ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к огнезащитной функции между межпотоковым отсеком двухконтурной турбомашины самолета и зоной выше по потоку относительно пилона подвески этой турбомашины. Оно, в частности, задумано для предотвращения распространения пламени, возникшего в межпотоковом отсеке, в зону выше по потоку относительно пилона подвески.
Изобретение применимо к любому типу двухконтурных турбомашин, и в частности, к турбореактивному двигателю.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В двухконтурной турбомашине самолета ниже по потоку относительно нагнетателя обычно предусмотрен один или более кронштейнов, проходящих радиально через вторичный поток. Этот кронштейн обычно установлен для соединения отсека нагнетателя, расположенного вокруг внешней окружной стенки промежуточного картера, с межпотоковым отсеком. В этих двух отсеках обычно расположено оборудование и вспомогательные устройства, тогда как кронштейн, расположенный между ними, позволяет пропускать различные элементы, такие как электрические кабели и/или трубопроводы для текучих сред.
Радиально внутренний конец такого кронштейна соединен с верхним по потоку кольцом, частично ограничивающим межпотоковый отсек, радиально, по направлению наружу. Таким образом, это кольцо образует верхний по потоку конец комплекта кожухов, образующих внешнюю огибающую межпотокового отсека. Для обеспечения соединения между кронштейном и верхним по потоку кольцом предусмотрена установка между ними двух соединительных кожухов, которые расположены соответственно сбоку с одного и другого верхнего по потоку конца пилона подвески.
Пилон подвески, служащий для крепления турбомашины к элементу крыла самолета, фактически может иметь верхний по потоку конец, находящийся вблизи стыка между кронштейном, проходящим через вторичный поток, и верхним по потоку ом межпотокового отсека. Тогда возникает проблема огнезащитной функции, поскольку необходимо избежать распространения возможного пламени, которое может возникнуть в межпотоковом отсеке, в частности, для недопущения достижения этим пламенем верхней по потоку зоны пилона подвески, находящегося рядом.
Таким обоазом, существует необходимость в получении огнезащитного устройства, конструкция которого обеспечивает желаемую функцию, позволяет легко встраивать его в плотную и сложную среду рассматриваемой зоны и обеспечивает легкость изготовления.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для решения этой проблемы задачей изобретения в первую очередь является создание огнезащитного устройства, предназначенного для установки между верхним по потоку концом пилона подвески двухконтурной турбомашины самолета и соединительным кожухом, установленным на этой турбомашине, причем упомянутый соединительный кожух предназначен для соединения верхнего по потоку кольца, ограничивающего радиально по направлению наружу части межпотокового отсека, с кронштейном, проходящим радиально через вторичный поток турбомашины. Согласно изобретению устройство включает в себя:
- контактную структуру, содержащую первую контактную кромку, имеющую C-образное сечение, предпочтительно, полукруглое сечение, причем контактная структура содержит также, на одном из продольных концов первой контактной кромки, спиральный патрубок, предпочтительно, в виде круговой спирали, один из аксиальных концов которого установлен в продолжении первой кромки, а другой аксиальный конец котоой является закрытым, причем первая кромка и спиральный патрубок вместе образуют первый котактный конец, простирающийся вдоль первой кривой линии;
- нес опорную ущую часть; и
- вторую контактную кромку, опирающуюся на опорную часть через зону соединения, которая несет на себе спиральный патрубок контактной структуры, причем вторая контактная кромка имеет второй котактный конец, простирающийся вдоль второй линии, отличной от первой линии.
Кроме того, огнезащитное устройство представляет собой моноблок.
Таким образом, изобретение оказывается выгодным тем, что оно предусматривает огнезащитное устройство, которое доказывает свою эффективность, которое идеально встраивается в свое окружение, и моноблочный характер которого делает его изготовление особо удобным и дешевым, в частности, с точки зрения требуемых инструментов.
Вид моноблока стал возможным за счет простой геометрии устройства согласно изобретению, в частности, за счет использования контактных кромок. Кроме того, они не требуют использования вставки в ходе изготовления устройства, в отличие, например, от воплощения трубчатых контактных зон, называемые валиковыми или спиральными. Более того, кромка обычно легко деформируется, так что нет необходимости в операции создания в ней предварительного напряжения после его сборки. Деформация, требуемая для обеспечения ее функционироания в качестве препятствия против распространения огня, может просто распространяться от его носителя на окружающий элемент, как, например, от опорной части на соединение съемного кожуха гондолы, который должен врезаться в зону.
Следует отметить, что эти преимущества не ставятся под сомнение наличием спирального патрубка, при условии, что последний остается открытым с одного из своих аксиальных концов. Эта характеристика обеспечивает, в частности, простоту изготовления деталиа в виде моноблока. Этот спиральный патрубок, расположенный на одном из продольных концов первой контактной кромки, локально позволяет легче регулировать уплотнение, благодаря его поперченому сечению, большему, чем у первой кромки в C-образной форме, которую он продолжает.
Дополнительно, C-образная форма первой контактной кромки оказывается выгодной тем, что она совместима с существующими огнезащитными устройствами, включая спиральные соединения, закрепленные на их продольных концах соединительными штифтами. Фактически, продольный конец первой контактной кромки огнезащитного устройства согласно изобретению может, таким образом, идеально взаимодействовать с соединительным штифтом дополнительного огнезащитного устройства, уже установленного на двигательной установке. Эта взаимодополняемость форм облегчает сочленение между собой двух устройств, что сопоставимо с введением штифта в открытое сечение первой контактной кромки.
Иными словами, C-образная форма первой кромки позволяет облегчить прилаживание устройства согласно изобретению к стандартному устройству, уже обеспеченному для двигательной установки. Следовательно, когда эта двигательная установка содержит два огнезащитных устройства, пригнанные друг другу так, чтобы они были установлены друг в продолжении друг друга, замена одного из двух устройств становится возможной. Таким образом, техническое обслуживание этих огнезащитных устройств становится проще и безопаснее.
Наконец, было выявлено, что при наличии контактной структуры и второй контактной кромки, огнезащитное устройство согласно изобретению позволяет сформировать два различных и почти смежных физических барьера. Один предназначен для блокирования возможного огня в межпотоковом отсеке, чтобы он не распространялся ни по периферии к боковой поверхности пилона, ни радиально к торцу верхнего по потоку конца последнего, а другой установлен так, чтобы этот возможный огонь не распространялся в осевом направлении вниз по потоку, вдоль той же боковой поверхности пилона.
Является предпочтительным, чтобы изобретение предусматривало, по меньшей мере, одну из следующих необязательных технических характеристик, взятых по отдельности или в сочетании друг с другом.
Является предпочтительным, чтобы упомянутая вторая линия представляла собой прямую, а предпочтительно, почти перпендикулярную к первой контактной поверхности, почти плоской, к которой принадлежит первая кривая линия. Однако, могут быть использованы и другие формы линии и другие наклоны, в зависимости от поверхностей, приводимых в контакт, без отступления от объема изобретения.
Является предпочтительным, чтобы устройство также содержало крепежную часть, несущую на себе первую контактную кромку, причем через упомянутую крепежную часть предпочтительно проходят пропускные отверстия крепежных элементов.
Является предпочтительным, чтобы опорная часть несла на себе, напротив второй кромки и ее зоны соединения, удлиненные крепежные элементы. Эти удлиненные крепежные элементы тогда могут легко взаимодействовать с соединительным кожухом, для лучшего удерживания на последнем.
Является предпочтительным, чтобы устройство было образовано путем наложения, по меньшей мере, одного слоя из эластомерного материала, предпочтительно, из силиконового эластомера, и, по меньшей мере, одного волокнистого слоя, предпочтительно, керамического, стеклянного или метаарамидного (из поли(м-фениленизофталамида)). Однако, возможны и другие типы слоев, без отступления от объема изобретения. Следует отметить, что для огнезащитной функции особо эффективен слой керамической ткани, тогда как слой стекловолокна позволяет сделать пакет более жестким и сдержать оползание силиконового эластомера в плоскости, перпендикулярной к направлению наложения слоев, в случае возникновения механического напряжения по этому последнему направлению. Наконец, слой волокон метаарамида также допускает такое придание жесткости.
Является предпочтительным, чтобы один или более волокнистых слоев простирались по всей длине первой контактной кромки и спирального патрубка, а также, чтобы один или более волокнистых слоев простирались по всей длине второй контактной кромки.
Целью изобретения также является создание двигательной установки для самолета, содержащей двухконтурную турбомашину самолета, а также пилона подвески турбомашины, предназначенного для ее крепления к элементу крыла самолета,
Турбомашина содержит межпотоковый отсек, расположенный между первичным потоком и вторичным потоком турбомашины, а также кронштейн, проходящий радиально через вторичный поток и сообщающийся с межпотоковым отсеком, причем последний частично ограничен радиально по направлению наружу верхним по потоку кольцом, соединенным с кронштейном с помощью двух соединительных кожухов, расположенных соответственно с одной и с другой стооны верхнего по потоку конца пилона подвески, в поперечном направлении двигательной установки,
причем верхний по потоку конец пилона подвески содержит две боковые поверхности, а также периферийную несущая поверхность, повторяющую контур основания этого верхнего по потоку конца пилона.
Согласно изобретению двигательная установка содержит также связанное, по меньшей мере, с одним из двух соединительных кожухов, огнезащитное устройство, такое как описанное ранее, вставленное между верхним по потоку концом пилона подвески и соединительным кожухом, к которому прикреплено устройство.
Является предпочтительным, чтобы первый котактный конец опирался на периферийную несущую поверхность верхнего по потоку конца пилона подвески, а второй котактный конец второй контактной кромки опирался на соответствующую боковую поверхность верхнего по потоку конца пилона подвески.
Является предпочтительным, чтобы первая кривая линия принадлежала первой контактной поверхности, почти плоской и почти параллельной поперечному направлению, а также продольному направлению установки, а вторая линия, заданная второй контактной кромкой, представляла собой прямую, простирающуюся почти параллельно вертикальному направлению установки.
Является предпочтительным, чтобы вторая контактная кромка была предпочтительно ограничена боковой поверхностью верхнего по потоку конца пилона подвески и соединением съемного кожуха гондолы.
Наконец, двигательная установка содержит также связанные друг с другом два соединительных кожуха, дополнительное огнезащитное устройство, вставленное между верхним по потоку концом пилона подвески и соединительным кожухом, к которому прикреплено дополнительное устройство, причем последнее содержит контактную структуру в форме спирального соединения, продольный конец обеспечен которого закреплен соединительным штифтом, взаимодействующим с другим продольным концом первой контактной кромки, принадлежащего огнезащитному устройству. Как было упомянуто ранее, эта особенность иллюстрирует тот факт, что изобретение имеет форму, позволяющую осуществлять сборку устройства на другом существующем устройстве, с другой конструкцией и уже установленном на двигательной установке.
Другие преимущества и характеристики изобретения станут ясными из не ограничивающего подробного описания, приведенного ниже.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Данное описание будет приведено применительно к прилагаемым чертежам, из которых:
- Фигура 1 представляет собой частичный и схематический вид в перспективе двигательной установки согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения;
- Фигура 2 представляет вид в перспективе с пространственным разделением деталей части двигательной установки, показанной на Фигуре 1;
- Фигура 3 представляет вид в перспективе части, показанной на предыдущей Фигуре;
- Фигура 4 представляет собой вид сбоку части, показанной на предыдущей Фигуре, с огнезащитнымм устройством, показанным пунктиром;
- Фигура 5 представляет собой разрез, проведенный вдоль линии V-V на Фигуре 4;
- Фигуры 6a и 6b представляют собой виды в перспективе огнезащитного устройства, показанного на предыдущих Фигурах, под различными углами обзора;
- Фигура 6c представляет собой разрез, проведенный по плоскости Pc на Фигуре 6b, проходящей через спиральный патрубок;
- Фигура 6d представляет собой вид сверху части огнезащитного устройства, показанного на Фигурах 6a и 6b;
- Фигура 7 представляет собой вид в перспективе части, показанной на Фигурах 2-4, схематически показывающий линию уплотнения, полученную благодаря огнезащитному устройству;
- Фигура 8 представляет вид в перспективе части, показанной на Фигурах 2-4, показывающий в частности, вторукю контактную кромку огнезащитного устройства, в напряженном состоянии;
- Фигура 9 представляет собой разрез, проведенный вдоль линии IX-IX Фигуры 10;
- Фигура 10 представляет собой разрез, проведенный вдоль линии X-X Фигуры 9;
- Фигура 11 представляет комбинация между огнезащитнымм устройством, таким как показанный на предыдущих Фигурах, и дополнительным стандартным устройством;
- Фигура 12 представляет собой вид сзади части комбинации устройств, показанных на Фигуре 11;
- Фигура 13 представляет собой разрез, аналогичный виду, представленному на предыдущей Фигуре; и
- Фигура 14 представляет собой разрез, проведенный вдоль линии XIV-XIV Фигуры 13.
ПОДРОБНОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ
Обратимся сначала к Фигуре 1, где частично представлена двигательной установке 100 согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения. Эта установка 100 включает в себя двухконтурную турбомашину 1 для самолета, а также пилон подвески 9 этой турбомашины на элементе крыла самолета (не представлен).
Двигательная установка 100 имеет продольное направление X, соответствующее также продольному направлению турбомашины 1 и продольному направлению пилона 9. Установка 100 также имеет поперечное направление Y, а также вертикальное направление Z, соответствующее направлению высоты. Три направления X, Y и Z взаимно перпендикулярны между собой и образуют правую систему осей координат.
Является предпочтительным, чтобы пилон 9 позволял подвешивать турбомашину 1 под крыло самолета. Этот пилон включает в себя конструкционную часть, предназначенную для приема сил, исходящих от турбомашины, и эту часть обычно называют первичной конструкцией или жесткой конструкцией. Она, как правило, имеет форму коробки, у которой на Фигуре 1 показан только верхний 7 по потоку конец. Пилон также обеспечен вторичными конструкциями (не представленными) в форме аэродинамических обтекателей.
В предпочтительном описанном и представленном варианте воплощения турбомашина 1 представляет собой двухконтурный и двухкорпусный турбореактивный двигатель. Турбореактивный двигатель 1 имеет центральную 2 продольную ось, параллельную направлению X, и вокруг которой простираются ее различные компоненты. Она содержит от входа до выхода по основному 5 направлению течения газов через эту турбомашину: нагнетатель 3, затем газогенератор, обычно образованный компрессорами, камерой сгорания и турбинами. Эти элементы газогенератора окружены главным 6 картером, также называемым картером «сердечником», который по напралению радиально вовнутрь ограничивает межпотоковый 8a отсек. Этот отсек 8a, кроме того, ограничен радиально по направлению наружу одним или более кожухами, включая верхнее 10 по потоку кольцо, которое единственное показано на Фигуре 1. Верхнее 10 по потоку кольцо расположено на выходе из втулки 12 промежуточного 14 картера турбореактивного двигателя. Промежуточный 14 картер также включает в себя внешнюю 16 окружную стенку, расположенную на выходе картера 18 нагнетателя. Он также включает в себя выпускные 20 направляющие лопатки, расположенные ниже по потоку относительно лопаток нагнетателя и связывающие втулку 12 с внешней 16 окружной стенкой.
Картер 18 нагнетателя и внешняя 16 окружная стенка вместе, в радиальном направлении вовнутрь ограничивают отсек 8b нагнетателя. Кроме того, этот отсек 8b ограничен радиально по направлению наружу одним или более кожухами (не представлены), образуя часть гондолы турбореактивного двигателя. Как и в межпотоковом 8a отсек, в этом отсеке 8b размещается оборудование и вспомогательное оборудование, как это широко известно из уровня техники.
Для соединения двух отсеков 8a, 8b предусмотрен один или более кронштейнов 22. Это, например, два кронштейна 22, которыми оснащен турбореактивный двигатель, расположенные соответственно в позициях по часовой стрелке, называемых 12ч и 6ч. Эти кронштейны 22 полые, и они позволяет, например, прокладывать электрические кабели и/или трубопроводы для текучих сред. Точнее говоря, эти кронштейны связывают нижнюю по потоку часть внешней 16 окружной стенки с верхним 10 по потоку кольцом. Для этого, они проходят через вторичный 26 поток турбореактивного двигателя, причем этот поток частично ограничен по направлению наружу окружной 16 стенкой, а также кожухами (не представлены), расположенными ниже по потоку относительно нее, и частично ограничен по направлению вовнутрь верхним 10 по потоку кольцом межпотокового 8a отсека. Вторичный 26 поток добвляется к первичному потоку 28, который обычно проходит через газогенератор.
Обратимся теперь к Фигурам 2-5, гда представлена часть двигательной установки 100, включающая в себя верхний 7 по потоку конец пилона 9, кронштейн 22, расположенный в позиции по часовой стрелке, соответствующей 12ч, а также верхнее 10 по потоку кольцо. Точнее говоря, с одной и с другой стооны верхнего 7 по потоку конца пилона 9 в направлении Y предусмотрены соответственно два соединительных 30 кожуха, обеспечивающих аэродинамическое сопряжение между кронштейном 22 и верхним 10 по потоку кольцом. Таким образом, последнее является не полностью замкнутым на 360°, а имеет угловое отверстие, центрированное на позиции по часовой стрелке, соответствующей 12ч, на уровне которого два соединительных 30 кожуха обеспечивают соединение с радиальо внутренним концом кронштейна 22.
На Фигурах, сборка различных элементов между собой представлена лишь со стороны пилона, но подразумевается, что с другой стороны верхнего 7 по потоку конца пилона 9 предусмотрена идентичная или сходная сборка, предпочтительно, симметричная. Таким образом, с каждой стороны пилона 9 соединительный 30 кожух имеет верхний 32 по потоку конец, который должен находиться на выходе из втулки промежуточного картера. Его верхний 33 конец соединяется со стенкой кронштейна 22, тогда как его периферийный 35 конец соединяется с периферийным концом верхнего 10 по потоку кольца. Наконец, его нижний 38 по потоку конец образует гнездо 39 типа угловогр сектора желоба, вмещающее в себя соединение гондолы 40, которое предпочтительно поддерживается съемным кожухом гондолы (не представлен на Фигурах 2-5). Это соединение 40, также называемое тройниковым соединением или треножным соединением, фактически включает в себя узел, из которого простираются первая 40a часть соединения, входящая в гнездо 39, а затем в верхнее 10 по потоку кольцо, и вторая 40b часть соединения, входящая в гнездо 39, а затем в кронштейн 22, и третья 40c часть соединения, входящая в боковую 42 поверхность пилона. Каждая ветвь соединения 40 представляет собой ветвь трубчатого, спирального или валикового типа.
Таким образом, соединение 40 принимает положение, представленное на Фигуре 3 после закрытия съемного кожуха гондолы, на котором он установлен, при этом кожух имеет внешнюю поверхность, расположенную ниже по потоку относительно внешней 34 поверхности соединительного 30 кожуха.
Верхний 7 по потоку конец пилона 9 имеет основание 44, из которого простираются, в частности, две боковые 42 поверхности. Основание 44 установлено неразъемно с периферийной 46 несущей поврехностью в общей U-образной форме, повторяющей контур этого основания 44. Оно является почти плоским, параллельным направлениям X и Y. Его в основном сосоит в установлении огнезащитного барьера между межпотоковым 8a отсеком и верхним 7 по потоку концом пилона. Для удовлетворения этой функции, установка 100 содержит огнезащитное 50 устройство, соответствующее изобретению, связанного с каждым соединительным 30 кожухом. В альтернативном варианте воплощения изобретения, который будет описан в дальнейшем, установка 100 содержит огнезащитное устройство, соответствующее изобретению и связанное с одним из двух соединительных 30 кожухов, а также более стандартное дополнительное огнезащитное устройство, связанное с другим соединительным 30 кожухом.
Два соединительных 30 кожуха могут иметь идентичные или сходные конструкции, будучи, установленными, например, симметрично относительно продольной плоскости XZ, проходящей через ось 2. Эта конфигурация схематически представлена на Фигуре 2, показывающей также комбинацию двух устройств 50 согласно изобретению, которые соединяются на уровне их верхних по потоку концов, совместно образуя профиль, аналогичный профилю периферийной 46 несущей поврехности, на которую они опираются.
Что касается Фигур 2-5, будет описано, что одно из двух устройств 50, конструкции которых идентичные или сходные, они, например, установлены симметрично относительно продольной плоскости XZ, проходящей через ось 2.
Огнезащитное 50 устройство, таким образом, вставляют между верхним 7 по потоку концом пилона, и его соединительным кожухом 30, на котором закреплено то же самое устройство. В общем виде, устройство 50 имеет первая 52a контактная кромка, а также вторая 52b контактная кромка, причем первая кромка 52a опирается на радиально внешнюю поверхность периферийной 46 несущей поврехности, - на ее половину. Эта первая 52a контактная кромка способствует тому, чтобы огонь, который возникает в межпотоковом 8a отсеке, не распространялся ни по периферии к боковой поверхности 42 пилона, ни радиально по направлению наружу в направлении торца верхнего по потоку конца этого же пилона.
Вторая 52b контактная кромка, в свою очередь, опирается на боковую 42 поверхность пилона, ниже по потоку относительно двух частей 40a, 40b соединения гондолы 40. Он предназначен для блокирования возможного возгорания в межпотоковом 8a отсеке, чтобы огонь не распространялся в осевом направлении вниз по потоку, вдоль боковой 42 поверхности пилона.
Устройство 50 со своими кромками обеспечивает оригинальное и эффективное решение для обеспечения огнезащитная функция, несмотря на относительные движения, которые могут наблюдаться между турбореактивным двигателем и пилоном в ходе различных стадий полета самолета.
На Фигуре 5 показана первая 52a кромка с низким уровнем сжатия, обусловленным относительным положением турбореактивного двигателя и пилона. Эта первая 52a кромка обладает C-образным поперечным сечением, предпочтительно полукруглым, соответствующим ее номинальной форме в ненапряженном состоянии. Таким образом, когда первая 52a кромка сжимается, она имеет форму, имеющую тенденцию к уплощению/овализации, что ведет к приближению ее двух 53 периферийных концов друг к другу, по направлению сжатия, соответствующему направлению Z.
Один из двух периферийных 53 концов опирается на периферийную 46 несущую поврехность, почти перпендикулярно к этой опорной части. Другой конец 53 опирается на крепежную 56 часть, через которую проходят крепежные 54 элементы типа штырей или заклепок. Эти элементы 54 фактически проходят через крепежную 56 часть устройства 50, а также первую 58 опору соединительного 30 кожуха, расположенную радиально по направлению вовнутрь между последним и периферийной 46 несущей поврехностью. Первая 58 опора имеет общую U-образную форму, открытую поперек направления наружу, тогда как первая 52a полукруглая кромка открыта поперек направления вовнутрь.
Таким образом, крепежная 56 часть простирается в направлении Z к низу, параллельно основанию U-образной опоры 58, до ее соединения с одним из периферийных 53 концов первой 52a полукруглой кромки. Зона гибкого соединения между крепежной 56 частью и концом 53 расположена вблизи зоны соединения между основанием U-образной опоры и ее нижней ветвью. Следовательно, является предпочтительным, чтобы верхняя часть первой 52a кромки опиралась на нижнюю ветвь первой 58 U-образной опоры.
Дополнительно, на поперечном разрезе, таком как поперечный разрез по Фигуре 5, является предпочтительным, чтобы два периферийных 53 конца первой 52a кромки вписывались в вертикальную воображаемую линию, вдоль которой простирается крепежная 56 часть. Эта геометрия, в частности, наблюдается при ненапряженном состоянии первой 52a кромки. Однако, установлено, что конструкция огнезащитного 50 устройства позволяет сохранить контакт между первой 52a кромкой и периферийной 46 несущей поврехностью, независимо от относительных движений, наблюдаемых между турбореактивным двигателем и пилоном, и это имеет место по каждому из трех направлений X, Y и Z.
Периферийный 53 конец, взаимодействующий с несущей 46 поверхностью, определяет большую часть первого 70a котактного конца устройства 50 с пилоном. Этот первый 70a котактный конец завершается небольшой частью, исходящей из спирального 71 патрубка, т.е., трубчатого патрубка, показанного на Фигурах 6a-6d и предпочтительно обладающего круглым поперечным сечением, полость которого остается предпочтительно пустой. Этот патрубок 71 образует с первой 52a кромкой контактную 73 структуру, которая должна опираться на периферийную 46 несущую поврехность пилона.
Патрубок 71 расположен в продолжении продольного нижнего 75a по потоку конца первой 52a кромки. Точнее говоря, круглый 71 спиральный патрубок имеет верхний 77a по потоку аксиальный конец, который является открытым, и, который установлен в продолжении продольного нижнего 75a по потоку конца кромки 52a. Следовательно, на уровне перехода между кромкой 52a и патрубком 71, приводимым в действие концами 75a, 77a, контактная 73 структура переходит от круглого к полукруглому участку, возможно постепенно, но предпочтительно резко. В более общем виде, независимо от формы кромки 52a и формы патрубка 71, контактная 73 структура переходит от закрытого участка (внутри патрубка 71), к половине этого закрытого участка (внутри C-образной кромки 52a).
Внешние и внутренние диаметры двух концов 75a, 77a соответственно являются почти идентичными. Кроме того, эти диаметры являются почти постоянными на протяжении всей контактной 73 структуры, даже если могут наблюдаться незначительные отклонения, например, в диапазоне более или менее 15%.
Аксиальный нижний 77b по потоку закрытый конец патрубка 71, например, имеет форму купола. Благодаря этому перекрытию, а также трубчатой форме патрубка 71, эта нижняя по потоку часть контактной 73 структуры обеспечивает усиленное и более удобное в достижении уплотнение, вследствие большей поперечной протяженности, чем у первой 52a C-образной кромки, продолжаемой этим патрубком.
Как было упомянуто ранее, круглый 71 спиральный патрубок составляет лишь небольшую часть контактной 73 структуры, а именно, только ее нижний по потоку конец. Является предпочтительным, чтобы ее длина составляла не более 20% от общей длины контактной 73 структуры, а еще более предпочтительно, составляла долю менее 15%.
Следует отметить, что, как и для кромки 52a, предпочтительно круглый характер патрубка 71 соответствует ее номинальной форме, наблюдаемая в ненапряженном состоянии. Таким образом, после размещения на двигательной установке, этот патрубок 71 этот патрубок подвергается сплющиванию/овализации вследствие относительных движений между турбореактивным двигателем и пилоном, и это происходит по каждому из трех направлений X, Y и Z. Однако, на этом патрубке, в основном подвергающемся нагрузке при сжатии, могут наблюдаться и другие типы деформации, без отступления от объема изобретения.
Вместе первая 52a контактная кромка и нижний конец патрубка 71 позволяет установить первую линию уплотнения на периферийной 46 несущей поврехности. Как это представлено на Фигуре 7, речь идет о первой 72a кривой линии, повторяющей профиль половины несущей 46 поверхности, связанной с контактной структурой. Первый 70a котактный конец этой контактной 70 структуры (не представлена на Фигуре 7, но видна на Фигурах 6a и 6b), простирается вдоль этой первой 72a кривой линии, в общей L-образной форме.
Одна из особенностей изобретения основана на факте, что устройство 50 включает в себя вышеупомянутую вторую кромку, функция состоит в установлении второй 72b линии уплотнения на боковой 42 поверхности пилона 9. Является предпочтительным, чтобы эта вторая линия представляла собой прямую, почти параллельную направлению Z. Являеися предпочтительным, чтобы две линии 72a, 72b, показанные на Фигуре 7, сходились на уровне радиально внутреннего нижнего по потоку конца устройства 50. Если контактная структура и вторая кромка могут непосредственно прилегать друг к другу на уровне спирального патрубка, они, в качестве альтернативы, могут быть соединены соединительным материалом 79, показанным на Фигуре 6b, связывающим перекрытый 77b аксиальный нижний по потоку конец патрубка 71 с радиально внутренним концом второй 52b контактной кромки.
Если обратиться снова к Фигурам 6a-6d, устройство 50 будет описано более подробно. На этих Фигурах, прежде всего, представлена первая 72a кривая линия, вдоль которой следуют друг за другом первая 52a кромка и круглый 71 спиральный патрубок. Линия 72a принадлежит почти плоской первой контактной поверхности S1, которая соответствует радиально внешней периферицной 46 поверхности несущей поврехности. Эта поверхность S1 может быть строго плоской, или иметь один или более уровней с очень малой высотой, например, не превышающей нескольких миллиметров. Таким образом, является предпочтительным, чтобы поверхность S1 соответствовала плоскости XY двигательной установки 100. Дополнительно, первая 72a кривая линия, которая принадлежит этой плоскость XY, также имеет общую L-образную форму, у которой угол между основанием L и ветвью L может быть скруглен, и свободный конец ветви L которой также может быть скруглен.
Крепежная 56 часть простирается к высоте в направлении Z от кромки 52a, в форме пластинки, через которую проходят пропускные 76 отверстия, предназначенные для пропускания через них вышеуказанных штырей 54. Пропускные 76 отверстия могут быть укреплены вкладышами 81, устанавливаемыми затем на устройство 50.
На уровне продольного нижнего 75a по потоку конца первой 52a кромки, устройство 50 включает в себя опорную 60 часть, которая простирается также по высоте почти в направлении Z, от верхнего 53 периферийного конца этой кромки. Точнее говоря, эта опорная 60 часть имеет большую толщину, и она находится рядом с ребром 80, предусмотренным для повышения механической прочности устройства 50. Ребро 80 вставляют между крепежной 56 частью и опорной 60 частью в форме блока. Оно простирается также по высоте почти в направлении Z, параллельно крепежной 56 частью, от которой оно может быть отделено, в направлении первой 72a кривой линии. Ребро 80 имеет промежуточную толщину между длиной крепежной 56 части и длиной опорной 60 части. То же самое относится и к его высоте в направлении Z.
Функция опорной 60 части состоит в поддержании второй 52b кромки посредством зоны 62 соединения, вставленной между ними. Зона 62 соединения имеет сниженную толщину и служит в качестве шарнирного соединения со второй 52b кромкой, которая предпочтительно остается прямой и не деформируется или слабо деформируется при изгибе, независимо от уровня сжатия.
Зона 62 соединения простирается от опорной 60 части почти в направлении X, вниз по потоку. На своем радиально внутреннем конце, зона 62 соединения несет на себе верхнюю часть спирального 71 патрубка, которая расположена выше по потоку относительно кромки 52b, поддерживаемой нижним по потоку концом той же зонв 62 соединения.
Второй 70b котактный конец второй 52b кромки простирается по второй 72b линии, предпочтительно прямой, а предпочтительно, почти перпендикулярно к первой контактной поверхности S1. Таким образом, вторая 72b прямая линия простирается предпочтительно почти в направлении Z, чтобы кромка 52b контактировала с соответствующей боковой поверхностью пилона.
Внешний радиальный конец установки, образованный элементами 60, 62 и 52b, скошен, как это лучше видно на Фигуре 6b.
Более того, вторая 52b контактная кромка имеет возрастающую толщину по направлению от ее основания 68b, представленного на Фигуре 6a, ко второму 70b котактному концу. Следовательно, эта последняя может иметь поверхностный характер, например, в форме вертикальной полосы. В ненапряженном состоянии, представленном на этой Фигуре 6d, между нормалью 64b к боковой поверхности пилона (не представлена) и общим вторым направлением кромки 66b, заданным между основанием 68b и вторым 70b котактным концом кромки 52b можно наблюдать угол наклона B0.
В собранном состоянии устройства 50, его вторая 52b контактная кромка смещена в направлении Y третьей 40c частью соединения гондолы. Применительно к Фигуре 8, когда кожух гондолы 82 (представленной лишь схематически) закрыт, третья 40c ветвь соединения 40, неразъемного с этим кожухом, будет опираться на вторую 52b кромку. Тогда она сжимается между боковой 42 поверхностью пилона и третьей 40c частью соединения 40, что влияет на поворот кромки 52b в соответствии с его зоной 62 соединения. Из-за этого поворота, угол B0 возрастает, по сравнению с тем, который наблюдается в ненапряженном состоянии по Фигуре 6d. Величина этого угла B0 зависит от уровня сжатия огнезащитного 50 устройства, который в свою очередь зависит от амплитуды относительных движений между турбореактивным двигателем и пилоном. На Фигуре 8 также показано, что третья 40c часть соединения 40 сжимается в направлении Y, что влияет на то, что ее трубчатая часть уплотнения деформируется между кожухом гондолы 82 и кромкой 52b. Таким образом, трубчатая часть, которая имеет сечение почти круглой формы в ненапряженном состоянии, сплющивается под действием сжатия, принимая, например, эллиптическую, овальную или сходную форму.
На этой Фигуре 8 также показано, что наличие спирального 71 патрубка сильно ограничивает сечение 91 утечки между боковой 42 поверхностью пилона и те же патрубком, даже при высоких уровнях деформации, приводящих к повышенным значениям угла B0. Обеспечение такого нижнего по потоку конца в форме спирали, закрытой ниже по потоку и открытой выше по потоку, способствует легкому достижению надлежащего и регулируемого уплотнения с боковой 42 поверхностью пилона. Таким образом, сечение 91 утечки остается приемлемым, даже при большом повороте второй 52b кромки.
Также применительно к Фигуре 8, показано, что опорная 60 часть устройства 50 входит во вторую 86 опору, предусмотренную на соединительном 30 кожухе, на уровне его нижнего 38 по потоку конца, образующего гнездо соединения 39, показанного на Фигуре 2. Вторая 86 опора, которая лучше видна на Фигуре 7, имеет отверстия 88, предназначенные для приема удлиненных 90 крепежных элементов, опирающихся на опорную 60 часть, со стороны, прилегающей к той, на которой находится кромка 52b и ее зона 62 соединения. Эти удлиненные элементы 90 выполнены в виде единой детали с устройством 50 или прикреплены к последнему. Они образованы, например, стержнями, один конец которых должен прижиматься к противоположной поверхности второй 86 опоры, через которую они проходят.
Другая особенность изобретения состоит в изготовлении моноблока огнезащитного 50 устройства. Иными словами, все вышеупомянутые элементы устройства 50 выполнены в виде одной детали, предпочтительно, путем формования под давлением. Кроме того, это изготовление моноблока не вызывает сомнений из-за наличия спирального патрубка, поскольку он остается открытым на одном из своих аксиальных концов и простирается предпочтительно на очень небольшую длину.
Удлиненные 90 крепежные элементы, возможно, встроены в эту деталь как одно целое, тогда как вкладыши 81 рассматриваются как дополнительные элементы, внешние по отношению к устройству, поскольку они образуют часть средств крепления на соединительном 30 кожухе.
Для изготовления устройства 50, речь может идти о простом блоке эластомера, но является предпочтительным, чтобы последний был скомбинирован с одним или более разнообразных функциональных слоев.
В примере, представленном на Фигурах 9 и 10, устройство 50 образовано путем наложения, в направлении толщины 92 последнего слоев из эластомерного материала 99, а предпочтительно, из силиконового эластомерного материала, и волокнистых 110 функциональных слоев. Среди этих последних это могут быть слои стеклоткани, которые усиливают жесткость устройства. Затем, могут быть обеспечены специальные огнестойкие слои, например, выполненные из керамического волокна. Является предпочтительным, чтобы они были расположены в зонах устройства, более подверженных воспламенению. Поскольку в случае высокой температуры силиконовый эластомерный материал слоев 99 разрушается и преобразуется в диоксид кремния, используемые ткани 110, благодаря своей сетке, позволяют удерживать эти разложившиеся частицы.
Чередование слоев также может быть дополнено волокнистыми слоями из метаарамида 110, опять же для усиления жесткости установки. Один из этих слоев даже можно наносить на внешнюю поверхность кромок, для сдерживания их износа и их повреждения контактирующими с ними частями.
Является предпочтительным, чтобы слои 99 и 110 были параллельны друг другу, повторяя профиль устройства 50. По меньшей мере, один или несколько из них могут простираться на всю высоту устройства 50, и от одного конца до другого последнего в направлении вышеупомянутой первой 72a кривой линии.
В направлении X, устройство 50 может иметь длину, состоящую 30-50 см, тогда как в направлении Y шрина этого устройства составляет порядка 10-20 см. Наконец, в направлении Z, максимальная высота устройства 50 может быть порядка 15-20 см. Каждая кромка 52a, 52b простирается лишь на несколько сантиметров.
Что касается огнестойкости, обеспечиваемлй устройством 50, помимо соответствия нормативным стандартам ISO 2685-1998 и AC 20-135, рассматриваются наиболее неблагоприятные условия, а именно, поддержание огнестойкости в полете и на земле. Это влечет за собой, в частности, разработку решения, обеспечивающего огнезащитную функцию в повторяющихся условиях:
- температура пламени: 1100±80°C;
- вибрация:±0,4 мм при частоте 50 Гц;
- давление: 0,4 бар в течение 5 первых минут испытательного огня;
- продолжительность испытания: 15 мин, разложение в 2 стадии:
- 5 мин: Прикладываемое избыточное давление; и
- 10 мин: Атмосферное давление;
- самовоспламенение в течение ограниченного времени.
В воплощении, описанном выше, представлены два устройства 50 согласно изобретению, которые связаны с периферийной 46 несущей поверхностью. Соединение между ними оказывается особо удобным к осуществлению на уровне верхних 75b по потоку продольных концов их соответствующих первых 52a кромок. Эти два C-образных конца 75b (которые показаны на Фигуре 6b) фактически могут легко перекрываться и, таким образом, обеспечивать непрерывность огнестойкого барьера на уровне зоны соединения между двумя устройствами 50.
Но изобретение также оказывается пригодным для крепления на имеющейся двигательной установке, для замены только одного из двух стандартных устройств, уже находящихся на месте на этой установке. Эта функциональность представлена на Фигурах 11-14, показывающих комбинацию между устройством 50 согласно изобретению и дополнительным 50' огнезащитным устройством со стандартной конструкцией. Два устройства предназначены соответственно для закрепления на двух соединительных 30 кожухах двигательной установки.
Дополнительное 50’ огнезащитное устройство имеет обычную конструкцию, с несколькими элементами, соединенными друг с другом. Как правило, оно включает в себя спиральное 71’ соединение, простирающееся почти на всю длину устройства 50', и это соединение должно быть прижато к периферийной несущей поверхности пилона, в виде контактной 73 структуры устройства 50. В ненапряженном состоянии, таком как представленное на Фигурах 11-14, спиральное 71’ соединение имеет сечение круглой формы.
Это спиральное 71’ соединение, таким образом, составляет контактную 73’ структуру дополнительного 50’ устройства, и имеет верхний 75b’ по потоку продольный конец, снабженный соединительным 112’ штифтом. Этот штифт 112' полый, также имеет круглое сечение, с диаметром, меньшим, чем диаметр спирали, и возможно скошенный на уровне его конечной перекрытой части. Что касается устройства 50, продольный верхний 75b по потоку конец его первой 52a контактной кромки, с C-образным сечением, оно проявило себя идеально адаптированным для взаимодействовия с этим соединительным 112’ штифтом. Внутренний диаметр C фактически может быть почти равен внешнему диаметру соединительного 112’ штифта, что позволяет разместить последний внутри продольного верхнего 75b по потоку конца в C-образной форме. Этот перекрытие показано на Фигурах 12-14 и сопоставимо с муфтовым соединением, что позволяет обеспечивать непрерывность огнестойкого барьера на уровне соединения между новым устройством 50 и дополнительным 50’ устройством, уже установленным на двигательной установке. Замена одного из двух имеющихся устройств, таким образом, облегчается за счет предложенной конструкции изобретения.
Безусловно, специалисты в данной области техники могут привнести в изобретение, которое было описано, различные модификации, исключительно в качестве не ограничивающих примеров, и объем которых задан в прилагаемой формуле изобретения.
Изобретение относится к двигателям летательного аппарата. Предлагается огнезащитное устройство (50), предназначенное для размещения между пилоном подвески (9) двухконтурной турбомашины самолета и соединительным кожухом (30), обеспеченным для этой турбомашины. Соединительный кожух предназначен для сопряжения верхнего (10) по потоку кольца, ограничивающего часть межпотокового (8a) отсека, с кронштейном (22), проходящим радиально через вторичный поток турбомашины. Устройство (50) выполнено в виде моноблока и содержит две контактные кромки (52a, 52b). При этом первая (52a) кромка имеет C-образное сечение, вторая(52b) кромка несома опорной частью через зону соединения. Достигается недопущение достижения этим пламенем верхней по потоку зоны пилона подвески, находящегося рядом. Достигается защита пилона от огня, легкость изготовления и встраивания защитного устройства в зону защиты. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 17 ил.
1. Огнезащитное (50) устройство, предназначенное для размещения между верхним (7) по потоку концом пилона подвески (9) двухконтурной (1) турбомашины самолета и соединительным (30) кожухом, обеспеченным для этой турбомашины, причем упомянутый соединительный кожух предназначен для сопряжения верхнего (10) по потоку кольца, ограничивающего радиально по направлению наружу, часть межпотокового (8a) отсека, с кронштейном (22), проходящим радиально через вторичный (26) поток турбомашины, отличающееся тем, что устройство содержит
контактную (73) структуру, содержащую первую (52a) контактную кромку, имеющую C-образное сечение, причем контактная структура содержит также на одном из продольных (75a) концов первой (52a) контактной кромки спиральный патрубок (71), один из аксиальных (77a) концов которого является открытым и установлен в продолжение первой кромки (52a), а другой аксиальный (77b) конец которого является закрытым, причем первая кромка и спиральный патрубок вместе образуют первый (70a) контактный конец, простирающийся вдоль первой (72a) кривой линии;
опорную (60) часть;
вторую (52b) контактную кромку, несомую опорной (60) частью через зону (62) соединения, которая несет на себе спиральный патрубок (71) контактной (73) структуры, причем вторая (52b) контактная кромка имеет второй (70b) контактный конец, простирающийся вдоль второй линии (72b), отличной от первой линии (72a),
и тем, что огнезащитное (50) устройство представляет собой моноблок.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутая вторая (72b) линия является прямой и предпочтительно почти перпендикулярной к первой (S1) контактной поверхности, почти плоской, которой принадлежит первая (72a) кривая линия.
3. Устройство по любому из предыдущих пунктов, характеризующееся тем, что оно содержит также крепежную (56) часть, несущую на себе первую (52a) контактную кромку, причем через упомянутую крепежную часть предпочтительно проходят пропускные (76) отверстия для крепежных (54) элементов.
4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, характеризующееся тем, что опорная (60) часть несет на себе, напротив второй (52b) кромки и ее зоны (62) соединения, удлиненные (90) крепежные элементы.
5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, характеризующееся тем, что оно образовано путем наложения по меньшей мере одного слоя (99) из эластомерного материала, предпочтительно из силиконового эластомерного материала, и по меньшей мере одного волокнистого (110) слоя, предпочтительно керамического, стеклянного или метаарамидного.
6. Двигательная установка (100) для самолета, содержащего двухконтурную турбомашину (1) самолета, а также пилон подвески (9) турбомашины, предназначенный для ее крепления к элементу крыла самолета,
турбомашина (1), содержащая межпотоковый (8a) отсек, расположенный между первичным (28) потоком и вторичным (26) потоком турбомашины, а также кронштейн (22), проходящий радиально через вторичный (26) поток и сообщающийся с межпотоковым (8a) отсеком, причем последний частично ограничен радиально по направлению наружу верхним (10) по потоку кольцом, соединенным с кронштейном с помощью двух соединительных (30) кожухов, расположенных соответственно с одной и с другой стороны от верхнего (7) по потоку конца пилона подвески (9), в поперечном направлении (Y) двигательной установки,
верхний (7) по потоку конец пилона подвески, содержащего две боковые (42) поверхности, а также периферийную (46) несущую поверхность, повторяющую контур основания (44) этого верхнего (7) по потоку конца пилона,
отличающаяся тем, что двигательная установка (100) содержит также связанное с по меньшей мере одним из двух соединительных (30) кожухов огнезащитное (50) устройство по любому из предыдущих пунктов, расположенное между верхним (7) по потоку концом пилона подвески и соединительным (30) кожухом, к которому прикреплено устройство (50).
7. Установка по предыдущему пункту, отличающаяся тем, что первый (70a) контактный конец опирается на периферийную (46) несущую поверхность верхнего (7) по потоку конца пилона подвески, и тем, что второй (70b) контактный конец второй (52b) контактной кромки опирается на соответствующую (42) боковую поверхность верхнего (7) по потоку конца пилона подвески.
8. Установка по п. 6 или 7, отличающаяся тем, что первая (72a) кривая линия принадлежит первой (S1) контактной поверхности, почти плоской и почти параллельной поперечному направлению (Y), а также продольному направлению (X) установки (100), и тем, что вторая (72b) линия, заданная второй (52b) контактной кромки, представляет собой прямую, простирающуюся почти параллельно вертикальному направлению (Z) установки.
9. Двигательная установка по любому из пп. 6-8, отличающаяся тем, что вторая (52b) контактная кромка ограничена между боковой (42) поверхностью верхнего (7) по потоку конца пилона подвески (9) и соединением (40) съемного кожуха гондолы (82).
10. Двигательная установка по любому из пп. 6-9, отличающаяся тем, что двигательная установка (100) содержит также связанные друг с другом два соединительных (30) кожуха, дополнительное (50’) огнезащитное устройство, расположенное между верхним (7) по потоку концом пилона подвески и соединительным (30) кожухом, к которому прикреплено дополнительное (50’) устройство, причем последнее содержит контактную структуру в форме спирального (71’) соединения, продольный (75b’) конец которого обеспечен соединительным (112’) штифтом, взаимодействующим с другим продольным (75b) концом первой (52a) контактной кромки, принадлежащей огнезащитному (50) устройству.
| US 20150098810 A1, 09.04.2015 | |||
| US 20150175272 A1, 25.06.2015 | |||
| ВОЗДУХОЗАБОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ГОНДОЛЫ | 2009 |
|
RU2516899C2 |
| СДВОЕННЫЙ УПЛОТНИТЕЛЬ | 2008 |
|
RU2474740C2 |
