РЕВЕРСОР ТЯГИ С ЛЕГКОЙ ЗАСЛОНКОЙ РЕВЕРСОРА ТЯГИ Российский патент 2023 года по МПК F02K1/72 

Изобретение относится к реверсору тяги гондолы турбореактивного двигателя, содержащему легкую заслонку реверсора тяги.

Самолет приводится в движение несколькими турбореактивными двигателями, каждый из которых размещен в гондоле, вмещающей набор дополнительных исполнительных устройств, относящихся к его работе и выполняющих различные функции, когда турбореактивный двигатель работает или остановлен.

Эти дополнительные исполнительные устройства содержат, в частности, механическую систему реверсирования тяги.

Гондола турбореактивного двигателя обычно имеет по существу трубчатую конструкцию, содержащую воздухозаборник выше по потоку от турбореактивного двигателя, среднюю секцию, предназначенную для окружения вентилятора указанного турбореактивного двигателя, нижнюю секцию, предназначенную для окружения камеры сгорания турбореактивного двигателя и, возможно, включающую средство реверсирования тяги, и обычно заканчивается эжекционным соплом, выпуск которого расположен ниже по потоку от турбореактивного двигателя.

Современные гондолы предназначены для вмещения двухконтурного турбореактивного двигателя, способного генерировать, с помощью лопастей вращающегося вентилятора, поток горячего воздуха (первичный поток) и поток холодного воздуха (вторичный поток), который циркулирует вне турбореактивного двигателя через кольцевой проход, также называемый путем воздушного потока, образованный между обтекателем турбореактивного двигателя и внутренней стенкой гондолы. Два воздушных потока выпускаются из турбореактивного двигателя через заднюю часть гондолы по этому пути воздушного потока.

Роль реверсора тяги заключается в том, чтобы во время посадки летательного аппарата улучшить тормозную способность последнего за счет перенаправления вперед по меньшей мере части воздуха, выпускаемого из турбореактивного двигателя. На этом этапе реверсор тяги перекрывает по меньшей мере одну часть пути воздушного потока и направляет данный поток к передней части гондолы, тем самым создавая противодействующую тягу, которая добавляется к торможению колес и воздушных тормозов летательного аппарата.

Как правило, конструкция реверсора включает кожух реверсора тяги, подвижный между, с одной стороны, положением обратной струи, в котором он открывает в гондоле канал, предназначенный для отводимого воздушного потока, и, с другой стороны, положением прямой струи, в котором он закрывает данный проход. В случае реверсора тяги каскадного типа переориентация воздушного потока в положение обратной струи осуществляется каскадными лопатками, связанными с заслонками реверсора тяги, которые по меньшей мере частично перекрывают путь воздушного потока, при этом кожух имеет только простую функцию скольжения, направленную на раскрытие или закрытие данных каскадных лопаток.

В свою очередь, заслонки реверсора тяги, также называемые блокирующими заслонками, активируются и приводятся в действие за счет скольжения подвижного кожуха до тех пор, пока они не начнут хотя бы частично перекрывать путь потока ниже по потоку от каскадных лопаток, чтобы оптимизировать переориентацию потока холодного воздуха.

Как известно, эти заслонки реверсора тяги не только препятствуют прохождению воздушного потока, но и выполняют акустическую функцию.

Для достижения этих акустических и препятствующих функций эти заслонки реверсора тяги сконструированы путем сборки двух стенок, расположенных на расстоянии друг от друга, чтобы образовать коробку акустического резонанса между первой стенкой с отверстием и второй твердой стенкой.

В направлении потока воздуха, проходящего через гондолу, как описано выше, данный воздушный поток входит в контакт с первой стенкой заслонки реверсора тяги. Данная первая стенка, имеющая отверстие на ее поверхности, обеспечивает прохождение небольшой части данного воздушного потока и отводит другую часть этого воздушного потока в направлении каскадных лопаток, предусмотренных для этой цели. Часть воздушного потока, проходящего через первую имеющую отверстие стенку, улавливается в резонансной коробке, образованной между первой стенкой и второй твердой стенкой.

Задачей настоящего изобретения является создание реверсора тяги, содержащего усовершенствованную заслонку реверсора тяги, позволяющую уменьшить нагрузку в полете на данный реверсор тяги, с сохранением при этом акустической функции и препятствующей функции такой заслонки.

С этой целью изобретение относится к реверсору тяги гондолы турбореактивного двигателя для летательного аппарата, причем указанный реверсор тяги включает в себя неподвижную конструкцию и подвижную конструкцию, ограничивающие вместе путь воздушного потока, по меньшей мере одну заслонку реверсора тяги, содержащую единую стенку, причем указанная стенка имеет отверстие на своей поверхности, чтобы обеспечить возможность прохождения через заслонку части воздушного потока, отводимого заслонкой, при этом указанная стенка содержит конструкцию, придающую жесткость заслонке и имеющую акустическую функцию, при этом заслонка выполнена с возможностью перемещения между неподвижной конструкцией и подвижной конструкцией, чтобы обеспечить возможность:

- в положении прямой струи, размещения указанной стенки заслонки вдоль акустической секции подвижной конструкции так, чтобы обеспечить возможность циркуляции воздушного потока через путь воздушного потока, причем указанная акустическая секция образует с конструкцией указанной стенки акустический резонатор, и

- в положении обратной струи, размещения указанной стенки заслонки для отвода воздушного потока, проходящего через путь воздушного потока, и обеспечения возможности прохождения через стенку заслонки и через путь воздушного потока части воздушного потока, отводимого заслонкой.

В отличие от предшествующего уровня техники заслонка не содержит вторую сплошную стенку, встроенную в заслонку. Таким образом, изобретение позволяет использовать существующую подвижную конструкцию для образования второй стенки заслонки реверсора тяги, когда реверсор тяги находится в положении прямой струи. Действительно, в этом положении прямой струи реверсора тяги стенка заслонки проходит вдоль обращенной к нему подвижной конструкции. Более конкретно, конструкция стенки заслонки поддерживается так, чтобы она продолжалась вдоль подвижной конструкции, обращенной к акустической секции подвижной конструкции.

Следует понимать, что акустическая секция подвижной конструкции должна быть сплошной, чтобы образовывать прочную стенку, эквивалентную стенке предшествующего уровня техники.

Под «сплошной секцией» следует понимать поверхность, препятствующую прохождению воздушного потока.

Заслонка согласно изобретению позволяет уменьшить ее вес и, следовательно, также вес реверсора тяги, несущего ее.

В положении прямой струи заслонка согласно изобретению позволяет снизить риски рециркуляции воздуха между стенкой заслонки и акустической секцией подвижной конструкции.

Данное снижение риска рециркуляции воздуха позволяет ограничить размеры соединительного стержня, перемещающего заслонку между неподвижной конструкцией и подвижной конструкцией.

В положении обратной струи имеющая отверстие стенка заслонки позволяет снизить перепад давления на заслонке.

Без ограничения, указанная стенка может быть изготовлена из алюминия или термопластического материала, или же из композитных волокон.

Согласно варианту осуществления изобретения конструкция стенки створки образована множеством акустических блоков.

Предпочтительно, конструкция стенки заслонки имеет размеры в положении прямой струи, чтобы поддерживать между заслонкой и указанной акустической секцией подвижной конструкции предварительно заданный зазор, предпочтительно менее 3 миллиметров.

Поддержание такого предварительно заданного зазора позволяет выполнять акустическую функцию акустического резонатора, образованного заслонкой реверсора тяги и акустической секцией подвижной конструкции, причем в положении прямой струи.

Согласно варианту осуществления изобретения реверсор тяги снабжен пружиной, поддерживающей указанный предварительно заданный зазор между конструкцией заслонки и указанной акустической секцией подвижной конструкции.

Предпочтительно, часть конструкции заслонки предназначена для приема пружины.

Следует понимать, что размер пружины рассчитан таким образом, чтобы обеспечить сохранение предварительно заданного зазора.

Предпочтительно, стенка заслонки имеет отверстие, предварительно предусмотренное для прохождения механизма раскрытия заслонки, предпочтительно соединительного стержня, для его крепления к пружине.

Согласно варианту осуществления изобретения край указанной стенки заслонки, обращенный к неподвижной конструкции, в положении обратной струи, содержит манжетное уплотнение.

Предпочтительно, манжетное уплотнение формовано поверх края указанной стенки.

Такое формование поверх манжетного уплотнения облегчается за счет того, что заслонка согласно изобретению содержит единственную стенку.

Изобретение также относится к гондоле, оснащенной реверсором тяги, раскрытым в настоящем документе.

Другие аспекты, цели и преимущества изобретения станут очевидными после прочтения следующего ниже подробного описания его предпочтительных вариантов осуществления, представленного в качестве неограничивающего примера, и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1- схематический вид в разрезе реверсора тяги в положении прямой струи,

фиг.2 - схематический вид в разрезе реверсора тяги в положении обратной струи,

фиг. 3 - схематический вид в разрезе реверсора тяги в положении прямой струи, снабженного заслонкой согласно изобретению,

фиг. 4 - увеличенный схематический вид секции с фиг.3, для представления предварительно заданного зазора между заслонкой и реверсором тяги.

фиг. 5 - увеличенный схематический вид в разрезе секции с фиг.4, для представления манжетного уплотнения, расположенного на краю стенки заслонки согласно изобретению,

фиг. 6 - вид в аксонометрии задней части заслонки согласно изобретению,

фиг. 7 - вид в аксонометрии передней части клапана с фиг.7.

В настоящем документе термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» следует трактовать со ссылкой на направление циркуляции воздушного потока, проходящего путь воздушного потока реверсора тяги.

На фиг.1 и 2 представлен реверсор 1 тяги гондолы турбореактивного двигателя летательного аппарата, соответственно, в положениях прямой и обратной струи.

Как показано, реверсор 1 тяги включает в себя неподвижную конструкцию 2 и подвижную конструкцию 3, ограничивающие вместе путь воздушного потока.

Представлена заслонка 4 реверсора тяги, шарнирно соединенная механизмом раскрытия заслонки 4, в данном случае образованного соединительным стержнем 5, для обеспечения ее раскрытия во время поступательного перемещения подвижной конструкции 3 относительно неподвижной конструкции 2.

Как показано, один конец соединительного стержня 5 прикреплен к неподвижной конструкции 2, а другой конец прикреплен к точке 41 крепления заслонки 4.

Кроме того, заслонка установлена на подвижной конструкции 3 посредством шарнирного соединения. Шарнирное соединение обеспечивается двумя точками 42 поворота заслонки 4.

При переходе из положения прямой струи в положение обратной струи поступательное смещение подвижной конструкции 3 относительно неподвижной конструкции 2 позволяет соединительному стержню 5 приводить в действие заслонку 4 через точку 41 крепления. Затем заслонка 4 приводится во вращение относительно подвижной конструкции 3 через две точки 42 поворота.

Во время раскрытия заслонка 4 реверсора тяги проходит в путь воздушного потока, чтобы отвести воздушный поток, проходящий через него.

Затем воздушный поток, проходящий через путь воздушного потока, направляется к каскадным лопаткам 6 реверсора 1 тяги, чтобы создать противотягу, позволяющую реверсировать тягу.

Во время перехода от положения обратной струи к положению прямой струи поступательное смещение подвижной конструкции 3 относительно неподвижной конструкции 2 достигает конечного положения, когда уплотнительное кольцо 32, удерживаемое подвижной конструкцией 3, в частности, находящимся выше по потоку концом внутреннего кожуха 30 подвижной конструкции 3 ударяется о неподвижную конструкцию 2 реверсора 1 тяги.

На фиг.3 более подробно изображена заслонка 4 согласно изобретению. На фиг.3 также показана заслонка 4 реверсора 1 тяги в положении прямой струи.

Как показано на фиг.3-7, заслонка 4 реверсора тяги содержит одну единственную стенку 40.

Более конкретно, как показано на фиг.6 и 7, данная стенка 40 имеет отверстие на своей поверхности, чтобы обеспечить прохождение через заслонку части воздушного потока, отводимого заслонкой 4.

Кроме того, как также показано на фиг.3-7, указанная стенка 40 содержит конструкцию 43, придающую жесткость заслонке 4 и имеющую акустическую функцию заслонки 4.

Конструкция 43, придающая жесткость заслонке 4, в данном случае образована набором акустических блоков 43А. Более конкретно, конструкция 43 заслонки 4 образована каскадной заслонкой, предпочтительно проходящей от стенки 40 заслонки 4 для ограничения акустических блоков 43А.

Как показано на фиг.7, каскадная лопатка предпочтительно опирается на не имеющую отверстие часть стенки 40 заслонки 4.

Каждый акустический блок 43А ограничен сплошными боковыми перегородками 43А1 и имеющей отверстие нижней стенкой 43А2, соответствующей части стенки 40 заслонки 4.

В частности, конструкция 43 заслонки 4 выполняет первую функцию, заключающуюся в придании жесткости заслонке 4, когда последняя находится в положении обратной струи реверсора 1 тяги. Кроме того, конструкция 43 заслонки 4 выполняет вторую функцию, заключающуюся в выполнении акустической функции заслонки 4, когда последняя находится в положении прямой струи реверсора тяги.

Таким образом, в положении обратной струи сплошная стенка 40 заслонки 4 отклоняет воздушный поток, проходящий через путь воздушного потока. Часть воздушного потока, попадающего в путь воздушного потока, проходит через стенку 40 заслонки через ее имеющую отверстие поверхность. Понятно, что имеющая отверстие поверхность на стенке 40 заслонки 4 позволяет уменьшить перепад давления между секцией, расположенной выше по потоку, и секцией, расположенной ниже по потоку от пути воздушного потока, ограниченного заслонкой 4 в положении обратной струи.

В положении обратной струи конструкция 43 заслонки 4 расположена на стороне секции ниже по потоку от пути воздушного потока, ограниченного заслонкой 4.

В положении прямой струи, как показано на фиг.3-5, единственная стенка 40 заслонки 4 удерживается соединительным стержнем 5 и проходит вдоль подвижной конструкции 3 реверсора 1 тяги.

В частности, единственная стенка 40 заслонки 4 поддерживается так, чтобы проходить вдоль акустической секции 31 подвижной конструкции 3.

Акустическая секция 31 подвижной конструкции 3 здесь образована внутренним кожухом 30 подвижной конструкции 3, ограничивающим в радиальном направлении путь для воздушного потока.

Таким образом, конструкция 43, укрепляющая заслонку 4, обращена к акустической секции 31 подвижной конструкции 3.

Акустическая секция 31 предпочтительно является сплошной, чтобы компенсировать отсутствие второй сплошной стенки заслонки 4.

Таким образом, в положении прямой струи стенка 40 заслонки 4, в частности конструкция 43 стенки 40 заслонки 4, образует с акустической секцией 31 подвижной конструкции 3 акустический резонатор, ограничивающий риски рециркуляции воздуха между заслонкой 4 и акустической секцией 31 подвижной конструкции 3.

Акустическая секция 31 подвижной конструкции 3 затем заменяет сплошную стенку створки 4.

После этого заслонка 4 облегчена, и ее размер в реверсоре 1 тяги уменьшен. Соединительный стержень 5 также может быть уменьшен в размерах.

Как показано на фиг.4, конструкция 43 стенки 40 заслонки 4 имеет такие размеры, чтобы поддерживать в положении прямой струи между заслонкой 43 и указанной акустической секцией 31 подвижной конструкции 3 предварительно заданный зазор 7.

В частности, предварительно заданный зазор 7 образован между, с одной стороны, концами конструкции 43 заслонки 4, проходящей от ее имеющей отверстие стенки 40, и, с другой стороны, акустической секцией 31 подвижной конструкции 3, при этом находясь в положении прямой струи заслонки 4.

Данный предварительно заданный зазор 7 предпочтительно предназначен для обеспечения возможности выполнения акустической функции заслонки 4 в положении прямой струи. Данный зазор предпочтительно меньше 3 миллиметров.

Для облегчения поддержания данного предварительно заданного зазора 7 между конструкцией 43 заслонки 4 и акустической секцией 31 подвижной конструкции 3, реверсор 1 тяги может быть снабжен пружиной 8, поддерживающей данный предварительно заданный зазор 7.

В положении прямой струи пружина 8 предотвращает соприкосновение стенки 40 заслонки 4 с акустической секцией 31 подвижной конструкции 3 и обеспечивает, в частности, предварительно заданный зазор 7.

Как более подробно показано на фиг.6, пружина 8 предназначена для приема в секции конструкции 43 заслонки 4, что выгодно отличается от сотовых блоков 43А. Затем пружина 8 фиксируется серией винтов на конструкции 43 заслонки 4, чтобы выходить из нее и предотвращать соприкосновение стенки 40 заслонки 4 с акустической секцией 31 подвижной конструкции 3.

В частности, пружина 8 образована изогнутыми и предварительно напряженными лопатками для обеспечения предварительно заданного зазора 7. Концы ее лопаток выступают из конструкции 43 заслонки 3, чтобы обеспечить предварительно заданный зазор 7.

Пружина 8 заслонки 4 предпочтительно выполнена с возможностью крепления соединительного стержня 5.

Пружина затем образует точку 41 крепления заслонки 4. Часть конструкции 43 заслонки 4 предпочтительно предназначена для приема точек 42 поворота заслонки 4.

Как показано на фиг.7, стенка 40 заслонки имеет отверстие 44, предназначенное для прохода соединительного стержня 5 для его крепления с пружиной 8, монтированной на стороне конструкции 43 заслонки 4.

Таким образом, пружина 8 преимущественно выполняет функцию, с одной стороны, обеспечения сохранения предварительно заданного зазора 7 и, с другой стороны, обеспечения возможности прикрепления механизма раскрытия заслонки 4.

Кроме того, пружина 8 предпочтительно по меньшей мере частично совпадает с конструкцией 43 заслонки 4, чтобы ограничить объем заслонки 4 на пути воздушного потока.

На фиг.5 проиллюстрирован подробный вид плоского края 45 стенки 40 заслонки 4. Плоский край 45 соответствует, в частности, краю, обращенному к неподвижной конструкции 2, когда реверсор 1 тяги находится в положении прямой струи.

В отличие от варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.6 и 7, по меньшей мере описанный выше плоский край 45 клапана 4 образован плоской поверхностью, продолжающейся линейно стенкой 40, в частности, в протяженности имеющей отверстие поверхности стенки 40 заслонки 4.

Как показано, данный плоский край 45, обращенный к неподвижной конструкции, в положении прямой струи содержит манжетное уплотнение 9, ограничивающее проход воздуха между данным плоским краем 45 заслонки 4 и неподвижной конструкцией 2. В положении прямой струи данное манжетное уплотнение 9 упирается в неподвижную конструкцию 2.

Плоская поверхность данного плоского края 45 заслонки обеспечивает возможность формования данного манжетного уплотнения 9 непосредственно на нем.

Конечно, изобретение не ограничивается только что описанными примерами, и в эти примеры могут быть внесены многочисленные модификации, не выходящие за рамки объема правовой охраны изобретения. В частности, различные признаки, формы, варианты и варианты осуществления изобретения могут быть связаны друг с другом в различных комбинациях до той степени, в которой они не являются несовместимыми или взаимоисключающими. В частности, все описанные выше варианты и варианты осуществления могут быть объединены друг с другом.

Изобретение относится к реверсору (1) тяги, содержащему неподвижную (2) и подвижную (3) конструкции, ограничивающие путь воздушного потока, заслонку (4), содержащую единую стенку (40), имеющую отверстие на ее поверхности, и содержащую конструкцию (43), придающую жесткость заслонке (4) и имеющую акустическую функцию, при этом заслонка (4) выполнена с возможностью перемещения для: в положении прямой струи, размещения стенки (40) вдоль акустической секции (31) подвижной конструкции (3) и обеспечения возможности циркуляции воздушного потока через путь воздушного потока, причем акустическая секция (31) образует с конструкцией (43) указанной стенки (40) акустический резонатор, и, в положении обратной струи, размещения стенки (40) для отвода воздушного потока, проходящего через путь воздушного потока, и обеспечения возможности прохождения через стенку (40) и через путь воздушного потока части воздушного потока, отводимого заслонкой (4). Изобретение обеспечивает уменьшение нагрузки в полете на реверсор тяги. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Реверсор (1) тяги гондолы турбореактивного двигателя для летательного аппарата, причем указанный реверсор (1) тяги включает в себя неподвижную конструкцию (2) и подвижную конструкцию (3), ограничивающие вместе путь воздушного потока, по меньшей мере одну заслонку (4) реверсора тяги, содержащую единую стенку (40), причем указанная стенка (40) имеет отверстие на своей поверхности, чтобы обеспечить возможность прохождения через заслонку (4) части воздушного потока, отводимого заслонкой (4), при этом указанная стенка (40) содержит конструкцию (43), придающую жесткость заслонке (4) и имеющую акустическую функцию, при этом заслонка (4) выполнена с возможностью перемещения между неподвижной конструкцией (2) и подвижной конструкцией (3), чтобы обеспечить возможность:

- в положении прямой струи, размещения указанной стенки (40) заслонки (4) вдоль акустической секции (31) подвижной конструкции (3) так, чтобы обеспечить возможность циркуляции воздушного потока через путь воздушного потока, причем указанная акустическая секция (31) образует с конструкцией (43) указанной стенки (40) акустический резонатор, и,

- в положении обратной струи, размещения указанной стенки (40) заслонки (4) для отвода воздушного потока, проходящего через путь воздушного потока, и обеспечения возможности прохождения через стенку (40) заслонки (4) и через путь воздушного потока части воздушного потока, отводимого заслонкой (4).

2. Реверсор (1) тяги по п. 1, отличающийся тем, что конструкция (43) стенки (40) заслонки (4) имеет такие размеры в положении прямой струи, чтобы поддерживать между заслонкой (4) и указанной акустической секцией (31) подвижной конструкции (3) предварительно заданный зазор (7), предпочтительно менее 3 миллиметров.

3. Реверсор (1) тяги по п. 2, отличающийся тем, что снабжен пружиной (8), поддерживающей предварительно заданный зазор (7) между конструкцией (43) заслонки (4) и указанной акустической секцией (31) подвижной конструкции (3).

4. Реверсор (1) тяги по п. 3, отличающийся тем, что часть конструкции (43) заслонки (4) предназначена для приема пружины (8).

5. Реверсор (1) тяги по любому из пп. 3 или 4, отличающийся тем, что стенка (40) заслонки (4) имеет отверстие (44), предусмотренное для прохождения механизма (5) раскрытия заслонки (4), предпочтительно соединительного стержня, для его крепления к пружине (8).

6. Реверсор (1) тяги по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что край (45) указанной стенки (40) заслонки (4), обращенный к неподвижной конструкции (2) в положении обратной струи, содержит манжетное уплотнение (9).

7. Реверсор (1) тяги по п. 6, отличающийся тем, что манжетное уплотнение (9) формовано поверх края (45) указанной стенки (40).

8. Реверсор (1) тяги по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что указанная стенка (40) изготовлена из алюминия, или термопластического материала, или же из композитных волокон.

9. Реверсор (1) тяги по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что конструкция (43) стенки (40) заслонки (4) образована множеством акустических блоков (43А).

10. Гондола турбореактивного двигателя для летательного аппарата, содержащая реверсор (1) тяги по любому из пп. 1-9.