ТЯГА С РЕГУЛИРУЕМОЙ ДЛИНОЙ ДЛЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2020 года по МПК F16C7/06 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к тяге с регулируемой длиной для газотурбинного двигателя летательного аппарата, такого как вертолет.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Уровень техники представлен, в частности, документами US-А-5,431,540 и ЕР-А1-2 499 383.

Классически газотурбинный двигатель вертолета установлен в гондоле и закреплен на элементах конструкции вертолета при помощи тяг или их аналогов. Как схематично показано на фиг. 1, например, газотурбинный двигатель 10 закреплен своим передним или входным концом на первых продольных концах тяг 12, 14, противоположные вторые продольные концы которых закреплены на элементе 16 конструкции вертолета. Треногий узел или набор из трех тяг 12 соединяет первую сторону переднего конца газотурбинного двигателя 10 с элементом 16 конструкции, и двуногий узел или набор из двух тяг 14 соединяет противоположную вторую сторону переднего конца газотурбинного двигателя с элементом 16 конструкции.

Задний или выходной конец газотурбинного двигателя 10 соединен с элементом 16 конструкции при помощи по существу вертикальной регулируемой по длине тяги 18. Эта тяга по существу расположена на 6 часов по аналогии с часовым циферблатом. Ее верхний продольный конец закреплен на элементе газотурбинного двигателя 10, и ее нижний продольный конец закреплен на дуге 20 в виде перевернутого U, свободные концы которой закреплены на элементе 16 конструкции вертолета. Эта дуга 20 в виде U образует проходное пространство для приводного вала 22 рулевого винта вертолета. Регулирование длины задней тяги 18 позволяет, в частности, в большей или меньшей степени поворачивать газотурбинный двигатель 10 относительно передних тяг 12, 14.

В современной технике, как показано на фиг. 2, первый продольный конец 24 тяги 18 содержит резьбовое отверстие для завинчивания концевого участка 26 резьбовой оси 28, и второй продольный конец 30 тяги 18 содержит резьбовое отверстие для завинчивания противоположного концевого участка 32 резьбовой оси 28. Ось 28 содержит шестигранник 34 между концевыми участками 28, 32, который выполнен с возможностью взаимодействовать с инструментом, таким как ключ, чтобы перемещать вращением и завинчивать или вывинчивать ось 28 относительно концов 24, 30 тяги 18. Вращение оси 28 позволяет поступательно перемещать концы 28, 30 тяги, чтобы приблизить их друг к другу или удалить их друг от друга и регулировать, таким образом, длину тяги по необходимому значению.

Однако на практике такая технология не является вполне удовлетворительной, так как, хотя она и позволяет удлинять тягу до максимального требуемого значения, но не позволяет укорачивать эту же тягу до минимального требуемого значения, например, необходимого для ее установки в пространстве (в данном случае вертикальном), находящемся между газотурбинным двигателем 10 и дугой 20 (фиг. 3). Кроме того, диапазон регулирования может быть относительно узким по отношению к длине тяги. В частном случае выполнения тяга имеет длину 126 мм, регулируемую между значениями -12 мм и +12 мм (+/-10%).

Настоящим изобретением предложено простое, эффективное и экономичное решение этой проблемы.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для этого изобретением предложена тяга с регулируемой длиной для газотурбинного двигателя летательного аппарата, при этом тяга имеет общую удлиненную форму и содержит два противоположных продольных конца для крепления на соединяемых элементах, отличающаяся тем, что:

- первый из этих продольных концов соединен с первой резьбовой осью, завинчиваемой в первый трубчатый участок регулировочной втулки,

- второй из этих продольных концов соединен с второй резьбовой осью, завинчиваемой во второй трубчатый участок регулировочной втулки и дополнительно содержащей полость, в которой может перемещаться скольжением по меньшей мере часть первой оси.

В настоящей заявке термины «перемещаться скольжением» или «перемещение скольжением» следует понимать как перемещение одного элемента в другом элементе (в данном случае первой оси в полости второй оси), не обязательно с контактом между этими элементами.

Предпочтительно первая ось может перемещаться скольжением во второй оси. Это позволяет увеличить диапазон регулирования тяги и/или уменьшить ее длину до относительно малого значения. В частном случае выполнения изобретения тяга имеет длину 79 мм, регулируемую между -12 мм и +12 мм (+/-15%). Кроме того, заявленная тяга позволяет получить существенный выигрыш в массе по сравнению с известным решением (около 35% в вышеупомянутом частном случае).

Заявленная тяга может иметь один или несколько следующих отличительных признаков, рассматриваемых отдельно друг от друга или в комбинации друг с другом:

- первая и вторая оси, втулка и полость являются коаксиальными,

- на первой оси завинчена первая контргайка, выполненная с возможностью опираться на свободный конец упомянутого первого участка, и на второй оси завинчена вторая контргайка, выполненная с возможностью опираться на свободный конец упомянутого второго участка; эти контргайки затягивают на втулке для стопорения тяги по определенной длине,

- упомянутые продольные концы, содержат, каждый, полость, в которой установлена шаровая опора, чрез которую проходит крепежная ось,

- первая ось является цилиндрической, и вторая ось является трубчатой,

- резьбы первой и второй осей выполнены в противоположных направлениях,

- резьбы первой и второй осей выполнены в одинаковых направлениях, но с разным шагом,

- тяга выполнена таким образом, чтобы при вращении втулки первая и вторая оси могли перемещаться относительно друг друга из первого положения, в котором оси находится на расстоянии друг от друга, до второго положения, в котором первая ось заходит во вторую ось.

Объектом настоящего изобретения является также газотурбинный двигатель летательного аппарата, такого как вертолет, оснащенный по меньшей мере одной описанной выше тягой.

Объектом настоящего изобретения является также летательный аппарат, такой как вертолет, содержащий гондолу, в которой установлен описанный выше газотурбинный двигатель, при этом упомянутая тяга расположена по существу вертикально на 6 часов по аналогии с часовым циферблатом, при этом ее верхний продольный конец закреплен на элементе газотурбинного двигателя, и ее нижний продольный конец закреплен на дуге в виде перевернутого U, свободные концы которой закреплены на элементе конструкции вертолета и через которую проходит вал рулевого винта вертолета.

ОПИСАНИЕ ФИГУР

Изобретение и его другие детали, отличительные признаки и преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - частичный вид в перспективе летательного аппарата типа вертолета, оснащенного газотурбинным двигателем.

Фиг. 2 и 3 - схематичные виды в перспективе известной регулируемой тяги.

Фиг. 4 - схематичный вид в осевом разрезе заявленной тяги.

Фиг. 5 - схематичный вид в перспективе в разборе заявленной тяги.

Фиг. 6 и 7 - схематичный виды в осевом разрезе и в перспективе тяги, показанной на фиг. 4, с показом двух соответствующих крайних положений регулирования тяги.

Фиг. 8 - схематичный вид в перспективе тяги, показанной на фиг. 4, в окружающей среде монтажа.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Фиг. 1-3 уже описаны выше и иллюстрируют известное техническое решение.

Фиг. 4 и последующие фигуры иллюстрируют вариант выполнения заявленной тяги 40, в котором:

- первый продольный конец 42 тяги 40 соединен с первой резьбовой осью 44, завинчиваемой в первый трубчатый участок 46 регулировочной втулки 48, и

- противоположный второй продольный конец 50 тяги соединен с второй резьбовой осью 52, завинчиваемой во второй трубчатый участок 54 втулки 48, причем эта ось 52 содержит полость 56, в которой может перемещаться скольжением по меньшей мере часть первой оси 44 во время регулирования тяги.

Резьбовая ось 44 неподвижно соединена с первым концом 42 и предпочтительно выполнена в виде единой детали с этим концом. Первая ось 44 имеет удлиненную форму с осью А. Ее резьба выполнена на большей части ее длины до ее свободного конца, противоположного концу 42. Этот конец 42 содержит полость, в которой установлена шаровая опора 58, через которую проходит винт 60. Конец 42 заходит между двумя проушинами вилки 62, которая содержит совмещенные отверстия для установки винта 60. В отверстиях вилки 62 вокруг винта установлены втулки 64. Винт 60 содержит головку, которая опирается на одну из втулок через шайбу 66, а на его противоположном конце находится гайка 68, которая опирается на другую втулку через шайбу 70. В связи с тем, что толщина или осевой размер конца 42 вдоль оси В винта 69 меньше расстояния между проушинами вилки 62 вдоль этой же оси В, шаровая опора 58 обеспечивает наклоны оси 44 относительно плоскости, перпендикулярной к оси В.

Точно так же, резьбовая ось 50 неподвижно соединена с вторым концом 52 и предпочтительно выполнена в виде единой детали с этим концом. Эта ось 50 имеет удлиненную форму вдоль оси А и, следовательно является коаксиальной с осью 44. Ее резьба выполнена на большей части ее длины до ее свободного конца, противоположного концу 52. Этот конец 52 содержит полость, в которой установлена шаровая опора 72, через которую проходит винт 74. Конец 52 заходит между двумя проушинами вилки 76, которая содержит совмещенные отверстия для установки винта 74. В отверстиях вилки 76 вокруг винта установлена по меньшей мере одна втулка 78. Винт 74 содержит головку, которая опирается на втулку через шайбу 80, а на его противоположном конце находится гайка 82, которая опирается на другую втулку или соответствующую проушину вилки 76 через шайбу 84. Поскольку толщина или осевой размер конца 52 вдоль оси С винта 74 меньше расстояния между проушинами вилки 76 вдоль этой же оси С, шаровая опора 72 обеспечивает наклоны оси 52 относительно плоскости, перпендикулярной к оси С.

Ось 44 и, в частности, ее резьба имеет наружный диаметр D1. Ось 52 и, в частности, ее полость 56 имеет внутренний диаметр D2, который превышает D1, чтобы эта ось 44 могла взаимодействовать при перемещении скольжением в полости 56. В представленном примере полость 56 оси 52 имеет общую цилиндрическую форму. С учетом этой полости ось 52 имеет общую трубчатую форму.

Трубчатый участок 54 втулки 48 охватывает ось 52 и содержит свободный конец, находящийся со стороны конца 50 и предназначенный для опорного взаимодействия с контргайкой 85, завинченной на оси 52. Именно здесь выполнена резьба оси 52, которая взаимодействует с втулкой 48 и с контргайкой 85. Противоположный конец этого трубчатого участка 54 соединен с трубчатым участком 46 втулки, охватывающим ось 44. Этот трубчатый участок 46 содержит свободный конец, находящийся со стороны конца 42 и предназначенный для опорного взаимодействия с контргайкой 86, завинченной на оси 44. Именно здесь выполнена резьба оси 44, которая взаимодействует с втулкой 48 и с контргайкой 86.

В представленном примере полость 56 имеет длину вдоль оси А, которая предусмотрена для захождения в нее по меньшей мере части и, например, до 50% длины оси 44. Трубчатый участок 54 втулки 48 имеет длину вдоль оси А, которая аналогична длине полости 56 или резьбы оси 52.

Резьбы первой и второй осей 44, 52 могут быть выполнены в противоположных направлениях. В варианте они выполнены в одинаковом направлении, но с разным шагом. Для данного вращения втулки 48 перемещение осей 44, 52 будет больше при резьбах противоположных направлений, чем при резьбах одинакового направления с разным шагом. Преимуществом первого случая является то, что вращение втулки на небольшой угол позволяет переместить оси 44, 52 на значительное расстояние, а преимущество второго случая состоит в том, что регулирование относительного положения осей может быть более точным.

На фиг. 6 и 7 показана тяга 40 соответственно в максимально удлиненном положении и в максимально убранном положении. Иначе говоря, тяга имеет максимальную длину на фиг. 6 и минимальную длину на фиг. 7.

На фиг. 6 трубчатый участок 54 втулки 48 завинчен на первой входной части резьбы оси 52, и точно так же трубчатый участок 46 втулки 48 завинчен на первой входной части резьбы оси 44. При этом втулка расположена таким образом, чтобы как можно дальше раздвинуть оси 44, 52, при этом ось 44 не заходит в полость 56 оси 52.

На фиг. 7 трубчатый участок 54 втулки 48 завинчен до концевой части резьбы оси 52, и точно так же трубчатый участок 46 втулки 48 завинчен на концевой части резьбы оси 44. При этом втулка расположена таким образом, чтобы как максимально сблизить оси 44, 52, при этом ось 44 заходит в полость 56 оси 52.

В обоих представленных случаях контргайки 85, 86 завинчены и занимают положение упора в соответствующие свободные концы втулки 48, чтобы блокировать вращение осей 44, 52 относительно друг друга. В случае, представленном на фиг. 7, контргайки 85, 86 находятся в непосредственной близости от концов 42, 50 тяги.

На фиг. 8 тяга 40 показана в окружающей среде, соответствующей фиг. 1. Она соединяет орган газотурбинного двигателя, такой как вилка 88, с дугой 20. Понятно, что вилка 88 образует вилку 62, показанную на фиг. 4, и вилка дуги 20 образует вилку 76, показанную на фиг. 4.

На фиг. 5-8 можно отметить, что контргайки 84, 85 содержат сквозные отверстия 90 для прохождения по меньшей мере одного шплинта для блокировки их вращения. Один и тот же шплинт может, например, проходить через отверстия 90 обеих контргаек 84, 85.

Как было указано выше, именно вращение втулки 48 позволяет регулировать длину тяги 40. Втулку можно вращать при помощи инструмента, такого как ключ. В представленном примере участок 54 втулки 48 имеет в поперечном сечении не круглую периферическую форму, а, например, шестиугольную форму, чтобы взаимодействовать с таким ключом.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям летательных аппаратов. Тяга (40) с регулируемой длиной для газотурбинного двигателя летательного аппарата имеет общую удлиненную форму и содержит два противоположных продольных конца (42,50) для крепления на соединяемых элементах. Первый (42) из этих продольных концов соединен с первой резьбовой осью (44), завинчиваемой в первый трубчатый участок (46) регулировочной втулки (48). Второй (50) из этих продольных концов соединен с второй резьбовой осью (52), завинчиваемой во второй трубчатый участок (54) регулировочной втулки и дополнительно содержащей полость (56), в которой может перемещаться скольжением по меньшей мере часть первой оси. Достигается увеличение диапазона изменения длины тяги двигателя. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Тяга (40) с регулируемой длиной для газотурбинного двигателя (10) летательного аппарата, при этом тяга имеет общую удлиненную форму и содержит два противоположных продольных конца (42,50) для крепления на соединяемых элементах, отличающаяся тем, что

- первый (42) из этих продольных концов соединен с первой резьбовой осью (44), завинчиваемой в первый трубчатый участок (46) регулировочной втулки (48),

- второй (50) из этих продольных концов соединен с второй резьбовой осью (52), завинчиваемой во второй трубчатый участок (54) регулировочной втулки и дополнительно содержащей полость (56), в которой по меньшей мере часть первой оси выполнена с возможностью скольжения.

2. Тяга (40) по п. 1, в которой первая и вторая оси (44,52), втулка (48) и полость (56) являются коаксиальными.

3. Тяга (40) по одному из предыдущих пунктов, в которой на первой оси (44) завинчена первая контргайка (86), выполненная с возможностью опираться на свободный конец упомянутого первого участка (46), и на второй оси завинчена вторая контргайка (85), выполненная с возможностью опираться на свободный конец упомянутого второго участка (54).

4. Тяга (40) по одному из предыдущих пунктов, в которой продольные концы (42,50) содержат каждый полость, в которой установлена шаровая опора (58,72), чрез которую проходит крепежный винт (60,74).

5. Тяга (40) по одному из предыдущих пунктов, в которой первая ось (44) является цилиндрической и вторая ось (52) является трубчатой.

6. Тяга (40) по одному из предыдущих пунктов, в которой резьбы первой и второй осей (44,52) выполнены в противоположных направлениях.

7. Тяга (40) по одному из пп. 1-5, в которой резьбы первой и второй осей (44,52) выполнены в одинаковых направлениях, но с разным шагом.

8. Тяга (40) по одному из предыдущих пунктов, выполненная таким образом, чтобы при вращении втулки (48) первая и вторая оси (44,52) могли перемещаться относительно друг друга из первого положения, в котором оси находится на расстоянии друг от друга, до второго положения, в котором первая ось заходит во вторую ось.

9. Газотурбинный двигатель (10) летательного аппарата, такого как вертолет, оснащенный по меньшей мере одной тягой по одному из предыдущих пунктов.

10. Летательный аппарат, такой как вертолет, содержащий гондолу, в которой установлен газотурбинный двигатель (10) по предыдущему пункту, при этом тяга (40) расположена по существу вертикально на 6 часов по аналогии с часовым циферблатом, при этом ее верхний продольный конец закреплен на элементе газотурбинного двигателя, и ее нижний продольный конец закреплен на элементе (16) конструкции вертолета.