УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ПЕРЕДНЕЙ РАМЫ РЕВЕРСОРА ТЯГИ С КОЖУХОМ ВЕНТИЛЯТОРА И ГОНДОЛА, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2016 года по МПК F01D25/24 F02K1/54 

Изобретение относится к устройству для соединения передней рамы реверсора тяги с кожухом вентилятора и к гондоле, содержащей такое устройство.

Как известно из уровня техники, блок силовой установки летательного аппарата обычно содержит расположенный в гондоле турбореактивный двигатель.

Такая гондола, которая, в частности, выполняет функцию обтекателя турбореактивного двигателя и направляет наружный воздух в его сторону, содержит, как правило, переднюю часть, образующую воздухозаборник, среднюю часть, охватывающую кожух вентилятора турбореактивного двигателя, и заднюю часть, объединенную с реверсором тяги, а также с реактивным соплом для потока холодного воздуха.

На переднем конце реверсора тяги расположена передняя рама, по существу, кольцевой формы, которая выполняет конструкционную функцию.

Соединение между задней и средней частями гондолы обычно выполняют посредством устройства, предназначенного для соединения передней рамы реверсора тяги с кожухом вентилятора.

Данное соединительное устройство обычно образовано, по существу, кольцевым фланцем, прикрепленным к передней раме и взаимодействующим с J-образным или V-образным пазом, выполненным в задней части кожуха вентилятора.

Учитывая величину радиальных и осевых усилий, действующих в зоне сопряжения передней рамы с кожухом вентилятора, необходимо, чтобы паз, сформированный на кожухе вентилятора, был достаточно глубоким, что ведет к значительному увеличению габаритов и веса.

Кроме того, такое соединительное устройство не предназначено для использования с задней частью гондолы типа «О-канал», то есть цельного кольцевого типа, в противоположность задней части гондолы типа «С-канал», то есть типа гондолы, содержащей две половины, которые можно разделить при проведении работ по техобслуживанию.

Для монтажа описанного соединительного устройства необходимо раскрыть две или большее количество зон задней части гондолы, что невозможно в случае с вышеупомянутой конфигурацией «О-канал», которая по определению является цельной и неделимой.

Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в разработке устройства для соединения передней рамы реверсора тяги с кожухом вентилятора, благодаря которому возможно уменьшение габаритных размеров и веса, и которое совместимо с задней частью гондолы типа «О-канал».

Для решения указанной задачи предложено устройство для соединения передней рамы реверсора тяги с кожухом вентилятора, отличающееся тем, что оно содержит:

- зубчатый фланец, прикрепленный к указанной передней раме,

- кольцевую деталь для принятия данного фланца, прикрепленную к указанному кожуху вентилятора,

- зубчатый обод с формой, ответной по отношению к форме указанного фланца, смонтированный с возможностью поворота на указанной кольцевой детали,

причем указанный зубчатый фланец, указанная кольцевая деталь и указанный зубчатый обод имеют такую конфигурацию, что вращение указанного обода относительно указанной кольцевой детали приводит к блокированию указанного фланца относительно указанной кольцевой детали в результате взаимодействия соответствующих зубчатых элементов указанного фланца и указанного обода.

Благодаря такому расположению обеспечивают очень эффективное противодействие радиальным и осевым усилиям в обоих направлениях с использованием при этом зубчатых элементов с гораздо меньшими размерами, чем в устройствах, известных из уровня техники.

Благодаря характеристикам предлагаемого устройства, работающего подобно быстродействующему трубному соединению, возможно крепление зубчатого фланца передней рамы реверсора тяги к кольцевой детали для принятия указанного фланца, прикрепленной к кожуху вентилятора, путем перемещения реверсора тяги и последующего поворота зубчатого обода. Помимо того, что такой способ соединения является очень простым и быстрым (время действия составляет, обычно, порядка 30 секунд), его можно использовать для цельных реверсоров тяги типа «О-канал».

Более того, в случае поломки одного или большего количества выступов, образующих зубчатые элементы фланца или обода, смежные выступы продолжают поддерживать надежное соединение, благодаря чему достигается высокий уровень безопасности.

В соответствии с другими необязательными признаками предлагаемого соединительного устройства,

- указанная кольцевая деталь имеет радиальный опорный выступ, упирающийся в зубчатые элементы указанного фланца, на который надет указанный зубчатый обод;

- указанный радиальный опорный выступ имеет i-образное сечение;

- указанный радиальный опорный выступ имеет L-образное сечение: благодаря такой конфигурации возможно уменьшение радиальных размеров соединения;

- указанный радиальный опорный выступ и зубчатые элементы указанного фланца имеют поверхности взаимодействия, наклонные относительно поперечной плоскости: благодаря этому удается получить соединение конического типа между фланцем реверсора тяги и кольцевой деталью для принятия данного фланца, а также подвергнуть предварительному напряжению выступы, образующие зубчатые элементы фланца передней рамы, вследствие чего предотвращаются осевые или радиальные смещения фланца относительно кольцевой детали;

- величина наклона указанных поверхностей составляет приблизительно 30 градусов;

- выступы указанных зубчатых элементов имеют окружные фаски, благодаря которым облегчается взаимное сцепление выступов;

- указанный зубчатый фланец и указанная кольцевая деталь имеют радиальные фаски, благодаря которым облегчается сцепление указанного фланца с указанной кольцевой деталью и их центрирование;

- окружная длина зубчатых элементов указанного фланца и указанного обода больше в положении «12 часов», чем в положении «6 часов»; благодаря этому удается вводить в зацепление сначала зубчатые элементы, находящиеся в положении «12 часов», а затем зубчатые элементы, находящиеся в положении «6 часов», что облегчает соединение фланца с кольцевой деталью;

- указанная кольцевая деталь содержит уплотнение, которое может сжиматься указанным зубчатым фланцем: указанное уплотнение способствует достижению аэродинамической герметичности;

- указанный зубчатый обод содержит паз, через который пропущены средства приведения во вращение указанного обода;

- указанные средства содержат шестерню, взаимодействующую с зубчатой рейкой, которая прикреплена к указанному зубчатому ободу;

- указанные средства содержат управляющий винт, взаимодействующий с гайкой, которая прикреплена к указанному зубчатому ободу.

Изобретение также относится к гондоле для турбореактивного двигателя летательного аппарата, отличающейся тем, что она содержит соединительное устройство, описанное выше.

Остальные признаки и преимущества очевидны из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

- на фиг. 1 показан вид в аксонометрии кожуха вентилятора турбореактивного двигателя, а также предлагаемого соединительного устройства для передней рамы реверсора тяги и указанного кожуха;

- на фиг. 2 показан детальный вид зоны II, изображенной на фиг. 1;

- на фиг. 3 показан вид осевого поперечного сечения зоны II около выступа зубчатого фланца, причем зубчатый обод находится в блокированном положении;

- на фиг. 4 показан вид, аналогичный виду на фиг. 3, сечения около выемки зубчатого фланца;

- на фиг. 5 показан вид, аналогичный виду на фиг. 3, при этом зубчатый обод находится в разблокированном положении;

- на фиг. 6 показан вид в аксонометрии, аналогичный виду на фиг. 2, около зоны, где расположены средства приведения во вращение зубчатого обода предлагаемого устройства;

- на фиг. 7 показан детальный вид указанных средств приведения во вращение, при этом часть зубчатого обода удалена для большей ясности;

- на фиг. 8 показан вид в аксонометрии, аналогичный виду на фиг. 6, иллюстрирующий другой вариант средств приведения во вращение зубчатого обода;

- на фиг. 9а показан вид, аналогичный виду на фиг. 3, иллюстрирующий другой вариант зубчатого фланца и кольцевой детали для принятия указанного фланца, входящих в состав предлагаемого устройства;

- на фиг. 9b показан вид, аналогичный виду на фиг. 9a, около выемки зубчатого фланца;

- на фиг. 10 и 11 показан вид, аналогичный виду, показанному на фиг. 3 и 4 соответственно, иллюстрирующий другой вариант зубчатого фланца, кольцевой детали для принятия указанного фланца и зубчатого обода, входящих в состав предлагаемого устройства.

На всех чертежах одни и те же или одинаковые компоненты или узлы обозначены одними и теми же или одинаковыми номерами позиций.

На фиг. 1 показан кожух 1 вентилятора, имеющий, по существу, форму кольцевого обруча.

Как известно из уровня техники, данный кожух охватывает вентилятор турбореактивного двигателя, направляя при этом наружный воздушный поток в сторону лопастей данного вентилятора.

За указанным кожухом 1 вентилятора, то есть справа на фиг. 1, расположена задняя часть гондолы (не показана), в которой, как правило, расположено устройство реверса тяги.

Как указано во вводной части настоящего описания, важно обеспечить очень прочное крепление реверсора тяги к кожуху 1 вентилятора.

Для этого используют переднюю раму реверсора тяги (не показана), имеющую, по существу, кольцевую форму.

Согласно изобретению, на указанной передней раме жестко закреплен зубчатый фланец 3.

Как показано на фиг. 2, указанный фланец содержит последовательность выступов 5 и выемок 7, формирующих зубчатые элементы, причем каждый из выступов 5 предпочтительно имеет окружную фаску 9.

На кожухе 1 вентилятора жестко закреплена кольцевая деталь 11 для принятия указанного зубчатого фланца 3.

На указанной кольцевой детали 11 установлен с возможностью поворота зубчатый обод 13, форма которого является ответной по отношению к форме зубчатого фланца 3, причем на кольцевой детали расположена одна или большее количество накладок Е, обеспечивающих сборку отдельных секций, образующих обод 13.

На фиг. 3-5 более детально проиллюстрировано взаимодействие зубчатого фланца 3, кольцевой детали 11 и зубчатого обода 13.

Как показано на данных чертежах, кольцевая деталь 11 имеет опорный выступ 14 с i-образным сечением.

Так же, как и зубчатый фланец 3, зубчатый обод 13 содержит выступы 15 и выемки 17, формирующие зубчатые элементы, являющиеся ответными по отношению к выступам 5 и выемкам 7 зубчатого фланца 3.

Как показано на фиг. 3 и 4, когда зубчатый обод 13 находится в блокированном положении, его выступы 15 блокируют выступы 5 фланца 3 относительно i-образного опорного выступа 14 кольцевой детали 11.

Благодаря особой i-образной форме опорного выступа 14, выступы 5 оказываются заблокированными относительно указанного опорного выступа углом к углу, что позволяет предотвратить любую возможность осевого или радиального смещения зубчатого фланца 3 относительно кольцевой детали 1.

Предпочтительно, одна или большее количество радиальных фасок 19, 21, выполненных, соответственно, на зубчатом фланце 3 и на кольцевой детали 11, облегчают взаимное осевое сцепление указанных двух компонентов в процессе соединения реверсора тяги с кожухом 1 вентилятора.

Следует также заметить, что между фаской 19 зубчатого фланца 3 и i-образным опорным выступом 14 кольцевой детали 11 предпочтительно расположено уплотнение 23, например уплотнительное кольцо, что позволяет добиться аэродинамической герметичности соединения.

На фиг. 5 показано устройство, изображенное на фиг. 2 и 3, после поворота зубчатого обода 13 для отсоединения реверсора тяги от кожуха 1 вентилятора.

Как показано на данном чертеже, в результате такого поворота зубчатого обода 13 относительно кольцевой детали 11 выемки 17 данного обода расположены напротив выступов 5 зубчатого фланца 3, что обеспечивает отсоединение данного фланца и, следовательно, всего блока реверсора тяги (не показан) от кольцевой детали 11.

На фиг. 6 и 7 показан один из вариантов средств, обеспечивающих поворот зубчатого обода 13 относительно кольцевой детали 11.

Согласно данному варианту, указанные средства содержат паз 25, выполненный в зубчатом ободе 13, окружную зубчатую рейку 27, прикрепленную к ободу 13 и расположенную в пазе 25, а также шестерню 29, установленную с возможностью вращения относительно, по существу, радиальной оси и прикрепленную к кольцевой детали 1.

Над данной шестерней 29 расположена полость 31, благодаря которой возможна установка приводного ключа с ответной формой.

Для приведения во вращение зубчатого обода 13 достаточно воздействовать указанным ключом на полость 31, что приводит к повороту шестерни 29 и, таким образом, к приведению в движение зубчатой рейки 27, после чего происходит поворот зубчатого обода 13 вокруг общей оси кольцевой детали 11 и кожуха 1 вентилятора.

Согласно другому варианту изобретения, показанному на фиг. 8, предусмотрен управляющий винт, проходящий, по существу, в направлении касательной к зубчатому ободу 13, причем один конец указанного винта прикреплен к первой скобе 35, проходящей через паз 25 и жестко прикрепленной к кольцевой детали 11, а второй конец взаимодействует с гайкой, установленной на второй скобе 37, прикрепленной к зубчатому ободу 13.

Управляющий винт 33 содержит полость 39, обеспечивающую возможность приведения его в действие посредством ключа подходящей формы.

Для поворота зубчатого обода 13 относительно кольцевой детали 11 достаточно привести во вращение управляющий винт 33, в результате чего две скобы 35, 37 приближаются друг к другу или отдаляются друг от друга, обеспечивая, таким образом, нужный поворот.

Благодаря такому повороту возможно блокирование или разблокирование зубчатого фланца 3 относительно кольцевой детали 11.

Согласно варианту, показанному на фиг. 9а, опорный выступ 14 кольцевой детали 11 имеет не i-образное сечение, как в описанном выше варианте, а L-образное сечение, благодаря чему можно сделать так, чтобы радиальная длина данного опорного выступа 14 не превышала радиальную длину выступов 5 зубчатого фланца 3, что позволит уменьшить радиальные размеры предлагаемого соединительного устройства.

Как показано на фиг. 9b, в зоне выемок 7 зубчатого фланца 3 данные выемки упираются в опорный выступ 14 кольцевой детали 11, что позволяет избежать перегрузки радиальными усилиями зубчатых элементов обода 13, которые и без того испытывают сильные нагрузки, воспринимая осевые усилия, передаваемые фланцем 3.

Предпочтительно, как показано на фиг. 10 и 11, поверхность S взаимодействия выступов 5 с опорным выступом 14 наклонена на угол α, равный, как правило, 30 градусов относительно поперечной плоскости Р.

Такой особый наклон поверхности S позволяет создать, во-первых, осевое усилие F1 и, во-вторых, радиальное усилие F2 на выступы 5 зубчатого фланца 3 во время блокирования зубчатого обода 13. Данные усилия обеспечивают предварительное натяжение, предотвращающее появление какого бы то ни было зазора между указанными компонентами и, таким образом, последующего износа.

Предпочтительно, такое предварительное натяжение обеспечивают путем уменьшения окружной длины зубчатого обода 13, например, посредством коленчатого (то есть с рычажным действием) или трехопорного фиксатора, расположенного вместо накладок Е на их месте.

Из вышеизложенного очевидно, что предлагаемое соединительное устройство представляет собой чрезвычайно простую конструкцию, аналогичную быстродействующему трубному соединению, которое можно использовать для соединения друг с другом каналов для циркуляции текучих сред.

Посредством соединительного устройства выполняют соединение реверсора тяги с кожухом вентилятора и отсоединение реверсора от кожуха в течение очень короткого промежутка времени, что очень важно при проведении работ по техобслуживанию.

Более того, соединительное устройство, в частности, подходит в тех случаях, когда используют реверсор тяги типа «О-канал», то есть когда реверсор является цельным и его сложно соединить с кожухом вентилятора посредством известных из уровня техники конструкций с J-образным или V-образным пазом.

Очевидно, что изобретение никоим образом не ограничено описанными и показанными вариантами его осуществления, которые были представлены только в качестве примеров.

Устройство соединения передней рамы реверсора тяги с кожухом вентилятора содержит зубчатый фланец, кольцевую деталь для принятия указанного фланца и зубчатый обод. Зубчатый фланец прикреплен к передней раме, а кольцевая деталь прикреплена к кожуху вентилятора. Зубчатый обод выполнен с формой, ответной по отношению к форме фланца, и смонтирован с возможностью поворота на кольцевой детали. Зубчатый фланец, кольцевая деталь и зубчатый обод имеют такую конфигурацию, что вращение обода относительно кольцевой детали приводит к блокированию фланца относительно кольцевой детали в результате взаимодействия соответствующих зубчатых элементов фланца и обода. Кольцевая деталь имеет радиальный опорный выступ, упирающийся в зубчатые элементы фланца. На радиальный опорный выступ кольцевой детали надет зубчатый обод. Другое изобретение группы относится к гондоле турбореактивного двигателя летательного аппарата, содержащей указанное выше устройство. Группа изобретений обеспечивает снижение габаритных размеров и веса устройства соединения передней рамы реверсора тяги с кожухом вентилятора. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство для соединения передней рамы реверсора тяги с кожухом (1) вентилятора, содержащее:
- зубчатый фланец (3), прикрепленный к указанной передней раме,
- кольцевую деталь (11) для принятия указанного фланца (3), прикрепленную к указанному кожуху (1) вентилятора,
- зубчатый обод (13) с формой, ответной по отношению к форме указанного фланца (3), смонтированный с возможностью поворота на указанной кольцевой детали (11),
причем указанный зубчатый фланец (3), указанная кольцевая деталь (11) и указанный зубчатый обод (13) имеют такую конфигурацию, что вращение указанного обода (13) относительно указанной кольцевой детали (11) приводит к блокированию указанного фланца (3) относительно указанной кольцевой детали (11) в результате взаимодействия соответствующих зубчатых элементов указанного фланца (3) и указанного обода (13), при этом указанная кольцевая деталь (11) имеет радиальный опорный выступ (14), упирающийся в зубчатые элементы указанного фланца (3), причем на указанный радиальный опорный выступ (14) надет указанный зубчатый обод (13).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанный радиальный опорный выступ (14) имеет i-образное сечение.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанный радиальный опорный выступ (14) имеет L-образное сечение.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что указанный радиальный опорный выступ (14) и зубчатые элементы указанного фланца (3) имеют поверхности (S) взаимодействия, наклонные относительно поперечной плоскости.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что величина (α) наклона указанных поверхностей составляет приблизительно 30 градусов.

6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что выступы (5) указанных зубчатых элементов имеют окружные фаски (9).

7. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что указанный зубчатый фланец и указанная кольцевая деталь имеют радиальные фаски (19, 21).

8. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что окружная длина зубчатых элементов указанного фланца (3) и указанного обода (13) больше в положении «12 часов», чем в положении «6 часов».

9. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что указанная кольцевая деталь (11) содержит уплотнение (23), которое может сжиматься указанным зубчатым фланцем (3).

10. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что указанный зубчатый обод (13) содержит паз (25), через который пропущены средства приведения во вращение указанного обода.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что указанные средства содержат шестерню (29), взаимодействующую с зубчатой рейкой (27), которая прикреплена к указанному зубчатому ободу (13).

12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что указанные средства содержат управляющий винт (33), взаимодействующий с гайкой, которая прикреплена к указанному зубчатому ободу (13).

13. Гондола для турбореактивного двигателя летательного аппарата, отличающаяся тем, что она содержит устройство по любому из пп. 1-12.