенной таким реверсором тяги.

При приземлении самолета назначение реверсора тяги состоит в повышении эффективности торможения самолета путем перенаправления вперед, по меньшей мере, части тяги, развиваемой турбореактивным двигателем. На этом этапе реверсор перекрывает сопло выпуска газов, направляя поток выхлопных газов двигателя в переднюю сторону гондолы, в результате чего создается обратная тяга, которая складывается с торможением колес самолета.

В зависимости от типа реверсора могут использоваться разные средства для достижения подобной переориентации потока. Тем не менее, во всех случаях конструктивно реверсор включает в себя подвижные капоты, способные перемещаться из выдвинутого положения, в котором они открывают в гондоле канал для отклоненного потока, в убранное положение, в котором они перекрывают указанный канал. Эти подвижные капоты могут также выполнять функцию отклонения или всего лишь активации иных отклоняющих средств.

Так, например, в решетчатых реверсорах тяги подвижные капоты скользят вдоль по рельсам таким образом, что при отходе назад на этапе раскрытия они высвобождают решетки отклоняющих лопаток, расположенные в толще гондолы. Имеется система соединительных тяг, посредством которой этот подвижный капот соединяется с блокировочными створками, которые выдвигаются внутрь выпускного канала, блокируя выпуск в режиме прямого потока. Напротив, в реверсорах створчатого типа каждый подвижный капот поворачивается таким образом, что он блокирует поток и отклоняет его, являясь, следовательно, активным органом в процессе указанной переориентации.

Более конкретно, створчатое устройство реверсирования тяги содержит одну или несколько створок, установленных с возможностью поворота таким образом, что под воздействием приводных средств они могут отклоняться из нерабочего, так называемого «закрытого», положения при работе турбореактивного двигателя в так называемом режиме «прямой тяги», когда створки образуют часть задней секции, в реверсивное, или «раскрытое», положение, в котором они поворачиваются таким образом, что задняя часть каждой створки, по меньшей мере, частично перекрывает канал гондолы, а передняя часть открывает в задней секции проход, позволяющий воздушному потоку проходить радиально относительно продольной оси гондолы.

Угол поворота створок регулируется таким образом, чтобы существенно снизить и даже устранить усилие тяги, создаваемое потоком, выходящим в режиме прямой струи, причем в ряде случаев это приводит даже к формированию обратной тяги за счет создания составляющей потока, отклоненной в переднюю сторону гондолы.

Общее описание створчатых реверсоров тяги можно найти в документах FR 1482538, FR 2030034 и US 3605411.

Чтобы можно было оптимизировать переориентацию воздушного потока в направлении, максимально приближенном к продольному направлению гондолы, створки были оснащены оконечными отклоняющими средствами (их называют также дефлекторами), образующими перед створкой обратный отвод, по существу, перпендикулярный этой створке. Таким образом, когда створка находится в положении реверсирования тяги, отклоняющее средство ориентировано, по существу, в продольном направлении гондолы, вынуждая поток проходить именно в этом направлении.

И наоборот, когда створка находится в закрытом положении, каждое отклоняющее средство ориентировано в направлении, по существу, перпендикулярном к продольной оси гондолы, и заходит в канал воздушного потока. При этом существует опасность, что отклоняющее средство блокирует проход воздушного потока в режиме прямой тяги, что недопустимо.

Для устранения указанного недостатка была предложена такая конструкция створок, при которой они имеют переднее углубление на внутренней поверхности створки.

В результате толщина створки в ее передней части становится меньше, благодаря чему отклоняющее средство, во-первых, выступает за пределы указанной створки и, во-вторых, имеет длину, не превышающую толщину гондолы перед створкой, что предотвращает его захождение в канал воздушного потока, когда створка находится в закрытом положении.

Общая конструкция створки реверсора представлена на фиг.1 и 2 соответственно в закрытом и раскрытом положениях.

Следует, однако, иметь в виду, что, когда створка находится в закрытом положении, подобное углубление представляет собой значительную аэродинамическую неравномерность внутри канала воздушного потока, вследствие чего ухудшаются общие эксплуатационные характеристики турбореактивного двигателя.

В попытках уменьшить глубину указанного углубления и даже полностью устранить его при работе в режиме прямой тяги были предложены разнообразные технические решения с использованием подвижных стенок, выполняемых с возможностью отхода от него при работе в режиме реверсирования тяги. Однако для реализации подобных решений требуется наличие сложных шарнирных систем и, кроме того, приходится прибегать к помощи большого количества подвижных элементов, соединяемых шарнирными связями.

Таким образом, существует потребность в разработке технических решений, которые позволили бы сохранить створки, обеспечивающие идеальную аэродинамическую непрерывность внутри канала воздушного потока.

Одно из технических решений, раскрытое, например, в документах US 6293495 и ЕР 0301939, состоит в том, чтобы оборудовать створки убирающимися отклоняющими средствами.

К подобным решениям также относится и решение, раскрытое в документе US 4894985, которому присущи признаки, изложенные в ограничительной части независимого п.1 формулы предложенного изобретения, и которое может рассматриваться в качестве его ближайшего аналога

Тем не менее, применяемые в настоящее время системы остаются достаточно сложными, и в них используются сложные и/или хрупкие направляющие и шарнирные средства, тогда как для оптимизации функционирования нужна простая и надежная система.

Цель настоящего изобретения - устранение перечисленных выше недостатков, для чего предложена створка для створчатого реверсора тяги, установленная с возможностью поворота на неподвижной конструкции реверсора тяги, данная створка имеет внутреннюю поверхность, интегрируемую в канал создаваемого турбореактивным двигателем воздушного потока, и наружную поверхность, обеспечивающую наружную аэродинамическую непрерывность гондолы, оснащенной указанным реверсором тяги, при этом указанная створка оснащена отклоняющими средствами для воздушного потока, расположенными у переднего края створки и установленными с возможностью перемещения в плоскости, по существу, перпендикулярной к плоскости створки, из первого, убранного положения, в котором отклоняющие средства не заходят в канал, когда створка находится в закрытом положении, во второе, выдвинутое положение, в котором отклоняющие средства выступают за пределы створки, отличающаяся тем, что отклоняющие средства установлены с возможностью поворота в указанной плоскости вокруг соответствующей оси.

Таким образом, в результате оснащения подвижных отклоняющих средств вращающимися шарнирными системами получают легкое и прочное шарнирное устройство. Кроме того, наличие поворотной шарнирной системы позволяет оптимизировать функцию подвижного отклоняющего средства, поскольку, с одной стороны, обеспечивается более оптимальное убирание, позволяющее даже устранить углубление в створке и получить оптимальное аэродинамическое встраивание указанной створки в канал воздушного потока, и, с другой стороны, лучшее выдвигание вследствие того, что шарнирные средства такого отклоняющего средства небольшие и занимают чрезвычайно мало места на передней поверхности створки, в которой закреплено отклоняющее средство. Это является результатом того, что данное отклоняющее средство имеет больший размер, нежели известные из уровня техники.

Преимущественно, отклоняющие средства установлены с возможностью перемещения против действия упругих возвратных средств, которые стремятся возвратить их в выдвинутое положение.

Предпочтительно, отклоняющие средства содержат по меньшей мере две заслонки, установленные по обе стороны от средней линии створки.

В соответствии с первым вариантом реализации ось поворота, по меньшей мере, одной заслонки расположена рядом с боковым краем створки.

В порядке альтернативы или дополнения ось поворота по меньшей мере одной заслонки располагается рядом со средней линией створки.

Заявленное изобретение также относится к створчатому реверсору тяги, отличающемуся тем, что он содержит, по меньшей мере, одну створку согласно изобретению и неподвижную конструкцию, на которой указанная створка установлена с возможностью поворота из первого, так называемого закрытого, положения, в котором она перекрывает реверсор и образует часть наружного обтекателя, когда отклоняющие средства находятся в убранном положении, во второе, так называемое раскрытое, положение, в котором она высвобождает в неподвижной конструкции проход и способна, по меньшей мере, частично блокировать создаваемый турбореактивным двигателем воздушный поток, когда отклоняющие средства находятся в выдвинутом положении.

Преимущественно, неподвижная конструкция содержит упоры, обеспечивающие возврат отклоняющих средств в убранное положение, когда створка поворачивается в закрытое положение.

Заявленное изобретение также относится к гондоле для турбореактивного двигателя, отличающейся тем, что она снабжена по меньшей мере одной системой реверса тяги согласно изобретению.

Способ реализации изобретения станет более понятным при чтении нижеследующего подробного описания, приводимого со ссылками на приложенные чертежи, где:

на фиг.1 и 2 представлены схематические изображения в разрезе створки створчатого реверсора тяги, известного из уровня техники, в закрытом и раскрытом положениях соответственно;

на фиг.3 схематически изображена в аксонометрии внутренняя часть створки согласно изобретению в раскрытом положении;

на фиг.4 схематически представлен вид спереди створки по фиг.3, иллюстрирующий отклоняющую заслонку в выдвинутом положении;

на фиг.5 схематически представлен вид спереди створки по фиг.3, иллюстрирующий отклоняющую заслонку в убранном положении;

на фиг.6 и 7 схематически представлена в аксонометрии на виде спереди конструкция согласно одному из вариантов исполнения указанной заслонки соответственно в убранном и выдвинутом положениях;

на фиг.8 и 9 схематические представлена в аксонометрии на виде сбоку конструкция реверсора тяги, снабженная створкой типа показанной на фиг.6 и 7;

на фиг.10 схематически представлено упругое возвращающее средство, которым снабжена заслонка створки согласно изобретению.

На фиг.1 и 2 показан один из примеров исполнения известного створчатого реверсора тяги, содержащего створки, снабженные неубирающимся отклоняющим средством.

Подобный реверсор тяги имеет три следующие основные части: неподвижную часть 1, находящуюся спереди, по линии продолжения наружной стенки канала для воздушного потока турбореактивного двигателя; подвижную часть 2 и неподвижную заднюю обечайку 3.

Неподвижная часть включает в себя наружную стенку 4 гондолы и внутреннюю стенку 5, которая является наружной стенкой канала 6 воздушного потока.

Наружная 4 и внутренняя 5 стенки неподвижной части 1 соединены друг с другом посредством передней рамы 7, к которой также крепятся средства управления подвижной частью 2, в данном случае представляющие собой силовой цилиндр 8.

Подвижная часть 2 выполнена из одного или нескольких подвижных элементов 9, обычно называемых створками.

Каждая створка 9 установлена с возможностью поворота и под действием средств 8 управления может поворачиваться из положения, в котором она обеспечивает конструктивную непрерывность между неподвижной частью 1 и задней частью 4, а также внутреннего объема канала 6, в раскрытое положение, в котором она высвобождает между неподвижной частью 1 и задней частью 3 проход, обеспечивающий возможность выпуска воздушного потока через образовавшееся отверстие.

Как показано на фиг.2, в ходе этого поворота задняя часть 2а створки, по меньшей мере, частично перекрывает тракт 6, что вынуждает поток выходить через открывшееся отверстие.

Конструктивно створка 9 имеет, во-первых, наружную стенку 10, которая в режиме прямой тяги находится на линии продолжения наружной стенки 4 неподвижной части и обеспечивает наружную аэродинамическую непрерывность с наружной стенкой задней части 3, и, во-вторых, внутреннюю стенку 11 и переднюю раму 12, соединяющую наружную стенку 10 с внутренней стенкой 11.

Продолжением передней рамы 12 служат отклоняющие средства 13, которые при раскрытой створке 9 перенаправляют часть воздушного потока в переднюю сторону гондолы, создавая обратную тягу.

Согласно уровню техники эти отклоняющие средства 13 не убираются. Поэтому общая толщина створки 9 у передней рамы 7 неподвижной части 1, то есть суммарная высота передней рамы 12, с которой складывается высота отклоняющих средств 13, не должна превышать высоту передней рамы 7 неподвижной части 1, чтобы избежать вхождения отклоняющих средств 13 внутрь канала 6 при закрытом положении створки 9.

Из этого следует, что высота передней рамы 12 створки 9 меньше высоты передней рамы 7 неподвижной части 1, а внутренняя стенка 11 створки находится не на том же уровне, что внутренняя стенка 5 неподвижной части, вследствие чего образуется углубление 15, представляющее собой аэродинамическую неравномерность внутри канала.

Согласно заявленному изобретению, как показано на фиг.3-9, отклоняющие средства 13 заменены отклоняющими средствами 16, которые установлены с возможностью поворота вокруг оси 17 в плоскости передней рамы 12.

Следует отметить, что на каждой из фиг.3-9 показана половина створки, как можно заключить из фиг.3, где приводное устройство 8 прикреплено к створке 9, по существу, в ее середине. Специалист, основываясь на симметрии, легко представит створку целиком.

Исходя из соображений прочности и сопротивляемости отклоняющего средства действию воздушного потока край этого средства, противоположный оси 17, с помощью пальца 19 установлен с возможностью скольжения по направляющему рельсу 18, причем указанный направляющий рельс 18, кроме того, жестко соединен с передней рамой 12.

На фиг.4 такое отклоняющее средство 16 показано в выдвинутом положении, при этом часть этого отклоняющего средства выступает за пределы створки 9.

На фиг.5 то же отклоняющее средство 16 показано в убранном положении, при этом никакая его часть не выходит за пределы створки 9.

Как было разъяснено выше, на каждой из фиг.4 и 5 показано по половине створки. В данном конкретном случае отклоняющее средство 16 установлено с возможностью поворота вокруг оси 17, которая находится возле бокового края створки 9. Однако совершенно очевидно, что можно расположить эту ось вблизи средней линии створки.

Можно также предусмотреть, в числе прочих, следующие варианты выполнения двух отклоняющих средств 16 для створки 9 в целом:

- отклоняющее средство 16, связанное с каждой из половинок створки 9, при этом каждая из соответствующих осей 17 будет располагаться рядом с одной из сторон створки;

- отклоняющее средство 16, связанное с каждой из половинок створки 9, при этом одна из соответствующих поворотных осей 17 будет располагаться рядом с одной из сторон створки, а вторая - рядом со средней линией створки;

- отклоняющее средство 16, связанное с каждой из половинок створки 9, при этом каждая из соответствующих поворотных осей 17 будет располагаться рядом со средней линией створки.

На фиг.6 и 7 представлены варианты исполнения отклоняющего средства 16 в виде заслонки 116. Отличие такой заслонки от отклоняющего средства 16 заключается в том, что она имеет нижнюю часть 116b, наклоненную относительно плоской верхней части 116а, причем указанная нижняя часть имеет также некоторую кривизну, назначение которой состоит в оптимизации перенаправления реверсированного воздушного потока.

На фиг.8 и 9 показано положение створки 9 относительно неподвижной конструкции 1.

Следует иметь в виду, что внутренняя стенка 5 неподвижной конструкции 1 имеет небольшое продолжение 5а, которое выступает за пределы передней рамы 7, образуя тем самым упор для заслонки 116.

Таким образом, при закрытии створки 9, как показано на фиг.8, заслонка 116 напрягается против воздействия своего упругого возвратного средства посредством продолжения 5а.

При раскрытии створки 9 заслонка 116 в результате постепенного отхода створки отделяется от продолжения 5а, которое теперь уже не служит упором, при этом заслонка 116 автоматически постепенно выдвигается под действием того же упругого возвратного средства.

Следует отметить, что рассматриваемый узел снабжен также закупоривающими уплотнениями 20, обеспечивающими герметичность конструкции при закрытой створке 9.

На фиг.10 показано выполнение упругого возвратного средства, связанного с отклоняющим средством 16.

Упругое возвратное средство выполнено в виде спиральной пружины 21, которая установлена на оси 17 и размещена в углублении на внутренней поверхности 11 створки 9.

Хотя выше изобретение было описано применительно к отдельным примерам его осуществления, должно быть совершенно понятно, что оно ни в коем случае не ограничивается ими и охватывает всевозможные технические эквиваленты рассмотренных здесь средств, а также их различные комбинации, при условии сохранения объема изобретения.

Створка для створчатого реверсора тяги установлена с возможностью поворота на неподвижной конструкции реверсора тяги. Створка имеет внутреннюю поверхность, интегрируемую в канал для создаваемого турбореактивным двигателем воздушного потока, и наружную поверхность, обеспечивающую наружную аэродинамическую непрерывность гондолы, оснащенной указанным реверсором тяги. Створка оснащена отклоняющими средствами для воздушного потока, расположенными у переднего края створки и установленными с возможностью перемещения в плоскости, по существу, перпендикулярной к плоскости створки, из первого, убранного положения, в котором отклоняющие средства не заходят в канал, когда створка находится в закрытом положении, во второе, выдвинутое положение, в котором отклоняющие средства выступают за пределы створки. Отклоняющие средства установлены с возможностью поворота в плоскости, по существу, перпендикулярной к плоскости створки, вокруг соответствующей оси. Наличие поворотной шарнирной системы позволяет устранить углубление в створке и получить оптимальное аэродинамическое встраивание указанной створки в канал воздушного потока при простой и надежной конструкции. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Створка (9) для створчатого реверсора тяги, установленная с возможностью поворота на неподвижной конструкции реверсора тяги, имеющая внутреннюю поверхность, интегрируемую в канал для создаваемого турбореактивным двигателем воздушного потока, и наружную поверхность, обеспечивающую наружную аэродинамическую непрерывность гондолы, оснащенной указанным реверсором тяги, при этом указанная створка оснащена отклоняющими средствами для воздушного потока, расположенными у переднего края створки и установленными с возможностью перемещения в плоскости, по существу, перпендикулярной к плоскости створки, из первого убранного положения, в котором отклоняющие средства не заходят в канал, когда створка находится в закрытом положении, во второе, выдвинутое положение, в котором отклоняющие средства выступают за пределы створки, отличающаяся тем, что отклоняющие средства установлены с возможностью поворота в плоскости, по существу, перпендикулярной к плоскости створки, вокруг соответствующей оси.

2. Створка (9) по п.1, отличающаяся тем, что отклоняющие средства (16, 116) установлены с возможностью перемещения против действия упругих возвратных средств (21), которые стремятся возвратить их в выдвинутое положение.

3. Створка (9) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что отклоняющие средства (16, 116) содержат по меньшей мере две заслонки, установленные по обе стороны от средней линии створки.

4. Створка (9) по п.3, отличающаяся тем, что ось (17) поворота по меньшей мере одной заслонки (116) расположена рядом с боковым краем створки.

5. Створка (9) по п.3, отличающаяся тем, что ось (17) поворота по меньшей мере одной заслонки (16, 116) расположена вблизи средней линии створки.

6. Створчатый реверсор тяги, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере одну створку (9) по любому из пп.1-5 и неподвижную конструкцию (1), на которой указанная створка установлена с возможностью поворота из первого, так называемого, закрытого положения, в котором она перекрывает реверсор и образует часть наружного обтекателя, когда отклоняющие средства (16, 116) находятся в убранном положении, во второе, так называемое раскрытое, положение, в котором она высвобождает в неподвижной конструкции проход и способна по меньшей мере частично блокировать создаваемый турбореактивным двигателем воздушный поток, когда отклоняющие средства находятся в выдвинутом положении.

7. Реверсор тяги по п.6, отличающийся тем, что неподвижная конструкция (1) снабжена упорами (5а), способными обеспечить возврат отклоняющих средств (16, 116) в убранное положение, когда створка (9) повернута в закрытое положение.

8. Гондола для турбореактивного двигателя, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере одной системой реверса тяги по любому из пп.6 или 7.