УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЗАСЛОНКИ ВОЗДУШНОГО КАНАЛА
DEVICE FOR ADJUSTMENT OF AIR CHANNEL SHUTTER

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано для регулирования поступления воздуха, предназначенного для обогрева и исключения обледенения агрегатов и механизмов, например, авиационных газотурбинных двигателей (ГТД).
В настоящее время для регулирования потока воздуха, направленного на обогрев механизмов и исключения обледенения летательных аппаратов и их агрегатов, например, ГТД, довольно часто используется подогретый воздух, который по воздушному каналу нагнетается к агрегатам и обогревает их, что позволяет исключить образование льда. Практически в воздушном канале каждой противообледенительной системы предусмотрена заслонка, оснащенная устройством ее поворота, которое открывает или закрывает по команде пилота или системы управления летательного аппарата подачу воздуха по воздушному каналу.
Так, например, известна противообледенительная система ГТД, содержащая осевой многоступенчатый компрессор с корпусом и рабочими лопатками, основную магистраль, сообщающую обогреваемые элементы с основным источником обогревающего воздуха. Система снабжена дополнительным источником обогревающего воздуха, выполненным в виде кольцевого ресивера, расположенного на корпусе компрессора.
В основной магистрали установлен обратный клапан. Ресивер сообщен с атмосферой через клапан перепуска и с магистралью между клапаном и обогреваемыми элементами через дополнительную магистраль и обратный клапан.
При работе системы обогревающий воздух через регулируемую заслонку и обратный клапан по основной магистрали поступает к обогреваемым элементам, например, к лопаткам входного направляющего аппарата и обтекателю, после чего отводится в проточную часть ГТД (см. патент РФ №2203432, кл. F02C 7/047, 2003 г.).
В данной противообледенительной системе в воздушном канале установлена заслонка, оснащенная устройством регулирования ее положения. Естественно, что устройство регулирования положения заслонки может быть выполнено самым разным образом. Так, например, в воздушно-тепловой противообледенительной системе двигателя самолета (см. авторское свидетельство СССР №1403538, кл. B64D 15/02, 2005 г.) установленная в воздушном канале заслонка для осуществления ее поворота оснащена электрическим приводом.
Известно устройство управления положением климатической заслонки, содержащее установленные в корпусе электродвигатель, выходной вал которого связан с редуктором, а также датчик положения заслонки, связанный с редуктором. Редуктор связан выходным валом с осью заслонки через рычаг, установленный на выходном валу редуктора.
В процессе работы устройства при подаче команды на электродвигатель, его выходной вал через редуктор передает вращение рычагу, который поворачивает ось заслонки вместе с заслонкой на заданный угол. Положение заслонки контролируется датчиком. (см. патент РФ №2188767. кл. В60Н 1/00, 2008 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа выполнения известных устройств необходимо отметить, что конструкции устройств поворота заслонки, работающие от электрического привода обладают рядом характерных особенностей. Для них характерно наличие кинематической цепи, связывающей выходной вал электродвигателя с осью заслонки. Количество элементов в кинематической цепи может быть различным, иногда, довольно значительным, что усложняет конструкцию устройства, снижает его надежность, а при износе соединений кинематической цепи возникают люфты, что может привести к неполному перекрыванию воздушного канала.
Задачей настоящего изобретения является разработка конструкции устройства, обеспечивающего гарантированное перекрывание воздушного канала, простого конструктивно и обеспечивающего надежную работу в процессе эксплуатации.
Указанная задача решается тем, что в устройстве для регулирования положения заслонки воздушного канала, содержащем подвижный элемент привода поворота заслонки, имеющий возможность кинематически связи с заслонкой, новым является то, что подвижный элемент управления положением заслонки противообледенительной системы газотурбинного двигателя выполнен в виде штока, связанного с поршнем, установленным в гидроцилиндре с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещения, поршень подпружинен относительно гидроцилиндра упругим элементом, размещенным в штоковой полости гидроцилиндра, штоковая и бесштоковая полости гидроцилиндра гидравлически связаны друг с другом и с каналом подвода рабочей среды, бесштоковая полость гидроцилиндра перепускными каналами, в одном из которых установлен жиклер, а в другом - электромагнитный клапан, связана со сливным каналом, причем устройство оснащено датчиком контроля положения поршня.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых представлено устройство для регулирования положения заслонки воздушного канала противообледенительной системы ГТД, осевой разрез.
Устройство для регулирования положения заслонки воздушного канала противообледенительной системы ГТД выполнено в виде гидропривода 1, в котором с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещения установлен элемент привода поворота заслонки, выполненный в виде поршня 2. Поршень подпружинен относительно гидропривода упругим элементом 4, размещенным в штоковой полости гидропривода. Поршень 2 кинематически связан (например, посредством рычага 5) с осью (позицией не обозначена), на которой закреплена заслонка 6, установленная в канале подачи подогретого воздуха к агрегатам ГТД.
В поршне выполнено осевое отверстие 7, которое посредством канала 8 в поршне, связывает штоковую и бесштоковую полости гидропривода 1. В корпусе гидропривода 1 выполнен канал 9, связанный с каналом 10 подачи рабочей среды (в качестве рабочей среды используется топливо, подаваемое по каналу 10 топливным насосом высокого давления (не показан) ГТД).
Бесштоковая полость гидропривода двумя перепускными каналами (позициями не обозначены) связана с каналом 12 слива топлива. В первом перепускном канале установлен жиклер 11. Во втором перепускном канале установлен электромагнитный клапан 13. На гидроприводе установлен датчик положения линейного положения штока или индуктивный бесконтактный выключатель 14, предназначенный для контроля положения поршня и имеющий возможность соединения с системой управления ГТД.
Управление электромагнитным клапаном 13 может осуществляться от системы управления ГТД и/или из кабины пилота.
Устройство работает следующим образом.
В исходном положении устройства (заслонка 6 находится в положении «закрыто») электромагнитный клапан 13 закрыт, топливо по каналу 10, через канал 9, штоковую полость гидропривода, отверстие 8 поступает в отверстие 7 и далее - в бесштоковую полость гидропривода, откуда по перепускному каналу через жиклер 11 поступает в сливной канал 12.
Давление в бесштоковой и штоковой полостях гидропривода выравниваются и из-за разницы площадей поршня со стороны штоковой и бесштоковой полостей возникает сила, выдвигающая поршень 2 гидроцилиндра 1 в одно из крайних положений (при котором заслонка 6 находится в положении «закрыто»).
По сигналу (подается системой управления или из кабины пилота на электромагнитный клапан 13) об обледенении, электромагнитный клапан 13 открывается, увеличивая проходное сечение на слив вместе с жиклером 11, в результате чего давление в бесштоковой полости падает и поршень 2 под действием давления топлива на входе в гидропривод и под действием упругого элемента 4 втягивается в гидропривод, поворачивая рычаг 5, который поворачивает ось заслонки, а, следовательно, и заслонку 6 в положение «открыто». Воздушный канал противообледенительной системы открыт.
Контроль за положением поршня осуществляется посредством датчика 14. Выключение подачи воздуха осуществляется подачей команды на закрытие электромагнитного клапана 13, в результате чего давление топлива в бесштоковой полости гидропривода 1 возрастает и когда оно превысит давление топлива в штоковой полости гидропривода, поршень 2 выдвигается из гидропривода, поворачивая рычаг 5, который поворачивает ось с заслонкой 6, которая перекрывает воздушный канал. Воздушный канал противообледеительной системы перекрыт. Новое положение поршня контролируется датчиком 14.
Устройство просто конструктивно, надежно в эксплуатации, использует в качестве рабочей среды для перемещения штока топливо ГТД.