СИЛОВАЯ УСТАНОВКА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2020 года по МПК F01D25/16 

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к широкой области силовых установок летательных аппаратов, содержащих турбореактивный двигатель, например, относящийся к типу с высокой степенью двухконтурности, и гондолу, в которой расположен реверсор тяги.

Гондола в такой имеет в общем трубчатую форму, имеющую воздухозаборник, расположенный перед турбореактивным двигателем, среднюю секцию, окружающую вентилятор турбореактивного двигателя, и расположенную ниже по потоку секцию, вмещающую реверсор тяги. Расположенная ниже по потоку секция гондолы также включает внутреннюю кольцеобразную стенку, окружающую участок газогенератора турбореактивного двигателя, и внешнюю кольцеобразную стенку, расположенную вокруг внутренней стенки для того, чтобы взаимодействовать с ней для образования кольцеобразного проточного канала для вторичного потока или потока внешнего контура (или «холодного» потока) турбореактивного двигателя.

Как правило, оборудование турбореактивного двигателя (такое как встроенный компьютер, промежуточный редуктор, электрические жгуты, сеть трубопроводов и т.д.) установлено в кольцеобразном пространстве внутри гондолы в области зоны вентилятора. Тем не менее, становится все более частой установка такого оборудования в пространстве между каналами (также называемом «зоной внутреннего контура»), т.е., главным образом под внутренней кольцеобразной стенкой, образующей внутреннюю часть кольцеобразного проточного канала для потока внешнего контура, протекающего через турбореактивный двигатель. Такое конкретное размещение оборудования востребовано, в частности, когда необходимо уменьшить максимальное поперечное сечение, и, следовательно, сопротивление такой гондолы.

Для обеспечения возможности проведения периодических осмотров при обслуживании в пространстве между каналами, в котором установлено оборудование, внутренняя стенка гондолы включает в себя по меньшей мере один участок, который может перемещаться между положением обслуживания, в котором он по меньшей мере частично раскрывает пространство между каналами, и рабочим положением, в котором он скрывает это пространство между каналами и образует внутреннюю часть проточного канала для потока внешнего контура. Таким образом, внутренняя стенка может содержать две полуоболочки, по меньшей мере одна из которых выполнена с возможностью перемещения между положением обслуживания и рабочим положением. Может быть сделана ссылка на документ FR 2 999 155, который описывает пример такой гондолы с полуоболочками.

Кроме того, для обеспечения возможности выполнения операций по обслуживанию в пространстве между каналами турбореактивного двигателя, как правило, необходимо открывать или перемещать внешнюю стенку гондолы для обеспечения возможности открытия полуоболочек внутренней стенки.

Когда внешняя стенка гондолы имеет конструкцию типа «С-образный канал», т.е. когда конструкция образована двумя полукрышками, поворотно установленными на шарнирах в верхней части гондолы, доступ к пространству между каналами турбореактивного двигателя обеспечивается открыванием полукрышек внешней стенки и последующим открыванием полуоболочек внутренней стенки.

Когда внешняя стенка гондолы имеет конструкцию типа «О-образный канал», т.е. когда она образована одной кольцеобразной крышкой, продолжающейся от одной стороны до другой стороны пилона подвески, на который устанавливаются гондола и турбореактивный двигатель, доступ к пространству между каналами турбореактивного двигателя получают путем прямолинейного перемещения крышки вдоль продольной оси по существу параллельно оси гондолы и последующего открытия полуоболочек внутренней стенки.

Наконец, когда внешняя стенка гондолы имеет конструкцию типа «D-образный канал», т.е. когда она образована двумя полукрышками, соединенными с соответствующими полуоболочками внутренней стенки, открытие внешней стенки гондолы вызывает одновременное открытие внутренней стенки, тем самым обеспечивая доступ к пространству между каналами.

Реверсор тяги, который устанавливается на таких гондолах, в общем содержит расположенный ниже по потоку элемент внешней стенки, который может прямолинейно перемещаться между убранным положением, в котором он образует внешнюю часть проточного канала для потока внешнего контура, и положением реверса тяги, в котором он позволяет элементам дефлектора потока внешнего контура (обычно заслонкам) развертываться в радиальном направлении так, чтобы перекрывать проточный канал для холодного потока и перенаправлять холодный поток наружу гондолы. Тяга, позволяющая развертывать элементы дефлектора потока внешнего контура, в общем управляется направляющими стержнями, которые прикреплены на одном конце к элементам дефлектора, и которые прикреплены на противоположном конце к внутренней стенке гондолы.

К сожалению, когда внутренняя стенка гондолы включает в себя по меньшей мере один подвижный участок (например, полуоболочки) для выполнения операций по обслуживанию, и когда внешняя стенка относится к типу «О-образный канал» или «С-образный канал», полуоболочки внутренней стенки не соединяются с внешней стенкой. Таким образом, при таких обстоятельствах невозможно предусмотреть крепление направляющих стержней реверсора тяги к внутренней стенке гондолы.

ЗАДАЧА И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков путем разработки конструкции силовой установки, в которой крепление направляющих стержней реверсора тяги обеспечивает возможность сохранения декорреляции между внутренней стенкой и внешней стенкой гондолы.

В соответствии с изобретением эта задача решается с помощью силовой установки летательного аппарата, содержащей:

двухконтурный турбореактивный двигатель, имеющий пространство между каналами, разделяющее проточный канал потока внутреннего контура и проточный канал потока внешнего контура, и неподвижный межкомпрессорный корпус, расположенный перед указанным пространством между каналами;

гондолу, расположенную вокруг турбореактивного двигателя и включающую в себя на расположенном ниже по потоку конце внутреннюю кольцеобразную стенку, которая образует внешнюю часть пространства между каналами и внутреннюю часть проточного канала потока внешнего контура, и внешнюю кольцеобразную стенку, расположенную вокруг внутренней стенки и образующую внешнюю часть проточного канала потока внешнего контура, причем по меньшей мере участок внутренней стенки выполнен с возможностью перемещения между положением обслуживания, в котором он по меньшей мере частично раскрывает пространство между каналами и рабочим положением, в котором он скрывает пространство между каналами; и

реверсор тяги, содержащий расположенный ниже по потоку элемент внешней стенки, который выполнен с возможностью прямолинейного перемещения между убранным положением, в котором он образует внешнюю часть проточного канала потока внешнего контура, и положением реверса тяги, в котором элементы дефлектора потока внешнего контура развернуты в радиальном направлении, причем развертывание указанных элементов дефлектора потока внешнего контура управляется направляющими стержнями, каждый из которых имеет первый конец, прикрепленный с помощью первого шарнирного соединения к элементу дефлектора, и второй конец, прикрепленный с помощью второго шарнирного соединения к межкомпрессорному корпусу турбореактивного двигателя.

Силовая установка согласно изобретению отличается, в частности, тем, что направляющие стержни реверсора тяги прикреплены на их концах, противоположных элементам дефлектора потока внешнего контура, к межкомпрессорному корпусу турбореактивного двигателя. Таким образом, такое крепление обеспечивает возможность сохранения декорреляции между внутренней стенкой и внешней стенкой гондолы (внутренняя стенка и внешняя стенка могут перемещаться независимо друг от друга). Такое крепление оказывает незначительное влияние на существующую установку оборудования в пространстве между каналами. Кроме того, оно обеспечивает возможность использования существующей конструкции (межкомпрессорного корпуса) для передачи усилий на или от направляющих стержней без добавления дополнительного веса. Наконец, оно обеспечивает возможность предотвращения образования выступов, связанных с интеграцией направляющих стержней и межкомпрессорного корпуса, и тем самым служит для ограничения любого влияния на линии потока в потоке внешнего контура.

Элементы дефлектора потока внешнего контура могут представлять собой заслонки, прикрепленные к расположенному ниже по потоку элементу внешней стенки гондолы и выполненные с возможностью частичного перекрытия проточного канала потока внешнего контура в положении реверса тяги реверсора тяги.

Предпочтительно, турбореактивный двигатель дополнительно содержит неподвижный корпус двигателя, расположенный перед межкомпрессорным корпусом.

Внутренняя стенка гондолы может иметь две полуоболочки, по меньшей мере одна из которых выполнена с возможностью перемещения между положением обслуживания и рабочим положением. При таких обстоятельствах силовая установка дополнительно содержит средство перемещения для перемещения полуоболочки внутренней стенки гондолы между положением обслуживания и рабочим положением, причем указанное средство перемещения содержит направляющий стержень и систему направляющая/кулиса.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего описания, приведенного со ссылкой на сопровождающие чертежи, которые показывают вариант выполнения, не имеющий ограничивающего характера. На фигурах:

Фигуры 1 и 2 представляют собой половинчатые виды в продольном сечении силовой установки согласно изобретению в двух различных конфигурациях;

Фигура 3 представляет собой увеличение Фигуры 1, показывающее подробности варианта выполнения реверсора тяги силовой установки; и

Фигуры 4 и 5 представляют собой виды в перспективе силовой установки в различных конфигурациях.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фигурах 1 и 2 представлены схематические половинчатые виды в продольном сечении силовой установки 2 согласно варианту выполнения изобретения.

В частности, силовая установка 2 содержит турбореактивный двигатель 4 двухвального двухконтурного типа, гондолу 6, отцентрированную на продольной оси X X турбореактивного двигателя 4 и расположенную вокруг этой оси, и реверсор 8 тяги, расположенный в гондоле.

Как известно, в направлении потока турбореактивный двигатель 4 содержит: вентилятор 10; компрессор 12 низкого давления; компрессор 14 высокого давления; камеру 16 сгорания; турбину 18 высокого давления; и турбину 20 низкого давления.

Турбореактивный двигатель 4 также имеет пространство 48 между каналами (также называемое «зоной внутреннего контура»), лежащее радиально между проточным каналом 32 для вторичного потока или потока «внешнего контура» и проточным каналом 34 для первичного потока или потока «внутреннего контура». Проточный канал 32 потока внешнего контура расположен радиально снаружи относительно проточного канала 34 потока внутреннего контура.

Гондола 6 имеет трубчатую форму, имеющую воздухозаборник 22, расположенный перед турбореактивным двигателем 4, среднюю секцию 24, окружающую вентилятор 10 турбореактивного двигателя, и расположенную ниже по потоку секцию 26, вмещающую реверсор 8 тяги.

Точнее, расположенная ниже по потоку секция 26 гондолы включает в себя внутреннюю кольцеобразную стенку 28 (также известную как внутренняя неподвижная конструкция (IFS)), которая образует внешнюю часть пространства 48 между каналами, в которой размещена часть газогенератора турбореактивного двигателя (т.е. элементы, указанные выше, не включая вентилятор), и внешнюю кольцеобразную стенку 30 (также известную как внешняя неподвижная конструкция (OFS)), которая расположена вокруг внутренней кольцеобразной стенки 28, концентрична ей и служит для образования внешней части проточного канала 32 потока внешнего контура.

Как известно, проточный канал холодного потока расположен концентрично вокруг проточного канала 34 горячего потока (т.е. потока внутреннего контура), проходящего через турбореактивный двигатель.

Внутренняя кольцеобразная стенка 28 включает в себя по меньшей мере один подвижный участок, который выполнен с возможностью перемещения между положением обслуживания (Фигура 5), в котором он по меньшей мере частично раскрывает пространство 48 между каналами, и рабочим положением (Фигура 4), в котором он скрывает указанное пространство между каналами.

Как более точно показано на Фигурах 4 и 5, внутренняя стенка 28 гондолы 6 предпочтительно содержит две полуоболочки 28а и 28b, каждая из которых имеет форму половины цилиндра и расположена на противоположных сторонах продольной вертикальной плоскости симметрии гондолы. Эти полуоболочки 28a, 28b выполнены с возможностью перемещения между рабочим положением (Фигура 4), в котором они образуют внутреннюю часть проточного канала 32 потока внешнего контура, и положением обслуживания (Фигура 5). В частности, в пространстве 48 между каналами могут быть расположены определенные единицы оборудования турбореактивного двигателя (не показаны на фигурах), например, встроенный компьютер, промежуточный редуктор, электрические жгуты, сеть трубопроводов и т.д.

В рабочем положении внутренняя стенка 28 гондолы прикреплена перед межкомпрессорным корпусом 52, который прикреплен к турбореактивному двигателю. В этом положении две полуоболочки 28а и 28b внутренней стенки удерживаются в закрытом положении традиционной запорной системой, известной специалисту в области техники.

Перемещение полуоболочек 28а и 28b в положение обслуживания выполняется любой системой, известной специалисту в области техники. В качестве примера могут быть использованы направляющий стержень 40 и система 38 направляющая/кулиса, такого типа, как описано в публикации FR 2 999 155, на которую можно ссылаться для получения дополнительной подробной информации.

Следует отметить, что внешняя стенка 30 гондолы в этом примере может относиться к типу «С-образный канал» (т.е. состоять из двух полуоболочек, поворотно установленных на гондоле 6), к типу «О-образный канал» (т.е. состоять из одной кольцеобразной крышки, выполненной с возможностью прямолинейного перемещения), или к типу «D-образный канал» (т.е. состоять из двух полукрышек, соединенных с соответствующими полуоболочками внутренней стенки).

Силовая установка 2 согласно изобретению также имеет реверсор 8 тяги, который встроен в гондолу. Могут быть предусмотрены различные типы реверсора тяги. В описанном примере используется реверсор тяги решетчатого типа.

Как известно, он содержит расположенный ниже по потоку элемент 30a внешней стенки гондолы 6, который выполнен с возможностью прямолинейного перемещения между убранным положением (Фигуры 1 и 3), в котором он образует внешнюю часть проточного канала 32 потока внешнего контура, и положением реверса тяги, которое смещено вниз по потоку (Фигура 2), в котором он раскрывает решетки 42 реверсора тяги, размещенные в гондоле.

Предпочтительно, расположенный ниже по потоку элемент 30а внешней стенки 30 гондолы перемещается посредством исполнительных механизмов 44, прикрепленных к гондоле в средней секции 24.

Кроме того, перемещение расположенного ниже по потоку элемента 30а внешней стенки вниз по потоку вызывает развертывание элементов дефлектора потока внешнего контура в радиальном направлении. В примере, показанном на Фигурах 1-3, эти элементы дефлектора содержат множество заслонок 46, которые наклоняются в радиальном направлении в проточный канал 32 потока внешнего контура для того, чтобы по меньшей мере частично перекрывать его. Таким образом, в этом положении вторичный поток, протекающий в канале 32, отклоняется в радиальном направлении к решеткам 42, через которые он проходит к внешней части, за счет расположенного выше по потоку компонента, чтобы обеспечивать воздушное судно реверсивной тягой.

Каждая из заслонок 46 дефлектора потока внешнего контура управляется направляющим стержнем 50, имеющим первый конец, прикрепленный с помощью первого шарнирного соединения 56 к заслонкам 46, и второй конец, прикрепленный с помощью второго шарнирного соединения 54 к межкомпрессорному корпусу турбореактивного двигателя.

Межкомпрессорный корпус турбореактивного двигателя представляет собой конструктивный корпус, расположенный между компрессором 12 низкого давления и компрессором 14 высокого давления турбореактивного двигателя (между неподвижным корпусом 36 двигателя выше по потоку и полуоболочками 28a, 28b внутренней стенки гондолы ниже по потоку). Как правило, через межкомпрессорный корпус 52 в радиальном направлении проходит вспомогательный приводной вал. Он также служит для воссоздания обтекаемого канала между компрессором низкого давления и компрессором высокого давления, для принятия различных усилий (от подшипников, а также тяговых усилий), для выполнения обслуживания, для обеспечения работы выпускных клапанов, для закрепления определенных кожухов, которые служат для воссоздания проточного канала потока внешнего контура, и т.д.

Шарнирное соединение 54 позволяет каждому направляющему стержню 50 поворачиваться вокруг этого соединения при наклоне заслонок 46 дефлектора потока внешнего контура.

Корпус 36 двигателя соединен с межкомпрессорным корпусом 52 с помощью обтекателей, по меньшей мере один из которых может быть съемным, чтобы обеспечивать доступ к расположенной ниже по потоку части турбореактивного двигателя 4 во время операций по обслуживанию, при поддержании непрерывности обтекания для проточного канала 32 потока внешнего контура при работе турбореактивного двигателя 4.

Изобретение обеспечивает силовую установку (2) летательного аппарата, содержащую двухконтурный турбореактивный двигатель (4), имеющий неподвижный межкомпрессорный корпус (52), расположенный перед пространством (48) между каналами. Установка также содержит гондолу (6), включающую в себя на расположенном ниже по потоку конце внутреннюю стенку (28), которая образует внешнюю часть пространства между каналами и внутреннюю часть проточного канала (32) потока внешнего контура, и внешнюю стенку (30), расположенную вокруг внутренней стенки и образующую внешнюю часть проточного канала потока внешнего контура, причем по меньшей мере участок внутренней стенки выполнен с возможностью перемещения между положением обслуживания и рабочим положением. Установка также содержит реверсор (8) тяги, содержащий расположенный ниже по потоку элемент внешней стенки, который выполнен с возможностью прямолинейного перемещения между убранным положением и положением реверса тяги, в котором он позволяет элементам (46) дефлектора потока внешнего контура развертываться в радиальном направлении, причем развертывание элементов дефлектора потока управляется направляющими стержнями (50), каждый из которых имеет первый конец, прикрепленный с помощью первого шарнирного соединения (56) к элементу дефлектора, и второй конец, прикрепленный с помощью второго шарнирного соединения (54) к межкомпрессорному корпусу (52) турбореактивного двигателя. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Силовая установка (2) летательного аппарата, содержащая:

двухконтурный турбореактивный двигатель (4), имеющий пространство (48) между каналами, разделяющее проточный канал (34) потока внутреннего контура и проточный канал (32) потока внешнего контура, и неподвижный межкомпрессорный корпус (52), расположенный перед указанным пространством (48) между каналами;

гондолу (6), расположенную вокруг турбореактивного двигателя и включающую в себя на расположенном ниже по потоку конце внутреннюю кольцеобразную стенку (28), которая образует внешнюю часть пространства между каналами и внутреннюю часть проточного канала потока внешнего контура, и внешнюю кольцеобразную стенку (30), расположенную вокруг внутренней стенки и образующую внешнюю часть проточного канала потока внешнего контура, причем по меньшей мере участок внутренней стенки выполнен с возможностью перемещения между положением обслуживания, в котором он по меньшей мере частично раскрывает пространство между каналами, и рабочим положением, в котором он скрывает пространство между каналами; и

реверсор (8) тяги, содержащий расположенный ниже по потоку элемент (30а) внешней стенки, который выполнен с возможностью прямолинейного перемещения между убранным положением, в котором он образует внешнюю часть проточного канала потока внешнего контура, и положением реверса тяги, в котором элементы (46) дефлектора потока внешнего контура развернуты в радиальном направлении, причем развертывание указанных элементов дефлектора потока внешнего контура управляется направляющими стержнями (50), каждый из которых имеет первый конец, прикрепленный с помощью первого шарнирного соединения (56) к элементу дефлектора, и второй конец, прикрепленный с помощью второго шарнирного соединения (54) к межкомпрессорному корпусу (52) турбореактивного двигателя.

2. Силовая установка по п. 1, в которой элементы дефлектора потока внешнего контура представляют собой заслонки (46), прикрепленные к расположенному ниже по потоку элементу внешней стенки гондолы и выполненные с возможностью частичного перекрытия проточного канала потока внешнего контура в положении реверса тяги реверсора тяги.

3. Силовая установка по п. 1, в которой турбореактивный двигатель (4) дополнительно содержит неподвижный корпус (46) двигателя, расположенный перед межкомпрессорным корпусом (52).

4. Силовая установка по п. 1, в которой внутренняя стенка (28) гондолы имеет две полуоболочки (28a, 28b), по меньшей мере одна из которых выполнена с возможностью перемещения между положением обслуживания и рабочим положением.

5. Силовая установка по п. 4, дополнительно содержащая средство перемещения для перемещения полуоболочки внутренней стенки (28) гондолы (6) между положением обслуживания и рабочим положением, причем указанное средство перемещения содержит направляющий стержень (40) и систему (38) направляющая/кулиса.