ГОНДОЛА ДЛЯ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ С БОКОВЫМ РАСКРЫТИЕМ
TURBOJET ENGINE NACELLE WITH LATERAL OPENING OF FLAPS

Изобретение относится к гондоле турбореактивного двигателя.
Самолет приводится в движение посредством нескольких турбореактивных двигателей, каждый из которых помещен в гондолу, в которой находятся также группа вспомогательных исполнительных устройств, связанных с его работой и выполняющих различные функции во время работы или простоя двигателя. Эти вспомогательные исполнительные устройства содержат, в частности, механическую систему привода реверсора тяги.
Гондола имеет, как правило, цилиндрическую конструкцию, содержащую воздухозаборник, расположенный по потоку перед турбореактивным двигателем, среднюю секцию, охватывающую вентилятор турбореактивного двигателя, и заднюю по потоку секцию, в которой размещены средства реверса тяги и которая охватывает камеру сгорания турбореактивного двигателя, и заканчивается обычно реактивным соплом, выход которого находится за турбореактивным двигателем.
Современные гондолы используются для установки в них двухконтурного турбореактивного двигателя, способного генерировать за счет вращения лопастей вентилятора горячий воздушный поток (его называют также «первичным потоком»), выходящий из камеры сгорания турбореактивного двигателя, и холодный («вторичный») воздушный поток, циркулирующий снаружи турбореактивного двигателя по кольцевому каналу («тракту»), образованному между обтекателем турбореактивного двигателя (или каким-либо внутренним элементом задней части гондолы, охватывающей турбореактивный двигатель) и внутренней стенкой гондолы. Оба эти воздушных потока выталкиваются из турбореактивного двигателя позади гондолы.
Таким образом, каждая силовая установка летательного аппарата образована гондолой и турбореактивным двигателем и подвешивается к неподвижной конструкции летательного аппарата, например, под крылом или на фюзеляже, посредством пилона (стойки), прикрепляемого к турбореактивному двигателю или к гондоле.
Гондола обычно оснащена подвижными обтекателями, которые могут раскрываться для обеспечения доступа к турбореактивному двигателю в процессе проведения работ по техобслуживанию. Эти подвижные обтекатели располагаются, как правило, в области, охватывающей вентилятор средней секции, или в области газогенератора турбореактивного двигателя, где они могут включать в себя устройство реверсирования тяги.
Обычно эти обтекатели имеют кривизну, рассчитанную с учетом окружающего турбореактивный двигатель пространства, что позволяет встраивать его в гондолу и обеспечить непрерывность его линии обтекания в закрытом положении. Обычно их крепят к поддерживающему гондолу пилону посредством специальных крепежных средств, которые обеспечивают возможность их поворота вокруг оси, практически параллельной продольной оси гондолы, и имеют переднюю кромку, оснащенную средствами фиксации, обеспечивающими их удержание в закрытом положении в процессе полета. Раскрытие обтекателей осуществляется после раскрытия средств фиксации путем их поворота вокруг крепежных средств, жестко соединенных с пилоном.
Таким образом, пилон выполняет функцию несущей неподвижной конструкции для шарнирных осей обтекателей.
Однако в некоторых конфигурациях силовых установок летательных аппаратов над гондолой нет никакой неподвижной конструкции, которая могла бы служить опорой для шарнирных осей подвижных обтекателей. В этом случае становится затруднительным, а иногда и невозможным, доступ к турбореактивному двигателю без применения, например, громоздкого ремонтного оборудования для снятия подвижных обтекателей.
Цель настоящего изобретения состоит в устранении указанных недостатков, что достигается за счет гондолы для турбореактивного двигателя, содержащей воздухозаборник, расположенный по потоку перед турбореактивным двигателем, среднюю секцию, охватывающую вентилятор турбореактивного двигателя, и заднюю по потоку секцию, причем гондола дополнительно содержит по меньшей мере одну пару подвижных обтекателей, расположенных с обеих сторон от продольной вертикальной плоскости симметрии гондолы и шарнирно закрепленных, по существу, параллельно продольной оси гондолы, с возможностью раскрытия для обеспечения доступа к турбореактивному двигателю, причем подвижные обтекатели соединены попарно крепежными средствами, обеспечивающими их шарнирное соединение друг с другом вокруг раздельных или совмещенных осей, при этом каждый подвижный обтекатель оснащен средствами для постоянного соединения или, когда он закрыт, средствами для временного соединения с возможностью поворота с неподвижной конструкцией гондолы.
Таким образом, в основе изобретения лежит идея шарнирного соединения подвижных обтекателей друг с другом и соединения с возможностью поворота каждого обтекателя с гондолой постоянно или только тогда, когда обтекатель закрыт, чтобы отсутствовал риск его поворота вокруг продольной оси гондолы под действием веса второго, раскрытого обтекателя.
Подвижные обтекатели могут быть расположены в средней части гондолы.
Можно также разместить подвижные обтекатели в задней части гондолы. Задняя часть гондолы оснащена, например, устройством реверса тяги.
Указанной неподвижной конструкцией гондолы является, например, кожух, окружающий вентилятор турбореактивного двигателя.
Указанные средства постоянного соединения могут содержать опору, прикрепленную к неподвижному элементу гондолы, которая удерживает шарнирные оси обтекателей. Шарнирная ось обтекателя, выполнена, например, между опорой и креплением, соединяющим два обтекателя, причем указанное крепление соединено с конструкцией турбореактивного двигателя посредством по меньшей мере одной, а предпочтительнее, двух несущих тяг.
Каждый обтекатель может быть соединен с неподвижной конструкцией гондолы посредством острой кромки, выполненной в конструкции обтекателя, и периферийной канавки, выполненной в неподвижной конструкции гондолы, причем указанные средства соединения с возможностью поворота могут содержать вырез, выполненный в острой кромке, в который входит образующая упор выступающая часть, выполненная в периферийной канавке.
Положения выреза и соответствующего упора выбирают, например, таким образом, чтобы зазор между вырезом и упором был копланарным с шарнирной осью обтекателя и, таким образом, был сведен к минимуму.
В соответствии с одним из возможных вариантов указанные средства временного соединения с возможностью поворота содержат стопорную задвижку, установленную с возможностью скольжения в конструкции в верхней части каждого обтекателя параллельно его шарнирной оси, между убранным положением и положением вхождения в удерживающее отверстие специальной формы, выполненное в неподвижной конструкции гондолы, причем предусмотрен индексирующий ползун продолговатой формы, установленный с возможностью перемещения между указанными удерживающими отверстиями в верхней части неподвижной конструкции гондолы и содержащий средства, обеспечивающие в случае выхода одной из задвижек из соответствующего удерживающего отверстия фиксацию задвижки другого обтекателя во вставленном положении, что позволяет предотвратить одновременное раскрытие обоих обтекателей.
Задвижка каждого обтекателя может, например, входить в сквозное отверстие, выполненное на каждом конце ползуна, и натягивать упругие средства возврата ползуна, в результате чего при извлечении одной из задвижек имеет место поступательное перемещение ползуна в сторону задвижки обтекателя, остающегося закрытым, и фиксация этого последнего посредством блокировочного штыря, выступающего из ближней стенки соответствующего сквозного отверстия и выполненного с возможностью вхождения в поперечное отверстие задвижки.
Эти меры обеспечивают индексацию системы блокировки обтекателей для предотвращения одновременного раскрытия обоих обтекателей, при этом обтекатель, оставшийся закрытым, не может повернуться, так как он соединен с кожухом вентилятора.
В соответствии с одним из возможных вариантов указанные средства временного соединения с возможностью поворота содержат стопорный крюк, установленный в конструкции в нижней части каждого обтекателя и шарнирно закрепленный параллельно обтекателю, причем этот стопорный крюк предназначен для вхождения в зацепление, когда обтекатель закрыт, с анкерным основанием, прикрепленным к неподвижной конструкции гондолы, а поворот стопорного крюка осуществляется рычагом раскрытия обтекателя, установленным с возможностью поворота из раскрытого в закрытое положение в полости в нижней части обтекателя, а также содержат установленный с возможностью поворота блокировочный крюк, входящий в зацепление с имеющим особую форму радиальным концом рычага для фиксации этого последнего в закрытом положении, причем поворот блокировочного крюка включается специальным сигнальным элементом, выполненным с возможностью сигнализировать о раскрытии одного или другого обтекателя.
Каждый обтекатель содержит, например, в нижней части, шток, сигнализирующий о раскрытии обтекателей, установленный с возможностью поступательного перемещения под воздействием возвратной пружины из убранного положения в положение, в котором он выступает относительно вертикальной продольной плоскости симметрии гондолы, причем сигнальные штоки обоих обтекателей, когда эти кожухи закрыты, упираются друг в друга, взаимно удерживая друг друга в убранном положении, а указанный блокировочный крюк снабжен направляющим боковым штифтом, который установлен с возможностью скольжения в направляющей продолговатой прорези, выполненной в штоке, в результате чего поступательное перемещение штока сопровождается поворотом блокировочного крюка.
Согласно другому аспекту изобретения, обтекатели могут шарнирно поворачиваться посредством шарнирных скоб вокруг общей шарнирной оси, причем предусмотрен подвижный обтекаемый элемент, установленный над общей шарнирной осью и соединенный с шарнирными скобами обтекателей посредством группы перекрещивающихся шарнирных тяг, который может перекрывать зону шарнирного крепления обтекателей, обеспечивая стык между наружными стенками обтекателей с целью сохранения аэродинамических качеств гондолы, когда обтекатели закрыты.
Принципы реализации изобретения станут более понятными из нижеследующего подробного описания, приводимого со ссылками на приложенные чертежи, где:
на фиг.1 схематически представлена в продольном разрезе гондола согласно изобретению;
на фиг.2 представлен вид задней поверхности гондолы согласно первому варианту реализации изобретения;
на фиг.3 и 4 представлены два частичных схематических вида сверху по стрелке III на фиг.2, иллюстрирующие два рабочих положения устройства фиксации раскрытия подвижных обтекателей гондолы;
на фиг.5 и 6 представлены два вида задней поверхности гондолы согласно изобретению, иллюстрирующие два рабочих положения другого устройства фиксации раскрытия подвижных обтекателей гондолы;
на фиг.7 представлен в увеличенном масштабе фрагмент фиг.6;
на фиг.8 и 9 представлены два вида задней поверхности гондолы, иллюстрирующие два рабочих положения подвижного обтекателя, предназначенного для перекрытия зоны шарнирного крепления подвижных обтекателей;
на фиг.10 представлен вид задней поверхности гондолы в соответствии с еще одним вариантом реализации изобретения;
на фиг.11 представлен вид гондолы по фиг.10, аналогичный приведенному на фиг.1, иллюстрирующий устройство обеспечения постоянной связи подвижных обтекателей гондолы с неподвижной конструкцией турбореактивного двигателя.
На фиг.1 представлена силовая установка летательного аппарата, содержащая гондолу, образующую цилиндрический корпус для двухконтурного турбореактивного двигателя 1 и обеспечивающую направленную циркуляцию создаваемых им горячего и холодного воздушных потоков.
Гондола представляет собой конструкцию, содержащую переднюю секцию 4, образующую воздухозаборник, среднюю секцию, внутренний кожух 7 которой охватывает вентилятор 9 турбореактивного двигателя 1, и заднюю секцию, охватывающую турбореактивный двигатель 1 и оснащенную двумя подвижными обтекателями 3 реверсора тяги.
Каждый из подвижных обтекателей 3, имеющих в целом, по существу, полуцилиндрическую форму, шарнирно закреплен вокруг оси 6, по существу, параллельной продольной оси А гондолы таким образом, что обтекатели могут раскрываться, обеспечивая при этом доступ к турбореактивному двигателю 1 на период проведения работ по техобслуживанию, причем эти обтекатели имеют нижнюю кромку, снабженную рукоятками 10 для раскрытия.
Турбореактивный двигатель 1 подвешен к крылу 5 самолета посредством пилона (стойки) 2, прикрепленного к турбореактивному двигателю 1 в его передней части.
Поскольку в этой конфигурации отсутствует неподвижная конструкция над гондолой, которая могла бы служить опорой для шарнирных осей 6 подвижных обтекателей 3, два подвижных обтекателя прикреплены друг к другу в соответствии с первым вариантом реализации, показанным на фиг.2, посредством креплений 8, обеспечивающих возможность их поворота вокруг раздельных или совмещенных осей 6.
Соединение каждого подвижного обтекателя 3 реверсора тяги и турбореактивного двигателя 1 осуществляется между острой кромкой 12, предусмотренной по потоку перед обтекателем 3, и периферийной канавкой 13, выполненной по потоку за кожухом 7 вентилятора.
Когда один из подвижных обтекателей 3 поднят и открыт, под воздействием его веса Р оставшийся закрытым второй подвижный обтекатель 3 стремится повернуться вокруг продольной оси А в направлении D. Во избежание даже малейшей опасности поворота закрытого обтекателя 3 в острой кромке 12 обтекателя 3 выполнен вырез 15 в виде кармашка, в который может входить выступающий элемент комплементарной формы, образующий упор 14, который соответственно выполнен в периферийной канавке 13 кожуха 7 вентилятора.
Когда один из подвижных обтекателей 3 раскрыт, его собственный вес Р воздействует на остающийся закрытым подвижный обтекатель 3 таким образом, что последний стремится повернуться в направлении D вокруг продольной оси А до тех пор, пока упор 14 не упрется в боковую стенку соответствующего кармашка 15 и не заблокирует при этом поворот закрытого обтекателя 3 вокруг оси А. Положения кармашка 15 острой кромки 12 и соответствующего упора 14 канавки 13 выбирают таким образом, чтобы ось 6 поворота обтекателя 3 была копланарной с зазором J между кармашком 15 и соответствующим упором 14. Благодаря этому можно уменьшить величину зазора J настолько, чтобы можно было ограничить остаточный поворот обтекателя 3 в направлении D (перед прекращением вращения).
Рукоятка 10 для раскрытия позволяет отключать показанное на фиг.3 и 4 устройство 20 механической блокировки с кожухом 7 вентилятора, которое препятствует одновременно раскрытию соответствующего обтекателя 3 и его повороту вокруг продольной оси А гондолы.
Это блокировочное устройство 20 содержит управляемый от рукоятки 10 приводящий трос 21, который обеспечивает перемещение задвижки 23 удлиненной формы, установленной с возможностью скольжения параллельно шарнирной оси 6 в гнезде 22 комплементарной формы, выполненном в передней по потоку конструкции обтекателя 3, между положением, в котором она убрана в свое гнездо 22, в положение, в котором она выступает из этого гнезда.
В задней по потоку конструкции кожуха 7 вентилятора выполнено отверстие 24 соответствующей формы, в которое может входить задвижка 23 в выступающем положении, соединяя тем самым обтекатель 3 с кожухом 7 вентилятора.
Исходя из соображений безопасности, два блокировочных устройства 20 для подвижных обтекателей 3 взаимодействуют друг с другом посредством специального индексирующего устройства, обеспечивающего, когда один из обтекателей 3 раскрыт, фиксацию рукоятки 10 оставшегося закрытым обтекателя 3 с предотвращением при этом его раскрытия.
Указанное индексирующее устройство имеет ползун 25 в виде штока, установленный с возможностью поступательного перемещения перпендикулярно к продольной оси А в углублении, выполненном в конструкции кожуха 7 вентилятора. По обе стороны от центрального основного тела ползуна 25 предусмотрены два направляющих упора 30.
Кроме того, на каждом из концов возвратного ползуна 25 предусмотрены две пружины - пружина сжатия 26а и пружина растяжения 26b для его возврата в положение равновесия.
На каждом конце ползуна 25 имеется по одному сквозному отверстию 29, которое в зависимости от положения ползуна может совмещаться с одним из отверстий 24 и в которые могут входить соответствующие задвижки 23.
Как показано на фиг.3 и 4, диаметр этих сквозных отверстий 29 существенно больше диаметра отверстий 24, однако расстояние между дальними стенками двух сквозных отверстий 29 практически равно расстоянию между дальними стенками отверстий 24.
Каждое из двух сквозных отверстий 29 имеет радиальный штырь 28, выступающий из ближней стенки и имеющий возможность, в зависимости от положения сквозного отверстия 29 перед соответствующим отверстием 24, входить в поперечное отверстие 27, выполненное в соответствующей задвижке 23, что позволяет зафиксировать ее во вставленном положении.
Концы задвижек 23 сделаны заостренными, чтобы облегчить их вхождение в сквозные отверстия 29 ползуна 25. Заостренный конец каждой задвижки 23 упирается в соответствующую пружину растяжения 26b, обеспечивая ее растяжение.
В выступающем положении задвижка 23 упирается также в дальнюю стенку соответствующего сквозного отверстия 29, сжимая при этом соответствующую пружину сжатия 26а.
Когда оба подвижных обтекателя 3 закрыты (см. фиг.3), обе задвижки 23 находятся в положении, в котором они заходят в отверстия 24 кожуха 7 вентилятора и проходят через сквозные отверстия 29, удерживая при этом ползун 25 в положении равновесия, когда его центральное основное тело находится посередине между его двумя направляющими упорами 30.
Возвратные пружины 26а и 26b на каждом конце ползуна 25 в одинаковой степени растянуты задвижками 23.
Когда один из подвижных обтекателей 3 раскрыт, а точнее, когда соответствующая задвижка 23 убрана в свое гнездо 22, соответствующие возвратные пружины 26а и 26b высвобождаются, в результате чего ползун 25 отталкивается в направлении блокировочного устройства 20 оставшегося закрытым обтекателя 3, до тех пор, пока центральное основное тело ползуна не будет остановлено одним из его направляющих упоров 30.
В этой конфигурации (см. фиг.4) задвижка 23 оставшегося закрытым обтекателя 3 фиксируется радиальным штырем 28 соответствующего сквозного отверстия 29 ползуна 25. Вследствие перемещения ползуна 25 положение сквозного отверстия 29 перед отверстием 24 фактически изменилось таким образом, что радиальный штырь 28 входит теперь в поперечное отверстие 27 в задвижке 23 оставшегося закрытым обтекателя 3.
Таким образом, когда один из подвижных обтекателей 3 раскрыт, рукоятка 10 оставшегося закрытым обтекателя 3 фиксируется указанным индексирующим устройством.
На фиг.5-7 иллюстрируется еще одно техническое решение, которое может быть использовано либо совместно с двумя предыдущими, либо вместо них, для остановки поворота оставшегося закрытым обтекателя 3 вокруг продольной оси А.
Это решение состоит в использовании блокировочного устройства 31, содержащего шарнирно закрепленный крюк 33, выполненный с возможностью вхождения в зацепление с соответствующим выступом 35 анкерного неподвижного основания 34, находящегося в нижней части периферийной канавки 13 кожуха 7 вентилятора. Таким образом, оба блокировочных устройства 31 оказываются расположенными напротив друг друга по обе стороны от анкерного неподвижного основания 34.
Благодаря этому решению в процессе раскрытия одного из подвижных обтекателей 3 удается предотвратить даже малейший остаточный поворот оставшегося закрытым обтекателя 3 вокруг продольной оси А.
Крюк 33 приводится в действие передающим устройством 32 известного типа посредством открывающего рычага 11, находящегося в нижней части соответствующего обтекателя 3. Каждый рычаг 11 шарнирно закреплен в полости, предусмотренной в конструкции соответствующего подвижного обтекателя 3.
На конце рычага 11 имеется выступ 40, которой может входить в зацепление с блокировочным крюком 39, шарнирно поворачивающийся вокруг неподвижной оси 41, предусмотренной в конструкции обтекателя 3.
Блокировочный крюк 39 приводится в действие посредством штока 38, сигнализирующего о раскрытии и установленного с возможностью скольжения в гнезде 36, выполненном между осью 41 и концом крюка 39, перпендикулярно к линии, образуемой шарнирной осью 41 и выступом 40 рычага 11, когда рычаг 11 находится в положении, заблокированном крюком 39.
В штоке 38 выполнена направляющая поперечная продолговатая прорезь 42, в которую может входить направляющий боковой штырь 43 крюка 39, в результате чего поступательное перемещение штока 38 под действием возврата пружины сжатия 37, установленной в гнезде 36, из положения, когда он убран в гнездо 36 (см. фиг.5), в положение, когда он выступает за пределы продольной вертикальной плоскости симметрии S гондолы (см. фиг.6 и 7), сопровождается поступательным перемещением в ортогональном направлении направляющего штыря 43 крюка 39 от верхнего конца к нижнему концу направляющей прорези 42 штока 38 и, следовательно, поворотом крюка 39 вокруг своей оси 41 из отведенного свободного положения в положение зацепления с выступом 40 рычага 11.
Как показано на фиг.5, когда оба обтекателя 3 закрыты, соответствующие штоки 38 упираются друг в друга и взаимно удерживают друг друга убранными в их соответствующие гнезда 36, противодействуя возвратному действию их пружин 37. Таким образом, крюки 39 находятся в отведенном свободном положении, не препятствуя приведению в действие соответствующих рычагов 11.
Когда один из обтекателей 3 раскрыт (см. фиг.6), штоки 38 уже не упираются друг в друга, вследствие чего оба крюка 39 поворачиваются в направлении положения зацепления.
Поскольку рычаг 11 раскрытого обтекателя 3 приведен в действие, поворот соответствующего крюка 30 происходит «в свободном пространстве», тогда как крюк 39 оставшегося закрытым обтекателя 3 при повороте входит в зацепление с выступом 40 соответствующего рычага 11 (см. фиг.7), препятствуя тем самым раскрытию этого оставшегося закрытым обтекателя 3 (пока снова не закроется второй раскрытый обтекатель 3).
На фиг.8 и 9 иллюстрируется вариант реализации заявленного изобретения, в соответствии с которым предусмотрены шарнирные скобы 47 подвижных обтекателей 3, соединенные друг с другом общей шарнирной осью 6, которая закрыта подвижным аэродинамическим обтекаемым элементом 45.
Обтекаемый элемент 45 подвешен над общей осью 6 посредством группы перекрещивающихся тяг 46, соединяющих друг с другом скобы 47 подвижных обтекателей 3, вокруг которой подвижные обтекатели 3 шарнирно сочленены друг с другом в точке сочленения на противоположной стороне обтекателя 45.
На фиг.8 видно, что оба подвижных обтекателя 3 закрыты, при этом обтекаемый элемент 45 обеспечивает соединение между наружными стенками 48 двух обтекателей 3.
На фиг.9 показано, что левый обтекатель 3 (если смотреть по чертежу) раскрыт, и его шарнирная скоба 47 поворачивается вокруг оси 6. Это движение передается на перекрещивающиеся тяги 46, приподнимающие обтекаемый элемент 45 над наружными стенками 48 обоих обтекателей 3, которые скользят под обтекаемым элементом 45, сближаясь друг с другом.
Благодаря этим мерам удается сохранить аэродинамические качества гондолы в полете с одновременным обеспечением взаимного шарнирного поворота обтекателей 3.
На фиг.10 и 11 представлено техническое решение, предусматривающее постоянную связь между подвижными обтекателями 3 реверсора тяги и кожухом 7 вентилятора.
Каждый из обтекателей 3 установлен с возможностью поворота вокруг шарнирной оси 6, выполненной между одной и той же опорой 50, жестко соединенной с кожухом 7 вентилятора, и креплением 51, соединяющим два обтекателя 3 (см. фиг.11).
Крепление 51 имеет два боковых ушка 52, соединенных с конструкцией турбореактивного двигателя 1 посредством двух несущих тяг 53, образующих своего рода равностороннюю трапецию или треугольник. Обе несущие тяги 53 могут также перекрещиваться. Между каждой несущей тягой 53 и точкой ее прикрепления к конструкции турбореактивного двигателя 1 или с соответствующим боковым ушком 52 крепления 51 предусмотрен зазор, который выбирается при раскрытии того или другого подвижного обтекателя 3.
Хотя выше изобретение было описано применительно к отдельным примерам его осуществления, должно быть совершенно понятно, что оно ни в коем случае не ограничивается ими и охватывает всевозможные технические эквиваленты рассмотренных здесь средств, а также их различные комбинации, при условии сохранения объема изобретения.