ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО, ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ОТКРЫТИЯ И ЗАКРЫТИЯ СТВОРОК В ГАЗОТУРБИННОМ ДВИГАТЕЛЕ И ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2013 года по МПК F02C6/08 F02C9/18 F01D17/14 

Настоящее изобретение относится к газотурбинным двигателям, в частности к турбореактивному двигателю с истечением первичного и вторичного воздуха.

Оно относится, в частности, к устройству приведения в действие створки в турбореактивном двигателе, разгрузочной системе, оснащенной таким приводящим в действие устройством, и содержащему их турбореактивному двигателю.

Турбореактивный двигатель с истечением первичного и вторичного воздуха летательного аппарата содержит, как это известно, основной газовоздушный тракт истечения газов и второстепенный газовоздушный тракт истечения газов, которые разделены размещенным между газовоздушными трактами пространством промежуточного корпуса. В основном газовоздушном тракте располагаются, если следовать по направлению истечения газов из передней части назад, компрессор низкого давления и компрессор высокого давления. Сжатый, таким образом, воздух подается в камеру сгорания, в которой он смешивается с находящимся под давлением топливом, которое подвергается сжиганию для обеспечения энергией расположенной после камеры сгорания турбины высокого давления, приводящей в движение компрессор высокого давления, а затем турбины низкого давления, приводящей в движение нагнетательный вентилятор и компрессор низкого давления. Истекающие на выходе из турбины газы формируют остаточную реактивную тягу, которая добавляется к реактивной тяге, образуемой газами, циркулирующими во второстепенном газовоздушном тракте, для придания поступательного движения летательному аппарату.

В некоторых режимах полета из компрессора низкого давления поступает очень большое количество воздуха, не позволяющего обеспечить правильное функционирование турбореактивного двигателя, что также ставит вопрос о необходимости отведения части этого воздуха из основного газовоздушного тракта к вторичному газовоздушному тракту для исключения возможности образования явления так называемого помпажа, который связан со срывом потока с лопаток и приводит к неустойчивости истечения. Такое отведение позволяет также удалять инородные тела, как, например, лед или попавшую через двигатель воду.

Отклонение потока воздуха также называется воздушной разгрузкой. Он осуществляется посредством разгрузочных систем, использующих подвижные, шарнирно соединенные створки, которые приводятся в действие одновременно при помощи совокупности приводных средств.

На фиг.1 изображена хорошо известная классическая разгрузочная система. Разгрузочная система 130 устанавливается в располагаемом между газовоздушными трактами пространстве 8, которое разделяет основной газовоздушный тракт 4 и второстепенный газовоздушный тракт 6. Она содержит подвижные створки 132, приводимые в действие силовыми цилиндрами 134, которые, как правило, являются гидроцилиндрами, но могут быть и механическим силовым цилиндром, например червяком. В электронно-вычислительную машину регулярно поступает информация от датчиков, установленных в определенных точках турбореактивного двигателя, например, от датчика термодинамической температуры, измеряемой на уровне направляющих сопловых аппаратов низкого давления, в отдельных случаях от датчиков давления, измеряемого на неподвижно установленных лопатках, например, компрессора, и от датчиков измерения скорости вращения роторов. На основе этих данных электронно-вычислительная машина в любой момент может определить термодинамический цикл турбореактивного двигателя. При подходе к зоне помпажа или при накоплении признаков его появления ЭВМ выдает команду силовым цилиндрам, которые приводят в действие створки снятия нагрузки для осуществления разгрузки.

Такие приводные устройства, в которых применяются силовые цилиндры, имеют недостатки. Действительно, работа гидроцилиндров требует использования рабочей жидкости или сжатого под сильным давлением воздуха, а также средства их подачи гидравлическими насосами, в то время как для работы механических силовых цилиндров необходимо наличие приводных электродвигателей, а также генераторов электрического тока и электропроводов. Все эти прилагаемые системы имеют большой вес и габариты.

Другое известное специалистам приводное устройство для разгрузочной системы представлено в документе US 6151897. В нем устранение вышеуказанных недостатков достигается в результате того, что створки, обеспечивающие разгрузку, приводятся в действие не силовыми цилиндрами, а приводными механизмами, изготовленными из сплава с эффектом памяти формы, которые работают на тепловой энергии, источником которой является газ, обладающий высокой температурой, или оптические источники. В случае если речь идет о приводном механизме, приводимом в действие газами, обладающими высокой температурой, то источником этих газов, обладающих высокой температурой, может являться компрессор или турбина турбореактивного двигателя.

Хорошо известно использование в приводных механизмах сплавов с эффектом памяти формы. Сплав с эффектом памяти формы способен преобразовывать тепловую мощность в механическую работу. При нагревании он способен воспроизводить деформации порядка 6-8% и создавать очень большие усилия. Например, предмет, изготовленный из сплава с эффектом памяти формы, может приподнимать груз в 1000 раз больше своей массы. Возникающие в результате перемещения такие усилия могут быть усилены при помощи известных специалистам механических средств, например плечей рычага или поршней.

Функционирование сплавов с эффектом памяти формы основывается на механических и тепловых усилиях материала. Существуют сплавы с эффектом памяти односторонней формы и сплавы с эффектом памяти двухсторонней формы. Они обладают следующими свойствами:

а) для сплавов с эффектом памяти односторонней формы:

сплав изначально находится в устойчивом состоянии (аустенитном состоянии) и имеет стабильную форму, затем к нему прилагаются усилия при постоянной температуре, и он подвергается деформации (мартенситное состояние). Если он подвергается нагреванию, то он вновь оказывается в аустенитном состоянии и приобретает свою изначальную форму, которую он сохранил в памяти. Таким образом, сплав с эффектом памяти односторонней формы обладает одним устойчивым состоянием - при высокой температуре;

б)для сплавов с двусторонним эффектом памяти формы:

проводится «обучение» материала за счет многократного применения термического цикла, аналогичного циклу, описание которого приведено выше для сплава с эффектом памяти односторонней формы. Применяемые в отношении материала внешние напряжения заменяются внутренними напряжениями. Если материал подвергается нагреванию, то оказывается в устойчивом состоянии при высокой температуре (аустенитном состоянии), в котором он имеет устойчивую сохраненную в памяти форму. Если он подвергается охлаждению, то оказывается в другом устойчивом состоянии при низкой температуре (мартенситное состояние), в котором он имеет другую сохраненную в памяти устойчивую форму. Таким образом, сплав с эффектом памяти двухсторонней формы обладает двумя устойчивыми состояниями, одним - при высокой температуре и другим - при низкой температуре.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение недостатков, присущих приводному устройству, в котором используются силовые цилиндры с высоким давлением, и предлагается приводное устройство, представленное в виде сплава с эффектом памяти формы, которое усовершенствовано по сравнению с приводным устройством, описание которого приведено в патенте US 6151897.

Согласно первому аспекту предлагаемое изобретение относится к приводному устройству, которое предназначено для обеспечения открытия и закрытия, по меньшей мере, одной створки в газотурбинном двигателе, которое содержит: выполненный из сплава с эффектом памяти двухсторонней формы приводной механизм, обладающий первым устойчивым состоянием при первой заданной температуре, в котором он производит операцию открытия или закрытия створки, и вторым устойчивым состоянием при второй заданной температуре, в котором он приводит в действие операцию открытия или закрытия створки, отличную от первой, средства регулирования температуры для доведения приводного механизма, изготовленного из сплава с эффектом памяти формы, до первой заданной температуры или второй заданной температуры, а также имеет регулировочный клапан и соединительную трубу, сопряженную с регулировочным клапаном, а также первую питательную линию, соединенную с первым источником жидкости, доводимой до первой заданной температуры, и вторую питательную линию, соединенную со вторым источником жидкости, доводимой до второй заданной температуры, при этом первая и вторая питательные линии соединены с регулировочным клапаном.

Приводное устройство применяется в двигателе, содержащем, по меньшей мере, один конструктивный элемент, через который проходит поток жидкости и который имеет вход, на уровне которого жидкость находится при заданной входной температуре, и выход, на уровне которого жидкость находится при заданной выходной температуре. Предпочтительно, чтобы первый источник жидкости был представлен одним входным или выходным источником, в то время как второй источник жидкости был представлен другим входным или выходным источником.

Согласно варианту осуществления изобретения в качестве конструктивного элемента рассматривается компрессор двигателя, при этом первая заданная температура является температурой воздуха на входе ступени компрессора, а вторая заданная температура - температурой воздуха на выходе этой ступени или следующей ступени компрессора.

Согласно другому варианту осуществления изобретения в качестве конструктивного элемента рассматривается турбина двигателя, при этом первая заданная температура является температурой воздуха на выходе из турбины, а вторая заданная температура - температурой воздуха на входе в турбину.

Предпочтительно, чтобы приводное устройство содержало по меньшей мере одну полость с теплоизоляцией, в которой располагается приводной механизм, изготовленный из сплава с эффектом памяти формы. Соединительная труба выходит в полость с теплоизоляцией.

Предпочтительно также, чтобы полость с теплоизоляцией была снабжена отводом, позволяющим обеспечить в случае необходимости ее быстрое снабжение горячим или холодным воздухом; «нормальная» температура вокруг детали, изготовленной из сплава с эффектом памяти, соответствует закрытому положению клапана. Когда прекращается подача горячего или холодного воздуха, температура пружины соответствует температуре окружающей среды и приходит в положение равновесия с клапаном. Скорость отклика для подобного возврата может быть увеличена, предпочтительно, за счет третьего отвода или путем использования устройства спуска, располагаемого в первичном или вторичном потоке.

Предпочтительно также, чтобы приводное устройства содержало единственный приводной механизм, изготовленный из сплава с эффектом памяти двусторонней формы, который переходит в первое устойчивое состояние после его доведения до первой заданной температуры, и во второе устойчивое положение после его доведения до второй заданной температуры.

Предпочтительно также, чтобы приводное устройство содержало:

- первый приводной механизм, изготовленный из сплава с эффектом памяти двусторонней формы, который переходит в первое устойчивое состояние после его доведения до первой заданной температуры и во второе устойчивое положение после его доведения до второй заданной температуры;

- второй приводной механизм, изготовленный из сплава с двусторонним эффектом памяти формы, который переходит в первое устойчивое состояние после его доведения до своей первой заданной температуры и во второе устойчивое состояние после его доведения до своей второй заданной температуры.

В частности, первая заданная температура второго приводного механизма фактически идентична второй заданной температуре первого приводного механизма, а вторая заданная температура второго приводного механизма фактически идентична первой заданной температуре первого приводного механизма, в результате чего первое устойчивое состояние второго приводного механизма идентично второму устойчивому состоянию первого приводного механизма, а второе устойчивое состояние второго приводного механизма идентично первому устойчивому состоянию первого приводного механизма.

Предпочтительно, чтобы приводной механизм являлся спиралеобразной пружиной. Другой вариант осуществления изобретения отличается тем, что приводное устройство является листовой пружиной.

Предлагаемое изобретение также относится к турбореактивному двигателю, который содержит первичный газовоздушный тракт для истечения воздуха и вторичный газовоздушный тракт для истечения воздуха, разгрузочную систему, содержащую, по меньшей мере, одну створку для разгрузки, позволяющую отклонять воздух от первичного газовоздушного тракта к вторичному газовоздушному тракту; при этом разгрузочная система содержит, по меньшей мере, одно приводное устройство согласно изобретению, позволяющее открывать или закрывать разгрузочную систему.

Как известно, турбореактивный двигатель содержит по меньшей мере один конструктивный элемент, через который проходит поток жидкости и который имеет вход, на уровне которого истечение жидкости происходит при определенной входной температуре, и выход, на уровне которого истечение жидкости происходит при определенной выходной температуре. Этот конструктивный элемент является, например, компрессором турбореактивного двигателя. Предпочтительно, чтобы разгрузочная система содержала по меньшей мере одно приводное устройство, содержащее регулировочный клапан, в который осуществляется подача из первой питательной линии, соединенной со входом или выходом данного конструктивного элемента, и из второй питательной линии, соединенной с другим входом или выходом данного конструктивного элемента, и, возможно, третий отвод для быстрого восстановления равновесия, при этом регулировочный клапан управляется посредством электронно-вычислительной машины, в которую поступают данные относительно рабочего цикла турбореактивного двигателя.

Преимуществом приводного устройства согласно изобретению является то, что оно является более легким и более компактным по сравнению с приводным устройством, изготовленным с использованием классических технологий, в которых используются силовые цилиндры и соответствующие дополнительные приспособления. В нем не используется жидкость под высоким давлением, требующая принятия особых мер предосторожности, а также электрический генератор мощности.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием вариантов его осуществления, не носящих ограничительного характера и приводимых в качестве примера со ссылкой на прилагаемые фигуры чертежей, в числе которых:

Фиг.1 изображает в осевом разрезе разгрузочное устройство, содержащее приводные силовые цилиндры, выполненные с использованием обычных технологий;

Фиг.2 изображает схематично в осевом разрезе турбореактивный двигатель, на котором установлена разгрузочная система, содержащая по меньшей мере одно приводное устройство согласно изобретению;

Фиг.3 и 4 изображают схематично первый вариант осуществления приводного устройства согласно изобретению и принцип его работы;

Фиг.5 и 6 - схематично второй вариант осуществления приводного устройства согласно изобретению и принцип его работы;

Фиг.7 и 8 - пример установки приводного устройства согласно изобретению в турбореактивном двигателе с истечением первичного и вторичного воздуха.

На фиг.2 изображен авиационный турбореактивный двигатель с истечением первичного и вторичного воздуха. Турбореактивный двигатель, обозначенный поз.2, содержит, как известно, первичный газовоздушный тракт истечения газов 4 и вторичный газовоздушный тракт истечения газов 6, которые разделены между собой располагаемым между газовоздушными трактами пространством 8. Турбореактивный двигатель содержит также компрессор низкого давления 10, компрессор высокого давления 12, камеру сгорания 14, турбину высокого давления 16, приводящую в действие компрессор высокого давления 12, и турбину низкого давления 18, приводящую в действие нагнетательный вентилятор 20 и компрессор низкого давления 10.

На фиг.3 и 4 схематично показан принцип работы приводного устройства 40 согласно первому варианту осуществления изобретения. Приводное устройство 40 содержит корпус 42, в котором размещается механизм 44, содержащий поршень 46, который способен осуществлять поступательное движение между первым положением, изображенным на фиг.3, и вторым положением, изображенным на фиг.4.

Механизм 44 содержит также палец 48, поворачивающийся вокруг оси 50 между первым положением, изображенным на фиг.3, и вторым положением, изображенным на фиг.4. Поворот пальца 48 вокруг оси 50 происходит в результате поступательного перемещения поршня 46, которое обеспечивается при помощи промежуточного органа, например ручки или гидравлического поршня (на фиг.3 и 4 не показаны).

Корпус 42 содержит также две полости 52, 54, располагаемые соответственно с каждой стороны механизма 44. Полости 52, 54 предназначены для ввода в каждую из них части поршня 46 во время совершения им поступательного движения. Полость 54 содержит средства теплоизоляции 56, например фиброзное покрытие (известное специалистам, в частности, под названием Fiberfrax), керамические материалы или органические слои, насыщенные пустотелыми наполнителями для пластмасс, позволяющие образовывать полость 54 с теплоизоляцией. В этих полостях с теплоизоляцией имеются калиброванные отводы, обеспечивающие быструю циркуляцию воздуха для вентиляции.

Приводное устройство 40 также содержит спиралеобразную пружину 60, которая приводит в действие поршень 46 при совершении им поступательного движения. Эта спиралеобразная пружина изготовлена из сплава с эффектом памяти двусторонней формы. Один из концов спиралеобразной пружины 60 крепится к одному из двух концов поршня 46, который перемещается в полости 54 с теплоизоляцией, в то время как другой конец спиралеобразной пружины 60 крепится к одной стенке полости 54 с теплоизоляцией, располагаемой напротив конца поршня 46. Таким образом, спиралеобразная пружина 60 способна сжиматься и выпрямляться в направлении, параллельном направлению движения поршня 46.

Приводное устройство 40 также содержит соединительную трубу 62, которая выходит в полость 54 с теплоизоляцией и соединяется с регулировочным клапаном 64. Питание этого регулировочного клапана 64 обеспечивается через первую питательную линию 66 и вторую питательную линию 68. Первая питательная линия 66 соединяет регулировочный клапан 64 с первым источником жидкости (не показан), который обеспечивает подачу жидкости, доводимой до первой заданной температуры θ1, в то время как вторая питательная линия 68 соединяет регулировочный клапан 64 со вторым источником жидкости (не показан), обеспечивающим подачу жидкости, доведенной до второй заданной температуры θ2. Возможно также подключение дополнительной питательной линии или устройства для спуска, позволяющего быстро стабилизировать систему в закрытом положении.

Две заданные температуры θ1 и θ2 являются разными температурами и отличаются друг от друга на величину, равную по меньшей мере 40°. Температурный интервал заключен, предпочтительно, в диапазоне от 40° до 80°. Еще более предпочтительно, чтобы этот температурный интервал был больше 120°.

Работа приводного устройства 40 согласно первому варианту осуществления следующая.

В регулировочный клапан 64 может подаваться жидкость первой заданной температуры θ1, при этом эта жидкость поступает из первого источника воздуха (не показан) через первую питательную линию 66, или в него может подаваться жидкость второй заданной температуры θ2, поступающая из второго источника жидкости (не показан) через вторую питательную линию 68.

Процесс поступления в регулировочный клапан 64 через одну из двух питательных линий 66, 68 управляется при помощи электронно-вычислительной машины (не показана) в зависимости от параметров термодинамического цикла турбореактивного двигателя, сведения о которых непрерывно подаются в ЭВМ от датчиков, располагаемых соответствующим образом в турбореактивном двигателе. Когда рабочий цикл турбореактивного двигателя приближается к критической зоне, в которой могло бы возникнуть явление помпажа, электронно-вычислительная машина выдает команду на запитывание регулировочного клапана 64.

Жидкость заданной температуры θ1 (фиг.3) или θ2 (фиг.4), которая поступает в регулировочный клапан 64, направляется затем по соединительным трубам 62 в полость с теплоизоляцией 54, в которой содержится пружина 60, изготовленная из сплава с эффектом памяти двухсторонней формы. Согласно изобретению этот сплав с эффектом памяти формы подбирается таким образом, чтобы он находился в своем первом устойчивом положении, когда он доводится до первой заданной температуры θ1, и в своем втором устойчивом положении, когда он доводится до второй заданной температуры θ2. Первое устойчивое положение сплава с эффектом памяти формы, который является структурным компонентом пружины 60, соответствует состоянию, в котором пружина 60 ослаблена (фиг.3), в то время как ее второе устойчивое положение соответствует состоянию, в котором пружина 60 сжата (фиг.4).

Таким образом, в первой конструкции (фиг.3) в полость с теплоизоляцией 54 подается жидкость первой заданной температуры θ1. Пружина 60, изготовленная из сплава с эффектом памяти двухсторонней формы, таким образом, автоматически доводится до первой заданной температуры θ1 и сохраняет ее, поскольку полость 54 имеет теплоизоляцию. Пружина 60 находится в своем первом устойчивом положении, которое соответствует растяжению, как это показано на приводимом примере, и удерживается в этом положении, поскольку полость 54 имеет теплоизоляцию. Выпрямляясь, пружина 60 толкает поршень 46, который заставляет палец 48 поворачиваться и занимать крайнее первое положение.

Аналогичным образом во второй конструкции (фиг.4) в полость с теплоизоляцией 54 поступает жидкость второй заданной температуры θ2. Пружина 60, изготовленная из сплава с эффектом памяти двухсторонней формы, таким образом, автоматически доводится до второй заданной температуры θ2 и сохраняет ее, поскольку полость 54 имеет теплоизоляцию. Пружина 60 находится в своем втором устойчивом положении, которое соответствует сжатому положению, как это показано на приводимом примере, и удерживается в этом положении, поскольку полость 54 имеет теплоизоляцию. Сжимаясь, пружина 60 притягивает поршень 46, который заставляет палец 48 поворачиваться и занимать крайнее второе положение.

Конец пальца 48 (на фиг.3 и 4 не показан) соединен со створкой (не показана) или с механизмом (не показан), который в свою очередь соединен с одной или несколькими створками (не показаны). Одно из этих двух крайних положений пальца 48 соответствует одному из двух - открытому или закрытому - положений створки, в то время как другое из двух крайних положений пальца 48 соответствует другому из двух - открытому или закрытому - положений данной створки.

На фиг.5 и 6 схематично показана работа приводного устройства 40 согласно второму варианту осуществления изобретения.

Приводное устройство 40 содержит корпус 42, в котором размещается механизм 44, содержащий поршень 46, предназначенный для осуществления поступательного движения между первым положением, изображенным на фиг.5, и вторым положением, изображенным на фиг.6. Аналогично первому способу осуществления изобретения механизм 44 содержит палец 48 и ось 50. Корпус 42 содержит две полости 542, 544, располагаемые соответственно по обе стороны механизма 44, каждая из которых предназначена для ввода в нее части поршня 46 при совершении последним поступательных движений.

Согласно второму варианту осуществления изобретения каждая из этих полостей 542, 544 содержит средства тепловой изоляции 56, обеспечивающие образование двух полостей с теплоизоляцией 542, 544.

Приводное устройство 40 содержит две спиралеобразные пружины 602, 604, изготовленные из сплава с эффектом памяти двухсторонней формы, которые заставляют поршень 46 совершать поступательные движения. Один конец каждой спиралеобразной пружины 602, 604 крепится к одному из двух концов поршня 46, который перемещается в полости с теплоизоляцией 542, 544, в которой он находится, в то время как другой конец этой спиралеобразной пружины 602, 604 крепится к стенке полости с теплоизоляцией 542, 544, которая располагается напротив конца поршня 46. Таким образом, каждая спиралеобразная пружина 602, 604 способна сжиматься и распрямляться в направлении, параллельном направлению движения поршня 46. Каждая спиралеобразная пружина 602, 604 распрямляется, в то время как другая спиралеобразная пружина 604, 602 сжимается, а когда она сжимается, другая спиралеобразная пружина 604, 602 распрямляется.

В первой полости с теплоизоляцией 542 первая заданная температура θ1 или вторая заданная температура θ2 устанавливается посредством первых средств регулирования температуры 622, 642, 662, 682, содержащих соединительную трубу 622, регулировочный клапан 642, первую питательную линию 662 и вторую питательную линию 682.

Во второй полости с теплоизоляцией 544 третья заданная температура θ3 или четвертая заданная температура θ4 устанавливается посредством вторых средств регулирования температуры 624, 644, 664, 684, содержащих соединительную трубу 624, регулировочный клапан 644, первую питательную линию 664 и вторую питательную линию 684.

Питательные линии 662, 682, 664, 684 соединены с источниками жидкости, аналогичными источникам, описание которых приведено при описании первого варианта осуществления приводного устройства. Критерии выбора порядка подачи в регулировочные краны 642, 644 идентичны критериям, описание которых приведено при описании первого варианта осуществления изобретения.

Ниже приведено описание работы приводного устройства 40, согласно второму варианту осуществления изобретения.

Первая спиралеобразная пружина 602, располагаемая в первой полости с теплоизоляцией 542, выполнена из сплава с эффектом памяти двухсторонней формы, который выбран таким образом, чтобы он находился в своем первом устойчивом состоянии, когда он доводится до первой заданной температуры θ1, и в своем втором устойчивом состоянии, когда он доводится до второй заданной температуры θ2. Первое устойчивое состояние сплава с эффектом памяти формы, являющегося структурным компонентом пружины 602, соответствует выпрямленному состоянию пружины 602 (фиг.5), в то время как ее второе устойчивое состояние соответствует сжатому состоянию пружины 602 (фиг.6).

Вторая спиралеобразная пружина 604, располагаемая во второй полости с теплоизоляцией 544, выполнена из сплава с эффектом памяти двухсторонней формы, который выбран таким образом, чтобы он находился в своем первом устойчивом состоянии, когда он доводится до третьей заданной температуры θ3, и в своем втором устойчивом состоянии, когда он доводится до четвертой заданной температуры θ4. Первое устойчивое состояние сплава с эффектом памяти формы, являющегося структурным компонентом пружины 604, соответствует сжатому состоянию пружины 604 (фиг.5), в то время как ее второе устойчивое состояние соответствует ослабленному состоянию пружины 604 (фиг.6).

Таким образом, в первой конструкции (фиг.5) в первую полость с теплоизоляцией 542 подается жидкость первой заданной температуры θ1. Первая пружина 602, изготовленная из сплава с эффектом памяти двухсторонней формы, таким образом, автоматически доводится до первой заданной температуры θ1 и находится в своем первом устойчивом состоянии, которое соответствует ослабленному состоянию, как это показано в приводимом примере, и удерживается в этом состоянии, поскольку первая полость 542 имеет теплоизоляцию. Одновременно во вторую полость с теплоизоляцией 544 подается жидкость третьей заданной температуры θ3. Вторая пружина 604, изготовленная из сплава с эффектом памяти двухсторонней формы, автоматически доводится до третьей заданной температуры θ3 и находится в своем первом устойчивом состоянии, которое соответствует сжатию, как это показано в приводимом примере, и удерживается в нем, поскольку вторая полость 544 имеет теплоизоляцию. Результатом сочетания ослабления первой пружины 602 и сжатия второй пружины 604 является толкание в первом направлении поршня 46, который заставляет палец 48 поворачиваться и занимать крайнее первое положение.

Аналогичным образом во второй конструкции (фиг.6) в первую полость с теплоизоляцией 542 подается жидкость второй заданной температуры θ2. Вторая пружина 604, изготовленная из сплава с эффектом памяти двухсторонней формы, таким образом, автоматически доводится до второй заданной температуры θ2, находится в своем втором устойчивом состоянии, которое соответствует сжатию, как это показано в приводимом примере, и удерживается в этом состоянии, поскольку первая полость 542 имеет теплоизоляцию. Одновременно во вторую полость с теплоизоляцией 544 подается жидкость с четвертой заданной температурой θ4. Вторая пружина 604, изготовленная из сплава с эффектом памяти двухсторонней формы, автоматически доводится до четвертой заданной температуры θ4 и находится в своем втором устойчивом состоянии, которое соответствует ослаблению, как это показано в приводимом примере, и удерживается в нем, поскольку вторая полость 544 имеет теплоизоляцию. Результатом сочетания сжатия первой пружины 602 и ослабления второй пружины 604 является толкание во втором направлении поршня 46, который заставляет палец 48 поворачиваться и занимать крайнее первое положение.

Аналогично, как это было отмечено при описании первого варианта осуществления изобретения, занятие поршнем 46 его первого или второго положения приводит к открыванию или закрыванию данной створки.

Предпочтительно, чтобы используемым газообразным веществом являлся воздух. Преимущественно, данный воздух отбирается на уровне компрессора низкого давления 10 или на уровне компрессора высокого давления 12, при этом все их конструктивные элементы представлены на фиг.2.

Согласно первому варианту осуществления изобретения первым источником газообразного вещества является источник между входом и выходом компрессора низкого давления 10, в то время как вторым источником газообразного вещества является другой источник между входом и выходом компрессора низкого давления 10. Согласно второму варианту осуществления изобретения первым источником газообразного вещества является вход или выход компрессора высокого давления 12, в то время как вторым источником газообразного вещества является оставшийся вход или выход компрессора высокого давления 12.

Предпочтительно, во втором варианте осуществления изобретения, чтобы две пружины, изготовленные из сплава с эффектом памяти формы, подбирались таким образом, чтобы температура первого устойчивого состояния одной пружины была идентична температуре второго устойчивого состояния другой пружины и наоборот. С этим предпочтительным вариантом осуществления изобретения представляется возможным применение очень простой питательной линии, в которой, например:

- газообразным веществом при первой заданной температуре θ1 является воздух, отбираемый на входе компрессора высокого давления 12;

- газообразным веществом при второй заданной температуре θ2 является воздух, отбираемый на выходе компрессора высокого давления 12;

- газообразным веществом при третьей заданной температуре θ3 является воздух, отбираемый на выходе компрессора высокого давления 12, при этом в данном случае две температуры θ3 и θ2 являются идентичными;

- газообразным веществом при четвертой заданной температуре θ4 является воздух, отбираемый на выходе компрессора высокого давления 12, при этом в данном случае две температуры θ4 и θ1 являются идентичными.

Важным преимуществом приводного устройства 40 согласно изобретению является то, что в нем применяются сплавы с эффектом памяти двухсторонней формы, которые способны переходить в одно или другое устойчивое состояние, когда в полости с теплоизоляцией, в которой они размещаются, устанавливается заданная температура θ1, θ2, θ3, θ4 при помощи газообразного вещества, поступающего из соответствующего источника газообразного вещества, имеющегося в турбореактивном двигателе 2. Значимым параметром является не давление отбираемого газообразного вещества, а температура этого газообразного вещества в том месте, в котором оно отбирается. Таким образом, представляется возможным применять трубы для транспортировки данной жидкости, которые значительно проще и легче, чем трубы для сжатой жидкости, которые предназначены для снабжения гидравлических силовых цилиндров, изготовленных на основе известного уровня техники. Изобретение не ограничивается вариантами осуществления, приведенными выше. Например, приводной механизм 60, 602, 604, выполненный из сплава с эффектом памяти формы, может быть скорее листовой пружиной, чем спиралеобразной пружиной. Кроме того, питательная линия, в которой газообразным веществом является воздух, отбираемый на входе и на выходе компрессора высокого давления 12, позволяет, в частности, приводить в действие разгрузочные створки, установленные в полости, располагаемой между газовоздушными трактами 8 непосредственно перед компрессором высокого давления 12. Может рассматриваться вариант использования и других питательных линий, когда приводимые в действие створки (створка) располагаются в других местах турбореактивного двигателя 2. В этом случае используемое газообразное вещество может быть воздухом, отбираемым на уровне компрессора низкого давления 10.

На фиг.7 и 8 изображено применение приводного механизма согласно изобретению при открытии разгрузочного крана двигателя, представленного на фиг.1. Приводной механизм 140 внутри кожуха 154 с теплоизоляцией содержит пружину 160, выполненную из сплава с эффектом памяти двухсторонней формы, которая воздействует на поршень 146. Обычно применяемая возвратная пружина 170, не обладающая памятью формы, оказывает воздействие на поршень в направлении, противоположном направлению, в котором воздействует пружина 160. Поршень 148 соединен со створкой 132 посредством рычажного механизма и соответствующего механизма преобразования движения. Источники жидкости, обладающей различными температурами, не показаны. На фиг.7 изображена пружина 160, обладающая первой температурой и находящаяся в выпрямленном состоянии, при этом возвратная пружина 170 находится в сжатом состоянии. Створка 132 открыта. На фиг.8 изображена пружина, обладающая первой температурой и находящаяся в сжатом состоянии, при этом створка 132 закрыта.

Приводное устройство содержит по меньшей мере один приводной механизм, изготовленный из сплава с эффектом памяти двухсторонней формы. Приводной механизм имеет первое устойчивое состояние при первой заданной температуре, в котором он производит операцию открытия или закрытия створки, и второе устойчивое состояние при второй заданной температуре, в котором он производит другую операцию открытия или закрытия данной створки, отличную от первой. Также он содержит средства регулирования температуры для доведения приводного механизма до первой или второй заданной температуры, регулировочный клапан и соединительную трубу, сопряженную с регулировочным клапаном. Приводной механизм имеет первую питательную линию, соединенную с первым источником жидкости, доводимой до первой заданной температуры, и вторую питательную линию, соединенную со вторым источником жидкости, доводимой до второй заданной температуры. Первая и вторая питательные линии соединены с регулировочным клапаном. Также объектом настоящего изобретения является применение приводного устройства, описанного выше, для открытия и закрытия по меньшей мере одной створки в газотурбинном двигателе. При этом двигатель содержит по меньшей мере один конструктивный элемент, через который проходит поток жидкости и который имеет вход, на уровне которого жидкость находится при заданной входной температуре. А также двигатель содержит выход, на уровне которого жидкость находится при заданной выходной температуре. Первый источник жидкости представлен источником входа или выхода, а другой источник представлен другим источником входа и выхода. Другим объектом изобретения является турбореактивный двигатель, содержащий первичный газовоздушный тракт истечения воздуха с вторичным газовоздушным трактом истечения воздуха и разгрузочную систему по меньшей мере с одной разгрузочной створкой, позволяющей отклонять воздух от первичного газовоздушного тракта к вторичному газовоздушному тракту, и по меньшей мере одно приводное устройство, описанное выше. Изобретение позволяет снизить массу и габаритные размеры приводного устройства. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Приводное устройство, содержащее по меньшей мере один приводной механизм, изготовленный из сплава с эффектом памяти формы, отличающееся тем, что приводной механизм с эффектом памяти двухсторонней формы имеет первое устойчивое состояние при первой заданной температуре (θ1, θ3), в котором он производит операцию открытия или закрытия створки, и второе устойчивое состояние при второй заданной температуре (θ2, θ4), в котором он производит другую операцию открытия или закрытия данной створки, отличную от первой, и средства регулирования температуры для доведения приводного механизма, изготовленного из сплава с эффектом памяти формы, до первой заданной температуры (θ1, θ3) или второй заданной температуры (θ2, θ4), и имеет регулировочный клапан и соединительную трубу, сопряженную с регулировочным клапаном, а также первую питательную линию, соединенную с первым источником жидкости, доводимой до первой заданной температуры (θ1, θ3), и вторую питательную линию, соединенную со вторым источником жидкости, доводимой до второй заданной температуры (θ2, θ4), при этом первая и вторая питательные линии соединены с регулировочным клапаном.

2. Приводное устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит дополнительно по меньшей мере одну полость с теплоизоляцией, в которой располагается приводной механизм, изготовленный из сплава с эффектом памяти формы.

3. Приводное устройство по п.1, отличающееся тем, что соединительная труба выходит в полость с теплоизоляцией.

4. Приводное устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит единственный приводной механизм, изготовленный из сплава с эффектом памяти двухсторонней формы, который переходит в первое устойчивое состояние, когда он доводится до первой заданной температуры (θ1), и во второе устойчивое состояние, когда он доводится до второй заданной температуры (θ2).

5. Приводное устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит:
- первый приводной механизм, изготовленный из сплава с эффектом памяти двусторонней формы, который переходит в первое устойчивое состояние, когда он доводится до своей первой заданной температуры (θ1), и который переходит во второе устойчивое состояние, когда он доводится до второй заданной температуры (θ2);
- второй приводной механизм, изготовленный из сплава с эффектом памяти двусторонней формы, который переходит в первое устойчивое состояние, когда он доводится до своей первой заданной температуры (θ3), и который переходит во второе устойчивое состояние, когда он доводится до своей второй заданной температуры (θ4).

6. Приводное устройство по п.5, отличающееся тем, что первая заданная температура (θ3) второго приводного механизма фактически идентична второй заданной температуре (θ2) первого приводного механизма, а вторая заданная температура (θ4) второго приводного механизма фактически идентична первой заданной температуре (θ1) первого приводного механизма таким образом, что первое устойчивое состояние второго приводного механизма идентично второму устойчивому состоянию первого приводного механизма, а второе устойчивое состояние второго приводного механизма идентично первому устойчивому состоянию первого приводного механизма.

7. Приводное устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что приводной механизм является спиралеобразной пружиной.

8. Приводное устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что приводной механизм является листовой пружиной.

9. Применение приводного устройства по любому из пп.1-8 для открытия и закрытия по меньшей мере одной створки в газотурбинном двигателе, при этом двигатель содержит по меньшей мере один конструктивный элемент, через который проходит поток жидкости и который имеет вход, на уровне которого жидкость находится при заданной входной температуре, и выход, на уровне которого жидкость находится при заданной выходной температуре, первый источник жидкости которого представлен источником входа или выхода, а другой источник представлен другим источником входа и выхода.

10. Применение приводного устройства по п.9, отличающееся тем, что конструктивный элемент является компрессором двигателя, при этом первая заданная температура (θ1, θ3) является температурой воздуха на входе компрессора, а вторая заданная температура (θ2, θ4) является температурой воздуха на выходе из компрессора.

11. Применение приводного устройства по п.10, отличающееся тем, что конструктивный элемент является турбиной двигателя, при этом первая заданная температура (θ1, θ3) является температурой воздуха на выходе турбины, а вторая заданная температура (θ2, θ4) - температурой воздуха на входе турбины.

12. Турбореактивный двигатель, содержащий первичный газовоздушный тракт истечения воздуха с вторичным газовоздушным трактом истечения воздуха и разгрузочную систему по меньшей мере с одной разгрузочной створкой, позволяющей отклонять воздух от первичного газовоздушного тракта к вторичному газовоздушному тракту, и по меньшей мере одно приводное устройство по любому из пп.1-8 для открытия или закрытия разгрузочной створки.

13. Турбореактивный двигатель по п.12, содержащий по меньшей мере один конструктивный элемент, через который проходит поток жидкости и который имеет вход, на уровне которого истечение жидкости происходит при заданной входной температуре, и выход, на уровне которого истечение жидкости происходит при заданной выходной температуре, и содержащий по меньшей мере одно приводное устройство, содержащее регулировочный клапан, снабжаемый из первой питательной линии, соединенной с краном между входом и выходом данного конструктивного элемента, и из второй питательной линии, соединенной с другим краном между входом и выходом данного конструктивного элемента, причем регулировочный клапан управляется посредством электронно-вычислительной машины, в которую поступают данные о рабочем цикле турбореактивного двигателя.