ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ РЕВЕРСОРА ТЯГИ Российский патент 2015 года по МПК F02K1/76 

Изобретение относится к системе управления для реверсора тяги, входящего в состав гондолы турбореактивного двигателя и связанного с регулируемым соплом.

Летательный аппарат приводится в движение с помощью нескольких турбореактивных двигателей, каждый из которых помещен в гондолу, где находится также группа вспомогательных приводных устройств, связанных с ее работой и выполняющих различные функции в процессе работы турбореактивного двигателя или в то время, когда он остановлен.

Назначение реверсора тяги состоит в повышении эффективности торможения летательного аппарата во время его посадки путем перенаправления вперед по меньшей мере части тяги, развиваемой турбореактивным двигателем. На этом этапе реверсор обеспечивает полное или частичное перенаправление в переднюю зону гондолы газовых потоков, выталкиваемых двигателем, в результате чего создается обратная тяга, складывающаяся с торможением колес летательного аппарата. Реверсор тяги снабжен подвижным капотом, проходящим с обеих сторон гондолы, выполненным с возможностью перемещения из выдвинутого положения, в котором в гондоле открывается канал для отклоняемого потока на этапе торможения, в убранное положение, в котором этот канал перекрыт в ходе обычного функционирования турбореактивного двигателя или в период его простоя.

Подвижные капоты могут непосредственно выполнять функцию отклонения или всего лишь приводить в действие иные отклоняющие средства.

В случае реверсора тяги с отклоняющими решетками переориентация воздушного потока осуществляется с помощью специальных отклоняющих решеток, связанных с реверсирующими створками, которые перекрывают часть тракта циркуляции воздуха, при этом капот выполняет лишь обычную функцию скольжения, открывая или перекрывая указанные отклоняющие решетки.

Помимо выполнения указанной функции реверсирования тяги скользящий капот входит в состав задней секции гондолы, а его задняя по направлению потока сторона образует собой реактивное сопло, служащее для обеспечения направленного выталкивания воздушных потоков.

Сечение реактивного сопла можно регулировать таким образом, чтобы оно было оптимальным для различных фаз полета, а именно фазы взлета, набора высоты, крейсерского полета и снижения.

Следует отметить, что функции регулирования сопла и реверсирования тяги осуществляются на разных этапах полета: регулируемое сопло не может работать, когда реверсор приводится в действие в ходе приземления летательного аппарата.

В зависимости от конкретного варианта осуществления регулируемое сопло может содержать один или несколько специальных подвижных элементов, например поворотных створок, или совершающую поступательное перемещение секцию капота. Альтернативно, функция регулирования сечения сопла может осуществляться самим подвижным капотом за счет поступательных движений небольшой амплитуды, при которых не происходит активации функции реверса тяги.

Более подробное описание различных вариантов осуществления таких устройств можно найти, например, в документах FR 2922058, FR 2902839 и FR 2922059.

Для обеспечения приведения в действие подвижного капота с целью осуществления функции реверса тяги и для управления регулируемым соплом обычно используют специальные исполнительные устройства одностороннего действия или исполнительные устройства двустороннего действия с двумя штоками.

В документе GB 2446441 описана система управления для гондолы турбореактивного двигателя, содержащей реверсор тяги, связанный с регулируемым соплом. В описанной в данном документе системе применяются исполнительные устройства двустороннего действия.

Однако исходя из соображений уменьшения габаритов и веса гондолы идеальным решением является использование для осуществления обеих указанных функций исполнительных устройств одностороннего действия.

Одна из проблем, возникающих при использовании исполнительных устройств одностороннего действия для управления обоими устройствами или соответствующими функциями, связана с необходимостью соблюдения авиационных стандартов надежности, в частности критериев разделения органов управления реверсом тяги и критериев эксплуатационной готовности регулируемого сопла.

В случае реверсора тяги с гидравлическим приводом, применяемого, например, в аэробусе А340, каждый подвижный капот связан, во-первых, с двумя так называемыми «первичными» фиксаторами, устанавливаемыми на верхних и нижних исполнительных устройствах, гидравлическое управление которыми обеспечивается благодаря совместному воздействию двух клапанов, выполненных с возможностью перекрытия контура гидравлического питания исполнительных устройств, и, во-вторых, с третичным фиксатором, имеющим автономный электропривод.

Исходя из соображений надежности работы оборудования функции управления обоими клапанами и указанным третичным фиксатором должны осуществляться по линиям, которые совершенно отделены друг от друга.

Задача настоящего изобретения заключается в устранении перечисленных выше недостатков и в разработке такой системы, которая обеспечивала бы возможность использования исполнительных устройств одностороннего действия для приведения в действие регулируемых сопел и связанных с ними реверсоров тяги, позволяя при этом соблюдать требования надежности, предъявляемые к авиационным системам.

Для решения поставленной задачи предложена гидравлическая система управления для реверсора тяги, входящего в состав гондолы турбореактивного двигателя и связанного с регулируемым соплом, содержащего: по меньшей мере один подвижный капот, выполненный с возможностью приведения в поступательное перемещение синхронизированными друг с другом исполнительными устройствами одностороннего действия, по меньшей мере два первичных фиксатора и по меньшей мере один третичный фиксатор, причем указанные исполнительные устройства одностороннего действия выполнены с возможностью приведения в действие, при необходимости, регулируемого сопла, включающая в себя:

по меньшей мере один блок управления для приведения в действие указанных исполнительных устройств в режиме регулирования сопла и по меньшей мере один блок управления для приведения в действие указанных исполнительных устройств в режиме реверсирования тяги, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере один дополнительный управляющий блок, обеспечивающий гидравлическую связь между указанными исполнительными устройствами с установлением сообщения между линиями гидравлического питания, идущими от управляющего блока в режиме сопла и от управляющего блока в режиме реверсирования, и содержащий ряд регулирующих клапанов, выполненных таким образом, что, когда блок управления для приведения в действие исполнительных устройств в режиме регулирования сопла активен, соответствующий гидравлический сигнал приводит указанные клапаны управляющего блока в положение, при котором линии гидравлического питания исполнительных устройств, идущие от блока управления в режиме реверсирования, отключены.

Таким образом, благодаря введению управляющего блока, обеспечивающего разделение между управлением в режиме реверсирования и управлением в режиме регулирования сопла, появляется возможность использовать исполнительные устройства одностороннего действия для осуществления рабочих режимов обоих типов.

Кроме того, благодаря наличию механической синхронизации исполнительных устройств и возможности установления между ними гидравлической связи повышается эксплуатационная готовность устройства при одновременном соблюдении требования разделения оборудования в режиме реверсирования.

Следует иметь в виду, что под выражением «системы гидравлического типа» понимаются, в том числе, пневматические системы.

Предпочтительно, система содержит по меньшей мере два блока управления в режиме регулирования сопла, каждый из которых выполнен с возможностью приведения в действие по меньшей мере одного исполнительного устройства, при этом все клапаны управляющего блока выполнены с возможностью обеспечения гидравлической связи между линиями гидравлического питания исполнительных устройств, идущими от каждого блока управления в режиме регулирования сопла.

Предпочтительно, установление гидравлической связи между исполнительными устройствами, управляемыми разными блоками управления в режиме регулирования сопла, осуществляется в случае отказа блока управления.

Если говорить точнее, целесообразно, чтобы исполнительные устройства были расположены парами, каждая из которых приводится в действие блоком управления.

Предпочтительно, система содержит по меньшей мере один первичный фиксатор, предпочтительнее два первичных фиксатора.

Предпочтительно, гидравлическое управление первичными фиксаторами осуществляет блок управления для приведения в действие исполнительных устройств в режиме реверсирования.

Предпочтительно, гидравлическое управление исполнительными устройствами, соединенными с блоком управления в режиме реверсирования, связано по меньшей мере с одним запорным клапаном, а именно с клапаном, входящим в управляющий блок, обеспечивающим распределение гидравлической мощности при приеме сигнала разблокирования по меньшей мере от одного первичного фиксатора, предпочтительно от двух первичных фиксаторов.

Предпочтительно, указанный управляющий сигнал является гидравлическим и возникает в результате подачи давления на первичные фиксаторы для открытия указанных первичных фиксаторов.

Предпочтительно, система содержит по меньшей мере один третичный фиксатор.

Предпочтительно, блоки управления и/или управляющий блок управляются, прямо или опосредованно, центральным блоком, осуществляющим управление турбореактивным двигателем и контроль его состояния, в частности, полностью автономной цифровой системой управления двигателем (FADEC) или электронным устройством управления двигателем (EEC).

Предпочтительно, по меньшей мере один участок исполнительных устройств снабжен по меньшей мере одним датчиком положения, в частности поворотно-регулируемым дифференциальным трансформатором и/или линейно-регулируемым дифференциальным трансформатором.

Предпочтительно, регулирование поперечного сечения регулируемого сопла осуществляется непрерывно, например, посредством по меньшей мере одного сервоклапана.

Предпочтительно, сервоклапан представляет собой трехходовой клапан и выполнен с возможностью управления асимметричными исполнительными устройствами, причем в неуправляемой камере поддерживается постоянное давление.

Предметом изобретения является также гондола турбореактивного двигателя, оснащенная реверсором тяги и связанным с ним регулируемым соплом, отличающаяся тем, что указанные устройства приводятся в действие системой управления описанного выше типа.

Изобретение станет более понятным в ходе чтения нижеследующего подробного описания, приводимого со ссылками на приложенный чертеж, представляющий собой схематическую иллюстрацию одного из вариантов осуществления предлагаемой системы управления.

На фиг. 1 схематически показана гидравлическая система управления для подвижного капота реверсора тяги, содержащего также регулируемое сопло (не показано).

Подвижный капот выполнен с возможностью приведения его в поступательное перемещение четырьмя гидравлическими исполнительными устройствами 1.

В данном случае рассматривается вариант использования единственного подвижного капота, по существу периферийного по отношению к гондоле, при этом четыре исполнительных устройства 1 расположены попарно по обе стороны от продольной оси гондолы. Исполнительные устройства правой пары обозначены номером позиции 1d, исполнительные устройства левой пары - номером позиции 1g.

Каждая пара исполнительных устройств 1d, 1g связана с соответствующим так называемым «первичным» фиксатором 2d, 2g, при этом оба фиксатора также располагаются по обе стороны от продольной оси гондолы.

Имеется также так называемый «третичный» фиксатор 2с, дополняющий систему обеспечения надежности устройства реверса тяги.

В соответствии с изобретением исполнительные устройства 1d, 1g представляют собой исполнительные устройства одностороннего действия с единственным подвижным поршнем в единственном цилиндре.

Говоря точнее, исполнительные устройства 1d, 1g представляют собой винтовые гидравлические исполнительные устройства, обеспечивающие возможность точных перемещений с учетом данной конкретной ситуации применения.

Активация каждого исполнительного устройства 1d, 1g осуществляется с помощью гидравлического контура питания или возвратного контура, который ниже описан более подробно.

Приведение в действие исполнительных устройств 1d, 1g осуществляется с помощью нескольких блоков управления, а именно двух блоков 100d, 100g управления в режиме регулирования сечения сопла и одного блока 200 управления в режиме реверсирования тяги.

Каждый блок 100d, 100g, 200 управления соединен с источником 101, 201 текучей среды, находящейся под давлением, а также с контуром 300 возврата этой текучей среды.

В режиме регулирования сопла от каждого блока 100d, 100g управления осуществляется параллельная подача гидравлической текучей среды в соответствующую пару исполнительных устройств 1d, 1g. Исходя из соображений надежности предусмотрена перекрестная связь исполнительных устройств, относящиеся к каждому блоку 100d, 100g управления, то есть блок 100d управления питает правое исполнительное устройство 1d и левое исполнительное устройство 1g, то же относится и ко второму блоку 100g управления.

Блоки 100d, 100g управления в режиме регулирования сопла, по существу, эквивалентны соответствующим блокам управления, описанным в документе GB 2446441. Однако в соответствии с цитированным документом на каждое исполнительное устройство приходится по одному блоку управления в режиме регулирования сопла, при этом указанные исполнительные устройства гидравлически не связаны друг с другом.

Каждый блок 100d, 100g управления содержит трехходовой направляющий сервоклапан 102, клапан 103 отсечки питания с электроприводом и клапан 104 полной отсечки.

Сервоклапан 102 используется для непрерывного регулирования давления в большой камере каждого приводимого в действие асимметричного исполнительного устройства 1d, 1g и для управления его выдвижением. Необходимо заметить, что малая камера исполнительных устройств получает питание от давления сети 101 в режиме активации функции регулирования сопла посредством электроклапанов 103.

Клапан 103 отсечки питания используется для активации регулирования сопла и обеспечения прохождения текучей среды от источника 101 через блок 100d, 100g управления.

Клапан 104 полной отсечки используется для деактивации и полной изоляции блока 100d, 100g управления от контура.

Каждый блок 100d, 100g управления в режиме регулирования сопла управляется специальным контроллером летательного аппарата или турбореактивного двигателя, известным под названием "полностью автономная цифровая система управления двигателем" (FADEC) или "электронное устройство управления двигателем" (EEC). Система FADEC одновременно управляет блоками 100d, 100g управления, при этом управление каждым блоком управления осуществляется по одному из двух каналов указанной системы.

Блок 200 управления в режиме реверсирования, по существу, эквивалентен блоку, описанному в документе GB 2446441, и содержит клапан 203, обеспечивающий подачу давления в исполнительные устройства 1d, 1g для работы в режиме реверсирования тяги.

Предложенная система снабжена дополнительным управляющим блоком 400, который гидравлически соединяет друг с другом исполнительные устройства 1d, 1g и обеспечивает гидравлическую связь блока 200 управления в режиме реверсирования с исполнительными устройствами 1d, 1g одностороннего действия.

Если говорить точнее, дополнительный управляющий блок 400 обеспечивает активацию режима реверсирования путем соединения блока 200 управления с гидравлическим контуром исполнительных устройств 1d, 1g. Кроме того, он позволяет в случае необходимости произвести отвод среды из одной пары исполнительных устройств 1d, 1g в случае деактивации одного блока 100 управления в режиме регулирования сопла и отвод среды из всех исполнительных устройств 1d, 1g в случае полной деактивации обоих блоков управления 100 в режиме регулирования сопла.

Указанный управляющий блок также содержит клапаны 401, управляемые блоками 100 управления в режиме регулирования сопла, в зависимости от режима, а именно: посредством соединения напрямую, когда система работает в режиме реверсирования или когда блок 100 управления в режиме регулирования сопла деактивирован, и посредством отсечки, когда система работает в режиме регулирования сопла.

В состав указанного управляющего блока входит также клапан 402, участвующий в выполнении упомянутых выше функций и управляемый сигналом разблокирования первичных фиксаторов 2d, 2g для того, чтобы активировать работу в режиме реверсирования тяги. Таким образом, реверсор тяги активируется только после разблокирования указанных фиксаторов 2d, 2g.

Для этого фиксаторы 2d, 2g гидравлически соединены с блоком 200 управления в режиме реверсирования и активируются посредством клапана 501 с электрическим приводом. После подачи давления на фиксаторы 1d, 1g осуществляется передача гидравлического сигнала на клапан 402 с целью открытия гидравлического контура реверсора.

Блок 200 управления в режиме реверсирования подает также питание на третичный фиксатор 2с, который также приводится в действие посредством клапана 502 с электрическим приводом.

Следует также иметь в виду, что каждая пара исполнительных устройств 1d, 1g снабжена по меньшей мере одним датчиком положения типа поворотно-регулируемого дифференциального трансформатора (RVDT), или резольвера, обеспечивающим возможность регулирования положения регулируемого сопла, и по меньшей мере одним линейно-регулирумым дифференциальным трансформатором (LVDT) для управления функцией реверса тяги (полного выдвижения исполнительных устройств).

В режиме работы регулирования сопла приводятся в действие отсечные клапаны 103 с целью подачи гидравлической мощности на блок 100 управления, предназначенный для ее перераспределения по исполнительным устройствам 1d, 1g посредством сервоклапана 102, регулирующего выдвижение или убирание этих исполнительных устройств.

В случае когда система FADEC обнаруживает отказ одного из блоков 100 управления в режиме регулирования сопла, вышедший из строя блок деактивируется в режиме отсечки посредством соответствующего клапана 104. Дополнительный управляющий блок 400 устанавливается в режим соединения напрямую. Гидравлические контуры обоих пар исполнительных устройств 1d, 1g оказываются сообщающимися, при этом второй блок 100 управления продолжает управлять работой своей пары исполнительных устройств.

Поскольку исполнительные устройства механически синхронизированы с помощью гибкого вала, приведенные в действие исполнительные устройства передают движение на исполнительные устройства, вышедшие из строя.

Хотя изобретение описано выше применительно к одному конкретному варианту осуществления, совершенно очевидно, что оно никоим образом не ограничивается этим вариантом и охватывает все технические эквиваленты рассмотренных здесь средств, а также их различные комбинации, при условии что они не выходят за рамки объема изобретения.

Изобретение относится к гидравлической системе управления реверсором тяги, установленным в гондоле турбореактивного двигателя и связанным с регулируемым соплом, причем указанный реверсор содержит один подвижный капот, приводимый в поступательное перемещение посредством синхронизированных друг с другом исполнительных устройств одностороннего действия. Указанная гидравлическая система управления содержит по меньшей мере один блок управления для приведения в действие указанных исполнительных устройств в соответствии с режимом регулирования сопла и по меньшей мере один блок управления для приведения в действие указанных исполнительных устройств в соответствии с режимом реверса тяги и включает в себя по меньшей мере один дополнительный управляющий блок, обеспечивающий гидравлическую связь между указанными исполнительными устройствами и содержащий группу регулирующих клапанов. Технический результат изобретения - обеспечение возможности использования исполнительных устройств одностороннего действия для приведения в действие регулируемых сопел и связанных с ними реверсоров тяги, позволяя при этом соблюдать требования надежности, предъявляемые к авиационным системам. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система управления гидравлического типа для реверсора тяги, входящего в состав гондолы турбореактивного двигателя и связанного с регулируемым соплом, содержащего: по меньшей мере один подвижный капот, выполненный с возможностью приведения в поступательное перемещение синхронизированными друг с другом исполнительными устройствами (1d, 1g) одностороннего действия, по меньшей мере два первичных фиксатора (2d, 2g) и по меньшей мере один третичный фиксатор (2с), причем указанные исполнительные устройства одностороннего действия выполнены с возможностью приведения в действие регулируемого сопла, включающая в себя:
по меньшей мере один блок (100d, 100g) управления для приведения в действие указанных исполнительных устройств в режиме регулирования сопла и
по меньшей мере один блок (200) управления для приведения в действие указанных исполнительных устройств в режиме реверсирования тяги, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере один дополнительный управляющий блок (400), обеспечивающий гидравлическую связь между указанными исполнительными устройствами с установлением сообщения между линиями гидравлического питания, идущими от управляющего блока в режиме сопла и от управляющего блока в режиме реверсирования, и содержащий группу регулирующих клапанов (401, 402), выполненных таким образом, что когда блок управления для приведения в действие исполнительных устройств в режиме регулирования сопла активен, соответствующий гидравлический сигнал приводит указанные клапаны управляющего блока в положение, при котором линии гидравлического питания исполнительных устройств, идущие от блока управления в режиме реверсирования, отключены.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере два блока (100d, 100g) управления в режиме регулирования сопла, каждый из которых выполнен с возможностью приведения в действие по меньшей мере одного исполнительного устройства, при этом все клапаны (401, 402) управляющего блока (400) выполнены с возможностью обеспечения гидравлической связи между линиями гидравлического питания исполнительных устройств, идущими от каждого блока управления в режиме регулирования сопла.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что установление гидравлической связи между исполнительными устройствами (1d, 1g), управляемыми разными блоками (100d, 100g) управления в режиме регулирования сопла, осуществляется в случае отказа блока управления.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что содержит два первичных фиксатора (2d, 2g).

5. Система по п. 3, отличающаяся тем, что гидравлическое управление первичными фиксаторами (2d, 2g) осуществляет блок (200) управления для приведения в действие исполнительных устройств в режиме реверсирования.

6. Система по п. 3, отличающаяся тем, что гидравлическое управление исполнительными устройствами (1d, 1g), соединенными с блоком (200) управления в режиме реверсирования, связано по меньшей мере с одним запорным клапаном (402), а именно с клапаном, входящим в управляющий блок (400), обеспечивающим распределение гидравлической мощности при приеме сигнала разблокирования по меньшей мере от одного первичного фиксатора (2d, 2g).

7. Система по п. 4, отличающаяся тем, что гидравлическое управление исполнительными устройствами (1d, 1g), соединенными с блоком (200) управления в режиме реверсирования, связано по меньшей мере с одним запорным клапаном (402), а именно с клапаном, входящим в управляющий блок (400), обеспечивающим распределение гидравлической мощности при приеме сигнала разблокирования от двух первичных фиксаторов (2d, 2g).

8. Система по п. 6, отличающаяся тем, что указанный управляющий сигнал представляет собой гидравлический сигнал и является результатом подачи давления на первичные фиксаторы (2d, 2g) для открытия указанных первичных фиксаторов.

9. Система по любому из пп. 1-3, 5-8, отличающаяся тем, что блоки (100d, 100g, 200) управления и/или управляющий блок (400) управляются, напрямую или опосредованно, центральным блоком, осуществляющим управление турбореактивным двигателем и контроль его состояния, в частности, полностью автономной цифровой системой управления двигателем (FADEC) или электронным устройством управления двигателем (EEC).

10. Система по любому из пп. 1-3, 5-8, отличающаяся тем, что по меньшей мере один участок исполнительных устройств (1d, 1g) снабжен по меньшей мере одним датчиком положения, в частности поворотно-регулируемым дифференциальным трансформатором и/или линейно-регулируемым дифференциальным трансформатором.

11. Система по любому из пп. 1-3, 5-8, отличающаяся тем, что регулирование поперечного сечения регулируемого сопла осуществляется непрерывно, например, посредством по меньшей мере одного сервоклапана (102).

12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что сервоклапан (102) представляет собой трехходовой клапан и выполнен с возможностью управления асимметричными исполнительными устройствами, причем в неуправляемой камере поддерживается постоянное давление.

13. Гондола турбореактивного двигателя, оснащенная реверсором тяги и связанным с ним регулируемым соплом, отличающаяся тем, что реверсор тяги и регулируемое сопло приводятся в действие системой управления по любому из пп. 1-12.