СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОСЕСИММЕТРИЧНОГО ПОВОРОТНОГО СОПЛА ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2019 года по МПК F02K1/80 

Изобретение относится к авиационным турбореактивным двигателям, а именно, к эксплуатации осесимметричного поворотного сопла, обеспечивающего у двигателя изменения тяги по направлению.

Известен способ эксплуатации осесимметричного поворотного сопла турбореактивного двигателя, у которого ось поворота подвижного корпуса направлена поперек продольной оси неподвижного корпуса сопла а на переднем фланце подвижного корпуса размещен кольцевой уплотнительный элемент, отделяющий S-образную магистраль охлаждения сопла от внешней среды, с корпусом П-образной формы, внутри которого установлены и зафиксированы в окружном направлении сегментные вкладыши с закрепленными в них и выступающими за их торцы графитовыми вставками, подпружиненные в радиальном направлении в сторону контактирующей с ними сферической поверхности неподвижного корпуса, прижатый к переднему фланцу подвижного корпуса болтами крепления, проходящими через отверстия в корпусе уплотнительного элемента и ввернутыми в резьбовые отверстия в переднем фланце подвижного корпуса, включающий монтаж поворотного сопла на турбореактивный двигатель для его эксплуатации.

/ RU №2529283, МПК F02K 1/80, опубликовано: 27.09.2014 / - прототип.

Выполнение конструкции сопла в таком виде обеспечивает его надежную работу, благодаря минимальным потерям охлаждающего воздуха, подаваемого в магистраль охлаждения в течение всего ресурса его работы.

Однако, в процессе эксплуатации, при значительном количестве перекладок подвижного корпуса реактивного сопла относительно его неподвижной части происходит выработка графитовых вставок кольцевого уплотнительного элемента. Для надежной работы реактивного сопла необходимо избегать утечек воздуха из охлаждающей магистрали, поэтому в процессе эксплуатации двигателя требуется контролировать состояние графитовых вставок кольцевого уплотнительного элемента, их выработка сверх допустимых значений требует замены кольцевого уплотнительного элемента. Чтобы осуществить его замену требуется демонтировать большое количество элементов сопла, что возможно только при наличии специализированного оборудования, которое находится в цехах завода-изготовителя. В результате на проведение данной работы требуются большое количество времени и значительные финансовые затраты.

Задача изобретения продлить ресурс работы поворотного реактивного сопла без замены уплотнительного элемента.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является увеличение ресурса использования кольцевого уплотнительного элемента поворотного реактивного сопла.

Технический результат достигается тем, что в заявленном способе эксплуатации осесимметричного поворотного сопла турбореактивного двигателя, у которого ось поворота подвижного корпуса направлена поперек продольной оси неподвижного корпуса сопла, а на переднем фланце подвижного корпуса размещен кольцевой уплотнительный элемент, отделяющий S-образную магистраль охлаждения сопла от внешней среды, с корпусом П-образной формы, внутри которого установлены и зафиксированы в окружном направлении сегментные вкладыши с закрепленными в них и выступающими за их торцы графитовыми вставками, подпружиненные в радиальном направлении в сторону контактирующей с ними сферической поверхности неподвижного корпуса, прижатый к переднему фланцу подвижного корпуса болтами крепления, проходящими через отверстия в корпусе кольцевого уплотнительного элемента и ввернутыми в резьбовые отверстия в переднем фланце подвижного корпуса, включающий монтаж поворотного сопла на турбореактивный двигатель для его эксплуатации, согласно заявленному способу после монтажа сопла на двигатель во время его эксплуатации периодически производят замер зазора h между сферической поверхностью неподвижного корпуса и торцем сегментного вкладыша в зоне максимально удаленной от оси поворота сопла, по которому судят о степени износа рабочих поверхностей графитовых вставок, если значение зазора h лежит в интервале минимальных значений, допустимых для обеспечения работоспособности уплотнительного элемента, сопло демонтируют с двигателя для его ремонта, после демонтажа сопла с двигателя отворачивают болты крепления корпуса уплотнительного элемента к переднему фланцу поворотного корпуса из резьбовых отверстий переднего фланца, поворачивают корпус уплотнительного элемента вокруг своей продольной оси на четверть оборота до совмещения осей отверстий в корпусе уплотнительного элемента с осями резьбовых отверстий в переднем фланце подвижного корпуса, вворачивают болты крепления в резьбовые отверстия переднего фланца до прижатия торца корпуса уплотнительного элемента к торцу переднего фланца подвижного корпуса, после чего производят монтаж сопла на двигатель.

Периодический замер зазора h между сферической поверхностью неподвижного корпуса и торцом сегментного вкладыша в зоне максимально удаленной от оси поворота сопла позволяет контролировать зазор между уплотнительным элементом и сферической поверхностью неподвижного корпуса в местах наиболее подверженных износу, в результате большего перемещения пятна контакта графитовых вставок в зонах наиболее удаленных от оси поворота сопла, тем самым можно судить об остатке ресурса уплотнительного элемента. В случае, когда значение зазора h лежит в интервале минимальных значений, допустимых для обеспечения работоспособности уплотнительного элемента, и не выходит за его пределы, сопло демонтируют с двигателя для того, чтобы получить доступ к уплотнительному элементу и осуществить ремонтные работы. В процессе ремонта отворачивают и вынимают болты крепления корпуса уплотнительного элемента к переднему фланцу поворотного корпуса из резьбовых отверстий переднего фланца, тем самым обеспечивается возможность поворота уплотнительного элемента. Неравномерный износ графитовых вставок уплотнительного элемента, определяемый различными величинами перемещений, в зависимости от расстояния от оси поворота сопла, дает возможность использовать наименее изношенные графитовые вставки в местах наиболее подверженных износу и наоборот - наиболее изношенные графитовые вставки в местах наименее подверженных износу. Для этого уже отсоединенный уплотнительный элемент проворачивают вокруг своей продольной оси на четверть оборота до совмещения осей отверстий в корпусе уплотнительного элемента с осями резьбовых отверстий в переднем фланце подвижного корпуса, затем вворачивают болты крепления в резьбовые отверстия переднего фланца, обеспечивая фиксацию кольцевого уплотнительного элемента. Данная последовательность операций позволяет продлить ресурс уплотнительного элемента практически в два раза, тем самым увеличивая ресурс сопла турбореактивного двигателя.

Дополнительный технический результат заключается в том, что при продлении ресурса кольцевого уплотнительного элемента пропадает необходимость его замены на новое. Чтобы осуществить его замену требуется демонтировать большое количество элементов сопла, что возможно только при наличии специализированного оборудования, которое находится в цехах завода-изготовителя. Тем самым использование заявленного способа позволяет сэкономить значительное количество времени и финансовых затрат.

На фиг. 1 изображен продольный разрез осесимметричного поворотного сопла;

на фиг. 2 показано увеличенное место крепления кольцевого уплотнительного элемента;

на фиг. 3 показан вид Б-Б на уплотнительный элемент.

Реализация заявленного способа осуществляется на поворотном осесимметричном сопле турбореактивного двигателя, содержащем подвижный корпус (1), ось поворота (2) которого направлена поперек продольной оси (3) неподвижного корпуса (4). На переднем фланце (5) подвижного корпуса (1) размещен кольцевой уплотнительный элемент (6), отделяющий S-образную магистраль охлаждения сопла (7) от внешней среды, с корпусом П-образной формы (8), внутри которого установлены и зафиксированы в окружном направлении сегментные вкладыши (9) с закрепленными в них и выступающими за их торцы (10) графитовые вставки (11), подпружиненные в радиальном направлении в сторону контактирующей с ними сферической поверхности (12) неподвижного корпуса (4) с помощью плоских пружин (13), прижатый к переднему фланцу (5) подвижного корпуса (1) болтами крепления (14), проходящими через резьбовые отверстия (15) в переднем фланце (5) подвижного корпуса (1)

Способ эксплуатации сопла реализуют следующим образом.

После монтажа поворотного осесимметричного сопла (1) на турбореактивный двигатель, во время его эксплуатации периодически производят замер зазора h между сферической поверхностью (13) неподвижного корпуса (4) и торцом (10) сегментного вкладыша (9) в зоне максимально удаленной от оси поворота (2). В том случае, если значение зазора h лежит в интервале минимальных значений, допустимых для обеспечения работоспособности кольцевого уплотнительного элемента (6), и не выходит за его пределы, осесимметричное поворотное сопло демонтируют с двигателя для его ремонта. В процессе ремонта отворачивают и вынимают болты крепления (14) П-образного корпуса (8) кольцевого уплотнительного элемента (6) подвижного корпуса (1) из резьбовых отверстий (15) переднего фланца (4), поворачивают кольцевой уплотнительный элемент (5) на четверть оборота относительно продольной оси (3) до совмещения осей отверстий (16) в корпусе уплотнительного элемента с осями резьбовых отверстий (17) в переднем фланце (5) подвижного корпуса (1), затем вворачивают болты крепления (14) в резьбовые отверстия (17) переднего фланца (5), до прижатия П-образного корпуса (8) к переднему фланцу (5), после чего производят контровку болтов крепления (14). Окончательно собранное осесимметричное поворотное сопло далее передается для монтажа на двигатель.

Изобретение относится к авиационным турбореактивным двигателям, а именно к эксплуатации осесимметричного поворотного сопла, обеспечивающего у двигателя изменения тяги по направлению. Способ эксплуатации осесимметричного поворотного сопла турбореактивного двигателя, у которого ось поворота подвижного корпуса направлена поперек продольной оси неподвижного корпуса сопла, а на переднем фланце подвижного корпуса размещен кольцевой уплотнительный элемент, включает монтаж поворотного сопла на турбореактивный двигатель для его эксплуатации. После монтажа сопла на двигатель во время его эксплуатации периодически производят замер зазора между сферической поверхностью неподвижного корпуса и торцем сегментного вкладыша в зоне максимально удаленной от оси поворота сопла.

По величине зазора судят о степени износа рабочих поверхностей графитовых вставок, и если значение зазора лежит в интервале минимальных значений, допустимых для обеспечения работоспособности уплотнительного элемента, сопло демонтируют с двигателя для ремонта. После демонтажа сопла с двигателя отворачивают болты крепления корпуса уплотнительного элемента к переднему фланцу поворотного корпуса из резьбовых отверстий переднего фланца. Поворачивают корпус уплотнительного элемента вокруг своей продольной оси на четверть оборота до совмещения осей отверстий в корпусе уплотнительного элемента с осями резьбовых отверстий в переднем фланце подвижного корпуса. Вворачивают болты крепления в резьбовые отверстия переднего фланца до прижатия торца корпуса уплотнительного элемента к торцу переднего фланца подвижного корпуса, после чего производят монтаж сопла на двигатель. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является увеличение ресурса использования кольцевого уплотнительного элемента поворотного реактивного сопла. 3 ил.

Способ эксплуатации осесимметричного поворотного сопла турбореактивного двигателя, у которого ось поворота подвижного корпуса направлена поперек продольной оси неподвижного корпуса сопла, а на переднем фланце подвижного корпуса размещен кольцевой уплотнительный элемент, отделяющий S-образную магистраль охлаждения сопла от внешней среды, с корпусом П-образной формы, внутри которого установлены и зафиксированы в окружном направлении сегментные вкладыши с закрепленными в них и выступающими за их торцы графитовыми вставками, подпружиненные в радиальном направлении в сторону контактирующей с ними сферической поверхности неподвижного корпуса, прижатый к переднему фланцу подвижного корпуса болтами крепления, проходящими через отверстия в корпусе кольцевого уплотнительного элемента и ввернутыми в резьбовые отверстия в переднем фланце подвижного корпуса, включающий монтаж поворотного сопла на турбореактивный двигатель для его эксплуатации, отличающийся тем, что после монтажа сопла на двигатель во время его эксплуатации периодически производят замер зазора h между сферической поверхностью неподвижного корпуса и торцом сегментного вкладыша в зоне максимально удаленной от оси поворота сопла, по которому судят о степени износа рабочих поверхностей графитовых вставок, если значение зазора h лежит в интервале минимальных значений, допустимых для обеспечения работоспособности уплотнительного элемента, сопло демонтируют с двигателя для его ремонта, после демонтажа сопла с двигателя отворачивают болты крепления корпуса уплотнительного элемента к переднему фланцу поворотного корпуса из резьбовых отверстий переднего фланца, поворачивают корпус уплотнительного элемента вокруг своей продольной оси на четверть оборота до совмещения осей отверстий в корпусе уплотнительного элемента с осями резьбовых отверстий в переднем фланце подвижного корпуса, вворачивают болты крепления в резьбовые отверстия переднего фланца до прижатия торца корпуса уплотнительного элемента к торцу переднего фланца подвижного корпуса, после чего производят монтаж сопла на двигатель.