УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПОЯСЫВАНИЯ ГОНДОЛЫ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2013 года по МПК B64D29/06 

Настоящее изобретение относится к устройству для опоясывания гондолы летательного аппарата для ограничения явления зачерпывания.

Двигательная установка летательного аппарата содержит гондолу, в которой, по существу, концентрически, размещен двигатель, связанный посредством пилона с остальной частью летательного аппарата.

Гондола содержит внутреннюю стенку, ограничивающую канал с воздухозаборником спереди, при этом первая часть входящего потока воздуха, называемый первичным потоком, проходит по двигателю для участия в сгорании, а вторая часть воздушного потока, называемого вторичным потоком, засасывается вентилятором и проходит по кольцевому каналу, ограниченному внутренней стенкой гондолы и внешней стенкой двигателя.

Гондола содержит также внешнюю стенку, по существу, из круговых секций, которая простирается от воздухозаборника до заднего выхода и выполнена из расположенных рядом нескольких элементов, причем воздухозаборник, по существу, жесткий спереди, продолжается дверцами гондолы, называемыми также капотами.

Воздухозаборник является жестким благодаря своим изогнутым формам и многочисленным усилительным элементам для оказания сопротивления усилиям, вызываемым аэродинамическими потоками или возможными ударами.

Капоты установлены подвижно для обеспечения доступа к двигателю, размещенному внутри гондолы. Эти капоты шарнирно установлены по отношению к другой части гондолы различным образом в зависимости от необходимой кинематики и расположены от верха гондолы, вблизи места крепления пилона, до нижней части гондолы и имеют полуцилиндрическую форму.

Капот содержит обычно лист с ребрами жесткости на внутренней поверхности для придания ему относительной жесткости. Внешняя гладкая поверхность капота находится в продолжение внешней поверхности других элементов, в частности, воздухозаборника, когда капот находится в закрытом положении.

Для удержания кожуха в закрытом положении на уровне его краев предусмотрены средства блокировки.

Дополнительно, рама перекрываемого капотом отверстия имеет по своей периферии контактную поверхность, на которую капот может опираться таким образом, чтобы его внешняя поверхность всегда находилась в продолжение внешней поверхности воздухозаборника.

В случае необходимости, контактная поверхность рамы может содержать деформируемый элемент, такой как сжимаемая прокладка.

Во время полета с учетом их относительной жесткости капоты могут деформироваться таким образом, что воздух может проникать под упомянутые капоты внутрь гондолы на уровне соединения с воздухозаборником. Это явление, называемое зачерпыванием, ухудшает аэродинамические характеристики летательного аппарата, в частности, увеличивая лобовое сопротивление, что увеличивает потребление топлива.

Для ограничения этого явления решение заключается в повышении количества ребер жесткости на уровне капотов. Однако такое решение противоречит желаемому результату, так как добавление ребер жесткости приводит к увеличению полетной массы, и, таким образом, потреблению топлива.

Также, настоящее изобретение направлено на устранение недостатков известного уровня техники путем предложения устройства, направленного на ограничение явлений зачерпывания без значительного увеличения полетной массы.

Для достижения этой цели объектом изобретения является гондола летательного аппарата, содержащая воздухозаборник, продолжаемый в верхней части частью, жестко соединенной с пилоном, называемой козырьком, и, по меньшей мере, одну дверцу с изогнутым профилем, включающая в себя устройство для придания жесткости, отличающаяся тем, что устройство для придания жесткости размещено на уровне находящегося выше по потоку края упомянутой дверцы и содержит:

- гибкий элемент, следующий по изогнутому профилю упомянутой дверцы между двумя отдаленными узлами крепления,

- по меньшей мере, один предохранительный указатель, содержащий защелку, выполненную с возможностью поворота вокруг оси вращения и связанную с дверцей, чтобы занять положение, называемое заблокированным, в котором конец защелки может опираться на внутреннюю поверхность края выше по потоку от дверцы , и другое положение, называемое разблокированным, в котором конец защелки смещен от упомянутого края, причем упомянутая защелка в заблокированном положении предотвращает явления зачерпывания, ограничивая перемещения дверцы в радиальном направлении наружу гондолы, и

- средства для натяжения гибкого элемента между двумя узлами крепления и управления поворотом в заблокированное положение упомянутой защелки.

Другие признаки и преимущества будут понятны из нижеследующего описания изобретения, приведенного лишь в качестве примера, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

- фиг. 1 изображает вид в перспективе, представляющий гондолу спереди,

- фиг. 2 изображает схему, представляющую в перспективе устройство для опоясывания гондолы по изобретению,

- фиг. 3 изображает схему, представляющую сбоку устройство по изобретению,

- фиг. 4 изображает разрез устройства по изобретению по линии IV-IV фиг.3,

- фиг. 5 изображает разрез устройства по изобретению по линии V-V фиг.3,

- фиг. 6 изображает вид в перспективе, иллюстрирующий верхний узел крепления устройства для опоясывания гондолы,

- фиг. 7 изображает вид в перспективе, иллюстрирующий нижний узел крепления устройства для опоясывания гондолы,

- фиг. 8 изображает вид в перспективе, иллюстрирующий вариант выполнения направляющих средств устройства для опоясывания гондолы, и

- фиг. 9 изображает вид сбоку изнутри гондолы средств указания, управляемых устройством для опоясывания гондолы.

На фиг. 1 позицией 10 обозначена гондола летательного аппарата, предназначенная для соединения с помощью пилона с остальной частью летательного аппарата.

Настоящая заявка касается, в особенности, внешней поверхности гондолы. Кроме того, ее внутренняя часть, известная специалистам, не будет детально описываться.

Гондола 10 обычно имеет, по существу, круговые поперечные сечения.

Внешняя поверхность гондолы содержит спереди воздухозаборник 12, продолжаемый, по меньшей мере, частью 14, связанную с пилоном, называемую козырьком, в частности, в верхней части на уровне пилона и, по меньшей мере, подвижную часть 16.

Воздухозаборник содержит спереди губу 18, описывающую, по существу, круговую форму, которая расположена в плоскости, которая может быть, по существу перпендикулярна продольной оси гондолы, или не перпендикулярна со слегка выступающей частью губы, расположенной на 12 часов. Во всяком случае, воздухозаборник может быть выполнен другой формы.

Воздухозаборник 12 является, по существу, жестким вследствие его изогнутых форм и многочисленных усилительных элементов для противодействия усилиям, вызываемым аэродинамическими потоками, в частности, в полете, и возможным ударам.

Воздухозаборник 12 не будет далее детально описан, так как он известен специалистам.

Верхняя неподвижная часть 14, называемая также козырьком, имеет формы, адаптированные для ограничения лобового сопротивления на уровне соединения гондолы и пилона. Эта верхняя неподвижная часть не будет далее детально описана, так как она известна специалистам.

Под воздействием аэродинамических нагрузок во время полета гондола слегка перемещается относительно пилона, и, таким образом, относительно козырька, в частности, по продольной оси гондолы.

Таким образом, внешняя поверхность гондолы образована внешними поверхностями нескольких расположенных рядом элементов.

Подвижная часть 16, называемая также дверцей или капотом, позволяет освобождать отверстие для доступа внутрь гондолы, в частности, для технического обслуживания двигателя.

В соответствии с компоновкой, изображенной на фиг. 2 и 3, гондола содержит две дверцы, расположенные, по существу, симметрично относительно вертикальной средней плоскости, и которые проходят вперед от воздухозаборника 12, при этом в верхней части - от неподвижной части 14, а в нижней части - встречаются, и, при необходимости, размещаются рядом сзади одной или нескольких неподвижных частей (не изображенных на чертежах и детально не описанных).

Во всяком случае, изобретение не ограничено этим вариантом осуществления и охватывает множество вариантов. Так, гондола могла бы содержать только одну дверцу 16.

Изобретение описано применительно к одной дверце.

Дверца содержит шарнирные средства, позволяющие занять ей первое состояние, соответствующее закрытому положению, в котором она закрывает отверстие 20, при этом внешняя поверхность дверцы находится на том же уровне, что и поверхности других элементов, образующих гондолу, и второе состояние, соответствующее открытому положению, в котором дверца, открывает, по меньшей мере, частично, отверстие 20.

Шарнирные средства, а также средства управления, позволяющие перемещать дверцу, детально не описаны, так как они известны специалистам.

Дополнительно, дверца содержит устройства 24 блокировки, позволяющие удерживать дверцу в закрытом положении. При наличии двух примыкающих в нижней части дверец средства блокировки предпочтительно размещены на нижнем краю дверец, а шарнирные средства - на верхнем краю. Эти средства блокировки детально не описаны, так как также известны специалистам.

Как изображено на фиг. 4 и 5, отверстие 20 ограничено периферийным краем, участок 26 которого проходит выше по потоку от дверцы 16 по направлению течения аэродинамического потока, обозначенного стрелкой 28.

В соответствии с примером, изображенным на фигурах, край 26 отверстия выше по потоку от дверцы соответствует заднему краю воздухозаборника 12. Однако этот край отверстия мог бы быть предусмотрен на уровне другого подвижного или неподвижного элемента.

Периферийный край отверстия может содержать опорную поверхность 30, смещенную внутрь гондолы, на которую может опираться дверца 16 в закрытом положении, чтобы упомянутая дверца не проникала далеко внутрь гондолы и чтобы ее внешняя поверхность оставалась в продолжение других внешних поверхностей гондолы.

В соответствии с вариантом осуществления эта опорная поверхность 30 соответствует верхней поверхности ветви Т-образной детали, при этом верхняя поверхность другой ветви жестко соединена с внутренней поверхностью перегородки воздухозаборника на уровне периферийного края отверстия.

Дополнительно, гибкий элемент, такой как сжимаемая прокладка, может быть расположен на уровне опорной поверхности 30 для обеспечения герметичности.

Дверца 16 содержит край 34, проходящий секущим образом относительно аэродинамического потока 28 и расположенный выше по потоку от дверцы по направлению течения упомянутого потока вблизи края 26 отверстия для ограничения возмущений аэродинамического потока.

Дверца 16 содержит стенку 36, например, лист, усиленный ребрами жесткости, не изображенными на чертежах. Эта стенка 36 в поперечной плоскости имеет изогнутое сечение в соответствии с кольцевым профилем гондолы.

Для ограничения явления зачерпывания дверца 16 вблизи входного края 34 содержит устройство придания жесткости, содержащее гибкий нерастяжимый под нагрузкой элемент 38, предпочтительно с эффектом сокращения при отрицательных температурах, в частности, в полете, направляющие средства 40, позволяющие гибкому элементу 38 следовать по изогнутому профилю дверцы, при этом гибкий элемент 38 содержит первый узел 42 крепления вблизи первого конца изогнутого профиля дверцы и второй узел 44 крепления вблизи второго конца изогнутого профиля дверцы и натянут между двумя узлами крепления 42 и 44.

Такое решение позволяет без значительного увеличения полетной массы увеличить жесткость дверцы для ограничения появления явления зачерпывания и уменьшить, таким образом, возмущения при лобовом сопротивлении. Это устройство, размещенное внутри гондолы, не позволяет дверце радиально перемещаться наружу гондолы.

В соответствии с вариантом осуществления, изображенным на различных фигурах, гибкий элемент 38 выполнен в виде троса или тому подобного. Как вариант, в качестве гибкого элемента можно было бы использовать ленту.

Под гибким элементом подразумевается один или несколько гибких элементов, соединенных между собой.

Предпочтительно, гибкий элемент может быть предварительно напряжен.

В вариантах гибкий элемент может быть натянут или предварительно напряжен либо постоянно, либо когда дверца находится в закрытом положении.

Гибкий элемент 38 предпочтительно расположен в оболочке 46.

В соответствии с вариантом осуществления, направляющие средства 40 содержат, по меньшей мере, один угольник 48, прижатый непосредственно или нет к внутренней поверхности дверцы, сечение которого позволяет ограничить посадочное место для гибкого элемента 38, который замкнут между упомянутым угольником и дверцей. Эти направляющие средства 40 позволяют гибкому элементу следовать по профилю дверцы.

В вариантах направляющие средства 40 содержат единственный угольник или несколько рядов угольников, разнесенных в пространстве или нет.

Эти направляющие средства 40 могут иметь различные формы и быть металлическими или из композитных материалов в зависимости от окружающих напряжений. На фиг. 4 и 5 изображены два различных варианта. На фиг. 5 угольник, образующий направляющие средства, прижат непосредственно к внутренней поверхности дверцы. На фиг. 4 угольник прижат к пластине 50 (функция которой будет описана ниже), которая сама прижата к внутренней поверхности дверцы.

В соответствии с другим вариантом, изображенном на фиг. 8, направляющие средства содержат ролики 51, жестко соединенные с дверцей 36 благодаря пластинам, предусмотренным на каждом конце каждого ролика 51. В соответствии с этим вариантом гибкий элемент 38 проходит между роликами 51 и дверцей, чтобы приблизительно следовать по профилю этой дверцы. Ролики 51 разнесены на расстояние, позволяющее гибкому элементу 38 следовать приблизительно по профилю дверцы 36.

В соответствии с другими вариантами направляющие средства могут быть получены комбинацией различных направляющих средств, например, угольников и роликов.

Согласно признаку изобретения устройство содержит средства 52 для натяжения гибкого элемента и преднатяжения во время полета, предпочтительно, когда дверца находится в закрытом положении.

Предпочтительно, средства 52 для натяжения троса управляются средствами 24 блокировки дверцы так, чтобы трос был натянут, когда средства блокировки находятся в заблокированном состоянии, соответствующем закрытому положению дверцы, и не натянут, когда упомянутые средства 24 находятся в разблокированном состоянии, соответствующем открытому положению дверцы.

В соответствии с вариантом осуществления гибкий элемент выполнен в виде троса, расположенного в оболочке 46, каждый из концов которой контактирует с упором 54. На каждом конце оболочки трос 38, длина которого превышает длину оболочки, не закрывается оболочкой и его концы связаны в верхней части с шарнирными средствами 22 между дверцей 16 и козырьком 14 (подробно описанным далее), а в нижней части - со средствами 24 блокировки дверцы.

Таким образом, когда средства 24 блокировки находятся в заблокированном состоянии, они подвергают натяжению гибкий элемент 38. Напротив, когда средства 24 блокировки находятся в разблокированном состоянии, они отпускают трос.

Предпочтительно, устройство содержит средства 56 для регулировки предварительного натяжения, например, шкив, регулирующий длину кабеля, не незащищенного оболочкой, по меньшей мере, на одном из концов троса.

Для еще большего ограничения явления зачерпывания, в частности в зонах, размещенных на 3 и/или 9 часов, предусматривают по меньшей мере один предохранительный указатель 58, детально изображенный на фиг.9, по меньшей мере, один предохранительный указатель жестко соединен с каждой дверцей 16 на уровне сложных зон, размещенных от 3 часов до 9 часов. Предохранительный указатель содержит защелку 60, выполненную с возможностью поворота вокруг оси 62 вращения, связанной с дверцей 16 для того, чтобы занять положение, называемое блокированным, изображенное сплошной линией, в котором конец защелки 60 может упереться во внутреннюю поверхность края 26 по потоку выше от дверцы 16, обычно у воздухозаборника 12, и другое положение, называемое разблокированным, изображенное пунктирной линией, в котором конец защелки 60 смещен относительно края 26. Таким образом, в заблокированном положении защелка 60 предотвращает явления зачерпывания, ограничивая движения дверцы в радиальном направлении наружу гондолы. В разблокированном положении защелка 60, более не удерживаемая краем 26, позволяет открыть дверцу 16.

Для того чтобы все усилия не были приложены к оси вращения 62, деталь 64, имеющая поверхность опоры, связана с дверцей 16 и размещена между осью вращения 62 и краем 26 вблизи края дверцы 16, выполненной с возможностью взаимодействия с краем 26. Эта опорная деталь 64 содержит часть, жестко соединенную с дверцей 16, и часть 66, находящуюся на расстоянии от внутренней поверхности дверцы. Расположение этой опорной детали 64 отрегулировано относительно оси 62 вращения и защелки так, чтобы когда защелка 60 занимает блокирующее положение, он мог бы разместиться между частью 66 и дверцей 16 таким образом, чтобы опорная деталь 64 воспринимала часть нагрузок.

В соответствии с изобретением, защелка 60 связана с гибким элементом 38 так, чтобы синхронизировать напряжение гибкого элемента 38 и поворот указателя 58 в положение блокировки. Для этого соединительные средства 68 между гибким элементом 38 и указателем 58 содержат элемент 70, жестко соединенный с гибким элементом 38 и который содержит часть, выполненную с возможностью перемещения в прорези 72, выполненной в указателе 58. Таким образом, натяжение гибкого элемента 38 вызывает перемещение соединительного элемента 70 в направлении, параллельном краю 26, которое производит поворот указателя 58.

Дополнительно, устройство для придания жесткости дверцы может содержать на уровне края 34 желобок 74, выполненный с возможностью размещения в пазу 76, отверстие которого ориентировано наружу гондолы и расположено на уровне опорной поверхности 30. В соответствии с вариантом осуществления, изображенном на фиг. 4, желобок 74 предусмотрен на уровне пластины 50, закрепленной между дверцей и угольником 40.

Желобок 74 и/или паз 76 могут располагаться по всей длине края 34 дверцы, либо нет, на одном или нескольких отрезках.

Как вариант, могут быть предусмотрены другие формы на уровне края дверцы и края отверстия. Эти формы могут быть статического типа, как описано выше, или динамического типа и иметь одну или несколько степеней свободы.

В варианте, изображенном на фиг.2, в случае гондолы с двумя дверцами, проходящими от основания пилона до нижней части, две дверцы снабжены устройствами для придания жесткости, которые позволяют получить устройство для опоясывания гондолы.

В соответствии с вариантами, устройство для опоясывания гондолы могут содержать один или несколько гибких элементов 38, связанных непосредственно или косвенно между собой, при этом один из них связан с узлом крепления 42, размещенном на уровне первого края 78 козырька, а другой связан с узлом крепления 42, размещенным на уровне второго края 80 козырька. Один или несколько гибких элементов 38 натянуты между двумя узлами крепления и оказывают усилие радиального давления на дверцу или дверцы и козырек. Предпочтительно, гибкие элементы имеют способность сжиматься при отрицательных температурах, в частности, в полете, что способствует увеличению радиальных усилий.

Как указано выше, средства 52 для натяжения троса управляются средствами 24 блокировки дверцы так, чтобы трос был натянут, когда средства блокировки находятся в блокированном состоянии, соответствующем закрытому положению дверцы, и не натянут, когда упомянутые средства 24 находятся в разблокированном состоянии, соответствующем открытому положению дверцы.

Предпочтительно узлы крепления 42 размещены перед козырьком.

В соответствии с изобретением узлы крепления 42 позволяют движение относительного перемещения в направлении, параллельном продольной оси гондолы между козырьком 14 и дверцами 16. Такая компоновка позволят упростить связь между козырьком и гондолой, исключая сложные системы связи из известного уровня техники.

В соответствии с вариантом осуществления, изображенном на фиг.6, узел крепления 42 содержит пластину 82, закрепленную на уровне внутренней поверхности козырька 14, и которая проходит под внутренней поверхностью дверцы 16. Эта пластина 82 удерживает ось 84, которая простирается в продольном направлении, причем каждый конец этой оси 84 связан с пластиной 82. Гибкий элемент 38, связанный с узлом крепления 42, содержит на конце кольцо 86, выполненное с возможностью перемещения вдоль упомянутой оси 84. Таким образом, связь между осью 84 и кольцом 86, позволяет воспринимать усилия, в том числе в плоскости, перпендикулярной продольному направлению, позволяя относительное перемещение между двумя элементами в продольном направлении.

Изобретение относится к области авиации, более конкретно, к устройству гондолы летательного аппарата. Гондола содержит воздухозаборник (12), продолжаемый в верхней части козырьком, и дверцу с изогнутым профилем, а также устройство для придания жесткости. Устройство для придания жесткости размещено на уровне находящегося выше по потоку края упомянутой дверцы и содержит гибкий элемент (38), следующий по изогнутому профилю упомянутой дверцы между двумя отдаленными узлами крепления, предохранительный указатель, содержащий защелку (60), выполненную с возможностью поворота вокруг оси (62) вращения, связанную с дверцей (16), а также средства для натяжения гибкого элемента (38) между двумя узлами крепления и управления поворотом в заблокированное положение защелки (60). Технический результат заключается в обеспечении улучшенных аэродинамических характеристик гондолы летательного аппарата. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Гондола летательного аппарата, содержащая воздухозаборник (12), продолжаемый в верхней части частью (14), жестко соединенной с пилоном, называемой козырьком, и, по меньшей мере, одну дверцу с изогнутым профилем, включающая в себя устройство для придания жесткости, отличающаяся тем, что устройство для придания жесткости размещено на уровне находящегося выше по потоку края (34) упомянутой дверцы и содержит гибкий элемент (38), следующий по изогнутому профилю упомянутой дверцы между двумя отдаленными узлами крепления (42), по меньшей мере, один предохранительный указатель, содержащий защелку (60), выполненную с возможностью поворота вокруг оси (62) вращения и связанную с дверцей (16), чтобы занять положение, называемое заблокированным, в котором конец защелки (60) может опираться на внутреннюю поверхность края (26) выше по потоку от дверцы (16), и другое положение, называемое разблокированным, в котором конец защелки (60) смещен от упомянутого края (26), причем упомянутая защелка (60) в заблокированном положении предотвращает явления зачерпывания, ограничивая перемещения дверцы в радиальном направлении наружу гондолы, и средства для натяжения гибкого элемента (38) между двумя узлами крепления (42, 44) и управления поворотом в заблокированное положение упомянутой защелки (60).

2. Гондола летательного аппарата по п.1, отличающаяся тем, что она содержит средства (68) связи между гибким элементом (38) и указателем (58), содержащие элемент (70), жестко соединенный с гибким элементом (38), который содержит часть, выполненную с возможностью перемещаться в прорези (72), выполненной в указателе (58).

3. Гондола, содержащая воздухозаборник (12), продолжаемый в верхней части козырьком (14), и две дверцы (16), размещенные симметрично и смежные в нижней части гондолы, отличающаяся тем, что она содержит устройство для опоясывания, содержащее для каждой дверцы устройство для придания жесткости по п.1 или 2.

4. Гондола летательного аппарата по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, один узел (42) крепления, связывающий гибкий элемент (38) и козырек (14), при этом упомянутый узел крепления (42) позволяет движение относительного перемещения в направлении, параллельном продольной оси гондолы, между козырьком (14) и дверцей (16), упомянутый гибкий элемент (38) следует по профилю.

5. Гондола летательного аппарата по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что средства (52) для натяжения гибкого элемента (38) управляются средствами (24) блокировки дверцы таким образом, что гибкий элемент натянут, когда средства (24) блокировки находятся в заблокированном состоянии, соответствующем закрытому положению дверцы, и не натянуты, когда средства (24) блокировки находятся в разблокированном состоянии, соответствующем открытому положению дверцы.

6. Гондола летательного аппарата по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что гибкий элемент (38) предварительно напряжен.

7. Гондола летательного аппарата по п.6, отличающаяся тем, что устройство для придания жесткости содержит средства (56) для регулировки предварительного напряжения гибкого элемента.

8. Гондола летательного аппарата по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что она содержит направляющие средства (40) гибкого элемента в форме, по меньшей мере, одного угольника (48), прижатого непосредственно или нет к внутренней поверхности дверцы, сечение которого позволяет ограничить посадочное место для гибкого элемента (38), причем последний заключен между упомянутым угольником и дверцей.

9. Гондола летательного аппарата по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что отверстие, перекрываемое дверцей, содержит опорную поверхность (30), на которую опирается дверца в закрытом положении таким образом, что внешняя поверхность дверцы находится в продолжение других внешних поверхностей других элементов, образующих гондолу.

10. Гондола летательного аппарата по п.9, отличающаяся тем, что на уровне находящегося выше по потоку края дверцы (34) она содержит желобок (74), размещающийся в пазу (76), отверстие которого ориентировано наружу гондолы и расположено на уровне опорной поверхности (30).