Задняя рама для реверсора тяги, реверсор тяги для гондолы летательного аппарата и гондола летательного аппарата, оснащенная таким реверсором тяги Российский патент 2020 года по МПК F02K1/72 

Настоящее изобретение относится к области гондол летательных аппаратов и касается устройств реверсирования тяги. Более конкретно настоящее изобретение относится к задней раме реверсора тяги с отклоняющими решетками для гондолы летательного аппарата.

Самолет приводится в движение несколькими турбореактивными двигателями, каждый из которых помещен в гондолу, вмещающую также комплект дополнительных приводных устройств, связанных с ее функционированием и обеспечивающих различные функции, когда турбореактивный двигатель работает или остановлен. Эти дополнительные приводные устройства, в частности, содержат механическую систему реверсирования тяги.

Точнее, гондола, как правило, имеет трубчатую конструкцию, содержащую воздухозаборник, расположенный по потоку перед турбореактивным двигателем, среднюю часть, окружающую вентилятор турбореактивного двигателя, и заднюю по потоку часть, вмещающую средства реверсирования тяги и окружающую камеру сгорания турбореактивного двигателя, заканчивающуюся, как правило, реактивным соплом, выходное отверстие которого находится по потоку за турбореактивным двигателем.

Современные гондолы предназначены для того, чтобы вмещать двухконтурный турбореактивный двигатель, способный генерировать посредством вращающихся лопастей вентилятора горячий воздушный поток (называемый также «первичным потоком»), выходящий из камеры сгорания турбореактивного двигателя, и холодный воздушный поток («вторичный поток»), циркулирующий снаружи турбореактивного двигателя по кольцевому каналу, также называемому «трактом», образованному между обтекателем турбореактивного двигателя и внутренней стенкой гондолы. Оба этих воздушных потока выбрасываются из турбореактивного двигателя через задний конец гондолы.

Роль реверсора тяги состоит в том, чтобы при приземлении самолета увеличить тормозную способность последнего путем изменения направления, по меньшей мере, части тяги, развиваемой двигателем, на обратное, то есть вперед. На этом этапе реверсор перекрывает кольцевой канал холодного воздушного потока и направляет последний в направлении передней части гондолы, в результате чего создается обратная тяга, складывающаяся с торможением колес самолета.

Средства, применяемые для осуществления указанного перенаправления холодного потока, могут быть различными в зависимости от типа реверсора. Однако во всех случаях реверсор тяги содержит подвижные обтекатели, выполненные с возможностью перемещения, с одной стороны, из выдвинутого положения, в котором они открывают в гондоле проход, предназначенный для отклоненного потока, а с другой стороны, в убранное положение, в котором они перекрывают указанный проход. Эти обтекатели могут выполнять отклоняющую функцию или лишь активизировать другие отклоняющие средства.

В случае реверсора тяги с отклоняющими решетками, также известного под названием каскадного реверсора, перенаправление воздушного потока осуществляется посредством отклоняющих решеток, связанных с реверсивными лопатками, при этом функция обтекателя заключается просто в скользящем перемещении с целью открывания или перекрытия отклоняющих решеток. Реверсивные лопатки образуют блокировочные дверцы, приводимые в действие посредством скользящего перемещения обтекателя, обычно запускающего закрытие кольцевого канала по потоку за решетками с целью оптимизации перенаправления холодного потока.

В классическом виде связь двигателя с летательным аппаратом осуществляется с помощью опорной конструкции, содержащей две верхние продольные балки, обычно называемые балками «на 12 часов» в соответствии с их положением в вершине гондолы, две нижние продольные балки, обычно называемые балками «на 6 часов» в соответствии с их положением в нижней части гондолы, и узел, имеющий по существу кольцеобразную форму, называемый передней рамой, образованный в действительности двумя передними полурамами, каждая из которых проходит между указанными верхними и нижними продольными балками и предназначена для прикрепления к периферии кромки за кожухом вентилятора двигателя по потоку.

Обычно решетки реверсирования тяги соединены между собой с помощью задней рамы реверсирования тяги. Как представлено на фиг. 1а и 1b, такая задняя рама 1, как правило, имеет секцию в форме «С» (фиг. 1а) или «L» (фиг. 1b) с целью максимального увеличения инерции конструкции и имеет два конца, каждый из которых снабжен крепежным хомутом 2, соединенными один - с балкой «на 12 часов», другой - с балкой «на 6 часов». Форма рамы имеет неровность 3 для прохождения приводного гидроцилиндра решеток реверсирования тяги в направлении толщины задней рамы реверсирования тяги. Такая неровность формы приводит к тому, что рама реверсирования тяги имеет значительные размеры для того, чтобы не слишком сильно ослаблять конструкцию задней рамы реверсирования тяги, что в результате ухудшает ее механические свойства, а именно прочность при напряжениях, которым она подвергается в ходе эксплуатации. Поэтому такая рама, помимо значительных размеров, обладает и значительной массой. В некоторых конфигурациях решетки соединены между собой напрямую без использования задней рамы. Недостатком этого решения является уменьшение полезной площади решеток и необходимость удлинить решетки, чтобы добиться эквивалентной эффективности.

Известные конструкции задней рамы реверсора тяги описаны, например, в документах WO 2014/044964, US 2011/284660 и ЕР 2466101.

Неизбежным следствием вышеописанного является разработка методов для осуществления более легких задних рам при сохранении значительных размеров, чтобы обеспечить выполнение неровности формы для прохода приводного гидроцилиндра решеток реверсирования тяги, и при минимально возможном ухудшении механических характеристик задних рам. Эти технологии заключаются в использовании таких материалов, как композиты.

Однако данные технологии не позволяют в настоящее время уменьшить размеры задней рамы реверсирования тяги, в то время как даже уменьшение размеров могло бы обеспечить множество технических преимуществ.

Поэтому существует потребность в задней раме реверсирования тяги, не имеющей указанных недостатков, в частности в задней раме, имеющей меньшую массу и меньшие размеры по сравнению с задними рамами, известными из уровня техники.

Раскрытие сущности изобретения

Техническая проблема, решаемая изобретением, состоит в том, чтобы предложить заднюю раму реверсора тяги, имеющую меньшие размеры и более легкую, но при этом сохраняющую механические характеристики, достаточные для ее использования в устройствах реверсирования тяги гондол летательных аппаратов.

Одна или несколько из этих технических проблем изобретения решены в устройствах согласно изобретению.

В соответствии с первым аспектом изобретение относится к задней раме для реверсора тяги с отклоняющей решеткой для гондолы летательного аппарата, при этом гондола содержит по меньшей мере две продольные балки. Задняя рама выполнена с возможностью ее прикрепления к двум продольным балкам и удержания одной или нескольких отклоняющих решеток во взаимодействии с передней рамой. Задняя рама содержит основную секцию по существу в форме ленты. Под «формой ленты», в частности, понимается по существу плоская и, в основном, узкая форма. Обе продольные балки представляют собой классические балки «на 12 часов» и «на 6 часов».

Рама в форме ленты функционирует, несмотря на намного более слабую инерцию, чем устройства, известные из уровня техники, так как ведет себя как барабан. Радиальные нагрузки решеток приводят к «вздутию» конструкции и воздействуют на раму только по окружности.

Задняя рама может содержать на каждом из своих концов крепежные элементы для прикрепления к обеим продольным балкам.

Как правило, основная секция проходит между крепежными элементами.

По меньшей мере один из крепежных элементов может содержать скобу, которая предпочтительно может быть встроена в заднюю раму таким образом, чтобы образовать единое целое с задней рамой. По меньшей мере одна из указанных скоб может иметь форму двойной скобы, что позволяет, в частности, ограничить напряжения изгиба на задней раме.

Основная секция по существу в форме ленты также может содержать по меньшей мере один расширенный участок, позволяющий расположить между задней и передней рамами элемент жесткости.

Предпочтительно задняя рама может быть изготовлена из композиционного материала. В частности, слои заготовки задней рамы могут быть созданы методом трехмерного тканья.

Кроме того, рама содержит элементы крепления решеток, отцентрированные и установленные по оси на раме, что позволяет вводить усилия надлежащим образом.

В соответствии со вторым аспектом изобретение относится к реверсору тяги с отклоняющей решеткой для гондолы летательного аппарата, при этом указанный реверсор содержит по меньшей мере одну отклоняющую решетку и по меньшей мере одну заднюю раму согласно первому аспекту, при этом, по меньшей мере одна указанная задняя рама предназначена для того, чтобы удерживать по меньшей мере одну отклоняющую решетку.

В соответствии с третьим аспектом изобретение относится к гондоле, содержащей конструкцию реверсора тяги согласно второму аспекту.

Краткое описание чертежей

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из приведенного ниже описания вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

- фиг. 1а показывает частичный вид в аксонометрии задней рамы, как правило, имеющей секцию в форме "С" согласно уровню техники;

- фиг. 1b показывает частичный вид в аксонометрии задней рамы, как правило, имеющей секцию в форме "L" согласно уровню техники;

- фиг. 2 является схематическим представлением гондолы в продольном разрезе;

- фиг. 3а показывает вид в аксонометрии оборудования задней рамы согласно одному варианту осуществления изобретения;

- фиг. 3b показывает детальный вид задней рамы в ее окружающем ее оборудовании согласно одному варианту осуществления;

- фиг. 3с показывает вид в разрезе задней рамы в окружающем ее оборудовании согласно одному варианту осуществления;

- фиг. 4 показывает вид в аксонометрии одного варианта осуществления задней рамы согласно изобретению.

На всех этих фигурах идентичные или аналогичные элементы или узлы элементов обозначены идентичными или аналогичными номерами позиций.

Осуществление изобретения

В соответствии с одним вариантом осуществления, представленном на фиг. 2, гондола 101 содержит расположенную спереди по потоку воздухозаборную конструкцию 102, среднюю секцию 103, охватывающую вентилятор 104 турбореактивного двигателя 105, и заднюю по потоку секцию.

Гондола 101 имеет трубчатую форму с продольной осью 106. Под «продольным» здесь понимается направление, лежащее по существу на одной прямой с продольной осью гондолы. Под «поперечным» здесь понимается направление, по существу перпендикулярное продольной оси гондолы.

Секция, задняя по потоку, известным образом содержит наружную конструкцию 107, именуемую «неподвижной наружной конструкцией» (OFS (Outer Fixed Structure)), вмещающую средства 108 реверсирования тяги, и внутреннюю конструкцию 109, именуемую «неподвижной внутренней конструкцией» (IFS (Inner Fixed Structure). Гондола 101 прикреплена сзади по потоку посредством любого подходящего средства, в частности, шатуна, к поддерживающему средству, не показанному на фиг. 1, предназначенному для прикрепления гондолы 101 под крылом летательного аппарата.

Внутренняя конструкция 109 предназначена для того, чтобы накрыть часть, за турбореактивным двигателем 105 по потоку, продолжающуюся по потоку за вентилятором, чтобы ограничить кольцевой канал для прохождения горячего воздушного потока.

Наружная конструкция 107 и внутренняя конструкция 109 также определяют другой кольцевой канал 110, через который протекает холодный воздушный поток.

В частности, средства 108 реверсирования тяги задней по потоку секции содержат, по меньшей мере, подвижный капот 111, закрывающий отклоняющие решетки 113. Отклоняющие решетки 113 соединены со средней секцией и с корпусом 114 турбореактивного двигателя посредством передней рамы 121.

Теперь обратимся к фиг. 3а, 3b, 3с, на которых проиллюстрирована задняя рама согласно одному варианту осуществления изобретения. Связь двигателя с летательным аппаратом осуществляется с помощью опорной конструкции, содержащей две верхние продольные балки, традиционно называемые балками 131 «на 12 часов» в соответствии с их положением в вершине гондолы, и две нижние продольные балки (не видны на фиг. 2), традиционно называемые балками «на 6 часов» в соответствии с их положением в нижней части гондолы, и переднюю раму 132, предназначенную для прикрепления к периферии задней по потоку кромки корпуса вентилятора двигателя.

Решетки 113 реверсирования тяги соединены между собой и поддерживаются задней рамой 132. На фиг. 4, в частности, отдельно показан вид в аксонометрии задней рамы 132. Задняя рама 132 предназначена для закрепления между балкой «на 12 часов» и балкой «на 6 часов». В частности, задняя рама 132 содержит на каждом из своих концов крепежные элементы 140, обеспечивающие прикрепление к обеим продольным балкам. Как представлено на фиг. 3а, крепежные элементы 140 на каждом конце задней рамы содержат, например, двойную скобу 140а, 140b, выполненную с возможностью взаимодействия с комплектом 141 управления контактом, расположенным на балках «на 6 часов» и «на 12 часов». Под комплектом 141 управления контактом понимается, в частности, набор промежуточных деталей между балками и задней рамой. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 3b и 4, двойная скоба 140а, 140b встроена в заднюю раму таким образом, чтобы образовать единую часть с задней рамой.

Задняя рама 132 содержит основную секцию 143 по существу в форме ленты. Основная секция 143 имеет по существу плоскую и узкую форму. Таким образом, благодаря форме основной секции задняя рама больше не имеет неровности на форме для прохождения приводного гидроцилиндра 134 решеток реверсирования тяги и обладает небольшими размерами и весом.

В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 3 и 4, задняя рама основной секции 143 по существу в форме ленты содержит расширенные участки 142. Таким образом, для придания большей жесткости конструкции между задней рамой и передней рамой можно разместить такой элемент 135 жесткости, как, например, второй рельс.

Задняя рама может быть изготовлена из композиционного материала. В частности, складки заготовки задней рамы могут быть выполнены методом трехмерного тканья.

Задняя рама реверсора тяги с отклоняющими решетками для гондолы летательного аппарата содержит две продольные балки и выполнена с возможностью прикрепления к указанным двум балкам и удержания одной или нескольких отклоняющих решеток во взаимодействии с передней рамой. Задняя рама также содержит основную секцию, выполненную в виде по существу не имеющей неровностей изогнутой узкой ленты, проходящей между двумя расширенными участками. По меньшей мере один расширенный участок обеспечивает возможность размещения между задней и передней рамами элемента жесткости. Другое изобретение группы относится к реверсору тяги с отклоняющей решеткой для гондолы летательного аппарата, содержащему отклоняющую решетку и указанную выше заднюю раму, выполненную с возможностью удерживать отклоняющую решетку. Еще одно изобретение группы относится к гондоле, содержащей указанный выше реверсор тяги. Группа изобретений позволяет уменьшить размеры и массу задней рамы реверсора тяги при сохранении ее механических характеристик. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Задняя рама (132) для реверсора тяги с отклоняющими решетками для гондолы (101) летательного аппарата, содержащей по меньшей мере две продольные балки, причем задняя рама выполнена с возможностью прикрепления к указанным двум балкам и удержания одной или нескольких отклоняющих решеток во взаимодействии с передней рамой (121), причем задняя рама содержит основную секцию (143), выполненную в виде по существу не имеющей неровностей изогнутой узкой ленты, проходящей между двумя расширенными участками (142), отличающаяся тем, что по меньшей мере один расширенный участок обеспечивает возможность размещения между задней и передней рамами элемента жесткости (135).

2. Задняя рама по п.1, содержащая на каждом из своих концов крепежные элементы (140) для прикрепления к указанным двум продольным балкам.

3. Задняя рама по п. 2, в которой основная секция проходит между указанными крепежными элементами (140).

4. Задняя рама по п. 2 или 3, в которой по меньшей мере один из крепежных элементов содержит скобу (140а, 140b).

5. Задняя рама по п. 4, в которой по меньшей мере одна из указанных скоб встроена в заднюю раму таким образом, чтобы образовать единое целое с задней рамой.

6. Задняя рама по п. 4, в которой по меньшей мере одна из указанных скоб имеет форму двойной скобы (140а, 140b).

7. Задняя рама по любому из пп. 1-3, 5 или 6, изготовленная из композиционного материала.

8. Реверсор тяги с отклоняющей решеткой для гондолы (101) летательного аппарата, содержащий по меньшей мере одну отклоняющую решетку (113) и по меньшей мере одну заднюю раму (132) по любому из пп. 1-7, при этом по меньшей мере одна указанная задняя рама выполнена с возможностью удерживать по меньшей мере одну отклоняющую решетку.

9. Гондола (101), содержащая реверсор тяги по п. 8.