ВЫСТУПАЮЩАЯ ЧАСТЬ ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОРПУСА, ПРЕДНАЗНАЧЕННАЯ ДЛЯ АВИАЦИОННОГО РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ, СОДЕРЖАЩАЯ РАЗДЕЛЕННУЮ НА СЕКТОРЫ КОЛЬЦЕВУЮ КАНАВКУ ДЛЯ ВМЕЩЕНИЯ КРЫШЕК ГОНДОЛЫ
EXTENDING PART OF INTERMEDIATE HOUSING FOR AIRCRAFT JET ENGINE INCLUDING ANNULAR GROOVE DIVIDED INTO SECTORS TO HOUSE NACELLE COVERS

Настоящее изобретение относится в целом к двигательной установке для воздушного судна, такого типа, которая содержит реактивный двигатель, гондолу, закрывающую реактивный двигатель, и крепежную стойку, выполненную с жесткой конструкцией и средствами крепления реактивного двигателя к жесткой конструкции.
Более точно, изобретение относится к выступающей части промежуточного корпуса для реактивного двигателя в подобной компоновке, предназначенной для образования интерфейса между промежуточным корпусом и крышками реверсивного устройства гондолы.
Крепежная стойка, также называемая EMS (конструкция крепления двигателя), или пилоном, или пилоном двигателя, обеспечивает возможность подвески реактивного двигателя под крылом летательного аппарата или установки этого ракетного двигателя над тем же самым крылом, или крепления его в задней части фюзеляжа. Фактически она обеспечивает образование соединительного интерфейса между реактивным двигателем и данным элементом конструкции летательного аппарата. Она обеспечивает возможность передачи конструкции данного летательного аппарата сил, генерируемых связанным с ней реактивным двигателем, а также позволяет проложить топливную, электрическую и гидравлическую системы и направить воздушный поток между двигателем и летательным аппаратом.
Гондола со своей стороны обычно снабжена несколькими крышками, закрывающими реактивный двигатель и обеспечивающими доступ к последнему в открытом положении, при этом эти крышки известны под названием «кожухи вентилятора» и «крышки реверсивного устройства», при этом последние шарнирно присоединены к основной конструкции крепежной стойки.
Реактивный двигатель содержит корпус вентилятора, удлиненный в направлении задней части посредством так называемого промежуточного корпуса, содержащего наружный кожух и переднюю поперечную пластину и заднюю поперечную пластину, параллельные и расположенные радиально внутри по отношению к этому наружному кожуху, при этом этот промежуточный корпус также содержит конструктивные рычаги, распределенные под углом и простирающиеся радиально между передней и задней пластинами вплоть до наружного кожуха.
Именно этот самый наружный кожух промежуточного корпуса удлинен вниз по потоку посредством выступающей части, содержащей соединительный нижний по потоку конец с отверстием, образующий кольцевую канавку, открытую радиально наружу, предназначенную для вмещения крышек гондолы и, более точно, ребра комплементарной формы, на которые опираются эти самые крышки, как правило крышки реверсивного устройства. Таким образом, взаимодействие между ребром и комплементарной канавкой обеспечивает возможность передачи аэродинамических сил от гондолы к реактивному двигателю на фазах взлета, полета и посадки, в особенности осевых сил и, даже более точно, противодействующих осевых сил, когда приводятся в действие системы реверсирования тяги, которыми снабжены крышки гондолы.
Кроме того, простое внедрение ребра в канавку обеспечивает легкое и быстрое открытие шарнирно присоединенных к стойке крышек реверсивного устройства, при этом данное открытие, например, осуществляют для выполнения работ по техническому обслуживанию летательного аппарата на земле.
Один недостаток, связанный с данным решением, заключается в том, что кольцевая канавка, непрерывная или прерывистая по окружности выступающей части, образована в одной и той же кольцевой детали, которую необходимо полностью заменять в случае повреждения части канавки, вмещающей крышки. Данный недостаток является крайне нежелательным, особенно вследствие того, что было установлено, что кольцевая канавка, как правило, по всей длине подвергается несоразмерным нагрузкам от крышек, что вызывает появление очень локализованных зон износа.
Следовательно, цель изобретения заключается в том, чтобы, по меньшей мере, частично устранить проблему, упомянутую выше, связанную с конструкциями по предшествующему уровню техники.
Для выполнения этого, предметом изобретения является выступающая часть промежуточного корпуса для авиационного реактивного двигателя, предназначенная для того, чтобы выступать вниз по потоку из наружного кожуха упомянутого промежуточного корпуса, при этом упомянутая выступающая часть содержит соединительный нижний по потоку конец с отверстием, образующий кольцевую канавку, открытую радиально наружу, предназначенную для вмещения крышек гондолы. В соответствии с изобретением упомянутый соединительный нижний по потоку конец с отверстием образован посредством множества угловых секторов.
Следовательно, когда часть вмещающей канавки должна быть заменена, больше нет необходимости в замене всей выступающей части, но только рассматриваемого углового сектора или секторов. Таким образом, разделение на части канавки, вмещающей крышки гондолы, преимущественно обеспечивает возможность уменьшения продолжительности работ по техническому обслуживанию выступающей части, а также обеспечивает экономию материала.
Кроме того, угловые секторы могут преимущественно отличаться друг от друга по конструкции и/или материалу в соответствии с уровнем напряжений, которым они должны подвергаться. В качестве показательного примера, в том случае, когда рассматриваемые крышки гондолы, а именно предпочтительно крышки реверсивного устройства, снабжены системами реверсирования тяги, приводимыми в действие средствами управления плунжерного типа, части кольцевой канавки, расположенные напротив данных средств управления, как правило, подвергаются наибольшим нагрузкам. Подходящий материал и/или конструкция могут быть применены для изготовления углового сектора или секторов, соответствующих высоконапряженным частям, с тем, чтобы они обладали лучшей износостойкостью.
Предпочтительно число угловых секторов, образующих соединительный нижний по потоку конец с отверстием, больше или равно трем, и даже более предпочтительно составляет от шести до двенадцати.
Предпочтительно выступающая часть также содержит соединяющий кожух, прикрепленный к упомянутым угловым секторам, образующим упомянутый соединительный нижний по потоку конец с отверстием, при этом упомянутый кожух расположен выше по потоку по отношению к упомянутым угловым секторам и предназначен для удлинения нижнего по потоку конца наружного кожуха промежуточного корпуса.
В соответствии с первым вариантом осуществления упомянутый соединяющий кожух выполнен в виде одной детали, на которой установлены угловые секторы, образующие упомянутый соединительный нижний по потоку конец с отверстием, предпочтительно на винтах.
В соответствии со вторым вариантом осуществления упомянутый соединяющий кожух выполнен посредством множества угловых секторов, каждый из которых выполнен как одна деталь с одним из упомянутых угловых секторов, образующих упомянутый соединительный нижний по потоку конец с отверстием. В данном случае угловые секторы соединяющего кожуха соединены вместе предпочтительно осевым соединением типа продольного фланца с тем, чтобы обеспечить требуемую жесткость кольца, образованного этими угловыми секторами.
Кроме того, предпочтительно, чтобы упомянутые угловые секторы, образующие упомянутый соединительный нижний по потоку конец с отверстием, были выполнены попеременно в упомянутом направлении вдоль окружности из первого материала и второго материала. Это, в частности, обеспечивает возможность фактически приспособить секторы в соответствии с уровнем напряжений, с которыми они сталкиваются, как было упомянуто выше. Секторы, изготовленные из второго материала, называемые вторыми секторами, в этом случае могут представлять собой те секторы, которые предназначены для обеспечения высокой износостойкости, например, за счет использования стали или титана. Остальные секторы, выполненные из первого материала, называемые первыми секторами, в этом случае, со своей стороны, предназначены для обеспечения меньшей износостойкости вследствие того, что они подвергаются воздействию нагружения меньшего уровня со стороны крышек гондолы. Может быть предусмотрено применение более легких материалов, таких как алюминиевые сплавы.
Тем не менее, следует указать, что изобретение может охватывать применение ряда отдельных материалов, более чем двух, при этом также необязательно соблюдать строгое чередование первых и вторых секторов. Кроме того, также по соображениям уменьшения веса выступающей части испытывающие наименьшие напряжения секторы могут иметь конструкцию, отличную от остальных, например, за счет того, что они будут иметь проколы.
Другим предметом изобретения является реактивный двигатель для летательного аппарата, содержащий промежуточный корпус, снабженный на нижнем по потоку конце его наружного кожуха выступающей частью, подобной описанной выше.
Наконец, другим предметом изобретения является двигательная установка для летательного аппарата, содержащая реактивный двигатель, подобный описанному выше, а также гондолу, содержащую крышки гондолы, взаимодействующие с упомянутой кольцевой канавкой, открытой радиально наружу. Предпочтительно данная установка также содержит крепежную стойку для упомянутого реактивного двигателя, содержащую жесткую конструкцию, а также средства крепления упомянутого реактивного двигателя к упомянутой жесткой конструкции, причем упомянутые крышки гондолы шарнирно присоединены к упомянутой жесткой конструкции.
Другие преимущества и отличительные признаки изобретения станут ясными из нижеприведенного неограничивающего подробного описания.
Данное описание приведено в связи с сопровождающими чертежами, среди которых:
- фиг.1 показывает схематичный вид сбоку двигательной установки для летательного аппарата в соответствии с настоящим изобретением, при этом гондола снята для ясности;
- фиг.2 показывает более подробный частичный вид в разрезе установки, показанной на фиг.1, взятый по линии II-II на той же фигуре;
- фиг.3 показывает частичный вид в перспективе крышки реверсивного устройства, принадлежащего гондоле, показанной на фиг.2;
- фиг.4 показывает вид в перспективе системы реверсирования тяги, предназначенной для оснащения крышки, показанной на фиг.3;
- фиг.5 показывает схематичный вид системы реверсирования тяги, показанной в конфигурации, в которой она приведена в действие;
- фиг.6 показывает увеличенный частичный вид в разрезе изображенного на фиг.2, показывающий взаимодействие между выступающей частью промежуточного корпуса и одной из крышек гондолы;
- фиг.7 показывает вид в перспективе выступающей части, показанной на фиг.2, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
- фиг.8 показывает вид в разрезе, взятый вдоль линии VIII-VIII на фиг.7;
- фиг.8а показывает вид, аналогичный показанному на фиг.8, с выступающей частью, выполненной альтернативным образом; и
- фиг.9 показывает вид в перспективе сектора, предназначенного для образования выступающей части промежуточного корпуса в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.1 можно видеть двигательную установку 1 для летательного аппарата в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, при этом данная установка 1 предназначена для закрепления под крылом летательного аппарата (не показано).
В целом двигательная установка 1, также называемая интегрированной двигательной установкой, состоит из реактивного двигателя 2, гондолы (не показанной на данной фигуре) и крепежной стойки 4, снабженной средствами 10 крепления реактивного двигателя к данной стойке, при этом данные средства предпочтительно состоят из переднего узла 6а крепления двигателя, заднего узла 6b крепления двигателя и устройства для поглощения сил тяги, принимающего форму двух соединительных муфт 8 (при этом одна скрыта другой на фиг.1). Следует обратить внимание на то, что установка 1 содержит другую группу узлов крепления (не показаны) для подвески данной установки 1 под крылом летательного аппарата.
Во всем нижеприведенном описании условно продольное направление установки 1, которое также может рассматриваться как продольное направление реактивного двигателя 2, обозначено X, при этом данное направление X параллельно продольной оси 5 этого реактивного двигателя 2. Кроме того, направление, ориентированное поперек по отношению к двигательной установке 1 и также принимаемое в качестве поперечного направления реактивного двигателя 2, обозначено Y, и направление Z представляет собой вертикальное направление или направление по высоте, при этом данные три направления X, Y и Z ортогональны друг другу.
Кроме того, термины «передний» и «задний» следует рассматривать в связи с направлением рассматриваемого летательного аппарата после приложения силы тяги со стороны реактивного двигателя 2, при этом данное направление схематично показано стрелкой 7. Аналогичным образом, выражения «верхний по потоку» и «нижний по потоку» следует рассматривать относительно основного направления потока из потоков в реактивном двигателе, а именно направления, противоположного по отношению к направлению 7.
На фиг.1 можно видеть, что были показаны только узлы 6а, 6b крепления двигателя, соединительные муфты 8 для поглощения силы тяги и жесткая конструкция 11 крепежной стойки 4. Остальные непоказанные составляющие элементы данной стойки 4, такие как средства крепления жесткой конструкции 11 под крылом летательного аппарата или вспомогательная конструкция, обеспечивающая изоляцию и удерживание систем при одновременном обеспечении опоры для аэродинамических обтекателей, представляют собой обычные элементы, идентичные или аналогичные тем, которые имеются в конструкциях по предшествующему уровню техники, и известны специалистам. Следовательно, не приводится никакого подробного описания данных элементов.
Кроме того, реактивный двигатель 2 имеет приблизительно традиционную конструкцию, а именно содержащую спереди корпус 12 вентилятора, продолжением которого в направлении назад является промежуточный корпус 21.
Промежуточный корпус 21 содержит наружный кожух 23, расположенный в задней аэродинамической выступающей части корпуса вентилятора, а также поперечные пластины 25, 27, расположенные радиально внутри относительно данного кожуха 23, при этом промежуточный корпус 21 также содержит конструктивные рычаги 17, распределенные под углом и простирающиеся радиально между пластинами 25, 27 вплоть до наружного кожуха 23, с которым они контактируют.
Реактивный двигатель также содержит центральный корпус 16, также называемый базовым корпусом, удлиняющий промежуточный корпус 21 назад, от задней поперечной пластины 27, к которой он присоединен. Следует отметить, что центральный корпус простирается до заднего конца 19, имеющего больший размер, также называемого выпускным корпусом. В завершение, наружный кожух 23 промежуточного корпуса удлинен в направлении назад посредством кольцевой выступающей части 30, также являющейся предметом настоящего изобретения, основное назначение которой заключается в обеспечении соединения между наружным кожухом 23 и крышками гондолы непосредственно рядом с находящимся ниже по потоку концом. Выступающая часть 30 будет подробно представлена ниже.
Передний узел 6а крепления двигателя расположен между передним концом жесткой конструкции 11, также называемой основной конструкцией, и корпусом 12 вентилятора или наружным кожухом 23 промежуточного корпуса 21.
Задний узел 6b крепления, со своей стороны, расположен между жесткой конструкцией 11 и задним концом 19 центрального корпуса 16. Через два передних узла 6а, 6b крепления двигателя проходит срединная плоскость Р, ориентированная вертикально и в продольном направлении и проходящая через ось 5. Та же самая плоскость Р образует плоскость симметрии для двух соединительных муфт 8, поглощающих силы тяги, при этом соединительные муфты 8 расположены соответственно с каждой стороны упомянутой плоскости. Каждая соединительная муфта 8 имеет задний конец, шарнирно присоединенный к корпусу заднего узла 6b крепления двигателя, и передний конец, присоединенный к поперечной пластине 27.
Если обратиться теперь к более детализированной фигуре 2, показывающей гондолу 32 двигательной установки 1, то следует отметить, что она образует непрерывную аэродинамическую наружную поверхность, состоящую из воздухозаборника 34, кожухов 36 вентилятора, крышек 38 реверсивного устройства и неподвижного заднего капота 40, при этом данные элементы расположены рядом друг с другом в направлении спереди назад.
Крышки 38 реверсивного устройства, число которых, как правило, равно двум и которые шарнирно присоединены к жесткой конструкции стойки, известным образом ограничивают кольцевой канал 42 наружного контура посредством наружной 44 и внутренней 46 кольцевых обшивок.
Как показано на фиг.3 и 4, каждая крышка 38 реверсивного устройства, также называемая задней крышкой или базовой крышкой, имеет в целом форму полуцилиндра, при этом верхний конец 48 предназначен для шарнирного соединения с жесткой конструкцией стойки, и нижний конец 50 предназначен для фиксации у нижнего конца другой крышки 38 с помощью обычных средств. Кроме того, она имеет в центре паз 52 для установки системы реверсирования тяги, в данном случае принимающей вид системы с поворотной створкой 54, показанной на фиг.4. Следовательно, в целом данная система 54 образует створку, выполненную с возможностью поворота вокруг оси, образованной двумя противоположными штифтами 56, предусмотренными в вырезе 52 и соответственно предназначенными для размещения в принимающих отверстиях 58 в створке 54. Кроме того, средства управления, такие как плунжер или подобные, выполнены с возможностью обеспечения поворота створки 54, как показано на фиг.5, на которой приведенный в действие плунжер 60 удерживает створку 54 в конфигурации, соответствующей реверсу тяги. В данной конфигурации обеспечивается принудительная откачка воздуха, проходящего по каналу 42 наружного контура, из крышки 38 вследствие закрытия данного канала по направлению к нижнему по потоку концу посредством наклоненной створки 54, при этом данная откачка воздуха наружу из гондолы происходит в основном в виде обратного потока вследствие наклона данной створки 54, как показано стрелкой 62. Например, поршень 60 имеет передний конец, соединенный с рамой паза 52, и задний конец, соединенный с самой створкой.
На фиг.6 можно видеть, что крышка 38 взаимодействует с выступающей частью 30. Это происходит вследствие того, что последняя имеет соединительный нижний по потоку конец 64 с отверстием, образующий кольцевую канавку 66, открытую радиально наружу и вмещающую ребро 68 комплементарной формы, опирающееся на крышку 38 на верхнем по потоку конце наружной кольцевой обшивки 44.
Кольцевая канавка 66 предпочтительно имеет V-образное поперечное сечение, в котором размещается ребро 68, выступая радиально внутрь, и также имеет V-образное поперечное сечение. Взаимодействие между ребром 68 и комплементарной канавкой 66 обеспечивает возможность передачи аэродинамических сил от крышки 38 реверсивного устройства к реактивному двигателю и в особенности осевых сил, и даже более точно, противодействующих осевых сил, проходящих через поршни 60, когда створки 68 развернуты, как в случае, показанном на фиг.5.
Фиг.7 показывает структуру, также называемую комплектом реверсивного устройства, включающую в себя выступающую часть 30 в качестве ее конца, наружного в радиальном направлении. Данная структура содержит расположенное радиально внутрь кольцо 70, предназначенное для центрирования его относительно оси 5 реактивного двигателя, при этом назначение данного кольца состоит в обеспечении механического соединения с внутренней кольцевой обшивкой 46 крышек 38 реверсивного устройства. Концентрическое кольцо 70 и кольцевая выступающая часть 30 жестко соединены вместе посредством конструктивных рычагов 72, расположенных радиально, и, например, предусмотрены в количестве четырех, и расположены на расстоянии друг от друга приблизительно на 90°.
Что касается выступающей части 30, предназначенной для обеспечения механического соединения с наружной кольцевой обшивкой 44, то она имеет соединяющий кожух 74, выполненный в виде одной детали, передний конец которого, выполненный в виде втулки 75, обеспечивает возможность крепления на винтах структуру на нижнем по потоку конце наружного кожуха 23 промежуточного корпуса. Одна из особенностей настоящего изобретения заключается в том, что соединяющий кожух 74, простирающаяся в виде одной детали на 360°, несет спереди множество угловых секторов 76а, 76b, совместно образующих соединительный нижний по потоку конец 64 с отверстием. Таким образом, они вместе образуют конструкцию, простирающуюся, по существу, непрерывно на 360° вокруг оси 5, очерчивающую кольцевую канавку 66, которая, со своей стороны, может быть непрерывной или прерывистой по окружности выступающей части. В общих чертах, данная канавка 66 в том случае, когда она предназначена для взаимодействия с двумя крышками реверсивного устройства, прерывается только в месте прохода жесткой конструкции крепежной стойки, к которой шарнирно присоединены данные крышки, и у нижних концов этих самых крышек. Следовательно, канавка 66 обычно имеет два диаметрально противоположных места разрыва, предпочтительно находящихся в положениях, соответствующих 6 часам и 12 часам.
В структуре на фиг.7, которая может быть прикреплена в том виде, как есть, к промежуточному корпусу с конструктивными рычагами 72, простирающимися по направлению к некоторым задним из конструктивных рычагов 17 данного корпуса, при этом два вида угловых секторов расположены попеременно вдоль окружности. Таким образом, первые угловые секторы 76а, изготовленные из первого легковесного материала, такого как алюминиевый сплав, прикреплены к соединяющему кожуху 74 в местах, где уровень сил, передаваемых крышками реверсивного устройства, относительно мал. Они чередуются со вторыми угловыми секторами 76b, изготовленными из второго, более износостойкого материала, такого как стали или титан, и прикрепленными к соединяющему кожуху 74 в местах, где уровень сил, передаваемых крышками реверсивного устройства, больше. В частности, подобные вторые секторы 76b расположены на одной линии в продольном/осевом направлении с поршнями 60 управления для систем реверсирования тяги, независимо от того, являются ли данные системы системами «створчатого» типа, как описано выше, или имеют другую конструкцию, известную специалистам в данной области техники, такую как так называемая «решетчатого» типа.
Число данных угловых секторов 76а, 76b, расположенных попеременно и легко заменяемых в случае износа, применяют согласно соответствующим требованиям, например, это число равно десяти, как в показанном предпочтительном варианте осуществления.
Кроме того, вес первых угловых секторов 76а может быть дополнительно уменьшен за счет конструкции, отличающейся от конструкции вторых секторов 76b, например, за счет наличия проколов. В этой связи следует отметить, что первые и вторые секторы 76а, 76b могут в альтернативном варианте быть изготовлены из одинакового материала и отличаться только по своей конструкции, или даже иметь по существу идентичную конструкцию. В любом случае угловой фактор может варьироваться от одного сектора к другому, при этом выбор осуществляют согласно соответствующим требованиям.
Возможность легкой замены секторов, соседних в направлении вдоль окружности, обусловлена тем, что они смонтированы на винтах на нижнем по потоку конце соединяющего кожуха 74 посредством ориентированных преимущественно радиально винтов 78, как показано на фиг.8. При данной конфигурации гайки 80, взаимодействующие соответственно с винтами 78, расположены в сквозных отверстиях 82, выполненных для этой цели на нижнем по потоку конце соединяющего кожуха 74, прикрепленном на винтах к промежуточному корпусу посредством втулки 75 или, альтернативно, выполненном как одна деталь с наружным кожухом 23 промежуточного корпуса.
Альтернативно, винтовое соединение между угловыми секторами 76а, 76b и кожухом 74 может быть выполнено посредством продольно ориентированных винтов 78, как показано на фиг.8а, при наличии двух крепежных фланцев, находящихся в контакте и выступающих радиально наружу.
Фиг.9 показывает другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, в котором соединяющий кожух выполнен не в виде одной детали, а разделенной на секторы подобно соединительному нижнему по потоку концу 64 с отверстием, образующему кольцевую канавку. Это обусловлено тем, что соединяющий кожух образован множеством угловых секторов 86 оболочки, один из которых показан на фиг.9, при этом, следовательно, данные секторы 86 расположены рядом друг с другом вдоль окружности. Предпочтительно каждый сектор 86 несет свою собственную втулку 75 для крепления его на наружном кожухе промежуточного корпуса и изготовлен в виде одной детали с одним из вышеупомянутых секторов 76а, 76b. Следовательно, одна деталь в этом случае содержит сектор 86 со втулкой, расположенный выше по потоку, и сектор 76а, 76b с канавкой, расположенный ниже по потоку, предпочтительно имеющий такой же угловой фактор для образования сектора выступающей части, со ссылочной позицией 90.
Естественно, специалисты в данной области техники могут выполнить разные модификации двигательной установки 1 для летательного аппарата, которая только что была описана исключительно в качестве неограничивающего примера.