Воздухозаборник для гондолы турбореактивного двигателя Российский патент 2023 года по МПК B64D33/02 F02C7/45 

Настоящее изобретение относится к воздухозаборнику для гондолы турбомашины, такой как турбореактивный двигатель или турбовинтовой двигатель летательного аппарата.

Летательный аппарат приводится в движение одной или несколькими силовыми установками, каждая из которых содержит турбореактивный двигатель/турбовинтовой двигатель, размещенный в трубчатой гондоле. Таким образом, каждая силовая установка прикреплена к летательному аппарату с помощью пилона, как правило, расположенного под крылом или на фюзеляже.

Гондола обычно имеет трубчатую конструкцию, содержащую переднюю по потоку секцию, образующую воздухозаборник спереди по потоку от двигателя, среднюю секцию, охватывающую вентилятор турбореактивного двигателя, заднюю по потоку секцию, выполненную с возможностью размещения средств реверсирования тяги и предназначенную для того, чтобы охватывать камеру сгорания турбореактивного двигателя, и обычно оканчивающуюся выпускным соплом, выходное отверстие которого расположено сзади по потоку от турбореактивного двигателя.

Воздухозаборник используется для оптимизации захвата воздуха, необходимого для подачи воздуха на вентилятор турбореактивного двигателя во всех режимах полета и для направления воздуха к вентилятору.

Воздухозаборник по существу содержит кромку воздухозаборника, образующую переднюю кромку, прикрепленную к кольцевой конструкции. Кольцевая конструкция содержит наружный обтекатель, обеспечивающий наружную аэродинамическую непрерывность гондолы, и внутренний обтекатель, обеспечивающий внутреннюю аэродинамическую непрерывность гондолы, в частности, с кожухом вентилятора на уровне средней секции. Кромка воздухозаборника обеспечивает переднее по потоку соединение между этими двумя обтекателями. Внутренний обтекатель и наружный обтекатель обычно прикреплены к задней перегородке, которая ограничивает воздухозаборник и среднюю часть гондолы.

В более поздних разработках кромка воздухозаборника интегрирована в наружный обтекатель, образуя, таким образом, монолитную деталь или неотъемлемую часть.

Наличие монолитной детали, образующей удлиненную кромку воздухозаборника гондолы, особенно желательно с точки зрения аэродинамики, чтобы продолжить назад по потоку зону ламинарного воздушного потока.

Удлиненную кромку воздухозаборника можно напрямую или опосредованно прикрепить к задней перегородке с помощью крепежного фланца. Аналогичным образом внутренний обтекатель может быть прикреплен к перегородке или задней опоре напрямую или опосредованно с помощью крепежного фланца или накладки.

Удлиненная кромка воздухозаборника и внутренний обтекатель скреплены спереди по потоку фиксирующими фланцами.

Эти фиксирующие фланцы или соединительные стержни обеспечивают механическую жесткость между удлиненной кромкой воздухозаборника и внутренним обтекателем.

Такой узел, включающий удлиненную кромку воздухозаборника и внутренний обтекатель, имеет недостаток, заключающийся в том, что он препятствует оптимальному потоку воздуха на участке соединения между удлиненной кромкой воздухозаборника и внутренним обтекателем.

Кроме того, такой узел требует приведения удлиненной кромки воздухозаборника в соответствующее положение с внутренним обтекателем и последующего прикрепления удлиненной кромки воздухозаборника к внутреннему обтекателю с помощью ряда фиксирующих фланцев или соединительных стержней.

Таким образом, понятно, что такая сборка требует выполнения большого количества этапов сборки, что приводит к большим производственным затратам.

Кроме того, в результате использования этих крепежных фланцев или соединительных стержней увеличивается общая масса такого воздухозаборника.

Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, в частности, состоит в том, чтобы устранить по меньшей мере один из этих недостатков, предложив воздухозаборник, обеспечивающий оптимальный ламинарный поток воздуха при упрощении его конструкции.

Для этого согласно первому аспекту, изобретение относится к воздухозаборнику гондолы турбореактивного двигателя, содержащему кольцевую конструкцию и заднюю перегородку, причем кольцевая конструкция включает, по меньшей мере, часть наружного обтекателя и внутренний обтекатель, соединенные между собой кромкой воздухозаборника, при этом внутренний обтекатель соединен с задней перегородкой, причем воздухозаборник отличается тем, что кольцевая конструкция, включающая упомянутую по меньшей мере часть наружного обтекателя, кромку воздухозаборника и внутренний обтекатель, выполнена за одно целое, а воздухозаборник дополнительно содержит по меньшей мере одну звукопоглощающую конструкцию, прикрепленную к внутреннему обтекателю кольцевой конструкции.

Выражение «за одно целое» означает выполнение механических элементов в нераздельном виде. Другими словами, эти механические элементы представляют собой единое целое и изготовлены как одно целое.

Предпочтительно, задняя перегородка является несущей, то есть она обеспечивает путь для восприятия радиальных усилий между механическими элементами, с которыми она соединена, в частности между внутренним обтекателем и наружным обтекателем воздухозаборника.

Под термином «радиальный» следует понимать радиальное направление по отношению к продольному направлению гондолы.

Следует понимать, что выполненный таким образом воздухозаборник имеет кромку воздухозаборника, образованную, по меньшей мере, выполненными за одно целое воздухозаборной кромкой с внутренним обтекателем, проходящую до задней перегородки, с которой она соединена.

Конечно, по меньшей мере, часть наружного обтекателя также выполнена за одно целое с вышеуказанной кромкой воздухозаборника.

Таким образом, благодаря выполнению воздухозаборника, кольцевая конструкция которого сформирована в виде единой детали, упрощается конструкция воздухозаборника и отпадает необходимость в соединительных элементах, таких как крепежные фланцы, между внутренним обтекателем и кромкой воздухозаборника. Кроме того, выполнение внутреннего обтекателя непрерывным с кромкой воздухозаборника, позволяет ламинарному потоку воздуха проходить вдоль кромки воздухозаборника и внутреннего обтекателя. Также упрощается изготовление воздухозаборника.

Согласно альтернативному варианту осуществления кольцевая конструкция и кромка воздухозаборника выполнены из композитного материала.

Согласно альтернативному варианту осуществления кольцевая конструкция и кромка воздухозаборника выполнены из металлического материала.

Согласно альтернативному варианту осуществления внутренний обтекатель напрямую соединен с задней перегородкой.

Согласно альтернативному варианту осуществления внутренний обтекатель соединен с задней перегородкой посредством заднего крепежного фланца.

Другими словами, описанная удлиненная кромка может быть соединена с задней перегородкой напрямую или опосредованно через задний фиксирующий фланец.

Согласно альтернативному варианту осуществления воздухозаборник содержит промежуточный соединительный элемент, соединенный с указанной по меньшей мере частью наружного обтекателя для образования наружного обтекателя, причем промежуточный соединительный элемент соединен с задней перегородкой.

Согласно альтернативному варианту осуществления указанная, по меньшей мере, часть наружного обтекателя непосредственно соединена с промежуточным соединительным элементом.

Согласно альтернативному варианту осуществления указанная, по меньшей мере, часть наружного обтекателя соединена с промежуточным соединительным элементом посредством соединительного фланца.

Согласно альтернативному варианту промежуточный соединительный элемент соединен непосредственно с задней перегородкой.

Согласно альтернативному варианту промежуточный соединительный элемент соединен с задней перегородкой посредством заднего соединительного фланца.

Согласно одному варианту осуществления указанная, по меньшей мере, часть наружного обтекателя и промежуточный соединительный элемент выполнены за одно целое.

В соответствии с этим последним вариантом осуществления следует понимать, что воздухозаборник имеет кромку воздухозаборника, которая, с одной стороны, выполнена за одно целое с внутренним обтекателем, а с другой стороны, с наружным обтекателем, проходя к задней перегородке, с которой она соединена.

Согласно альтернативному варианту осуществления наружный обтекатель напрямую соединен с задней перегородкой.

Согласно альтернативному варианту осуществления наружный обтекатель соединен с задней перегородкой посредством заднего соединительного фланца.

В одном варианте осуществления внутренний обтекатель перфорирован в зоне, принимающей упомянутую, по меньшей мере, одну звукопоглощающую конструкцию, при этом упомянутая, по меньшей мере, одна прикрепленная звукопоглощающая конструкция образована ячеистым сердечником и стенкой акустического сопротивления.

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

Под «стенкой сопротивления» или «стенкой акустического сопротивления» понимается стенка звукопоглощающей конструкции, позволяющая поддерживать, по меньшей мере, часть воздушного потока, принимаемого звукопоглощающей конструкцией из тракта воздушного потока.

Акустическая функция звукопоглощающей конструкции может быть реализована, когда звукопоглощающая конструкция, образованная ячеистым сердечником и стенкой акустического сопротивления, прикреплена к перфорированной зоне.

Предпочтительно упомянутая по меньшей мере одна акустическая конструкция прикреплена к внешней поверхности внутреннего обтекателя, то есть к поверхности внутреннего обтекателя, внешней по отношению к главной оси гондолы. Другими словами, это лицевая сторона внутреннего обтекателя, расположенная напротив наружного обтекателя.

В другом варианте осуществления воздухозаборник содержит ступеньку, образованную в зоне, проходящей от части кромки воздухозаборника и внутреннего обтекателя, причем ступенька выполнена с возможностью вмещать указанную по меньшей мере одну звукопоглощающую конструкцию. Это позволяет получить оптимальную аэродинамическую конструкцию воздухозаборника и облегчить прохождение воздушного потока.

Ступенька разграничивает переднюю по потоку часть указанной зоны и заднюю по потоку часть указанной зоны. Задняя по потоку часть может быть смещена в радиальном направлении от передней по потоку части. Более конкретно, задняя по потоку часть продвинута в направлении наружу относительно передней по потоку части по отношению к главной оси. Таким образом, ступенька включает в себя переднюю по потоку часть и заднюю по потоку часть.

Ступенька может содержать наклонный или строго радиальный участок, образованный в указанной зоне.

Согласно первому варианту этого последнего варианта осуществления ступенька образована в зоне, разграничивающей кромку воздухозаборника и внутренний обтекатель.

В таком воздухозаборнике, чтобы можно было увидеть различие между кромкой воздухозаборника и внутренним обтекателем, изобретение следует сравнить с предшествующим уровнем техники, показанным на фиг. 2.

Согласно второму варианту последнего варианта осуществления ступенька сформирована в кромке воздухозаборника, и упомянутая, по меньшей мере, одна звукопоглощающая конструкция проходит до кромки воздухозаборника.

Другими словами, звукопоглощающая конструкция перекрывает как кромку воздухозаборника, так и внутренний обтекатель.

В этом последнем варианте осуществления упомянутая, по меньшей мере, одна звукопоглощающая конструкция образована ячеистым сердечником и перфорированной стенкой, причем перфорированная стенка расположена заподлицо с кромкой воздухозаборника.

Также в этом последнем варианте осуществления упомянутая, по меньшей мере, одна звукопоглощающая конструкция прикреплена к внутренней поверхности внутреннего обтекателя, то есть к поверхности, противоположной внешней поверхности внутреннего обтекателя.

Согласно альтернативному варианту осуществления воздухозаборник содержит переднюю перегородку, ограничивающую кромку воздухозаборника. Передняя перегородка может иметь криволинейную, наклонную или прямую форму. Отделение кромки воздухозаборника позволяет, например, встроить противообледенительную систему.

Согласно альтернативному варианту воздухозаборник содержит усиливающий элемент, опирающийся на переднюю перегородку.

Согласно альтернативному варианту осуществления передняя перегородка опирается на ступеньку.

Преимущество такой опоры состоит в том, что она позволяет улучшить неподвижность ступеньки.

Согласно альтернативному варианту осуществления внутренний обтекатель и/или наружный обтекатель воздухозаборника содержит по меньшей мере один элемент жесткости.

Согласно альтернативному варианту осуществления внутренний обтекатель и/или наружный обтекатель воздухозаборника имеет по меньшей мере одно утолщение.

Утолщение позволяет, с одной стороны, придать жесткость конструкции воздухозаборника, а с другой стороны, зафиксировать ребра жесткости, когда они прикрепляются клепкой.

Утолщения можно использовать для фиксации ребер жесткости, когда они устанавливаются посредством сварки.

Под «утолщением» следует понимать, что часть внутреннего или наружного обтекателя толще, чем другая смежная часть этого обтекателя.

Предпочтительно ребра жесткости прикреплены к внутреннему и/или наружному обтекателю.

Согласно альтернативному варианту осуществления перегородка или задняя опора поддерживается внутренним обтекателем.

В альтернативном варианте осуществления задняя перегородка или опора поддерживается утолщением внутреннего обтекателя.

Согласно второму аспекту изобретение относится к гондоле, содержащей вышеописанный воздухозаборник.

Согласно другому аспекту изобретение относится к способу изготовления кольцевой конструкции и вышеописанной кромки воздухозаборника, в котором кольцевую конструкцию, включающую внутренний обтекатель и по меньшей мере одну часть наружного обтекателя, выполняют за одно целое и выполняют за одно целое с кромкой воздухозаборника.

Согласно альтернативному варианту осуществления указанную кольцевую конструкцию и указанную кромку воздухозаборника изготавливают с помощью цельной формы. По этим понимается, что узел, образованный кольцевой конструкцией и кромкой воздухозаборника, формируют посредством формы, с помощью которой этот узел извлекают из формы, не разбирая последнюю.

Согласно альтернативному варианту осуществления указанную кольцевую конструкцию и указанную кромку воздухозаборника изготавливают с помощью формы, содержащей первую часть и вторую часть, при необходимости, если линии имеют только поднутрение.

Преимущественно форма может состоять из трех или четырех частей. Например, когда форма состоит из трех частей, первая часть может образовывать наружный обтекатель, вторая часть может образовывать кромку воздухозаборника, а третья часть может образовывать внутренний обтекатель.

В первом варианте осуществления первая часть формы предназначена для формирования по меньшей мере части кромки воздухозаборника и указанной по меньшей мере части наружного обтекателя кольцевой конструкции, а вторая часть формы предназначена для формирования ответной части кромки воздухозаборника и внутреннего обтекателя кольцевой конструкции.

Во втором варианте осуществления первая часть формы предназначена для формирования кромки воздухозаборника и указанной, по меньшей мере, части наружного обтекателя кольцевой конструкции, а вторая часть формы предназначена для формирования внутреннего обтекателя кольцевой конструкции.

В третьем варианте осуществления первая часть формы предназначена для формирования по меньшей мере части кромки воздухозаборника и внутреннего обтекателя кольцевой конструкции, а вторая часть формы предназначена для формирования ответной части кромки воздухозаборника и указанной по меньшей мере части наружного обтекателя кольцевой конструкции.

В четвертом варианте осуществления первая часть формы предназначена для формирования кромки воздухозаборника и внутреннего обтекателя кольцевой конструкции, а вторая часть формы предназначена для формирования указанной, по меньшей мере, части наружного обтекателя кольцевой конструкции.

Согласно альтернативному варианту осуществления способ включает этап перфорирования зоны внутреннего обтекателя, в которой размещается звукопоглощающая конструкция.

Согласно первому и второму вариантам осуществления вторая часть выполнена с возможностью формирования ступеньки в зоне, проходящей от части кромки воздухозаборника и части внутреннего обтекателя.

Согласно третьему и четвертому вариантам осуществления первая часть выполнена с возможностью формирования ступеньки в зоне, проходящей от части кромки и части внутреннего обтекателя.

В одном варианте осуществления способ включает этап, на котором к внутреннему обтекателю воздухозаборника прикрепляют звукопоглощающую конструкцию.

В одном варианте осуществления кольцевая конструкция и кромка воздухозаборника изготовлены из металлического материала.

В одном из вариантов осуществления кольцевая конструкция и кромка воздухозаборника выполнены из композитного материала.

Другие признаки и преимущества изобретения станут понятными при чтении нижеследующего неограничивающего описания и из приложенных фигур, на которых схематически показаны несколько вариантов осуществления воздухозаборника в соответствии с изобретением.

На фиг. 1 показано схематическое изображение гондолы.

На фиг. 2 показано схематическое изображение в продольном разрезе воздухозаборника, известного из уровня техники.

На фиг. 3 показано схематическое изображение в продольном разрезе воздухозаборника согласно первому варианту осуществления изобретения.

На фиг. 4 показано схематическое изображение в продольном разрезе воздухозаборника согласно второму варианту осуществления изобретения.

На фиг. 35 показано схематическое изображение в продольном разрезе воздухозаборника согласно альтернативному варианту осуществления изобретения.

На фиг. 6 показано схематическое изображение в продольном разрезе воздухозаборника согласно третьему варианту осуществления изобретения.

На фиг. 7 показано схематическое изображение в продольном разрезе воздухозаборника с фиг. 6.

На фиг. 8 показано схематическое изображение в продольном разрезе воздухозаборника согласно четвертому варианту осуществления изобретения.

На фиг. 9 показано схематическое изображение в продольном разрезе воздухозаборника согласно конкретному варианту осуществления изобретения.

На фиг. 10 показано схематическое изображение изготовления воздухозаборника согласно изобретению с использованием формы, представленной в собранном состоянии.

На фиг. 11 показано схематическое изображение, на котором форма, показанная на фиг. 10, разобрана.

На фиг. 12 показано схематическое изображение, на котором воздухозаборник удален из формы.

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

Выражения «спереди по потоку» и «передний» используются взаимозаменяемо для обозначения передней по потоку стороны воздухозаборника, а выражения «сзади по потоку» и «задний» используются взаимозаменяемо для обозначения задней пототку стороны воздухозаборника.

Выражения «спереди по потоку» и «сзади по потоку» относятся к направлению потока воздуха, входящего и выходящего из гондолы.

Выражение «соединенный» означает, что два механических элемента соединены с помощью любых подходящих средств крепления, таких как винты, заклепки, сварка или склеивание.

Гондола 1 имеет переднюю по потоку секцию, образующую воздухозаборник 2, среднюю секцию 3, окружающую вентилятор 31 двигателя 5, такого как двухконтурный турбореактивный двигатель, и заднюю по потоку секцию 4, в которой размещена система реверса тяги (не показана), гондола служит для направления воздушных потоков, создаваемых двигателем 5, и проходит вдоль главной оси Δ.

Воздухозаборник 2 содержит, с одной стороны, кромку 20 воздухозаборника, образующую переднюю кромку, выполненную с возможностью обеспечивать оптимальный захват в направлении турбореактивного двигателя воздуха, необходимого для работы вентилятора 31 и внутренних компрессоров турбореактивного двигателя, а также, с другой стороны, кольцевую конструкцию 21, 22, к которой прикреплена кромка 20 воздухозаборника, предназначенную для правильного направления воздуха к лопастям вентилятора 31. Кромка 20 воздухозаборника и кольцевая конструкция 21, 22 прикреплены спереди по потоку от кожуха вентилятора, принадлежащего к средней секции 3 гондолы 1. Задняя по потоку часть 4, в свою очередь, содержит внутреннюю конструкцию 42 (также называемую «внутренней неподвижной конструкцией» или «ВНК»), окружающую переднюю по потоку часть турбореактивного двигателя 5, наружную конструкцию 41 (также называемую «наружной конструкцией вентилятора» или «НКВ»), образующую канал холодного потока и закрепленную относительно двигателя, и подвижный капот со средствами реверсирования тяги.

Внутренняя конструкция 42 и наружная конструкция 41 ограничивают канал 43 потока, позволяя воздушному потоку F проходить через гондолу 1 на уровне кромки 20 воздухозаборника.

Гондола 1 обычно включает верхнюю часть 10, предназначенную для установки крепежа пилона двигателя, позволяющего прикрепить указанную гондолу 1 к крылу летательного аппарата. Для этого верхняя часть 10 включает средства для крепления указанного пилона двигателя.

Гондола турбореактивного двигателя, в частности, подвешена на пилоне с помощью балки на указанной верхней части 10. Гондола 1 заканчивается выпускным соплом 6.

На фиг.2 показан воздухозаборник 2 гондолы турбореактивного двигателя известного уровня техники. Воздухозаборник 2 содержит кольцевую конструкцию 21, 22, поперечный кольцевой усиливающий элемент и перегородку для передачи усилия, называемую «задней перегородкой» 23. Кольцевая конструкция 21, 22 содержит наружный обтекатель 21, обеспечивающий наружную аэродинамическую непрерывноть, и внутренний обтекатель 20, обеспечивающий внутреннюю аэродинамическую непрерывность.

Наружный обтекатель 21 и внутренний обтекатель 22 соединены спереди по потоку кромкой 20 воздухозаборника. Кромка 20 воздухозаборника обеспечивает соединение двух обтекателей 21, 22.

В показанном воздухозаборнике 2 кромка 20 воздухозаборника интегрирована в наружный обтекатель 21. Кромка 20 воздухозаборника и наружный обтекатель 21 составляют одно целое. Эта часть образует удлиненную кромку 20, 21 воздухозаборника.

Удлиненную кромку 20, 21 воздухозаборника и внутренний обтекатель 22 изготавливают отдельно и собирают друг с другом с помощью группы передних крепежных фланцев 70, показанных здесь в виде переднего крепежного фланца 70.

Внутренний обтекатель 22 проходит до задней перегородки 23, с которой он соединен.

Один конец задней перегородки 23 соединен с наружным обтекателем 21, при этом другой конец задней перегородки 23 соединен с внутренним обтекателем 22 посредством заднего крепежного фланца 71, соединенного с внутренним обтекателем 22. Задняя перегородка 23 поддерживается задним крепежным фланцем 71.

Внутренний обтекатель 22 содержит акустическую панель 8.

В случае применения узла, включающего удлиненную кромку 20, 21 воздухозаборника и внутренний обтекатель 22, помимо недостатков, известных из уровня техники, имеется необходимость в обеспечении деформации внутреннего обтекателя в зоне 22A, соединяющей внутренний обтекатель 22 с передним крепежным фланцем 70. Такая деформация приводит к снижению акустических характеристик акустической панели 8.

Кроме того, такой воздухозаборник, образованный удлиненной кромкой 20, 21 воздухозаборника и внутренним обтекателем 22, соединенными посредством фиксирующих фланцев или соединительных стержней, обеспечивает передачу механических колебаний между удлиненной кромкой 20, 21 воздухозаборника и внутренним обтекателем 22, и может влиять на акустические характеристики акустической панели 8.

На фиг.3 показан воздухозаборник 2 гондолы 1 согласно первому варианту осуществления изобретения. Воздухозаборник 2 содержит кромку 20 воздухозаборника, кольцевую конструкцию 21, 22 и заднюю перегородку 23, которая разграничивает воздухозаборник 2 и среднюю часть 3 гондолы.

Кольцевая конструкция 21, 22 содержит наружный обтекатель 21, обеспечивающий наружную аэродинамическую непрерывность, и внутренний обтекатель 22, обеспечивающий внутреннюю аэродинамическую непрерывность.

Наружный обтекатель 21 и внутренний обтекатель 22 соединены спереди по потоку кромкой 20 воздухозаборника. Кромка 20 воздухозаборника обеспечивает соединение двух обтекателей 21, 22.

В настоящем примере наружный обтекатель 21 образован из части 21A наружного обтекателя и промежуточного соединительного элемента 21B. Часть 21A наружного обтекателя и промежуточный соединительный элемент 21B соединены посредством соединительного фланца 37.

Согласно варианту (не показанному) часть 21A наружного обтекателя и промежуточный соединительный элемент 21B могут быть напрямую соединены друг с другом подходящими средствами крепления, такими как винты, заклепки, сварка или склеивание.

Кромка 2 воздухозаборника, часть 21А наружного обтекателя и внутренний обтекатель 22 составляют единое целое и, таким образом, образуют единый элемент.

Таким образом, эта часть образует удлиненную кромку 20, 21, 22 воздухозаборника, которая проходит через его внутренний обтекатель 22 к задней перегородке 23.

Задняя перегородка 23 на своем верхнем конце опирается на более толстый слой 21B1, интегрированный в промежуточный соединительный элемент 21B. Таким образом, промежуточный соединительный элемент 21B напрямую соединен с задней перегородкой 23 с помощью любых фиксирующих средств, описанных ранее.

Другой конец задней перегородки 23 соединен с внутренним обтекателем 22 с помощью заднего крепежного фланца 71. Задний крепежный фланец 71 соединен с утолщением 22С внутреннего обтекателя. Задний крепежный фланец 71 может быть выполнен с помощью любых крепежных средств, таких как описанные ранее.

Согласно варианту (не показанному) внутренний обтекатель 22 может быть напрямую соединен с задней перегородкой 23 с помощью любых фиксирующих средств, описанных выше.

Таким образом, усилия, воспринимаемые наружным обтекателем 21, по меньшей мере, частично передаются на внутренний обтекатель 22.

Под термином «утолщение» следует понимать, что часть внутреннего обтекателя 22 или наружного обтекателя 21 толще, чем другая смежная часть этого обтекателя.

Промежуточный соединительный элемент 21B соединен с кожухом 31A вентилятора средней секции 3 посредством фланца 72 соединения с кожухом. Фланец 72 соединения с кожухом соединяет промежуточный соединительный элемент 21B, заднюю перегородку 23 и кожух 31A вентилятора.

Внутренний обтекатель 22 соединен с кожухом 31В вентилятора с помощью заднего крепежного фланца 71. Задний крепежный фланец 71 напрямую соединен с крепежным фланцем 31B1 кожуха 31B вентилятора.

В данном примере кожух 31В вентилятора и крепежный фланец кожуха 31В1 являются единым целым, то есть они выполнены за одно целое. Воздухозаборник 2 содержит кольцевую переднюю перегородку 24, «указанную переднюю перегородку», имеющую криволинейную форму, которая ограничивает кромку 20 воздухозаборника внутреннего 22 и наружного обтекателя 21. Отделение кромки 2 воздухозаборника в виде D-образного пространстве позволяет, например, интегрировать в него противообледенительную систему.

В других не показанных вариантах передняя перегородка может быть наклонной или прямой. Один конец передней перегородки 24 соединен с утолщением 21С наружного обтекателя 21, например, сваркой. Другой конец передней перегородки 24 соединен с внутренним обтекателем 22. Передняя перегородка 24 может быть дополнена усиливающим элементом 24А, предпочтительно расположенным на ее криволинейном, наклонном или прямом участке.

Воздухозаборник 2 содержит ступеньку 9, образованную в зоне, расположенной между кромкой 20 воздухозаборника и внутренним обтекателем 22. В настоящем примере ступенька 9 образована в зоне, разграничивающей кромку 20 воздухозаборника и внутренний обтекатель 22.

Ступенька 9 выполнена с возможностью размещения, по меньшей мере, одной прикрепленной звукопоглощающей конструкции 8. Такая конфигурация, таким образом, позволяет получить воздухозаборник, имеющий оптимальную аэродинамическую конструкцию, и облегчить прохождение воздушного потока, а, кроме того, улучшает акустические характеристики звукопоглощающей конструкции 8.

Ступенька 9 содержит участок 90, сформированный в указанной зоне, расположенной между кромкой 20 воздухозаборника и внутренним обтекателем 22. Наклонная часть 90 разграничивает переднюю по потоку часть 91 указанной зоны и заднюю по потоку часть 92 этой указанной зоны. Задняя по потоку часть 92 смещена относительно передней по потоку части 91. Более конкретно, задняя по потоку часть 92 продвинута по сравнению с передней по потоку частью 91. Ступень 9, таким образом, сформирована из передней по потоку части 91, наклонной части 90 и задней по потоку части 92. Задняя по потоку часть 92 представляет собой, например, часть внутреннего обтекателя 22, а верхняя по потоку часть представляет собой, например, часть кромки 20 воздухозаборника.

В настоящем примере конец передней перегородки 24, соединенной с внутренним обтекателем 22, опирается на наклонный участок 90 ступеньки 9. Такая опора позволяет улучшить иммобилизацию ступеньки 9.

Воздухозаборник 2 содержит по меньшей мере одну прикрепленную звукопоглощающую конструкцию 8. В настоящем примере представлена только одна звукопоглощающая конструкция. В настоящем примере звукопоглощающая конструкция 8 образована перфорированной акустической стенкой 81, которая расположена заподлицо с кромкой 20 воздухозаборника, и ячеистым сердечником 80.

Таким образом, внутренний обтекатель 22, принимающий звукопоглощающую конструкцию 8, образует стенку сопротивления.

Под прикрепленной звукопоглощающей конструкцией понимается конструкция, изготовленная отдельно от воздухозаборника 2 и впоследствии установленная на внутреннем обтекателе 22. Звукопоглощающая конструкция 8 может быть прикреплена к внутреннему обтекателю 22 любыми описанными выше средствами крепления.

Внутренний обтекатель 22 имеет внешнюю поверхность, расположенную напротив наружного обтекателя 21, и внутреннюю поверхность, противоположную внешней поверхности.

В настоящем примере звукопоглощающая конструкция 8 прикреплена к внутренней поверхности внутреннего обтекателя 22.

В соответствии с этим вариантом осуществления задний крепежный фланец 71 опирается на звукопоглощающую конструкцию 8 посредством утолщения 22С внутреннего обтекателя 22.

На фиг. 4 показан воздухозаборник 2 с фиг.3, в котором часть 21A наружного обтекателя и промежуточный соединительный элемент 21B, образующие наружный обтекатель 21, являются единым целым, образуя, таким образом, наружный обтекатель 21A.

Следует понимать, что воздухозаборник 2 имеет кромку 20 воздухозаборника, образованную путем выполнения кромки 20 воздухозаборника за одно целое, с одной стороны, с внутренним обтекателем 22, а с другой стороны, с наружным обтекателем 21, каждый из которых проходит до задней перегородки 23, с которой они соединены.

В этом варианте осуществления наружный обтекатель 21 напрямую соединен с задней перегородкой 23 с помощью любых ранее упомянутых крепежных средств.

На фиг. 5 показан альтернативный вариант воздухозаборника 2, показанного на фиг. 4, в котором крепежный фланец 31B1 кожуха 31B вентилятора, выполненный за одно целое с кожухом 31B вентилятора, соединен с задним крепежным фланцем 71 с помощью болта. В данном примере один конец заднего крепежного фланца 71 выходит за пределы его противоположного конца, соединенного с крепежным фланцем 31B1.

В данном примере воздухозаборник 2 содержит элементы 11 жесткости прикрепленные к внутреннему 22 и/или наружному обтекателям 21 кольцевой конструкции 21, 22. В этом примере два элемента 11 жесткости прикреплены к наружному обтекателю 21, а два элемента 11 жесткости прикреплены к внутреннему обтекателю 22. Элементы 11 жесткости внутреннего обтекателя 22 расположены напротив элементов 11 жесткости наружного обтекателя 21.

Элементы 11 жесткости внутреннего и наружного обтекателей 21, 22 могут быть прикреплены сваркой, пайкой, клепкой и/или приклеиванием. Согласно варианту (не показан) элементы 11 жесткости могут быть прикреплены клепкой. Когда элементы 11 жесткости прикреплены к обтекателям посредством заклепок, последние собираются с соответствующими обтекателями 21, 22 с помощью утолщений 21C, 22C.

На фиг. 6 показан воздухозаборник 2 согласно одному варианту осуществления изобретения. Воздухозаборник 2 содержит кольцевую конструкцию 21, 22, содержащую наружный обтекатель 21 и внутренний обтекатель 22, выполненные за одно целое с кромкой воздухозаборника. Воздухозаборник 2 также содержит заднюю перегородку 23.

В этом варианте осуществления воздухозаборник 2 не имеет передней перегородки.

Ступенька 9 сформирована в кромке 20 воздухозаборника. Звукопоглощающая конструкция 8, прикрепленная к внутреннему обтекателю 22, затем проходит в кромку 2 воздухозаборника.

Другими словами, звукопоглощающая конструкция 8 перекрывает как кромку 20 воздухозаборника, так и внутренний обтекатель 22.

Звукопоглощающая конструкция 8 прикреплена к внутренней поверхности внутреннего обтекателя 22 и проходит вдоль этого обтекателя от кромки 20 воздухозаборника до крепежного фланца кожуха 31B1. Это дает возможность увеличить поверхность акустической обработки.

Внутренний обтекатель 22 соединен с кожухом 31В вентилятора с помощью заднего крепежного фланца 71. Задний крепежный фланец 71 соединен с крепежным фланцем 31B1 кожуха 31B вентилятора.

Внутренний обтекатель 22 и/или наружный обтекатель 21 также содержат два дополнительных элемента 11 жесткости. Элементы 11 жесткости внутреннего обтекателя 22 расположены напротив элементов 11 жесткости наружного обтекателя 21.

На фиг.7 показана кольцевая конструкция 21, 22 воздухозаборника 2, содержащая наружный обтекатель 21 и внутренний обтекатель 22, выполненные за одно целое с кромкой 20 воздухозаборника согласно альтернативному варианту осуществления. В этом варианте осуществления звукопоглощающая конструкция 8 удалена, то есть снята с внутреннего обтекателя 22.

Воздухозаборник 2 имеет утолщения 21С, 22С, интегрированные во внутренний 22 и/или наружный 21 обтекатели.

Утолщения 21C, 22C позволяют, с одной стороны, придать жесткость конструкции воздухозаборника и, с другой стороны, зафиксировать элементы 11 жесткости, когда они прикреплены клепкой.

Наружный обтекатель 21 имеет три утолщения 21С. Утолщение 21С, расположенное на самом заднем по потоку конце наружного обтекателя 21, особенно полезно для крепления задней перегородки 23 (не показана), например, с помощью винтов.

Внутренний обтекатель 22 имеет три утолщения 22С. Утолщение, расположенное на самом заднем по потоку конце внутреннего обтекателя 22, особенно полезно для поддержки заднего крепежного фланца 71. Задний крепежный фланец 71 и внутренний обтекатель 22 могут быть соединены, например, заклепками. Задний крепежный фланец 71 особенно полезен для поддержки задней перегородки 23 (не показана) и/или соединения внутреннего обтекателя 22 с кожухом вентилятора (не показан).

На фиг. 8 показан воздухозаборник 2 согласно другому варианту осуществления изобретения.

В этом варианте осуществления внутренний обтекатель 22 не имеет ступеньки. В этом варианте осуществления внутренний обтекатель 22 имеет перфорацию в зоне 22D, то есть он имеет множество отверстий (не показанных), расположенных равномерно в зоне, предназначенной для приема по меньшей мере одной звукопоглощающей конструкции 8, относящейся к внутреннему обтекателю 22.

Перфорированная зона 22D, таким образом, образует перфорированную стенку и позволяет принимать, по меньшей мере, часть воздушного потока, поступающего из канала воздушного потока.

В этом варианте осуществления улучшена ламинарность за счет отсутствия соединительного элемента на воздухозаборнике, который обычно нарушает аэродинамический поток воздуха.

В этом варианте осуществления звукопоглощающая конструкция (не показана) образована ячеистым сердечником и стенкой акустического сопротивления.

В этом варианте осуществления звукопоглощающая конструкция выполнена так, что она расположена на внешней поверхности внутреннего обтекателя 22 (например, проиллюстрированного на фиг. 9), то есть на поверхности внутреннего обтекателя, внешней по отношению к главной оси обтекателя гондолы.

Воздухозаборник 2 имеет утолщения 21С, 22С, интегрированные во внутренний 22 и/или наружный 21 обтекатели.

Наружный обтекатель 21 имеет четыре утолщения 21С. Утолщение, расположенное на самом заднем по потоку конце наружного обтекателя 21, особенно полезно для крепления задней перегородки 24, например, с помощью болтов.

Внутренний обтекатель 22 имеет два утолщения 22С. Утолщение, расположенное на самом заднем по потоку конце внутреннего обтекателя 22, особенно полезно для поддержки заднего крепежного фланца 71.

На фиг.9 показана гондола, содержащая воздухозаборник 2 согласно альтернативному варианту осуществления изобретения. Воздухозаборник 2 содержит кромку 20 воздухозаборника, которая обеспечивает соединение между наружным обтекателем 21 и внутренним обтекателем 22 и которая объединена с этими внутренним 22 и внешним 21 обтекателями, таким образом образуя воздухозаборник 2, выполненный в виде единого элемента.

Воздухозаборник 2 также содержит на своем внутреннем обтекателе 22 задний фиксирующий фланец 71, выполненный с возможностью взаимодействия с фиксирующим фланцем 31B1 корпуса, который выполнен за одно целое с кожухом 31B вентилятора на его переднем по потоку конце.

Этот узел, включающий фланцы 71 и 31B1, скрепляет воздухозаборник 2 со средней секцией 3. Этот узел оканчивается и фиксируется фиксирующими средствами 73 типа винт-гайка.

Наружный обтекатель 21 имеет задний по потоку конец, выполненный с возможностью размещения в зоне соединения заподлицо с передним концом кожуха 31 вентилятора, чтобы гарантировать наружную аэродинамическую непрерывность гондолы 1.

Для сохранения определенной жесткости конструкции этот наружный обтекатель 21 упирается в заднюю перегородку 23. Предпочтительно эта опора дополнена крепежными средствами для крепления задней перегородки 23 к упомянутому наружному обтекателю 21 воздухозаборника 2. Этими средствами крепления могут быть, например, узлы типа винт-гайка.

В данном примере задняя перегородка 23 проходит радиально через толщину гондолы и выполнена с возможностью крепления к кожуху 31B вентилятора, а более конкретно к крепежному фланцу 31B1 кожуха. Более конкретно, задняя перегородка 23 опирается на заднюю поверхность фиксирующего фланца 31B1 корпуса, то есть напротив передней поверхности, выполненной с возможностью взаимодействия и/или прилегания к задней поверхности заднего фиксирующего фланца 71. Это способствует улучшению траектории усилий.

Другими словами, задняя перегородка 23 проходит от нижнего конца, выполненного с возможностью крепления к средней секции 3, и, в частности, к кожуху 31B вентилятора, на уровне крепежного фланца 31B1 кожуха, до верхнего конца, в контакте, по меньшей мере, с задней по потоку частью наружного обтекателя 21 воздухозаборника 2.

В данном примере прикрепленная звукопоглощающая конструкция 8 образована ячеистым сердечником 80 и стенкой 82 акустического сопротивления.

Звукопоглощающая конструкция 8 прикреплена к внешней поверхности внутреннего обтекателя 22, то есть к поверхности, противоположной внутренней поверхности внутреннего обтекателя 22.

Внутренний обтекатель 22 имеет перфорацию в зоне 22D, в которой размещается звукопоглощающая конструкция 7.

На фиг. 10 показана форма 100 для изготовления кольцевой конструкции 20, 21 и воздухозаборника 20, которые являются единым целым, согласно одному варианту осуществления изобретения.

Форма 100 для изготовления выполнена так, чтобы изготавливать кромку 20 воздухозаборника, кольцевую конструкцию 21, 22, включающую внутренний обтекатель 22 и упомянутую, по меньшей мере, часть наружного обтекателя 21, составляющую единое целое с кромкой 20 воздухозаборника. Форма 100 для изготовления содержит первую часть 110 и вторую часть 120.

В этом варианте осуществления первая часть 110 формы выполнена так, чтобы формировать кромку 20 воздухозаборника и наружный обтекатель 21 кольцевой конструкции 21, 22. Вторая часть 120 формы выполнена с возможностью формирования внутреннего обтекателя 22 кольцевой конструкции 21, 22.

В частности, вторая часть 120 формы 100 выполнена так, чтобы формировать ступеньку 9 во внутреннем обтекателе 22 кольцевой конструкции 21, 22.

Кольцевая конструкция 21, 22, содержащая наружный обтекатель 21 и внутренний обтекатель 22, составляющие единое целое с кромкой 2 воздухозаборника, может быть изготовлена из металлического материала или из композитного материала.

В процессе работы способ изготовления кольцевой конструкции 21, 22 и выполненной за одно целое кромки 20 воздухозаборника включает этап подготовки материала, который будет использоваться для изготовления указанной детали.

Материал может быть металлическим материалом или композитным материалом, таким как композитные слои, образованные из углеродных волокон.

Способ может включать этап регулировки толщины используемого материала.

В случае металлического материала регулировку толщины можно выполнить с помощью химической обработки. В случае композитного материала регулировка толщины, в частности увеличение толщины, может быть получена путем добавления композитного слоя.

Способ включает этап вставки материала в форму 100, состоящую из первой 110 и второй части 120.

Материал формуют в форме 100 так, чтобы получить деталь, образованную из кольцевой конструкции 3 и кромки 20 воздухозаборника, за одно целое в желаемой форме.

В случае воздухозаборника, изготовленного из металлического материала, способ может включать этап штамповки, выполняемый по очереди (также называемый ротационным выдавливанием), состоящий из этапа пластической деформации круглого металлического листа. Металлический материал воздухозаборника, конечно, соответствует характеристикам такого этапа.

В качестве альтернативы способ может включать этап формирования взрывом, на котором деформацию металлического листа получают давлением ударной волны, создаваемой взрывчатым веществом.

По окончании формования вторую часть 120 формы 100 удаляют (фиг. 11) в направлении стрелки «a», а затем часть, сформированную из кольцевой конструкции 3, и вновь сформированную кромку 20 воздухозаборника извлекают из первой части 110 формы 100 (фиг.12) в направлении стрелки «а».

Способ изготовления может включать этап обрезки по длине внутреннего 22 и наружного 21 обтекателей вновь сформированной детали в случае, если один из этих обтекателей будет иметь избыточную длину после формования.

Способ изготовления может включать этап регулирования толщины внутреннего 22 и наружного 21 обтекателей после формования. Этот этап может быть предпочтительно предусмотрен для формирования утолщений 21С, 22С.

Способ изготовления может включать этап чистовой обработки, на котором поверхность внутреннего 22 и наружного 21 обтекателей обрабатывают и/или окрашивают.

Способ также может включать этап добавления элементов 11 жесткости во внутренний обтекатель 22 и/или наружный обтекатель 21. Сборка элементов 11 жесткости с этими обтекателями, может производиться путем клепки или сварки.

Способ изготовления может включать этап контроля качества получаемой детали.

Согласно варианту, когда часть, образованная кольцевой конструкцией 21, 22 и кромкой 20 воздухозаборника, не имеет ступеньки, способ может включать этап перфорирования зоны 22D внутреннего обтекателя, принимающего звукопоглощающую конструкцию.

Таким образом, благодаря воздухозаборнику согласно изобретению, в котором кольцевая конструкция, содержащая внутренний обтекатель 22, наружный обтекатель 21 и выполненную заодно целое кромку 20 воздухозаборника, увеличен ламинарный поток воздуха на стыке между удлиненной кромкой воздухозаборника и внутренним обтекателем 22.

Кроме того, изготовление воздухозаборника упрощено, является менее дорогостоящим, а общая масса воздухозаборника уменьшена.

Изобретение относится к воздухозаборнику гондолы турбореактивного двигателя, Воздухозаборник (2) гондолы турбореактивного двигателя содержит кольцевую конструкцию (21, 22) и заднюю перегородку (23). Кольцевая конструкция (21, 22) включает по меньшей мере часть (21A) наружного обтекателя (21) и внутренний обтекатель (22), соединенные между собой кромкой (20) воздухозаборника. Внутренний обтекатель (22) соединен с задней перегородкой (23), причем кольцевая конструкция (21, 22), включающая упомянутую по меньшей мере часть (21A) наружного обтекателя (21), кромку (20) воздухозаборника и внутренний обтекатель (22), выполнена за одно целое. Воздухозаборник (2) дополнительно содержит по меньшей мере одну звукопоглощающую конструкцию (8), прикрепленную к внутреннему обтекателю (22) кольцевой конструкции (21, 22). Достигается упрощение сборки и снижение массы воздухозаборника. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Воздухозаборник (2) гондолы турбореактивного двигателя, содержащий кольцевую конструкцию (21, 22) и заднюю перегородку (23), причем кольцевая конструкция (21, 22) включает, по меньшей мере, часть (21A) наружного обтекателя (21) и внутренний обтекатель (22), соединенные между собой кромкой (20) воздухозаборника, при этом внутренний обтекатель (22) соединен с задней перегородкой (23), причем кольцевая конструкция (21, 22), включающая упомянутую по меньшей мере часть (21A) наружного обтекателя (21), кромку (20) воздухозаборника и внутренний обтекатель (22), выполнена за одно целое, а воздухозаборник (2) дополнительно содержит по меньшей мере одну звукопоглощающую конструкцию (8), прикрепленную к внутреннему обтекателю (22) кольцевой конструкции (21, 22).

2. Воздухозаборник по п. 1, отличающийся тем, что содержит промежуточный соединительный элемент (21B), соединенный с указанной, по меньшей мере частью (21A) наружного обтекателя (21) с образованием наружного обтекателя (21), при этом промежуточный соединительный элемент (21B) соединен с задней перегородкой (23).

3. Воздухозаборник по п. 2, отличающийся тем, что указанная по меньшей мере часть (21A) наружного обтекателя и промежуточный соединительный элемент (21B) выполнены за одно целое.

4. Воздухозаборник по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что внутренний обтекатель (22) перфорирован в зоне (22D), принимающей упомянутую по меньшей мере одну звукопоглощающую конструкцию (8), при этом упомянутая по меньшей мере одна прикрепленная звукопоглощающая конструкция (8) образована ячеистым сердечником (80) и стенкой (82) акустического сопротивления.

5. Воздухозаборник по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что он содержит ступеньку (9), образованную в зоне, проходящей от части кромки (20) воздухозаборника и части внутреннего обтекателя (22), причем ступенька (9) выполнена с возможностью вмещать указанную по меньшей мере одну звукопоглощающую конструкцию (8).

6. Воздухозаборник по п. 5, отличающийся тем, что по меньшей мере одна звукопоглощающая конструкция (8) образована перфорированной стенкой (81), расположенной заподлицо с кромкой (20) воздухозаборника, и ячеистым сердечником (80).

7. Воздухозаборник по п. 5 или 6, отличающийся тем, что ступенька (9) образована в зоне, разграничивающей кромку (20) воздухозаборника и внутренний обтекатель (22).

8. Воздухозаборник по п. 5 или 6, отличающийся тем, что ступенька (9) сформирована в кромке (20) воздухозаборника, а упомянутая по меньшей мере одна звукопоглощающая конструкция (8) проходит в кромку (20) воздухозаборника.

9. Воздухозаборник по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что он содержит переднюю перегородку (24), по меньшей мере частично ограничивающую кромку (20) воздухозаборника.

10. Воздухозаборник по предыдущему пункту, отличающийся тем, что содержит ступеньку (9), образованную в зоне, проходящей от части кромки (20) воздухозаборника и части внутреннего обтекателя (22), причем ступенька (9) выполнена с возможностью вмещать указанную по меньшей мере одну звукопоглощающую конструкцию (8), при этом передняя перегородка (24) опирается на ступеньку (9).

11. Способ изготовления кольцевой конструкции (21, 22) и кромки (20) воздухозаборника по любому из предшествующих пунктов, в котором кольцевую конструкцию (21, 22), включающую внутренний обтекатель (22) и по меньшей мере часть (21A) наружного обтекателя (21), изготавливают за одно целое с кромкой (20) воздухозаборника.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что указанную кольцевую конструкцию (21, 22) и указанную кромку воздухозаборника изготавливают с помощью цельной формы (100).

13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что указанную кольцевую конструкцию (21, 22) и указанную кромку воздухозаборника изготавливают с помощью формы (100), содержащей первую часть (110) и вторую часть (120).

14. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что первая часть (110) формы (100) предназначена для формирования кромки (20) воздухозаборника и указанной по меньшей мере части (21А) наружного обтекателя кольцевой конструкции (21, 22), а вторая часть (120) формы (100) предназначена для формирования внутреннего обтекателя (22) кольцевой конструкции (21, 22).

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что вторая часть (120) выполнена c возможностью формировать ступеньку (9) в зоне, проходящей между кромкой (20) воздухозаборника и внутренним обтекателем (22).

16. Способ по любому из пп. 11-15, отличающийся тем, что включает этап, на котором выполняют перфорацию в зоне внутреннего обтекателя, предназначенной для размещения звукопоглощающей конструкции (8).

17. Способ по любому из пп. 11-16, отличающийся тем, что включает этап, на котором к внутреннему обтекателю (22) воздухозаборника (1) прикрепляют звукопоглощающую конструкцию (8).