ВОЗДУХОЗАБОРНИК ГОНДОЛЫ И ГОНДОЛА, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКОЙ ВОЗДУХОЗАБОРНИК Российский патент 2023 года по МПК B64D33/02 F02C7/45 

Настоящее изобретение относится к силовой установке летательного аппарата, содержащей гондолу и двигатель, такой как турбореактивный двигатель, и, в частности, к воздухозаборнику такой гондолы.

Летательный аппарат приводится в движение одним или несколькими турбореактивными двигателями, каждый из которых размещен в по меньшей мере одной гондоле. В общем случае гондола имеет трубчатую конструкцию, содержащую секцию воздухозаборника спереди по потоку турбореактивного двигателя, среднюю секцию, выполненную с возможностью охватывать вентилятор турбореактивного двигателя, и заднюю по потоку секцию, в которой размещены средства реверсирования тяги.

Задняя по потоку секция гондолы окружает газогенератор турбореактивного двигателя, который оканчивается выпускным соплом, расположенным сзади по потоку от турбореактивного двигателя.

Секция воздухозаборника гондолы содержит, в частности, переднюю кромку обычно кольцевой формы, которая захватывает входной воздушный поток, направляемый к каналу потока.

Для этого остальная часть конструкции воздухозаборника имеет по существу кольцевую конструкцию, содержащую наружную панель или стенку, обеспечивающую наружную аэродинамическую непрерывность гондолы, и внутреннюю панель или стенку, обеспечивающую внутреннюю аэродинамическую непрерывность гондолы, в частности с кожухом вентилятора на уровне средней секции. Кромка воздухозаборника обеспечивает соединение между этими двумя стенками, образуя передний край гондолы, и, в частности, может быть интегрирована в наружную панель, таким образом, образуя основную стенку воздухозаборника.

Как правило, передняя кромка образована элементом кольцевой формы, который прикреплен непосредственно к опорным перегородкам внутри гондолы. Этот элемент может быть образован одной деталью или разделен на множество частей (обычно две, три или четыре части), как правило, это зависит от диаметра и особенностей гондолы. В случае, когда передняя кромка состоит из частей, эти секторы скрепляются соединительным стержнем и рядами крепежных деталей в зонах стыков для образования упомянутой кромки.

Также следует отметить использование передней по потоку перегородки, которая образует кольцевой объем D-образной формы за передней кромкой.

Более подробно, секция воздухозаборника гондолы обычно включает:

- внутреннюю стенку, предпочтительно оснащенную по существу цилиндрической внутренней акустической деталью, имеющей передний по потоку край и задний по потоку край, причем эта деталь, образующая по меньшей мере одну часть акустического кожуха воздухозаборника, называется «внутренним цилиндром»;

- по существу цилиндрическую наружную стенку;

- переднюю кромку, соединяющую внутреннюю и наружную стенки;

- задний по потоку крепежный фланец, выполненный с возможностью крепления секции воздухозаборника к переднему фланцу стенки турбореактивного двигателя; и

- заднюю перегородку, имеющую задний по потоку конец для крепления наружной части наружной стенки к заднему по потоку крепежному фланцу.

Кроме того, воздухозаборник обычно содержит противообледенительную систему. Противо- или антиобледенительная система известного типа, представленная, в частности, в документах EP 0 913 326 B1 или US 2002/0179773 A1, включает в себя круглую трубку, проходящую вокруг гондолы в кромке, которая подает горячий воздух, взятый из турбореактивного двигателя во внутренний объем передней кромки этой гондолы для прогрева ее стенок.

Кроме того, для уменьшения акустических эмиссий турбореактивных двигателей некоторые внутренние стенки гондолы облицованы сэндвич-панелями, включающими центральную сердцевину с ячейками в форме сот, которая покрыта герметичной внутренней задней обшивкой, и наружной передней обшивкой, обращенной к источнику звука - перфорированной или пористой.

Таким образом, открытые ячейки образуют устройство типа резонатора Гельмгольца, которое вносит существенный вклад в уменьшение акустических эмиссий.

Центральная сердцевина сэндвич-панели может иметь один слой ячеек или два слоя, разделенных микроперфорированной средней обшивкой для улучшения акустических характеристик панели.

В частности, акустическая панель такого типа размещается на внутренних стенках кольцевого канала прохождения холодного воздуха, в случае двухконтурного турбореактивного двигателя, а также на внутренней стенке переднего по потоку воздухозаборника. Такие панели образуют, в частности, акустическую часть (части), формирующую весь акустический кожух воздухозаборника или его часть и расположены во внутреннем пространстве, ограниченном кромкой, а также внутренней и наружной стенками.

Например, из документа WO 2016/005711 известно формирование акустического элемента с кромкой путем их соединения пайкой или приклеиванием, причем метод пайки предпочтителен с учетом температур, возникающих во время борьбы с обледенением.

Поскольку кромка изготовлена из алюминия, имеются ограничения, связанные с необходимостью применения совместимого сплава, такого как, например, алюминиевый сплав 6061, чтобы можно было осуществить пайку ячеистой структуры, имеющей акустические ячейки, на кромке для встраивания акустического элемента в указанную кромку.

Тем не менее способ пайки акустических ячеек на кромке воздухозаборника имеет ряд недостатков, среди которых можно отметить:

- потерю механических характеристик алюминия;

- риск деформации детали при охлаждении;

- риск обрушения верхней поверхности кромки в паяльной печи;

- сложность подготовки инструментов для поддерживания узла;

- требование очень малых допусков на кромке, сотах и внутренней стенке для обеспечения хорошей пайки узла;

- также имели место сложности, связанные с противокоррозионной обработкой кромки;

- возможность частичного закупоривания акустических отверстий в ячеистой структуре акустического пространства, что ухудшает качество звукопоглощения.

Существует много рисков при сборке, и желательно найти решение, чтобы упростить способ сборки, обеспечивая при этом защиту от обледенения и преимущество с акустической точки зрения.

Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы полностью или частично устранить эти недостатки, в частности, путем предложения воздухозаборника для гондолы, который прост в изготовлении и конструкция кромки которого может быть надежно закреплена.

Для решения указанной проблемы настоящее изобретение относится к воздухозаборнику для гондолы двигателя летательного аппарата, содержащему переднюю кромку, соединяющую по существу цилиндрическую внутреннюю стенку и по существу цилиндрическую наружную стенку, при этом воздухозаборник включает в себя по меньшей мере одну акустическую конструкцию, содержащую акустические ячейки, причем акустическая конструкция расположена в пространстве, ограниченном внутренней стенкой, наружной стенкой и передней кромкой, при этом воздухозаборник отличается тем, что акустическая конструкция представляет собой дополнительную деталь, прикрепленную к воздухозаборнику фиксирующими средствами, причем акустические ячейки акустической конструкции расположены напротив зоны внутренней стенки и/или кромки на заданном расстоянии, таком, что акустические ячейки акустической конструкции не контактируют с внутренней стенкой и/или кромкой, выполняя при этом звукопоглощающую функцию.

Благодаря этим признакам можно независимо изготавливать воздухозаборник гондолы и акустическую конструкцию, например, в форме, по меньшей мере, одного кожуха, а затем собирать их вместе независимо от их соответствующих материалов, что позволяет избежать применения общего этапа пайки двух частей совместно и связанных с этим недостатков.

Такое заданное расстояние образует промежуток между акустическими ячейками, с одной стороны, и стенкой воздухозаборника, проходящей от внутренней стенки до передней кромки, с другой стороны, позволяя собирать этот узел с меньшим воздействием на кромку.

Под выражением «напротив» следует понимать, что промежуток образован непосредственно между акустическими ячейками акустической конструкции внутренней стенки и/или кромкой.

Это заданное расстояние должно быть достаточно большим, чтобы избежать контакта акустических ячеек с внутренней стенкой и/или стенкой кромки, даже при наличии вибраций.

И наоборот, это заданное расстояние должно быть достаточно маленьким, чтобы гарантировать получение резонанса Гельмгольца в акустических ячейках, образующих полость, при этом внутренняя стенка и/или стенка кромки имеет перфорацию, расположенную напротив акустических ячеек, чтобы позволить воздушному потоку, перекрывающему воздухозаборник, производить это явление резонанса воздуха в полостях акустической конструкции. В соответствии с конкретной технической конфигурацией заданное расстояние, отделяющее акустические ячейки от зоны внутренней стенки и/или кромки, составляет менее 1,5 мм. Опять же, предпочтительно, чтобы это расстояние было достаточным, чтобы избежать контакта между двумя элементами, с одной стороны, и, с другой стороны, менее 1,5 мм для поддержания акустических характеристик системы.

Более предпочтительно, акустические ячейки и, в более общем смысле, акустическая конструкция, вместе имеют форму, соответствующую профилю внутренней стенки и/или кромки, так что это заданное расстояние является по существу одинаковым по всей длине акустической конструкции.

В конкретной конфигурации акустическая конструкция имеет ячеистую структуру, образующую акустические ячейки, и акустически резистивную обшивку, предпочтительно сформированные из металлического сплава. Тем не менее, можно использовать другие материалы, так что ячеистая структура и акустически резистивная обшивка могут быть сформированы из любых материалов, совместимых с окружающей средой и позволяющих получить такие акустические ячейки.

Выражение «резистивная обшивка» или «акустически резистивная обшивка» относится к обшивке акустической конструкции, позволяющей удерживать, по меньшей мере, часть воздушного потока, принимаемого акустической конструкцией из канала воздушного потока.

Прикрепляемая акустическая конструкция, таким образом, образована акустическими ячейками и акустически резистивной оболочкой.

Зона внутренней стенки и/или кромки, расположенная напротив акустических ячеек акустической конструкции, предпочтительно является перфорированной для обеспечения акустической функции акустической конструкции.

Перфорированная зона, таким образом, образует перфорированную обшивку и позволяет принимать, по меньшей мере, часть воздушного потока, поступающего из канала воздушного потока.

В частности, стенка воздухозаборника, а именно зона внутренней стенки или кромки, расположенная напротив акустических ячеек, имеет перфорацию, так что акустическая конструкция с перфорированной стенкой, локально образующей перфорированную обшивку, вместе образуют акустическую панель, выполненную с возможностью образовывать резонатор Гельмгольца, тем самым способствуя уменьшению акустической эмиссии.

Акустическая функция акустической конструкции может быть реализована, когда прикрепленная акустическая конструкция, образованная акустическими ячейками и акустически резистивной обшивкой, собрана с перфорированным участком.

В соответствии с предпочтительными конфигурациями средства крепления акустической конструкции к гондоле представляют собой заклепки и/или сварку, и/или приклеивание.

Предпочтительно акустическая конструкция закреплена на своем заднем по потоку конце, на уголке, фланце или на перегородке.

Также предпочтительно, чтобы акустическая конструкция была установлена консольно относительно этого уголка или фланца и/или этой перегородки.

В соответствии с одним конкретным признаком акустическая конструкция скреплена своим передним по потоку концом с внутренней стенкой и/или кромкой. В этом случае конструкция не установлена консольно.

В соответствии с техническим признаком воздухозаборник включает, по меньшей мере, противообледенительную систему, генерирующую противообледенительный воздушный поток воздухозаборника, которая выполнена с возможностью направления этого воздушного потока через отверстия, расположенные спереди по потоку акустической конструкции, и/или через отверстия перфорации внутренней стенки и/или кромки зоны, расположенной напротив акустической конструкции, образующей перфорированную обшивку для указанной акустической конструкции.

Согласно другому аспекту изобретение также относится к гондоле для двигателя летательного аппарата, отличающейся тем, что она содержит воздухозаборник, имеющий все или часть вышеупомянутых признаков.

Согласно другому аспекту изобретение также относится к способу изготовления воздухозаборника, включающего все или часть вышеупомянутых признаков, отличающемуся тем, что он содержит следующие этапы:

- этап, на котором изготавливают кромку и полностью или частично внутреннюю и/или наружную стенки;

- этап, на котором изготавливают акустическую конструкцию;

- этап, на котором соединяют акустическую конструкцию с указанной изготовленной стенкой, образующей кромку и полностью или частично внутреннюю и/или наружную стенки.

Согласно технической характеристике акустическая конструкция выполнена с применением пайки, аддитивной технологии, штамповки, формования вставок, формования или инжекционного литья.

Другие признаки и преимущества изобретения станут более понятными из нижеследующего описания, приведенного исключительно в качестве примера и со ссылками на приложенные чертежи, на которых проиллюстрировано следующее:

на фиг. 1А и на фиг. 1В - частичные схематические разрезы гондолы и воздухозаборника согласно варианту осуществления изобретения;

на фиг. 2А и на фиг. 2B - виды в разрезе воздухозаборника согласно двум вариантам осуществления изобретения;

на фиг. 3 - вид в разрезе акустической конструкции согласно одному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 4А - вид в аксонометрии акустической конструкции согласно другому варианту осуществления изобретения;

на фиг. 4B - подробный вид средств крепления акустической конструкции согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 4A;

на фиг. 5 - схематический вид в аксонометрии воздухозаборника согласно одному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 6 - схематический вид в аксонометрии воздухозаборника согласно одному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 7- схематический вид в аксонометрии воздухозаборника согласно одному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 8 - схематический вид в аксонометрии воздухозаборника согласно одному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 9A, фиг. 9B и фиг. 9С - схематический вид в аксонометрии с разделением элементов воздухозаборника согласно одному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 10А и фиг. 10B - подробные виды в разрезе варианта осуществления с противообледенительной системой;

на фиг. 11A и фиг. 11B - подробные виды в разрезе другого варианта осуществления с противообледенительной системой.

На всех указанных фигурах идентичные или сходные элементы или группы элементов обозначены идентичными или сходными номерами позиций.

Как показано на фиг. 1A и 1В, гондола 1 согласно изобретению имеет по существу трубчатую форму вдоль продольной оси Δ (направление, параллельное X).

Гондола 1 содержит переднюю по потоку секцию 2 с кромкой 3 воздухозаборника, среднюю секцию 4, окружающую вентилятор 5 двигателя 6, такого как двухконтурный турбореактивный двигатель, и заднюю по потоку секцию 7, вмещающую систему реверсирования тяги (не показана), гондола служит для направления воздушного потока, создаваемого двигателем 6.

Воздухозаборник 3 разделен на две части, а именно, с одной стороны, кромку 31 воздухозаборника, выполненную с возможностью обеспечения оптимального захвата в направлении турбореактивного двигателя воздуха, необходимого для подачи в вентилятор и внутренние компрессоры турбореактивного двигателя, а с другой стороны, заднюю по потоку конструкцию 32, 33, к которой прикреплена кромка, предназначенную для надлежащего направления воздуха к лопастям вентилятора. Этот узел прикреплен спереди по потоку от кожуха вентилятора, принадлежащего к средней секции 4 гондолы 1.

Задняя по потоку секция 7, в свою очередь, содержит внутреннюю конструкцию 8 (также называемую «внутренней неподвижной конструкцией» или «ВНК»), окружающую переднюю по потоку часть турбореактивного двигателя 6, наружную конструкцию (также называемую «наружной неподвижной конструкцией » или «ННК»), образующую канал холодного потока и закрепленную относительно двигателя, и подвижный капот со средствами реверсирования тяги. Внутренняя конструкция или ВНК 8, а также наружная конструкция или ННК 9 закреплены относительно подвижного капота.

ВНК 8 и ННК 9 ограничивают канал 10 потока, позволяя воздушному потоку 12 проходить через гондолу 1 на уровне кромки 3 воздухозаборника.

Гондола 1 обычно содержит верхнюю часть 14, предназначенную для установки крепежа пилона двигателя, позволяющего прикрепить указанную гондолу 1 к крылу летательного аппарата. Для этого верхняя часть 14 включает средства для крепления указанного пилона двигателя.

Гондола турбореактивного двигателя, в частности, подвешена на пилоне с помощью балки на указанной верхней части 14.

Гондола 1 заканчивается выпускным соплом 21.

Как более подробно показано на фиг. 2А, воздухозаборник 3 включает в себя переднюю кромку 31, образующую передний край гондолы, причем указанная кромка 31 соединяет по существу цилиндрическую внутреннюю стенку 32 и по существу цилиндрическую наружную стенку 33.

Другими словами, воздухозаборник 3 имеет по существу кольцевую структуру, содержащую наружную стенку 33, обеспечивающую наружную аэродинамическую непрерывность гондолы 1, и внутреннюю стенку 32, обеспечивающую внутреннюю аэродинамическую непрерывность гондолы 1, в частности, с кожухом вентилятора на уровне средней секции 4.

Кромка 31 воздухозаборника обеспечивает соединение между этими двумя стенками 32, 33 и, в частности, может быть интегрирована во внутреннюю 32 и/или наружную 33 стенку, образуя, таким образом, основную стенку воздухозаборника 3.

Другими словами, стенки 31, 32, 33 могут быть выполнены за одно целое или как единое целое, образуя, таким образом, основную стенку воздухозаборника.

Чтобы уменьшить шумовое загрязнение, создаваемое турбореактивным двигателем, по меньшей мере часть внутренней стенки 32 воздухозаборника 3 оснащена акустической конструкцией 40, которая расположена в пространстве, ограниченном основной стенкой, а именно внутренней стенкой 32, наружной стенкой 33 и передней кромкой 31.

Эта акустическая 40 или звукопоглощающая конструкция имеет форму панели с ячеистым сердечником, образующей ячеистую структуру, ячейки которой ограничивают акустические ячейки 41, при этом акустическая конструкция 40 дополнительно содержит твердую внутреннюю обшивку 42, обеспечивающую, в частности, механическую прочность панели.

Эта акустическая конструкция 40 предпочтительно выполнена из металлического сплава. Если задействованные температуры позволяют, могут быть использованы другие материалы. Выбор материалов также может зависеть от используемого способа производства, например, термопластического формования, аддитивного производства алюминия и т.д.

Воздухозаборник 3 дополнительно содержит на уровне одной из его стенок 31, 32, 33 основной стенки, в частности, на уровне зоны 43, проходящей от внутренней стенки 32 до кромки 31, перфорационные отверстия 44 (на этих фигурах 2A и 2B не показаны), расположенные напротив акустических ячеек 41 акустической конструкции 40.

Эта зона 43 перфорации воздухозаборника 3 локально образует перфорированную обшивку или акустическую обшивку, подвергающуюся воздействию шума, которая связана с акустической конструкцией 40 и образует резонатор или резонатор Гельмгольца, способный улавливать звуковые волны.

Кроме того, акустическая конструкция 40, образованная, в частности, ячеистой сердцевиной 41 и твердой обшивкой 42, представляет собой прикрепляемую часть, изготовленную отдельно от основной стенки воздухозаборника 3 и прикрепленную к упомянутому воздухозаборнику 3 с помощью фиксирующих средств 60.

Поскольку эта акустическая конструкция 40 является дополнительной деталью, можно независимо изготавливать воздухозаборник 3 гондолы 1 и упомянутую акустическую конструкцию 40, а затем собирать их вместе на следующем этапе изготовления, независимо от их соответствующих материалов. Это, в частности, позволяет избежать выполнения общего этапа изготовления, например пайки, двух частей вместе и всех ограничений, связанных с таким изготовлением.

Акустическая конструкция 40 расположена напротив стенки, проходящей от внутренней стенки 32 до стенки кромки 31, то есть части воздухозаборника 3, ориентированной со стороны воздухозаборного канала потока, и размещена на заданном расстоянии, выбранном таким образом, чтобы акустические ячейки 41 акустической конструкции 40 не соприкасались с этой основной стенкой, обеспечивая при этом звукопоглощающую функцию.

Такое заданное расстояние образует пространство между акустическими ячейками, с одной стороны, и стенкой воздухозаборника 3, локально образующей перфорированную обшивку 43, позволяя упростить сборку воздухозаборника 3 с меньшим воздействием на кромку. 3.

Это расстояние d выбирают таким образом, чтобы оно было достаточно большим, чтобы избежать контакта акустических ячеек 41 с основной стенкой, даже при наличии вибраций в ходе использования.

С другой стороны, это расстояние d выбирают таким образом, чтобы оно было достаточно малым, чтобы гарантировать резонанс Гельмгольца в акустических ячейках 41, образующих полость, при этом зона 43 внутренней стенки 32 и/или стенки кромки 31 имеет перфорацию 44, расположенную напротив акустических ячеек 41, чтобы позволить воздуху, охватывающему воздухозаборник 3, вызвать это явление воздушного резонанса в полостях акустической конструкции 40.

В этом варианте осуществления это заданное расстояние d по существу равно 1,5 мм.

Воздухозаборник 3 крепится к гондоле с помощью крепежного фланца. Более конкретно, средняя секция 4 гондолы 1 включает внутреннюю панель, охваченную воздушным потоком и локально ограничивающую канал холодного потока, окружая вентилятор 5, причем эта панель образует кожух вентилятора.

Внутренняя стенка 32 воздухозаборника 3 предназначена для крепления к кожуху вентилятора (не показан) турбореактивного двигателя и, таким образом, составляет неподвижную часть передней по потоку секции 2.

Кроме того, наружная стенка 33 воздухозаборника 3 предназначена для крепления к наружной стенке средней секции.

Соединение между кожухом вентилятора и внутренней стенкой 32 воздухозаборника 3 обеспечивается посредством по меньшей мере одного крепежного фланца, при этом фланцы равномерно распределены по окружности относительно воздухозаборника 3.

Каждый из крепежных фланцев имеет заднюю часть (не показана), расположенную на переднем по потоку конце стенки турбореактивного двигателя, например кожуха вентилятора, и переднюю часть, прикрепленную к внутренней стенке 32 воздухозаборника, причем эти два части скреплены между собой, чтобы обеспечить центрирование и крепление воздухозаборника 3 на гондоле 1.

В этом варианте осуществления (фиг. 2A) акустическая конструкция 40 закреплена своим заднем по потоку концом на фланце 70, который отделен от крепежного фланца, обеспечивающего крепление воздухозаборника 3 к средней секции 4. В альтернативной конфигурации акустическая конструкция может быть закреплена на том же фланце, в частности, на передней части фланца, прикрепленного к воздухозаборнику 3 и выполненному с возможностью взаимодействия с соответствующим задним фланцем, прикрепленным к кожуху вентилятора. Это позволяет уменьшить количество стыков крепления в воздухозаборнике гондолы и, следовательно, уменьшить ее массу.

Предпочтительно передний по потоку конец акустической конструкции 40 может быть прикреплен к основной стенке, в частности к внутренней стенке 32 или стенке кромки 31, с помощью расположенного спереди по потоку фиксирующего средства 62.

В качестве альтернативы, чтобы уменьшить массу, акустическая конструкция 40 может быть установлена консольно (см. фиг. 2B) на этом фланце 70. Акустическая конструкция 40 проходит подобно панели от заднего по потоку конца, где она прикреплена задним по потоку фиксирующим средством 61 к упомянутому фланцу 70, до переднего по потоку конца, направленного к кромке 31 внутрь последней, где она удерживается консольно, благодаря жесткости акустической конструкции 40. Таким образом, акустическая конструкция 40 закреплена только на фланце 70, расположенном сзади по потоку от акустических ячеек 41, то есть на своем заднем по потоку конце.

Фиксирующими средствами 60, 61, 62 акустической конструкции 40, образующей кожух гондолы 1, являются, например, заклепки и/или сварка, и/или склеивание.

Согласно вариантам осуществления, проиллюстрированным на фиг. 2A и 2B, акустически резистивная обшивка 42 акустической конструкции 40 имеет выступающий задний по потоку конец, образующий фиксирующий язычок, который выполнен с возможностью локального прикрепления к фиксирующему фланцу 70 и, предпочтительно, с возможностью прохождения через него заклепок 61 для обеспечения фиксации.

Спереди по потоку акустической конструции 40 акустически резистивная обшивка 42 выполнена таким образом, чтобы сбоку закрывать акустические ячейки 41.

В конфигурации, показанной на фиг. 2A, эта акустически резистивная обшивка 42 проходит спереди по потоку от акустических ячеек 41 и имеет выступающий конец, образующий фиксирующий язычок, который должен быть локально прикреплен к внутренней стенке 32 воздухозаборника 3, где он может быть зафиксирован передними по потоку фиксирующими средствами 62.

Следует отметить, что акустическая конструкция 40 в целом, в частности акустически резистивная обшивка 42 и акустические ячейки 41, могут быть выполнены в виде одной детали. Это особенно актуально, когда эта деталь получена в результате применения аддитивной технологии или изготовления методом инжекционного литья.

В конфигурации, показанной на фиг. 2B, эта акустически резистивная обшивка 42 проходит спереди по потоку от акустических ячеек 41 и имеет подвешенный конец, расположенный напротив основной стенки, при этом акустическая конструкция 40 установлена консольно.

Для сравнения, фиг. 3 иллюстрирует вариант осуществления, в котором акустическая конструкция 40 не прикреплена к фланцу 70, а напрямую соединена с внутренней стенкой 32 на ее двух - переднем по потоку и заднем по потоку концах. Другими словами, акустическая конструкция 40 прикреплена непосредственно к внутренней стенке 32 на ее двух - переднем по потоку и заднем по потоку концах.

Таким образом, так называемая акустически резистивная задняя обшивка 42 выполнена с возможностью бокового закрытия акустических ячеек 41 спереди по потоку и сзади по потоку ячеистой сердцевины 41 и имеет передний по потоку и задний по потоку выступающие концы, образующие фиксирующие язычки, каждый из которых локально прилегает к внутренней стенке 32 воздухозаборника 3 или через них проходят заклепки 62.

В этих вариантах осуществления, показанных на фиг. 2A и 3, акустически резистивная задняя обшивка 42 поддерживает ячеистую сердцевину, ограничивая акустические ячейки 41, а размеры боковой части задней обшивки, ограничивающей сотовые ячейки, позволяют, путем выбора ее высоты и в зависимости от толщины акустических ячеек, задавать расстояние d, которое отделяет главную стенку воздухозаборника 3 от упомянутых акустических ячеек 41.

В качестве альтернативы, на фиг. 4A показан вариант осуществления таких креплений, где они представляют собой вставки, образующие уголки, которые с боков закрывают боковые края, ограничивающие ячеистый сердечник 41 акустической конструкции 40.

Эти уголки подробно проиллюстрированы на фиг. 4B, их верхний конец выполнен с возможностью крепления к акустически резистивной обшивке 42, а нижний конец выполнен с возможностью крепления заклепками 61, 62 к внутренней стенке 32 аналогично фиксирующим язычкам, описанным выше. Эти нижний и верхний концы соединены стенкой, ограничивающей ячеистую сердцевину 41 акустической конструкции 40.

Воздухозаборник 3 дополнительно включает в себя по меньшей мере часть противообледенительной системы 51, генерирующей поток противообледенительного воздуха из воздухозаборника 3 и обычно содержащей трубку 52, размещенную во внутреннем пространстве 50 (см. фиг. 10A и 11A), ограниченном перегородкой 80, кромкой 31 и внутренней 32 и наружной 33 стенками.

Воздухозаборник 3 может содержать перегородку 80, которая образует кольцевой объем за передней кромкой 31, ограничивающей его, и, где это уместно, с внутренней 32 и наружной 33 стенками в зависимости от геометрии, обычно кольцевой объем D-образной формы.

Эта перегородка 80 предпочтительно соединена с внутренней стенкой 32 крепежным фланцем 70 (см. фиг. 2). Согласно конкретному варианту осуществления перегородка 80 и фланец 70 могут быть выполнены в виде одной детали. Также согласно одной конфигурации акустическая конструкция 40 может быть закреплена в зоне, расположенной сзади по потоку от акустических ячеек 41, на этой перегородке 80.

Как правило, воздухозаборник 3 выполнен с возможностью направления потока горячего воздуха, создаваемого противообледенительной системой, через отверстия 34, расположенные спереди по потоку акустической конструкции 40 (см., например, фиг. 2A), или через перфорационные отверстия 44 внутренней стенки.

Как показано на фиг. 2A, воздухозаборник 3 содержит непосредственно спереди по потоку от акустической конструкции 40 последовательность отверстий 34, распределенных по кольцевой периферии упомянутого воздухозаборника 3 и обеспечивающих поток горячего воздуха, образующий по существу равномерную пленку, всасываемую сзади по потоку в канал потока гондолы и покрывающую зону 43 основной стенки поверхностным слоем воздуха, в частности внутреннюю стенку 32 и/или стенку кромки 31, имеющую отверстия перфорации 44, расположенные напротив акустических ячеек 41.

Этот поверхностный слой горячего воздуха позволяет нагревать внутреннюю стенку 32 и/или стенку кромки 31, чтобы предотвратить образование льда, или выполнять противообледенительную обработку, гарантируя хорошее звукопоглощение, несмотря на условия, благоприятные для образования льда.

В частности, пленка горячего воздуха вызывает отклонение поступающих спереди по потоку капель воздуха, что отодвигает их от зоны 43, имеющей отверстия перфорации, расположенные напротив акустических ячеек, а также испарение капель, прошедших через эту пленку, которые расположены на этой панели.

Рисунок расположения этих отверстий 34 и форма этих отверстий 34, в частности диаметр, распределение, сужение или наклон этих отверстий 34, регулируются таким образом, чтобы оптимизировать толщину поверхностного слоя горячего воздуха и способствовать отклонению траектории капель относительно основной стенки гондолы, в частности внутренней стенки 32 и/или стенки кромки 31.

В проиллюстрированных примерах передняя по потоку часть передней кромки 31 и часть, обращенная радиально наружу, не имеют акустической конструкции и нагреваются обычным образом за счет циркуляции горячего воздуха в кольцевом объеме 50.

Таким образом, достигается компромисс, позволяющий разместить акустическую конструкцию как можно дальше назад по потоку на воздухозаборнике 3 гондолы 2, обеспечивая хорошие акустические характеристики и эффективную противообледенительную систему, потребляющую ограниченный поток горячего воздуха, при сохранении малых аэродинамических потерь.

Чтобы получить поверхностный слой горячего воздуха, включающий соответствующий поток, позволяющий постоянно охватывать эту зону 43, образующую акустическую обшивку на акустической конструкции 40, предпочтительно регулировать поток горячего воздуха в зависимости от рабочих условий турбореактивного двигателя, с помощью средств регулирования расхода.

Фактически, если поверхностный слой отделяется от этой стенки, эффективное противообледенительное действие прекращается.

В частности, при взлете летательного аппарата достигается высокое давление горячего воздуха, подаваемого компрессором турбореактивного двигателя, и существенное разрежение в кромке 31, тогда будет достигнута низкая скорость нагнетания горячего воздуха.

При спуске достигается более низкое давление горячего воздуха, подаваемого компрессором, и разрежение на уровне кромки 31 также является малым, и тогда будет достигнута высокая скорость нагнетания горячего воздуха.

Согласно альтернативному и/или дополнительному варианту осуществления пространство, образованное между сотовыми ячейками 41 и внутренней стенкой 32 (и/или стенкой 31), сообщается с внутренним пространством 50 кромки, так что воздух, нагреваемый в этом объеме противообледенительной системой, может циркулировать в направлении этого пространства так, чтобы выходить через перфорационные отверстия 44 внутренней стенки 32.

В случае, когда акустическая конструкция размещена консольно, когда фиксирующие средства 60, 61 расположены только сзади по потоку от акустических ячеек 41 (см. фиг.2), это сообщение по текучей среде может быть обеспечено через отверстие, образованное между передним по потоку концом акустической конструкции и стенкой воздухозаборника, отделенной расстоянием, соответствующим заданному расстоянию d.

В случае, когда акустическая конструкция 40 имеет расположенное спереди по потоку фиксирующее средство 62, указанное переднее по потку фиксирующее средство 62 может создавать препятствие для такого сообщения по текучей среде.

В этом случае это фиксирующее средство, такое как уголок (см. фиг. 4A и 4B), может быть перфорировано, чтобы поток горячего воздуха мог проходить через отверстия 63 этого уголка.

Следует отметить, что использование акустической конструкции 40, установленной консольно обеспечивает важное преимущество, принимая во внимание, что такое средство крепления сзади по потоку акустической конструкции, образующее систему подвески, совместимо с электрической противообледенительной системой, которая может быть расположена как можно ближе между акустическими ячейками 41 и акустической обшивкой 43, образованной локально основной стенкой, например, в заданном промежутке, составляющем 1,5 мм.

Воздухозаборник согласно изобретению имеет особое преимущество с точки зрения способа изготовления. Способ изготовления воздухозаборника 3 включает следующие этапы:

- с одной стороны, этап, на котором изготавливают кромку 31 и полностью или частично внутреннюю 32 и/или наружную 33 стенки;

- с другой стороны, этап, на котором изготавливают акустическую конструкцию 40.

Акустическую конструкцию 40 формируют, например, пайкой, с применением аддитивной технологии, штамповкой, образованием вставок, формованием или инжекционным литьем. Конечно, этот перечень не является исчерпывающим, и могут использовать другие методы изготовления.

Поскольку два указанных этапа являются отдельными, выбор материалов для их изготовления может быть более простым, более подходящим и более управляемым с одновременным обеспечением экономии.

После изготовления этих двух частей изготовление продолжается этапом сборки акустической конструкции 40 с указанной изготовленной стенкой, образующей кромку 31 и полностью или частично внутреннюю 32 и/или наружную 33 стенки.

Изобретение описано выше в качестве примера. Понятно, что специалист в данной области техники может реализовать различные варианты осуществления изобретения, без выхода при этом за рамки объема правовой охраны настоящего изобретения.

Например, следует отметить, что акустическая конструкция может быть выполнена за одно целое с перегородкой 80 и/или фланцем 70. В этом случае средства для крепления акустической конструкции к воздухозаборнику могут быть образованы средствами перегородки 80 и/или фланца 70 на воздухозаборнике.

В этом случае перегородка 80 и фланец 70 являются частями одной и той же детали. Примеры вариантов осуществления с такой деталью показаны на фигурах 5, 6, 7, 8 и 9.

Более конкретно, фиг. 5 иллюстрирует вариант осуществления, по существу аналогичный показанному на фиг. 2A, в котором перегородка 80 и фланец 70 выполнены как одно целое. Акустическая конструкция 40 проходит в виде панели от заднего по потоку конца, где она прикреплена задним по потоку фиксирующим средством 61 к участку 70 детали, образующей фланец или ножки для фиксации перегородки 80, до переднего по потоку конца, направленного к кромке 31 внутрь последней, где она прикреплена к основной стенке, в частности к внутренней стенке 32 или к кромке 31, с помощью переднего по потоку фиксирующего средства 62.

Воздухозаборник 3 выполнен с возможностью направления воздушного потока F через отверстия или отверстия 34, расположенные спереди по потоку от акустической конструкции 40.

На фиг. 6 показан вариант осуществления воздухозаборника 3, который отличается от показанного на фиг. 5 по существу тем, что спереди по потоку акустической конструкции 40 акустически резистивная обшивка 42 выполнена с возможностью бокового перекрытия акустических ячеек 41 и имеет выступающий конец, образующий фиксирующий язычок, который должен быть локально прикреплен к внутренней стенке 32 воздухозаборника 3, или он фиксируется фиксирующими средствами 62 типа сварки или склеивания, как показано на этой фиг. 6. Акустически резистивная обшивка 42, покрывающая сбоку акустические ячейки 41, дополнительно перфорирована отверстиями 63, так что поток горячего воздуха может проходить через отверстия 63, аналогичные тем, которые показаны на фиг. 4B.

На фиг. 7 показан вариант осуществления воздухозаборника 3, который отличается от показанного на фиг. 5, по существу, тем, что передние по потоку 62 и задние по потоку фиксирующие 61 средства представляют собой средства не заклепочного типа, а средства сварного и/или склеивающего, и/или пайного типа.

В случае пайки это возможно только для задних по потоку фиксирующих средств 61 на уровне фланца 70. Что касается переднего по потоку фиксирующего средства 62, то используются другие средства крепления, чтобы устранить недостатки, связанные с припайкой акустической конструкции к кромке.

На фиг. 8 показан вариант осуществления воздухозаборника 3, который отличается от показанного на фиг. 5, по существу, тем, что акустическая конструкция 40 установлена таким же образом, как если бы она была консольной (см. фиг. 2В), на участке 70 детали, локально образующей фланец 70. Акустическая конструкция 40 проходит подобно панели от заднего по потоку конца, где она прикреплена задним по потоку фиксирующим средством 61 к упомянутому фланцу 70, до переднего по потоку конца, направленного к кромке 31 внутрь последней, где она удерживается консольно, благодаря жесткости акустической конструкции 40.

При этом, между передним по потоку концом акустической конструкции, в частности, язычком, образованным в переднем по потоку выступе акустически резистивной обшивки 42, закрывающей сбоку акустические ячейки 41, и основной стенкой воздухозаборника расположено уплотнение 90. Это позволяет получить решение с меньшей массой, чем при использовании передних по потоку фиксирующих средств 62.

Наконец, фиг. 9 иллюстрирует вариант осуществления воздухозаборника, сравнимый с показанным на фиг. 7, где проиллюстрированы два подробных вида акустических ячеек 41 ячеистой сердцевины. Таким образом, на разрезе 9A проиллюстрировано решение, в котором акустические ячейки образованы структурой сотового типа, прикрепленной к акустически резистивной обшивке 42, в то время как разрез 9C иллюстрирует вид, на котором акустические ячейки сформированы за одно целое с акустически резистивной обшивкой 42, при этом эта конструкция совместно ограничивает ячеистый объем.

Фиг. 10A и 10B иллюстрируют подробный вариант осуществления, в котором перегородка 80 и фланец 70 также выполнены как одно целое и ограничивают с внутренней 32 и наружной 33 стенками и кромкой 31 кольцевой объем 50, внутри которого размещена часть противообледенительной системы 51, создающая противообледенительный воздушный поток воздухозаборника 3. Воздухозаборник здесь аналогичен воздухозаборнику, изображенному на фиг. 8, при этом воздухозаборник содержит уплотнение 90, расположенное между передним по потоку концом акустической конструкции 40, в частности язычком, сформированным на переднем по потоку выступе акустически резистивной обшивки 42, закрывающей сбоку акустические ячейки 41, и основной стенкой воздухозаборника 3.

Фиг. 11A и 11B иллюстрируют вариант осуществления, по существу аналогичный воздухозаборнику, показанному на фиг. 2A и 5, с той разницей, что передние по потоку 61 и задние по потоку 62 фиксирующие средства содержат заклепки.

Изобретение описано выше в качестве примера. Понятно, что специалист в данной области техники может реализовать различные варианты осуществления изобретения, без выхода при этом за рамки объема правовой охраны настоящего изобретения.

Изобретение относится к двигателю летательного аппарата. Воздухозаборник (3) для гондолы двигателя летательного аппарата содержит переднюю кромку (31), соединяющую по существу цилиндрическую внутреннюю стенку (32) и по существу цилиндрическую наружную стенку (33). Воздухозаборник включает в себя акустическую конструкцию (40), содержащую акустические ячейки (41), причем акустическая конструкция (40) расположена в пространстве (50), ограниченном внутренней стенкой (32), наружной стенкой (33) и передней кромкой (31). Акустическая конструкция (40) представляет собой дополнительную деталь, прикрепленную к воздухозаборнику (3) фиксирующими средствами (60). Акустические ячейки расположены напротив зоны внутренней стенки (32) и/или кромки (31) на заданном расстоянии (d), таком, что акустические ячейки (41) акустической конструкции (40) не контактируют с внутренней стенкой (32) и/или кромкой (31), выполняя при этом звукопоглощающую функцию. Достигается упрощение сборки и обеспечивается защита от обледенения. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Воздухозаборник (3) для гондолы (1) двигателя (6) летательного аппарата, содержащий переднюю кромку (31), соединяющую по существу цилиндрическую внутреннюю стенку (32) и по существу цилиндрическую наружную стенку (33), при этом воздухозаборник включает в себя по меньшей мере одну акустическую конструкцию (40), содержащую акустические ячейки (41), причем акустическая конструкция (40) расположена в пространстве (50), ограниченном внутренней стенкой (32), наружной стенкой (33) и передней кромкой (31), при этом воздухозаборник (3) отличается тем, что акустическая конструкция (40) представляет собой дополнительную деталь, прикрепленную к воздухозаборнику (3) фиксирующими средствами (60), причем акустические ячейки акустической конструкции (40) расположены напротив зоны внутренней стенки (32) и/или кромки (31) на заданном расстоянии (d), таком, что акустические ячейки (41) акустической конструкции (40) не контактируют с внутренней стенкой (32) и/или кромкой (31), выполняя при этом звукопоглощающую функцию.

2. Воздухозаборник (3) по п. 1, отличающийся тем, что заданное расстояние, отделяющее акустические ячейки (41) от указанной зоны внутренней стенки (32) и/или кромки (31), составляет менее 1,5 мм.

3. Воздухозаборник (3) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что акустическая конструкция (40) закреплена своим задним по потоку концом на уголке или фланце (70) или перегородке (80).

4. Воздухозаборник (3) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что акустическая конструкция (40) скреплена своим передним по потоку концом с внутренней стенкой (32) и/или кромкой (31).

5. Воздухозаборник (3) по п. 3, отличающийся тем, что акустическая конструкция (40) установлена консольно относительно указанного уголка или фланца (70) или перегородки (80).

6. Воздухозаборник (3) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что акустическая конструкция (40) имеет ячеистую структуру (41) и акустически резистивную обшивку (42), предпочтительно выполненные из металлического сплава.

7. Воздухозаборник (3) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что акустическая конструкция (40) выполнена с применением пайки, аддитивной технологии, штамповки, формования вставок, формования или инжекционного литья.

8. Воздухозаборник (3) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он содержит противообледенительную систему, генерирующую противообледенительный воздушный поток воздухозаборника (3), которая выполнена с возможностью направления этого воздушного потока через отверстия (34), расположенные спереди по потоку акустической конструкции, и/или через отверстия (44) перфорации внутренней стенки (32) и/или кромки (31) зоны, расположенной напротив акустической конструкции (40), образующей перфорированную обшивку для указанной акустической конструкции (40).

9. Воздухозаборник (3) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что фиксирующие средства (60) для крепления акустической конструкции (40) к гондоле представляют собой заклепки и/или сварку, и/или приклеивание.

10. Гондола (1) для двигателя (6) летательного аппарата, отличающаяся тем, что содержит воздухозаборник (3) по любому из предшествующих пунктов.

11. Способ изготовления воздухозаборника (3) по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что он включает следующие этапы:

- этап, на котором изготавливают кромку (31) и полностью или частично внутреннюю (32) и/или наружную (33) стенки;

- этап, на котором изготавливают акустическую конструкцию (40);

- этап, на котором соединяют акустическую конструкцию (40) с указанной изготовленной стенкой, образующей кромку (31) и полностью или частично внутреннюю (32) и/или наружную (33) стенки.