ГОНДОЛА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, ИМЕЮЩАЯ СОПЛО С РЕГУЛИРУЕМЫМ СЕЧЕНИЕМ(72ВОШЕЛЬ Ги Бернар (FR)
AIRCRAFT NACELLE WITH ADJUSTABLE-SECTION NOZZLE

Данное изобретение относится к гондоле для двигателя летательного аппарата, оснащенной соплом с регулируемым сечением.
В заявке FR06/05512 на изобретение, поданной настоящим заявителем 21 июня 2006 г., описана гондола для двигателя летательного аппарата, содержащая реверсор тяги каскадного типа, ограничивающий собою сопло с регулируемым поперечным сечением.
Подобная гондола схематически показана на прилагаемых фигурах 1-3.
Эта гондола содержит реверсор 1 тяги, который вместе с внутренним конструктивным элементом 5, окружающим двигатель летательного аппарата (не показан), ограничивает канал 3 пропускания холодного воздуха. Направление, в котором указанный воздух течет по данному каналу, обозначено стрелкой F1.
Более конкретно, реверсор тяги 1 содержит наружную стенку 1а, установленную с возможностью смещения в осевом направлении под действием первой группы приводов 7, и внутреннюю стенку 1b, установленную с возможностью смещения под действием второй группы приводов (не показаны).
Управляя первой группой приводов 7, можно изменять поперечное сечение задней части 9 наружной стенки 1а реверсора тяги, которая таким образом будет образовывать сопло для выпуска холодного воздуха с регулируемым поперечным сечением.
Фиг.1 изображает наружную стенку 1а при конфигурации сопла, соответствующей минимальному поперечному сечению, при которой верхняя по потоку зона 11 (относительно направления F1) наружной стенки 1а реверсора 1 тяги проходит между обтекателем 13, окружающим кожух 21 вентилятора, и кольцевой стенкой 17, закрепленной на передней раме 19 реверсора тяги, которая, в свою очередь, прикреплена к кожуху 21 вентилятора двигателя (напомним, что передняя рама 19 удерживает на себе каскады лопаток 23, позволяющие реверсору тяги реализовывать свою функцию).
На фиг.2 стрелкой F2 показано смещение обтекателя 13, в результате которого обеспечивается доступ к корпусу 21 для проведения работ по техобслуживанию этого корпуса 21.
На фиг.3 стрелкой F3 показано смещение, в результате которого наружная стенка 1а и внутренняя стенка 1b обеспечивают конфигурацию реверса тяги, при которой холодный воздух выходит наружу из канала 3 пропускания через каскады лопаток 23 реверсора тяги (стрелка F4).
К сожалению, гондоле вышеупомянутого типа присущ недостаток, относящийся к сопряжению наружной стенки 1а реверсора 1 тяги с обтекателем 13.
Говоря более конкретно, для улучшения аэродинамических характеристик гондолы ступенька 25, образуемая обтекателем 13 по отношению к наружной стенке 1а, должна быть как можно меньше.
Соответственно, необходимо, чтобы в этой зоне взаимного перекрытия толщина обтекателя 13, а также зазор между данным обтекателем и наружной стенкой 1а, были сведены к минимуму.
Однако выполнение требования обеспечения минимальной толщины обтекателя 13 исключает возможность армирования обтекателя, в указанной зоне перекрытия, средствами упрочения (т.е. ребрами или подобными элементами).
Это означает, что в пределах указанной зоны данный обтекатель 13 будет подвергаться деформациям, которые могут привести к блокировке смещения наружной стенки 1а относительно обтекателя 13, особенно при условии наличия малых зазоров между двумя этими элементами.
Соответственно, задачей данного изобретения является устранение вероятности указанной блокировки.
Поставленная задача решена путем создания гондолы для двигателя летательного аппарата, содержащей передний обтекатель и задний обтекатель, причем задний обтекатель установлен с возможностью смещения между верхним по потоку положением, соответствующим малому поперечному сечению сопла, и нижним по потоку положением, соответствующим увеличенному поперечному сечению сопла. Гондола характеризуется тем, что содержит промежуточный элемент, расположенный встык с указанным передним обтекателем и ограничивающий собой полость, принимающую в себя верхний по потоку край указанного заднего обтекателя, когда данный обтекатель находится в своем верхнем по потоку положении.
Наличие этого промежуточного элемента позволяет обеспечить аэродинамическую неразрывность на участке между передним и задним обтекателями, причем без непосредственного их взаимодействия. Таким образом, становится возможным избежать упомянутых выше проблем, связанных с деформацией и малыми зазорами, которые с большой долей вероятности могут привести к взаимному заклиниванию указанных узлов.
Ниже представлены другие возможные варианты предложенной гондолы, в соответствии с которыми:
Указанный промежуточный элемент имеет зону, используемую для размещения на ней указанного переднего обтекателя и расположенную выше по потоку от указанной полости. Эта зона обеспечивает выверку переднего обтекателя относительно промежуточного элемента.
Указанный передний обтекатель снабжен средствами упрочнения, расположенными сразу за указанной зоной вверх по потоку. Эти средства упрочнения придают жесткость переднему обтекателю, в частности, возле его нижнего по потоку края.
Указанный передний обтекатель снабжен средствами упрочнения, расположенными на одной линии с указанной зоной, при этом указанная зона смещена радиально внутрь на расстояние, по существу соответствующее общей радиальной толщине указанного переднего обтекателя и указанных средств упрочнения. Такая конструкция позволяет размещать средства упрочнения в непосредственной близости от нижнего по потоку края переднего обтекателя.
Указанная полость имеет радиально внутренний край, который образует наклонный участок для верхнего по потоку края указанного заднего обтекателя. Данный наклонный участок обеспечивает выверку нижнего по потоку обтекателя относительно полости в промежуточном элементе.
Указанная полость имеет радиально внешний край, который образует наклонный участок для верхнего по потоку края заднего обтекателя. Такая конструкция позволяет располагать средства упрочнения на внутренней поверхности заднего обтекателя, возле его верхнего по потоку края.
Предложенная гондола содержит уплотнение, расположенное возле указанного наклонного участка. Данное уплотнение герметизирует соединение между промежуточным элементом и задним обтекателем.
Указанный задний обтекатель имеет на своей внутренней поверхности средства упрочнения, расположенные возле его верхнего по потоку края. Благодаря наличию этих средств упрочнения усиливается верхняя по потоку часть заднего обтекателя.
Линия, по которой указанный передний обтекатель соединяется с указанным промежуточным элементом, находится в плоскости, не перпендикулярной оси указанной гондолы. Данная линия соединения, обусловленная наличием промежуточного элемента, обеспечивает лучший доступ к некоторым неподвижным элементам гондолы, когда передний обтекатель находится в положении проведения техобслуживания, т.е. смещен вперед.
Указанный промежуточный элемент содержит опору, удерживающую приводные средства, в частности, средства приведения в движение указанного заднего обтекателя. Благодаря данной конструкции, указанные приводные средства (например, приводы) становится размещать особенно просто.
Указанный промежуточный элемент может быть выполнен с возможностью крепления к кожуху вентилятора указанного двигателя.
Указанный промежуточный элемент состоит из двух половин, которые могут быть шарнирно установлены на удерживающем пилоне указанного двигателя.
Указанный промежуточный элемент образует часть капота вентилятора указанного двигателя.
Предложенная гондола содержит реверсор тяги каскадного типа, снабженный каскадами лопаток, внешняя часть которых образует указанный задний обтекатель.
Указанный реверсор тяги помимо указанной наружной части содержит внутреннюю часть, установленную с возможностью смещения независимо от указанной наружной части. Данный вариант выполнения соответствует варианту, изложенному в начале данного описания.
Указанный промежуточный элемент образует неотъемлемую часть неподвижного конструктивного элемента указанного реверсора тяги. Данный промежуточный элемент может быть, в частности, прикреплен к передней раме реверсора тяги.
Указанный передний обтекатель включает в себя кромку воздухозаборника предложенной гондолы.
Указанный передний обтекатель может быть установлен с возможностью смещения скольжением на указанном двигателе.
Другие особенности и преимущества данного изобретения станут понятны из последующего описания, изложенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1-3, рассмотренные в начале описания, изображают в осевом разрезе реверсор тяги гондолы, соответствующий предшествующему уровню техники;
фиг.4 в осевом разрезе изображает промежуточный элемент, предложенный в данном изобретении, устанавливаемый на передней раме реверсора тяги;
фиг.5-7 аналогичны фиг.1-3, они изображают реверсор тяги, снабженный показанным на фиг.4 промежуточным элементом, при трех различных конфигурациях наружной стенки этого реверсора тяги;
фиг.8 и 9 изображают два возможных варианта переднего обтекателя, взаимодействующего с промежуточным элементом, выполненным согласно данному изобретению;
фиг.10 изображает альтернативный вариант промежуточного элемента, предложенного в данном изобретении, который обеспечивает размещение элементов, приводящих в движение наружную стенку реверсора тяги;
фиг.11 изображает реверсор тяги, содержащий промежуточный элемент, показанный на фиг.10;
фиг.12-15 иллюстрируют динамику открытия промежуточного элемента, соответствующего другому варианту изобретения, во время проведения техобслуживания;
фиг.16 изображает реверсор тяги, снабженный предложенным промежуточным элементом, соответствующим еще одному варианту данного изобретения;
и фиг.17 и 18 сбоку изображают гондолу, снабженную показанным на фиг.16 промежуточным элементом, причем передний обтекатель этой гондолы установлен с возможностью смещения относительно кожуха вентилятора и включает в себя кромку воздухозаборника. На фиг.17 и 18 передний обтекатель показан, соответственно, в рабочем положении и положении проведения техобслуживания.
На всех чертежах одинаковые номера позиций обозначают одинаковые или подобные элементы и группы элементов.
На фиг.4-7 можно видеть, что предложенный в изобретении промежуточный элемент 25 прикреплен к передней раме 19 реверсора 1 тяги, причем этот промежуточный элемент ограничивает собой полость 27, в которой может быть размещен верхний по потоку край 11 наружной стенки 1а реверсора 1 тяги.
Этот реверсор тяги может быть одного типа с реверсором тяги, показанным на фиг.1-3, т.е. реверсором тяги, содержащим сопло с регулируемым поперечным сечением.
Промежуточный элемент 25 проходит снаружи периферической поверхности передней рамы 19, или по меньшей мере ее части, следовательно, полость 27 имеет кольцевую форму.
Данный промежуточный элемент присоединен к передней раме 19 посредством опоры 29, которая также имеет по существу кольцевую форму.
Вниз по потоку от полости 27 (направление вниз по потоку определяется по направлению, в котором воздушные потоки проходят по каналу 3 пропускания, что показано стрелкой F1 на фиг.1 и 2) в предпочтительном случае предусмотрен наклонный участок 31, упрощающий выверку верхнего по потоку края 11 наружной стенки 1а относительно полости 27 и его введение в эту полость.
Также предпочтительно, чтобы сразу же за наклонным участком 31 в направлении вверх по потоку было расположено уплотнение 33, герметизирующее соединение между наружной стенкой 1а и промежуточным элементом 25.
Выше по потоку от полости 27 имеется зона 35, обеспечивающая выверку и позиционирование переднего обтекателя гондолы 13.
Эта зона 35 может иметь наклонный участок 37, способствующий указанной выверке.
Во время проведения техобслуживания передний обтекатель 13 смещают относительно кожуха 21 вентилятора, и он тем самым освобождает доступ к данному кожуху 21.
Фиг.5-7 показывают три различных положения наружной стенки 1а реверсора 1 тяги, которые соответствуют разным поперечным сечениям сопла, использующимся на различных стадиях полета летательного аппарата.
Согласно показанному примеру, внутренняя стенка 1b реверсора тяги удерживается в верхнем по потоку положении, т.е. закрывает каскады лопаток 23 данного реверсора, вследствие чего реверсор тяги находится в неактивном состоянии.
Однако следует понимать, что в случае перевода реверсора тяги в рабочее состояние наружный обтекатель 1a и внутренний обтекатель 1b смещают вниз по потоку от их показанных на фиг.7 положений, открывая тем самым каскады лопаток 23 и позволяя потоку воздуха проходить через элемент 3, обеспечивая реверсирование.
Фиг.8 показывает, что периферические средства 39 упрочнения могут быть предусмотрены на внутренней поверхности обтекателя 13 и отстоять от нижнего по потоку края обтекателя 13 на расстоянии d1 в осевом направлении, соответствующем по существу осевой длине зоны 35.
Если необходимо повысить жесткость нижнего по потоку конца обтекателя 13, средства 39 упрочнения можно располагать, как показано на фиг.9, т.е. в непосредственной близости от нижнего по потоку края этого обтекателя. В этом случае необходимо, чтобы зона 35 была смещена радиально внутрь относительно наружной поверхности 41 промежуточного элемента 25 на расстояние d2, по существу равное совместной радиальной толщине обтекателя 13 и упрочняющих элементов 39.
В варианте выполнения, изображенном на фиг.10, можно видеть, что в опоре 29 промежуточного элемента 25 выполнены отверстия 43, в которые можно вставлять приводы 7, приводящие в движение наружную стенку 1а реверсора 1 тяги (см., в частности, фиг.11).
Из фиг.9 и 11 также можно видеть, что на крае 47, расположенном радиально снаружи от полости 27, может быть предусмотрен наклонный участок 45.
Как следует из фиг.11, подобное выполнение наклонного участка 45 позволяет размещать средства 49 упрочнения под верхним по потоку краем 11 наружной стенки 1а реверсора 1 тяги.
Фиг.12-15 иллюстрируют динамику открытия гондолы, снабженной промежуточным элементом 25, соответствующим другому варианту изобретения, согласно которому указанный промежуточный элемент выполнен из двух половин, каждая из которых установлена с возможностью поворота на удерживающем пилоне гондолы (не показан) относительно оси, по существу параллельной оси этой гондолы.
В этом случае опора 29 промежуточного элемента 25 установлена на передней раме 19 реверсора тяги не стационарно, т.е. каждая опора 19 соответствующей половины промежуточного элемента 25 может быть отведена от передней рамы 19 во время проведения техобслуживания.
Если отталкиваться от конфигурации, соответствующей нормальному режиму работы (показана на фиг.12), согласно которой обтекатель 13 расположен встык с промежуточным элементом 25, а верхний по потоку край 11 наружной стенки 1а заходит в полость 27 промежуточного элемента 25, то первое, что необходимо сделать - это переместить передний обтекатель 13 к верхнему по потоку концу гондолы, как можно видеть на фиг.13.
После этого наружную стенку 1а и внутреннюю стенку 1b реверсора тяги смещают вниз по потоку от гондолы, в частности, под действием приводов 7, что проиллюстрировано на фиг.14.
Указанные смещения приводят к состоянию, при котором промежуточный элемент 25 больше не взаимодействует ни с передним обтекателем 13, ни с наружной стенкой 1а реверсора тяги.
Далее при этом состоянии каждую половину промежуточного элемента 25 поворачивают вокруг пилона (не показан), удерживающего гондолу (открытие створки типа «крыло чайки»).
На фиг.16-18 можно видеть, что путем соответствующего изменения толщины е, на которую верхний по потоку край 51 отделен от передней стороны 53 полости 27 промежуточного элемента 25, можно получить линию 55, которая проходит под некоторым произвольным углом α относительно оси А гондолы 57 и по которой передний обтекатель 13 соединяется с наружной стенкой 1а данного реверсора тяги.
Как следует из фиг.17 и 18, нижний участок 59 указанной линии 55 соединения может быть расположен ближе к верхнему по потоку концу гондолы, чем верхний участок 61 данной линии.
Благодаря такой конструкции упрощается доступ к элементам 63 (насосам, корпусам электронной аппаратуры и т.д.), прикрепленным к нижней половине кожуха 21 вентилятора и расположенным вблизи верхнего по потоку края 65 указанного кожуха вентилятора, при условии, конечно, если передний обтекатель гондолы 13 установлен с возможностью смещения относительно кожуха 21 вентилятора для проведения техобслуживания (см. фиг.18).
Из предшествующего описания следует, что промежуточный элемент 25 представляет собой неподвижный узел, который взаимодействует как с передним обтекателем 13, так и, независимо от этого, с наружной стенкой 1а реверсора тяги.
Благодаря использованию данного промежуточного элемента 25 обозначенные в начале описания проблемы сводятся просто к вопросам взаимодействия подвижного узла/неподвижного узла, при этом исключается вероятность упомянутого выше блокирования, присущая системам предшествующего уровня техники.
При реализации изобретения на практике, передний обтекатель 13 и наружную стенку 1а лишь требуется выполнять с такими допусками на размер, которые обеспечивают абсолютно надежное взаимодействие этих узлов с промежуточным элементом 25.
Очевидно, что объем правовой охраны данного изобретения не ограничивается рассмотренными и проиллюстрированными вариантами выполнения, которые приведены в описании лишь в качестве примеров.
В частности, следует понимать, что данное изобретение также применимо к гондолам так называемого «ровного» типа, т.е к гондолам, не содержащим средства реверса тяги.
В подобных случаях, вышеупомянутая наружная стенка фактически представляет собой не наружную стенку реверсора тяги, а обычный задний обтекатель задней части гондолы, содержащий сопло с регулируемым поперечным сечением.
Соответственно, промежуточный элемент 25 может быть выполнен в виде неотъемлемой части обтекателя, закрывающего кожух 21, причем этот кожух может быть открыт движением скольжения, наподобие вышеупомянутого обтекателя 13, или, как вариант, по типу «крыла чайки», например, при повороте относительно пилона, удерживающего данную гондолу.