Обтекатель для пилона, посредством которого газотурбинный двигатель подвешивается к крылу летательного аппарата
Изобретение относится к области авиационной техники, более конкретно к обтекателю пилона подвески газотурбинного двигателя к крылу летательного аппарата. Обтекатель содержит трубчатый воздухозаборник и вентилятор, окруженный внешним кожухом. Передняя часть обтекателя присоединена к верхней части кожуха вентилятора таким образом, что ее передний торец находится на одном уровне с упомянутым кожухом воздухозаборника. При этом передняя часть обтекателя крепится к корпусу вентилятора при помощи переднего и заднего креплений. Заднее крепление является относительно свободным, для того чтобы поглощать допуски, а переднее крепление выполнено гибким в радиальном направлении относительно корпуса вентилятора. Технический результат заключается в улучшении аэродинамических характеристик летательного аппарата и повышении надежности крепления обтекателя пилона. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.
Настоящее изобретение относится к обтекателю для пилона, через который газотурбинный двигатель подвешивается к крылу летательного аппарата.
Известно, что для аэродинамических целей пилон подвески газотурбинного двигателя закрыт обтекателем. Дополнительно известно, что, вообще, обтекатель, такой как этот, содержит переднюю часть, которая:
- расположена, будучи обращенной к верхней части корпуса вентилятора газотурбинного двигателя,
- имеет, по меньшей мере, приближенную форму перевернутого профиля коробчатого сечения, врезанного в форму свистка,
- присоединена сбоку к внешнему кожуху вентилятора таким образом, что ее передний торец лежит на одном уровне с внешним кожухом воздухозаборника газотурбинного двигателя,
- может использоваться для соединения кожухов вентилятора,
- крепится к упомянутому корпусу вентилятора посредством переднего крепления и посредством заднего крепления.
В известных обтекателях пилона подвески этого типа упомянутые переднее и заднее крепления являются жесткими, для того чтобы крепко удерживать на месте упомянутую переднюю часть обтекателя на двигателе. Однако, для того чтобы быть способным поглощать производственные и сборочные допуски, является привычным изготавливать упомянутое заднее крепление в виде относительно свободного или регулируемого соединения.
Будет отмечено, что эта передняя часть обтекателя находится в вертикальной ориентации с лопастями вентилятора. Отсюда, когда лопасть отламывается от этой крыльчатки и наносит жесткий удар по корпусу вентилятора под упомянутой передней частью обтекателя, результирующий нанесенный удар передается на последнюю часть, главным образом, через упомянутое жесткое переднее крепление. Это заставляет упомянутую переднюю часть обтекателя поднимать, поворачиваясь вокруг шарнирного соединения, образованного упомянутым свободным задним креплением, и безвозвратно деформировать передний конец этой передней части обтекателя, с подъемом относительно внешнего кожуха воздухозаборника газотурбинного двигателя. Поэтому это заставляет переднюю часть обтекателя формировать что-то вроде совка, который особенно пагубен для летно-технических характеристик летательного аппарата, в частности, в показателях аэродинамического сопротивления. В дополнение, совок, такой как этот, мог бы заставлять срываться обшивки вентилятора.
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы преодолеть этот недостаток.
Для этой цели согласно изобретению обтекатель для пилона, через который газотурбинный двигатель подвешен к крылу летательного аппарата, при этом упомянутый газотурбинный двигатель содержит:
- трубчатый воздухозаборник, окруженный внешним кожухом воздухозаборника;
- вентилятор, снабжаемый воздухом посредством упомянутого воздухозаборника и заключенный в корпус вентилятора, сам окруженный внешним кожухом вентилятора в аэродинамической целостности с упомянутым внешним кожухом воздухозаборника,
и упомянутый обтекатель пилона подвески имеет переднюю часть, которая:
- расположена, будучи обращенной к верхней части упомянутого корпуса вентилятора,
- имеет, по меньшей мере, приближенную форму перевернутого профиля коробчатого сечения, врезанного в форму свистка,
- присоединена сбоку к упомянутому внешнему кожуху вентилятора таким образом, что ее передний торец лежит на одном уровне с упомянутым внешним кожухом воздухозаборника,
- крепится к упомянутому корпусу вентилятора через переднее крепление и через заднее крепление, упомянутое заднее крепление является относительно свободным, для того чтобы поглощать допуски,
примечателен тем, что упомянутое переднее крепление является гибким в, по меньшей мере, приблизительно радиальном направлении относительно упомянутого корпуса вентилятора.
В силу такой гибкости деформации упомянутой передней части обтекателя, являющиеся следствием их выбивания лопастью вентилятора или обломком лопасти вентилятора, по меньшей мере частично, поглощаются упомянутым передним креплением, так что никакого совка не формируется или так что, самое большее, передний торец передней части обтекателя всего лишь на небольшую величину больше не находится на одном уровне с внешним кожухом воздухозаборника газотурбинного двигателя.
Упомянутое гибкое переднее крепление может быть воплощено многими способами, в том числе, пружинным шарниром, шарнир изготовлен из упруго или пластически деформируемого материала и т.п.
Однако в предпочтительном варианте осуществления упомянутое переднее крепление содержит пластину из листового металла или подобного материала, которая является поперечной относительно упомянутого корпуса вентилятора и относительно упомянутой передней части обтекателя, и упомянутая пластина имеет, по меньшей мере, один изгиб между упомянутым корпусом вентилятора и упомянутой передней частью обтекателя.
Таким образом, когда лопасть вентилятора или часть лопасти вентилятора бьет корпус вентилятора радиально изнутри и наружу, упомянутый изгиб снабжает переднее крепление гибкостью и поглощает энергию этого удара, таким образом, по меньшей мере частично, избегая формирования совка.
Известным образом, трубчатый воздухозаборник газотурбинного двигателя может содержать внутреннюю стенку, определяющую, с упомянутым внешним кожухом воздухозаборника, камеру, которая замыкается, на упомянутом торце вентилятора, кольцевой задней переборкой, соединяющей упомянутую внутреннюю стенку и упомянутый внешний кожух воздухозаборника.
В этом случае полезно, чтобы упомянутая задняя переборка также имела радиальную гибкость. Таким образом, задняя кромка упомянутой внутренней стенки воздухозаборника также способна, по меньшей мере частично, к поглощению энергии удара, нанесенного лопастью вентилятора или обломком лопасти вентилятора.
Предпочтительно, радиальная гибкость упомянутого переднего крепления и радиальная гибкость упомянутой задней переборки, по меньшей мере приблизительно, равны. Таким образом, задняя кромка внутренней стенки трубчатого воздухозаборника и передняя часть обтекателя могут деформироваться одинаково.
Фигуры прилагаемых чертежей будут добиваться легкости для понимания, каким образом может быть воплощено изобретение. На этих фигурах ссылки, которые идентичны, обозначают элементы, которые являются подобными.
Фиг.1 - схематический и местный вид в продольном разрезе газотурбинного двигателя, подвешенного к крылу летательного аппарата через пилон, который имеет обтекатель.
Фиг.2 - вид в перспективе спереди газотурбинного двигателя, оснащенного передней частью обтекателя упомянутого пилона подвески.
Фиг.3 - вид в перспективе спереди газотурбинного двигателя по фиг.2, с частично снятым внешним кожухом вентилятора.
Фиг.4 и 5 схематически иллюстрируют деформации, вызванные лопастью вентилятора, ударившей корпус вентилятора, когда упомянутое переднее крепление является жестким.
Фиг.6 и 7 схематически иллюстрируют деформации, вызванные лопастью вентилятора, ударившей корпус вентилятора, когда упомянутое переднее крепление является радиально гибким.
Фиг.8 - вид в перспективе спереди упомянутой передней части обтекателя пилона подвески, оснащенной предпочтительным вариантом осуществления упомянутого переднего крепления.
Фиг.9 - местный вид в перспективе спереди и в увеличенном масштабе упомянутой передней части, показывающий упомянутое переднее крепление.
Газотурбинный двигатель 1, схематически изображенный на фиг.1, имеет продольную ось L-L, вдоль которой, спереди назад, рассредоточены трубчатый воздухозаборник 2, вентилятор 3 и генератор 4 горячего воздуха.
Газотурбинный двигатель 1 подвешен к крылу 5 летательного аппарата через пилон 6 подвески, закрытый аэродинамическим обтекателем 7.
Трубчатый воздухозаборник 2 состоит из внешнего кожуха 8 воздухозаборника и из внутренней стенки 9, упомянутый внешний кожух 8 и упомянутая внутренняя часть 9 между ними определяют границу камеры 10, которая замыкается, будучи обращенной к вентилятору 3, кольцевой задней переборкой 11, соединяющей упомянутый внешний кожух 8 и упомянутую внутреннюю стенку 9.
Вентилятор 3, который оснащен лопастями 3A, снабжается воздухом посредством упомянутого воздухозаборника 2 и заключен в трубчатом корпусе 12 вентилятора, в аэродинамической целостности с упомянутой внутренней стенкой 9 упомянутого воздухозаборника 2. Корпус 12 вентилятора окружен внешним кожухом 13 вентилятора в аэродинамической целостности с упомянутым внешним кожухом 8 воздухозаборника.
Обтекатель пилона 6 подвески содержит переднюю часть 14, расположенную, будучи обращенной к верхней части корпуса 12 вентилятора, то есть над последним, и прикрепленную к упомянутому корпусу 12 вентилятора передним креплением 15 и задним креплением 16.
Фиг.2 и 3, которые изображают переднюю часть газотурбинного двигателя 1 в перспективе, показывают трубчатый воздухозаборник 2, вентилятор 3 и его лопасти 3A, внешний кожух 8 воздухозаборника, внутреннюю стенку 9 воздухозаборника, трубчатый корпус 12 вентилятора (в частности, смотрите фиг.3), внешний кожух 13 вентилятора (частично снятый на фиг.3) и переднюю часть 14 обтекателя.
Фиг.2 и 3 дополнительно показывают, что упомянутая передняя часть 14 обтекателя имеет, по меньшей мере приблизительно, форму перевернутого профиля коробчатого сечения, врезанного в форму свистка, боковые кромки 14L которого присоединяются к упомянутому внешнему кожуху 13 вентилятора, а передняя кромка 14A которого лежит на одном уровне с внешним кожухом 8 воздухозаборника.
Для того чтобы быть способным поглощать производственные и сборочные допуски, заднее крепление 16, которое может быть любой известной конфигурации, является относительно свободным и предоставляет возможность ограниченного поворота передней части 14 обтекателя вокруг него. В противоположность, переднее крепление 15 является жестким, для того чтобы закреплять упомянутую часть 14 на месте.
Результат этой компоновки таков, что, когда лопасть 3A вентилятора 3 обламывается и бьет в корпус 12 вентилятора в вертикальной ориентации с передней частью 14 обтекателя (смотрите фиг.5, на которой удар, наносимый лопастью 3A, показан стрелкой P), корпус 12 деформируется на значительную величину E и нанесенный удар полностью передается на упомянутую переднюю часть 14 обтекателя через упомянутое жесткое переднее крепление 15. Поэтому, под действием этого нанесенного удара, упомянутая часть 14 обтекателя поворачивается вокруг заднего крепления 16 и подвергается постоянной деформации так, что широкая щель 17 с шириной, которая примерно соответствует высоте E, раскрывается между передней кромкой 14A части 14 обтекателя и внешним кожухом 8 воздухозаборника. Часть 14 обтекателя, поэтому, ведет себя в полете подобно совку (смотрите фиг.5).
Чтобы преодолеть этот недостаток, в варианте осуществления настоящего изобретения, который схематически проиллюстрирован на фиг.6 и 7, используется переднее крепление 15.1 и кольцевая переборка 11.1 (в качестве соответственных замен для переднего крепления 15 и кольцевой переборки 11, описанных выше), которые имеют, по меньшей мере, сходные гибкости перпендикулярно продольной оси L-L газотурбинного двигателя 1. Для достижения этого упомянутая кольцевая переборка 11.1 может быть изготовлена из пластически деформируемого материала, такого как алюминий, наряду с тем, что переднее крепление 15.1 может быть типа пружинного шарнира или подобного типа. Радиальная гибкость кольцевой переборки 11.1, вместо того чтобы быть следствием материала, из которого она изготовлена, может быть получена благодаря некоторой другой мере, такой как посредством ее профилирования с концентрическим изгибом (ами), посредством ее изготовления в нескольких жестких частях, соединенных вместе гибким или ломким средством, и т.п.
Таким образом, когда сломанная лопасть 3A бьет в корпус 12 вентилятора (стрелка P на фиг.6), гибкость кольцевой переборки 11.1 и переднего крепления, поглощает если не всю, то, по меньшей мере, большую часть энергии удара, так что, самое большее, щель, которая раскрывается между передней кромкой 14A части 14 обтекателя и внешним кожухом 8 воздухозаборника (смотрите фиг.7), является всего лишь небольшой щелью 18 малой ширины e, которая оказывает всего лишь незначительное влияние на летно-технические характеристики летательного аппарата, даже если корпус 12 деформировался на существенную величину E.
Фиг.8 и 9 иллюстрируют предпочтительный вариант 15.2 осуществления, который отличается от варианта 15.1 осуществления для упомянутого переднего крепления 15. Этот вариант 15.2 осуществления состоит из пластины из листового металла или подобного 19, прикрепленной к части 14 обтекателя и расположенной поперек по отношению к продольной оси L-L. Пластина 19 имеет, по меньшей мере, один поперечный изгиб 20, расположенный между корпусом 12 вентилятора и частью 14, когда последняя прикреплена к упомянутому корпусу 12. Чтобы делать это, упомянутая пластина 19 имеет крепежное средство 21.
1. Обтекатель (7) для пилона (6), через который газотурбинный двигатель (1) подвешен к крылу (5) летательного аппарата, при этом упомянутый газотурбинный двигатель (1) содержит трубчатый воздухозаборник (2), окруженный внешним кожухом (8) воздухозаборника, и вентилятор (3), снабжаемый воздухом посредством упомянутого воздухозаборника (2) и заключенный в корпус (12) вентилятора, сам окруженный внешним кожухом (13) вентилятора в аэродинамической целостности с упомянутым внешним кожухом (8) воздухозаборника, и упомянутый обтекатель (7) пилона подвески имеет переднюю часть (14), которая расположена, будучи обращенной к верхней части упомянутого корпуса (12) вентилятора, присоединена сбоку к упомянутому внешнему кожуху (13) вентилятора таким образом, что ее передний торец (14А) лежит на одном уровне с упомянутым внешним кожухом (8) воздухозаборника, и крепится к упомянутому корпусу (12) вентилятора через переднее крепление (15.1, 15.2) и через заднее крепление (16), при этом упомянутое заднее крепление (16) является относительно свободным, для того чтобы поглощать допуски, а упомянутое переднее крепление (15.1, 15.2) является гибким в, по меньшей мере приблизительно, радиальном направлении относительно упомянутого корпуса (12) вентилятора.
2. Обтекатель по п.1, отличающийся тем, что упомянутое переднее крепление (15.1) имеет тип пружинного шарнира или подобный.
3. Обтекатель по п.1, отличающийся тем, что упомянутое переднее крепление (15.1) является шарниром, изготовленным из пластически или упругодеформируемого материала.
4. Обтекатель по п.1, отличающийся тем, что упомянутое переднее крепление (15.2) содержит пластину из листового металла или подобного материала, которая является поперечной относительно упомянутого корпуса (12) вентилятора и относительно упомянутой передней части (14) обтекателя, и упомянутая пластина имеет, по меньшей мере, один изгиб между упомянутым корпусом (12) вентилятора и упомянутой передней частью (14) обтекателя.
5. Обтекатель по п.1, для газотурбинного двигателя (1), трубчатый воздухозаборник (2) которого содержит внутреннюю стенку (9), определяющую с упомянутым внешним кожухом (8) воздухозаборника камеру (10), которая замыкается на торце упомянутого вентилятора (3) кольцевой задней переборкой (11), соединяющей упомянутую внутреннюю стенку (9) и упомянутый внешний кожух (8) воздухозаборника, при этом упомянутая задняя переборка (11) обладает радиальной гибкостью.
6. Обтекатель по п.5, отличающийся тем, что радиальная гибкость упомянутого переднего крепления (15.1, 15.2) и радиальная гибкость упомянутой задней переборки (11), по меньшей мере приблизительно, равны.
7. Обтекатель по п.5, отличающийся тем, что упомянутая задняя переборка (11) изготовлена из пластически деформируемого материала.
8. Обтекатель по п.4, отличающийся тем, что упомянутое переднее крепление (15.2) крепится к упомянутой передней части (14) обтекателя и содержит средство (21) крепления его к упомянутому корпусу (12) вентилятора.
