СДВОЕННЫЙ УПЛОТНИТЕЛЬ Российский патент 2013 года по МПК F16J15/02 F16J15/10 B64D29/00 

Изобретение относится к уплотнителю, предназначенному для изоляции пожароопасной области в силовой установке летального аппарата.

Летательный аппарат может приводиться в движение посредством нескольких турбореактивных двигателей, каждый из которых помещен в гондолу, вмещающую также группу вспомогательного оборудования, связанного с его работой и выполняющего различные функции во время эксплуатации или простоя турбореактивного двигателя.

Гондола, аналогичная показанной в качестве примера на фиг.2 имеет, как правило, трубчатую структуру, включающую в себя:

(i) воздухозаборник 20 перед турбореактивным двигателем 30,

(ii) среднюю часть 40, охватывающую вентилятор турбореактивного двигателя,

(iii) заднюю часть 50, в которой при необходимости могут быть размещены устройства реверсирования тяги и которая охватывает камеру сгорания турбореактивного двигателя 30,

(iv) реактивное сопло 60, выпускное отверстие которого находится позади турбореактивного двигателя.

Современные гондолы часто рассчитаны на установку в них двухконтурного турбореактивного двигателя, способного посредством вращающихся лопастей вентилятора создавать горячий воздушный поток, также называемый основным потоком, выходящий из камеры сгорания турбореактивного двигателя.

Таким образом, каждая силовая установка летательного аппарата образована гондолой и турбореактивным двигателем и подвешена на неподвижной конструкции летательного аппарата, например, под крылом или на фюзеляже, посредством пилона, или опоры, прикрепляемых к турбореактивному двигателю или к гондоле.

Задняя часть внешней конструкции гондолы обычно образована двумя боковыми крышками 51 по существу полуцилиндрической формы, устанавливаемыми по обе стороны продольной вертикальной плоскости симметрии гондолы с возможностью перемещения между рабочим положением и положением технического обслуживания для получения доступа к турбореактивному двигателю.

Эти две боковые крышки 51 обычно установлены с возможностью поворота вокруг продольной оси с узлом поворота в точке, соответствующей положению часовой стрелки «12 часов». Боковые крышки 51 удерживаются в закрытом состоянии посредством запирающих устройств, расположенных по линии стыка, проходящей в нижней части через точку «6 часов».

В точке «6 часов» турбореактивный двигатель имеет обособленный блок, а именно группу вспомогательных узлов, включающую, в частности, стартер, топливный насос и гидравлический насос. Стартер соединен с турбореактивным двигателем с помощью приводного вала, при этом для подачи к турбореактивному двигателю, в том числе топлива и жидкости под давлением, радиально установлены различные трубопроводы.

Принимая во внимание присутствие топлива, необходимо так ограничить область, в которой осуществляется соединение между группой вспомогательных узлов и турбореактивным двигателем, чтобы в случае возгорания в результате возможной утечки топлива огонь не смог бы распространиться на остальную часть силовой установки.

Огнестойкие уплотнители состоят, как правило, из силиконовой матрицы, придающей уплотнителю эластичность, и армированной стеклоткани или углеткани, обеспечивающей огнестойкость. Как правило, для достижения огнестойкости используют стеклоткань или углеткань с частым плотным плетением. Однако такой уплотнитель является чрезвычайно жестким и неспособным плотно прилегать к неровной опорной поверхности. Так, в частности, такой уплотнитель непригоден для криволинейных участков малого радиуса. Однако гондола как раз и является сложной конструкцией с особо неровными внутренними контурами.

Помимо создания противопожарной изоляции, уплотнитель должен обеспечивать герметичную изоляцию между гондолой и турбореактивным двигателем, то есть поддерживать постоянное соединение между этими двумя узлами. Однако следует понимать, что гондола силовой установки летательного аппарата может иметь значительные габариты и, следовательно, перемещения гондолы и турбореактивного двигателя по отношению друг к другу в процессе эксплуатации могут достигать большой амплитуды.

Задачей данного изобретения является улучшение герметичности и огнестойкости уплотнителя, помещаемого между элементом гондолы и элементом турбореактивного двигателя.

Для решения указанной задачи предлагается по существу уплотнитель, помещаемый между элементом гондолы и элементом турбореактивного двигателя силовой установки летательного аппарата, причем этот уплотнитель содержит, по меньшей мере, две параллельные трубчатые части, каждая из которых имеет четырехугольный профиль и включает в себя плоскую опорную поверхность, выпуклую контактную поверхность для взаимодействия с уплотняемым элементом, а также две вогнутые боковые поверхности, соединяющие выпуклую контактную поверхность с плоской опорной поверхностью, причем обе трубчатые части образованы плетеной тканью, покрытой эластичной синтетической матрицей.

Таким образом, предлагаемый уплотнитель характеризуется заметной огнестойкостью в сочетании с уменьшенными габаритами и высокой прочностью на сжатие.

Что касается огнестойкости, предлагаемый уплотнитель обеспечивает двойную противопожарную изоляцию. В случае возгорания уплотнитель сохраняет свою заградительную способность благодаря рассеянию части энергии горения одним из трубчатых элементов, который может быть полностью или частично уничтожен, при этом второй трубчатый элемент останется целым.

Что касается гибкости, предлагаемый уплотнитель может своей плетеной тканью с высокой степенью растяжимости по всем направлениям прилегать к криволинейному участку с углами малого радиуса.

В отношении габаритов на стадии сжатия предлагаемый уплотнитель демонстрирует исключительно положительные свойства, поскольку вогнутые боковые поверхности выгибаются внутрь каждой трубчатой части. Такая вогнутость боковых поверхностей позволяет, во-первых, установить уплотнитель в месте меньшего размера и, во-вторых, разместить две трубчатые части рядом друг с другом таким образом, что каждая из них может быть сжата без бокового влияния на другую.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления две трубчатые части соединены друг с другом у своих опорных поверхностей с помощью основания. В результате этого уплотнитель представляет собой единый компонент, который можно устанавливать, например, путем клеевого соединения или клепаного механического крепления, по ходу раскатывания уплотнителя на некотором участке гондолы.

Предусмотрено, что плетеная ткань состоит из волокон, материал которых выбран из группы, включающей в себя стекло, углерод и керамику.

В соответствии с одним из вариантов осуществления каждая трубчатая часть имеет по существу квадратное поперечное сечение.

Сущность изобретения будет лучше понята в ходе изучения нижеследующего описания, приводимого со ссылками на приложенные чертежи, на которых в качестве примера, не имеющего ограничительного характера, иллюстрируется один из вариантов осуществления предлагаемого уплотнителя.

Фиг.1 представляет собой вид в поперечном разрезе предлагаемого уплотнителя согласно одному из вариантов осуществления изобретения, помещенного на боковую крышку задней секции гондолы;

фиг.2 представляет собой аксонометрический вид с пространственным разделением деталей силовой установки летательного аппарата, включающей в себя гондолу и турбореактивный двигатель;

фиг.3 представляет собой частичный вид в перспективе полусекции задней части гондолы с иллюстрацией места расположения предлагаемого уплотнителя.

фиг.4 представляет собой увеличенный вид фрагмента IV с фиг.3.

Как показано на фиг.1, уплотнитель 1 содержит две трубчатые части 2, соединенные друг с другом общим основанием 3. В показанном здесь примере эти трубчатые части 2 одинаковы, причем каждая из них имеет четырехугольное поперечное сечение. Таким образом, каждая трубчатая часть 2 имеет опорную поверхность, частично совмещенную с опорным основанием 3, при этом от опорной поверхности 4 по существу перпендикулярно отходят две вогнутые боковые поверхности 5, на которые опирается выпуклая контактная поверхность 6.

Предлагаемый уплотнитель 1 выполнен из плетеного волокна, то есть структуры, образованной переплетением петель, образованных одним или несколькими волокнами, причем эта плетеная ткань имеет высокую степень растяжимости по всем направлениям. Волокна, входящие в состав этой плетеной ткани, обладают значительной огнестойкостью - это могут быть, например, волокна из керамики, углерода или стекла. На плетеную ткань наносится покрытие из такого материала, как, например, силикон, также отличающегося высокой степенью растяжимости.

В качестве примера, не ограничивающего области правовой охраны данного изобретения, укажем, что толщина вогнутых боковых поверхностей 5 и контактной выпуклой поверхности 6 может составлять, например, порядка 1-2 мм, тогда как толщина опорной поверхности 4 может быть, например, порядка 2-4 мм.

Уплотнитель 1, как показан на фиг.1, установлен на гондолу силовой установки таким образом, чтобы обрамлять и ограничивать пожароопасную область, например область гондолы, которая находится в точке «6 часов» и через которую проходят приводной вал и различные трубопроводы, соединяющие группу вспомогательных узлов с турбореактивным двигателем, как показано на фиг.3 и 4.

Что касается огнестойкости, то предлагаемый уплотнитель 1 создает двойную противопожарную изоляцию. Каждая отдельно взятая трубчатая часть 2 не формирует достаточно надежной противопожарной изоляции. Огнестойкость достигается благодаря комбинации из двух трубчатых частей 2, образующих противопожарную перегородку, вследствие рассеяния части энергии горения одной из трубчатых частей 2, которая при этом может быть частично или полностью уничтожена, в то время как вторая трубчатая часть 2 останется целой и сохранит свою преграждающую способность. Кроме того, полезным следствием использования двух параллельных трубчатых частей 2 является уменьшение габаритов. В частности, при равной огнестойкости традиционный уплотнитель с единственной трубчатой частью, известный из предшествующего уровня техники, должен иметь поперечное сечение, намного превышающее сумму поперечных сечений двух трубчатых частей 2 предлагаемого уплотнителя 1.

Что касается гибкости, то предлагаемый уплотнитель 1 может прилегать к криволинейному участку с углами малого радиуса, причем эта способность объясняется применением в качестве материала предлагаемого уплотнителя 1 плетеной ткани с высокой степенью растяжимости по всем направлениям.

Что касается габаритов на стадии сжатия, предлагаемый уплотнитель 1 демонстрирует исключительно положительные свойства. В частности, когда элемент силовой установки, опирающийся на контактную поверхность, перемещается относительно элемента, на котором закреплен уплотнитель, уплотнитель при сжатии приобретает постоянную ширину. В частности, вогнутые боковые поверхности выгибаются внутрь каждой трубчатой части. Такая вогнутость боковых поверхностей позволяет, во-первых, установить уплотнитель в месте меньшего размера и, во-вторых, разместить две трубчатые части рядом друг с другом таким образом, что каждая из них может быть сжата без бокового влияния на другую.

Хотя изобретение было раскрыто применительно к отдельным примерам его осуществления, совершенно понятно, что оно никоим образом не ограничивается ими и охватывает всевозможные технические эквиваленты рассмотренных здесь средств, а также их различные комбинации в рамках данного изобретения. Так, например, трубчатые части могут иметь прямоугольное поперечное сечение. Можно также предусмотреть изготовление уплотнителя с асимметричными трубчатыми частями, чтобы учесть специфические контуры уплотняемых поверхностей.

Уплотнитель (1) выполнен с возможностью размещения между элементом гондолы и элементом турбореактивного двигателя силовой установки летательного аппарата. Уплотнитель содержит, по меньшей мере, две параллельные трубчатых части (2), каждая из которых имеет четырехугольное поперечное сечение и включает плоскую опорную поверхность (4), выпуклую контактную поверхность (6) с уплотняемым элементом и две вогнутые боковые поверхности (5). Боковые поверхности (5) соединяют выпуклую контактную поверхность (6) с плоской опорной поверхностью (4). Обе трубчатые части (2) выполнены из плетеной ткани, покрытой синтетической матрицей. Две трубчатые части (2) предпочтительно соединены друг с другом у своих опорных поверхностей (4) с помощью основания (3). Достигается повышенная огнестойкость в сочетании с уменьшенными габаритами и высокой прочностью на сжатие. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Уплотнитель (1), выполненный с возможностью размещения между элементом гондолы и элементом турбореактивного двигателя силовой установки летательного аппарата, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, две параллельные трубчатых части (2), каждая из которых имеет четырехугольное поперечное сечение и включает плоскую опорную поверхность (4), выпуклую контактную поверхность (6) с уплотняемым элементом и две вогнутых боковых поверхности (5), соединяющих выпуклую контактную поверхность (6) с плоской опорной поверхностью (4), причем обе трубчатых части (2) выполнены из плетеной ткани, покрытой синтетической матрицей.

2. Уплотнитель по п.1, отличающийся тем, что две трубчатые части (2) соединены друг с другом у своих опорных поверхностей (4) с помощью основания (3).

3. Уплотнитель по п.1 или 2, отличающийся тем, что плетеная ткань выполнена из материала, выбранного из группы, включающей в себя стекло, углерод и керамику.

4. Уплотнитель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что каждая трубчатая часть (2) имеет, по существу, квадратное поперечное сечение.