Устройство реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя с отклоняющими поток препятствиями, связанными с первичным кожухом

 

Устройство предназначено для реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя. Оно содержит подвижные элементы, интегрированные в стенку первичного кожуха данного турбореактивного двигателя при функционировании в режиме прямой тяги и образующие препятствия отклонения вторичного газового потока при функционировании в режиме реверсирования тяги. Каждый подвижный элемент опирается на поворотные оси, жестко связанные с неподвижной конструкцией первичного кожуха. Каждый элемент образован внешней панелью, поворачивающейся под действием управляющего силового цилиндра, закрепленного на первичном кожухе, и обеспечивающей при функционировании в режиме прямой тяги соответствующий аэродинамический профиль этого первичного кожуха, и внутренней панелью, располагающейся при функционировании в режиме прямой тяги, наложенной изнутри на упомянутую внешнюю панель и способной при функционировании в режиме реверсирования тяги скользить в продолжение упомянутой внешней панели, обеспечивая отклонение реверсируемого газового потока. Такое выполнение устройства позволит обеспечить возможность оптимизации геометрических форм различных его элементов, адаптированной одновременно к отклонению газового потока и к функционированию в режиме прямой тяги. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение касается устройства реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя.

В двухконтурном турбореактивном двигателе, содержащем первичный канал циркуляции газов так называемого горячего контура, образующего основную реактивную струю, и коаксиальный упомянутому первичному каналу вторичный кольцевой канал, где циркулируют газы так называемого холодного контура, на выходе, например, вентилятора, установленного на входе данного турбореактивного двигателя, образующие вторичную реактивную струю, особенно в случае высокой степени двухконтурности данного турбореактивного двигателя, для реверсирования тяги используется главным образом или исключительно соответствующее отклонение упомянутого вторичного холодного газового потока.

В целях реверсирования тяги в двухконтурных турбореактивных двигателях известно применение поворотных отклоняющих газовый поток элементов или препятствий, способных в развернутом положении формировать некоторую кольцевую систему, которая перекрывает упомянутый вторичный канал данного двухконтурного турбореактивного двигателя с тем, чтобы соответствующим образом отклонить вторичный поток газов, обеспечивая тем самым реверсирования тяги данного двигателя. В то же время в процессе функционирования данного двухконтурного турбореактивного двигателя в режиме прямой или полетной тяги упомянутые отклоняющие газовый поток элементы или препятствия должны быть сложены и убраны с тем, чтобы обеспечить свободную циркуляцию холодного газового потока во вторичном контуре.

Таким образом, в некоторых известных типах устройств реверсирования тяги двухконтурных турбореактивных двигателей упомянутые поворотные элементы или препятствия, отклоняющие газовый поток, убираются в наружную в радиальном направлении стенку вторичного контура.

В соответствии с другими известными техническими решениями, пригодными для использования, в частности, на двухконтурных турбореактивных двигателях с высокой степенью двухконтурности и в тех случаях, когда наружная в радиальном направлении стенка вторичного контура оказывается более короткой, чем внутренняя в радиальном направлении стенка этого вторичного контура, предусматривается складывание упомянутых поворотных отклоняющих газовый поток препятствий на уровне внутренней в радиальном направлении стенки вторичного контура.

Такое техническое решение позволяет исключить увеличение габаритных размеров (в частности, наружного диаметра) данного турбореактивного двигателя, получить эффективность функционирования, обеспечивающую требуемые характеристики реверсирования тяги, а также обеспечить при функционировании данного турбореактивного двигателя в режиме прямой тяги аэродинамически сплошную или гладкую внутреннюю стенку канала без введения вредных возмущений в течение газового потока, и характеризуется относительным уменьшением веса данной системы реверсирования тяги и упрощением ее конструкции, что существенно облегчает ее изготовление, монтаж и техническое обслуживание.

На фиг. 1 приложения схематически представлен двухконтурный турбореактивный двигатель 1, установленный под крылом 2 самолета, и зона 3 установки соответствующего устройства реверсирования тяги.

В документах US-A-3280561 и FR-A-2625261 описаны различные технические решения подобного типа. В данном случае поворотные отклоняющие газовый поток элементы или препятствия установлены на некоторой неподвижной конструкции, охватывающей центральный корпус данного турбореактивного двигателя, при помощи неподвижных поворотных осей.

Поворотное шарнирное соединение упомянутых отклоняемых элементов или препятствий может быть расположено с нижней по потоку стороны. Однако в этом случае отклонение упомянутого препятствия приводит к положению заграждения вторичного контура данного турбореактивного двигателя, что в определенных случаях препятствует нормальному функционированию этого двигателя.

В том случае, когда упомянутое поворотное шарнирное соединение располагается с верхней по потоку стороны, отклонение газового потока обеспечивается наружной поверхностью упомянутых препятствий, что не обеспечивает возможности оптимизации геометрических форм различных элементов устройства реверсирования тяги, адаптированной одновременно к отклонению газового потока и к функционированию в режиме прямой тяги.

Устройство реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя в соответствии с предлагаемым изобретением, позволяющее обеспечить упомянутые выше результаты в условиях отсутствия недостатков, присущих известным техническим решениям в данной области, отличается тем, что каждый поворотный элемент образован наружной поворотной панелью, внешняя поверхность которой при функционировании в режиме прямой тяги обеспечивает надлежащий аэродинамический профиль первичного обтекателя или кожуха данного турбореактивного двигателя, и внутренней панелью, располагающейся при функционировании в режиме прямой тяги под упомянутой наружной панелью и имеющей возможность скользить в направлении продолжения этой наружной панели таким образом, чтобы обеспечить отклонение реверсируемого потока газов в положении, соответствующем режиму реверсирования тяги.

Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания примера его практической реализации, где даются ссылки на приведенные в приложении фигуры, среди которых: - фиг. 1 представляет собой уже упомянутый выше схематический вид в целом двухконтурного турбореактивного двигателя, на котором установлено устройство реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением; - фиг. 2 представляет собой схематический вид в разрезе по некоторой плоскости, проходящей через продольную ось устройства реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением в конфигурации, соответствующей функционированию данного устройства в режиме прямой тяги; - фиг. 3 представляет собой аналогичный виду, показанному на фиг. 2, схематический вид устройства реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением в конфигурации функционирования в режиме реверсирования тяги; - фиг. 4 представляет собой схематический вид устройства реверсирования тяги, показанного на фиг. 3, с торца; - фиг. 5 представляет собой схематический вид, аналогичный одновременно видам, показанным на фиг. 2 и 3, одного из возможных вариантов реализации устройства реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением.

На фиг. 2 схематически представлены детали показанной на фиг. 1 зоны 3 установки устройства реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя в соответствии с предлагаемым изобретением. В нижней по потоку части канала 4 выброса вторичного газового потока, символически обозначенного на фиг. 2 стрелкой 5, устройство реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением образовано системой наружных панелей 6, системой внутренних панелей 7 и системой управления этими панелями 8. В конфигурации, схематически представленной на фиг. 2 и соответствующей функционированию данного устройства в режиме прямой тяги, упомянутые составные части устройства реверсирования тяги располагаются в специальном ложементе 9, выполненном в неподвижной конструкции первичного кожуха и обтекателя 10 данного турбореактивного двигателя.

В упомянутом убранном или сложенном положении наружная поверхность 11 внешней панели 6 соединяется с поверхностью первичного обтекателя 10 и образует вместе с ним сплошную аэродинамическую поверхность, а внутренняя панель 7 располагается непосредственно под упомянутой внешней панелью 6. Специальная система блокировки, известная сама по себе и не показанная подробно на приведенных в приложении фигурах, соединена с упомянутыми панелями данного устройства реверсирования тяги. Упомянутые внешние панели 6 опираются на поворотные оси 12, жестко связанные с неподвижной конструкцией первичного обтекателя 10.

В примере практической реализации устройства реверсирования тяги в соответствии с предлагаемым изобретением, схематически представленном на фиг. 2 и 3, упомянутая система управления 8 образована для каждой внешней поворотной панели 6 подъемником или силовым цилиндром 13, закрепленным на упомянутой неподвижной конструкции, причем шток этого подъемника или силового цилиндра шарнирно связан с рычагом 14, жестко связанным с поворотной осью 12. Кроме того, специальный управляющий силовой цилиндр 15 располагается между нижним по потоку концом 16 внешней панели 6 и верхним по потоку концом 17 внутренней панели, причем специальные направляющие средства и средства скольжения располагаются между внутренней панелью 7 и внешней панелью 6.

Из сказанного выше следует, что для перехода от конфигурации данного устройства реверсирования тяги, соответствующей его функционированию в режиме прямой тяги и схематически представленной на фиг. 2, к конфигурации, соответствующей функционированию этого устройства в режиме реверсирования тяги и схематически представленной на фиг. 3 и 4, упомянутый силовой цилиндр 13 перемещает упомянутую внешнюю поворотную панель 6 в некоторое требуемое положение вплоть до конца разрешенного хода, после чего управляющий силовой цилиндр 15 выдвигает внутреннюю панель 7 до некоторого оптимального положения, предусмотренного для обеспечения надлежащего реверсирования газового потока, символически обозначенного стрелкой 5, причем упомянутое перемещение внутренней панели 7 осуществляется путем ее скольжения с использованием любых известных направляющих средств, не показаны подробно на приведенных в приложении фигурах.

Кроме того, каждая внутренняя панель 7 может быть оборудована специальным дефлектором в форме носка 18 на своем верхнем по потоку конце и/или в своих боковых зонах с тем, чтобы оптимизировать управление газовым потоком при функционировании данного устройства в режиме реверсирования тяги.

В зависимости от конкретных случаев применения операция выдвижения внутренней панели 7 будет осуществляться либо после завершения полного поворота внешней поворотной панели 6, либо будет управляться специфическим образом с помощью приводных элементов, выдвигаясь в процессе поворота внешней панели 6.

В примере реализации предлагаемого изобретения, схематически представленном на приведенных в приложении фигурах, предусмотрено четыре отклоняющих газовый поток препятствия, образованных внешними панелями 6 и внутренними панелями 7. Однако количество таких препятствий может меняться в зависимости от конкретных условий применения устройства реверсирования тяги на самолете.

В качестве варианта реализации силовой цилиндр 13 может быть установлен по потоку ниже поворотной оси 12 и в этом случае упомянутый силовой цилиндр будет толкающим при разворачивании подвижных панелей. В то же время управление перемещением панелей данного устройства реверсирования тяги может быть обеспечено при помощи любого подходящего в данном случае средства типа силового цилиндра, связанного с внутренней панелью 7 или с внешней панелью 6.

Кроме того, силовой цилиндр управления 15 может быть закреплен на своем нижнем по потоку конце на неподвижной конструкции первичного кожуха 10, используя при этом кинематику, совместимую с требуемым приводным маневром, в частности, устанавливая на одной линии точку зацепления упомянутого силового цилиндра 15 с осью поворота 12 внешней поворотной панели 6.

Реализация устройства реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя в соответствии с предлагаемым изобретением представляет многочисленные преимущества, среди которых можно отметить следующие: - способ установки данного устройства оказывается особенно привлекательным в случае короткого внешнего реактивного сопла данного турбореактивного двигателя, когда применение устройства реверсирования тяги с решетками или со створками влечет за собой серьезные трудности установки. Однако предлагаемое устройство остается применимым во всех случаях, когда наружные обводы мотогондолы являются достаточно короткими для обеспечения возможности его установки; - подвижные панели предлагаемого устройства реверсирования тяги располагаются вне реактивного сопла и не требуют специальной акустической обработки; - оптимизация управления реверсируемым потоком газов может быть обеспечена путем соответствующей адаптации дефлекторов 18 в форме носка и при помощи модификации длины выдвижения внутренних панелей 7; - кроме того, внутренняя поверхность скользящей внутренней панели 7 содержит адаптированный соответствующим образом профиль и может содержать один или несколько направляющих газовый поток элементов, предназначенных для достижения требуемых аэродинамических характеристик реверсирования тяги;
- в процессе перехода из положения функционирования в режиме прямой тяги к положению функционирования в режиме реверсирования тяги учитываются возможные механические напряжения, связанные с прохождением потока;
- уменьшение усилий, воздействующих со стороны потока газов на внешнюю панель в процессе ее открытия, вследствие уменьшенной поверхности этой панели позволяет снизить вес системы привода данного устройства реверсирования тяги.

В том случае, когда прохождение потока газов в различных промежуточных положениях в процессе развертывания или раскрытия панелей не представляет трудностей, может быть применен вариант реализации предлагаемого изобретения, схематически представленный на фиг. 5.

В этом варианте реализации, как и в варианте реализации, описанном выше со ссылками на фиг. 2 и 3, устройство реверсирования тяги образовано внешними поворотными панелями 6, внутренними выдвижными панелями 7 и силовыми цилиндрами 13, приводящими в движение посредством рычагов 14 поворотные оси 12 внешних поворотных панелей 6.

Однако в рассматриваемом здесь варианте реализации предлагаемого изобретения нижний по потоку конец 19 внутренней панели 7 связан при помощи рычага 20 с точкой 21 неподвижной конструкции первичного кожуха 10, располагающейся по потоку ниже поворотной оси 12. Из такого конструктивного решения следует, что в процессе перехода данного устройства к конфигурации функционирования в режиме реверсирования тяги скольжение внутренней панели 7 по отношению к внешней панели 6 начинается вместе с началом поворота внешней панели 6 и рабочий ход двух этих панелей завершается в один и тот же момент времени.

В соответствии с одним из возможных вариантов реализации предлагаемого изобретения выдвижение внутренней панели 7 в то же время может быть связано с системой рычагов, присоединенных к внешней панели 6, обеспечивая ту же функцию развертывания, которая является нелинейной и может быть синхронизированной или не быть таковой.

Формула изобретения

1. Устройство реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя, содержащее подвижные элементы (6, 7), выполненные с возможностью в развернутом или раскрытом положении сформировать препятствия (6, 7), образующие кольцевую систему отклонения вторичного потока газов, обеспечивающую реверсированные тяги, и в убранном положении, соответствующем функционированию данного турбореактивного двигателя в режиме прямой тяги, интегрироваться в стенку первичного кожуха (10) этого турбореактивного двигателя по потоку ниже кольцевого канала (4) выброса вторичного потока, причем каждый подвижный элемент (6, 7) связан с по меньшей мере одним силовым цилиндром (13) управления перемещениями, закрепленным шарнирно на неподвижной конструкции первичного кожуха (10), и каждый подвижный элемент выполнен с возможностью опоры на поворотные оси (12), жестко связанные с неподвижной конструкцией, отличающееся тем, что каждый подвижный элемент образован внешней поворотной панелью (6), наружная поверхность которой при функционировании в режиме прямой тяги обеспечивает соответствующий аэродинамический профиль первичного кожуха (10) турбореактивного двигателя, и внутренней панелью (7), располагающейся в режиме прямой тяги непосредственно под внешней панелью, наложенной на нее изнутри и выполненной с возможностью скольжения в продолжение внешней панели (6) для обеспечения отклонения газового потока при функционировании устройства в режиме реверсирования тяги.

2. Устройство реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя по п.1, в котором по меньшей мере один силовой цилиндр управления (15) располагается между нижней по потоку кромкой (16) внешней поворотной панели (6) и верхней по потоку кромкой (17) внутренней скользящей панели (7) таким образом, чтобы в процессе перехода к положению, соответствующему функционированию в режиме реверсирования тяги, внешняя панель управления (6) поворачивалась под действием управляющего силового цилиндра (13), а внутренняя панель (7) занимала свое выдвинутое положение в результате скольжения под действием упомянутого силового цилиндра управления (15).

3. Устройство реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя по п. 1, в котором нижняя по потоку кромка (19) внутренней панели (7) связана при помощи по меньшей мере одного рычага (20) с неподвижной конструкцией первичного кожуха (10) данного турбореактивного двигателя таким образом, чтобы в процессе перехода в положение, соответствующее функционированию в режиме реверсирования тяги, упомянутое скольжение внутренней панели осуществлялось на протяжении поворота внешней панели (6).

4. Устройство реверсирования тяги двухконтурного турбореактивного двигателя по любому из пп.1 - 3, в котором упомянутая внутренняя панель (7) снабжена на своем верхнем по потоку конце по меньшей мере одним дефлектором в форме носка (18).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5