ГОНДОЛА ДВИГАТЕЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, СОДЕРЖАЩАЯ ПОДВИЖНЫЙ КАПОТ, ПЕРЕМЕЩАЕМЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ Российский патент 2013 года по МПК B64D29/06 

Изобретение относится к гондоле двигателя летательного аппарата, выполненной с возможностью закрывать двигатель, придавая ему обтекаемую форму, и крепить двигатель на конструктивной части летательного аппарата, такой как крылья или фюзеляж. В частности, изобретение относится к гондолам двухконтурных турбореактивных двигателей, оборудованных устройствами реверса тяги, содержащими подвижные стенки, лепестки, створки или лопатки для направления воздушного потока второго контура вперед.

Как правило, такая гондола содержит неподвижный капот, охватывающий переднюю часть двигателя (на уровне вентилятора), и подвижный капот из одной или двух деталей, охватывающий часть двигателя, содержащую средства реверса тяги. Подвижный капот установлен на кулисах для перемещения скольжением между положением, близким к неподвижному капоту, и положением, удаленным от неподвижного капота. В ближнем положении подвижный капот закрывает отверстия выпуска потока воздуха второго контура, а в удаленном положении подвижный капот открывает указанные отверстия, обеспечивая выпуск воздушного потока, направляемого вперед, чтобы осуществить реверс тяги.

Обычные средства перемещения скольжением подвижного капота являются гидравлическими силовыми цилиндрами, связанными со средствами механической синхронизации для одновременного перемещения штоков силовых цилиндров.

Одной из современных тенденций в авиации является замена гидравлических приводов на электромеханические приводы, содержащие электродвигатели, с целью получения выигрыша в весе, упрощения обслуживания и обеспечения большей гибкости управления указанными приводами. Как правило, гидравлические силовые цилиндры заменяют электрическими силовыми цилиндрами, содержащими электродвигатель, приводящий в движение червячную передачу, на которой установлена гайка, соединенная с элементом, который должен перемещаться.

Однако применению электромеханических приводов для перемещения подвижного капота гондолы мешает замена на композитные материалы металла, который традиционно использовался для изготовления капотов. Действительно, капоты из композитных материалов являются менее жесткими, чем капоты из металла, что требует точной синхронизации приводов, действующих на подвижный капот, чтобы избежать его скручивания и повреждения. Было предложено использовать единственный электродвигатель, соединенный гибкими валами с приводами, содержащими червячную передачу, на которой установлена гайка, соединенная с подвижным капотом. Гибкие валы составляют десять процентов от общей массы средств перемещения, затрудняют установку средств перемещения на гондоле и требуют периодических и сложных операций обслуживания.

Можно было бы предусмотреть несколько электродвигателей с автоматическим регулированием положения. Однако для этого потребовалась бы сложная электроника управления и программное обеспечение управления, необходимые для синхронизации двигателей. Кроме того, с каждым двигателем необходимо было бы связать модуль обнаружения положения.

Задача изобретения состоит в создании простого средства перемещения подвижного капота.

Поставленная задача решена в гондоле для размещения двигателя летательного аппарата, содержащей неподвижный капот в виде трубы и, по меньшей мере, одну подвижную часть, соединенную с неподвижным капотом через средства перемещения подвижной части между ближним положением и удаленным положением относительно неподвижного капота, при этом средства перемещения содержат асинхронные двигатели, каждый из которых содержит статор с обмотками, параллельно соединенными с цепью питания, и ротор с обмотками, каждая из которых соединена с активной нагрузкой параллельно с обмоткой ротора каждого из других двигателей.

Таким образом, обмотки роторов являются взаимосвязанными. Вращающиеся поля в статорах имеют идентичные характеристики, и вращающиеся поля в роторах имеют одинаковую скорость вращения, но при этом на роторы не действуют идентичные усилия (хотя усилия, действующие на роторы, должны иметь одинаковое направление, что соответствует номинальному случаю перемещения подвижного капота гондолы). Синхронизацию средств перемещения получают очень простым способом за счет взаимосвязи между роторами и использования единой электроники управления. Кроме того, средства перемещения имеют относительно легкую и компактную конструкцию.

Согласно альтернативным вариантам:

- активная нагрузка содержит резисторы, соединенные между собой звездой,

- активная нагрузка содержит схему инвертора, соединенную с цепью питания. Первый вариант имеет исключительно простую, легкую, компактную и недорогую конструкцию. Второй вариант позволяет оптимизировать общий электрический КПД средств перемещения.

Предпочтительно на выходе, по меньшей мере, одной из обмоток одного из роторов установлен элемент измерения тока.

Ток на выходе ротора отображает ток, проходящий в статоре, и может быть использован в качестве параметра двигателя. Поэтому нет необходимости использовать датчики, устанавливаемые в двигателях.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания частного неограничивающего варианта осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 показана гондола в соответствии с настоящим изобретением, схематичный вид в продольном разрезе;

на фиг.2 представлена схема цепи питания двигателей;

на фиг.3 представлена схема варианта осуществления цепи питания;

на фиг.4 показан вид, аналогичный фиг.1, гондолы согласно варианту осуществления.

На фиг.1 показана гондола в соответствии с настоящим изобретением, обозначенная общей позицией 1, для размещения двигателя летательного аппарата, в данном случае двухконтурного турбореактивного двигателя 2, содержащего реверс тяги, обозначенный позицией 3. Реверс 3 тяги, который содержит, например, лепестки или лопатки направления потока вперед, сам по себе известен, и его описание опускается.

Гондола 1 содержит две коаксиальные трубчатые части, а именно неподвижный капот 4, охватывающий переднюю часть турбореактивного двигателя 2, и подвижный капот 5, охватывающий часть турбореактивного двигателя 2, смежную с его передней частью и содержащую реверс 3 тяги. Подвижный капот 5 может содержать только одну деталь с поперечным сечением в виде О, открытым вверх для прохождения стойки крепления двигателя под крылом, или две детали с поперечным сечением в виде С, соединенные друг с другом в паз с каждой стороны турбореактивного двигателя 2. Как известно, подвижный капот 5 установлен на кулисах для перемещения скольжением между положением, близким к неподвижному капоту 4, в котором подвижный капот 5 закрывает реверс 3 тяги, и положением, удаленным от неподвижного капота 4, в котором подвижный капот 5 открывает реверс 3 тяги.

Как показано на фиг.2, гондола содержит также средства перемещения подвижного капота 5 между этими двумя положениями.

Эти средства содержат асинхронные электродвигатели 6, которые размещены на неподвижном капоте и которые содержат выходной вал, приводящий в действие червячную передачу, на которой установлена гайка, неподвижно соединенная с подвижным капотом 5.

Каждый из двигателей 6 содержит статор 7, в данном случае содержащий три обмотки 8. Обмотки 11 роторов 10 двигателей 6 соединены с активной нагрузкой 12. Активная нагрузка 12 в данном случае содержит три резистора 13, соединенные звездой. Каждая обмотка 11 каждого ротора 10 соединена с одним из резисторов 13 параллельно с одной из обмоток 11 каждого из двух других роторов 10. Электрическое соединение резисторов 13 с обмотками 11 роторов 10 осуществляют через коллекторы или любое другое устройство, обеспечивающее электрический контакт между неподвижным элементом и вращающимся элементом. Резисторы 13 имеют одинаковое сопротивление. Это сопротивление позволяет определять жесткость системы.

На выходе одной из обмоток 11 каждого ротора 10 установлен элемент 14 измерения тока, соединенный со схемой 16 управления. Элемент 14 измерения тока позволяет отказаться от использования датчиков, интегрированных в двигатели.

Таким образом, можно произвести оценку скорости каждого двигателя 6, и схема 16 управления подает команду на остановку двигателей 6 при обнаружении разности скорости, превышающей заранее определенный порог.

В варианте, показанном на фиг.3, активная нагрузка 12 содержит схему инвертора, соединенную со входом цепи 9 питания, для обратного направления энергии, отбираемой на выходе роторов 10, в мосты схемы инвертора 15 цепи 9 питания.

Разумеется, изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления и охватывает любую версию, не выходящую за рамки изобретения, определенные формулой изобретения.

В частности, изобретение можно применять для перемещения любой подвижной части гондолы.

Кроме того, изобретение можно применять для гондол, оборудованных любым типом реверса тяги с лопатками, лепестками или створками (например, типа "clamshell" или "bucket").

Так, на фиг.4 показан двигатель 2, окруженный гондолой 1, содержащей неподвижный капот 4 и подвижные части в виде поворотных створок 5'. Створки изогнуты вокруг оси, по существу перпендикулярной к поворотной оси створок. Створки 5' перемещаются между положением, близким к неподвижному капоту, в котором они находятся в продолжении неподвижного капота, ограничивая со стороны, противоположной неподвижному капоту, отверстие для выхода газового потока, и положением, удаленным от неподвижного капота, в котором створки входят в контакт друг с другом со стороны, противоположной неподвижному капоту, и ограничивают вместе с неподвижным капотом отверстие для выхода газового потока.

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к гондоле для размещения двигателя (2) летательного аппарата. Гондола содержит неподвижный трубчатый капот и подвижную часть, соединенную с неподвижным капотом через средства перемещения подвижной части между ближним положением и удаленным положением относительно неподвижного капота. Средства перемещения содержат несинхронные двигатели (6), каждый из которых содержит статор (7) с обмотками (8), параллельно соединенными с цепью (9) питания, и ротор (10) с обмотками (11), каждая из которых соединена с активной нагрузкой (12) параллельно с обмоткой ротора каждого из других двигателей. Технический результат заключается в уменьшении веса конструкции гондолы и упрощении механизма перемещения подвижного капота гондолы. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Гондола (1) для размещения двигателя (2) летательного аппарата, содержащая неподвижный капот (4) в виде трубы и, по меньшей мере, одну подвижную часть (5, 5'), соединенную с неподвижным капотом при помощи средств перемещения подвижной части между ближним положением и удаленным положением относительно неподвижного капота, отличающаяся тем, что средства перемещения содержат асинхронные двигатели (6), каждый из которых содержит статор (7) с обмотками (8), параллельно соединенными с цепью (9) питания, и ротор (10) с обмотками (11), каждая из которых соединена с активной нагрузкой (12) параллельно с обмоткой ротора каждого из других двигателей.

2. Гондола по п.1, в которой активная нагрузка (12) содержит резисторы (13), соединенные между собой звездой.

3. Гондола по п.1, в которой активная нагрузка (12) содержит схему инвертора, соединенную с цепью (9) питания.

4. Гондола по п.1, в которой на выходе, по меньшей мере, одной из обмоток (11) одного из роторов (10) установлен элемент (14) измерения тока.

5. Гондола по п.1, в которой подвижная часть является перемещающимся скольжением капотом (5) в виде трубы.

6. Гондола по п.1, содержащая две подвижные части в виде поворотных створок (5'), изогнутых вокруг оси, по существу, перпендикулярной к поворотной оси створок.