ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ МАНИПУЛЯЦИЙ С КАПОТОМ И ГОНДОЛА ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ, ОСНАЩЕННАЯ ТАКИМ УСТРОЙСТВОМ
DEVICE FOR ASSISTING IN MANOEUVRING OF COVER AND TURBOJET ENGINE NACELLE EQUIPPED WITH SAME

Настоящее изобретение относится к вспомогательному устройству для выполнений манипуляций с капотом, в частности с капотом вентилятора гондолы турбореактивного двигателя или подобного устройства. Изобретение также относится к гондоле турбореактивного двигателя, оснащенной таким устройством.
Из уровня техники известно размещение на гондолах турбореактивного двигателя капотов. Такие капоты в закрытом состоянии позволяют обеспечить непрерывность аэродинамической обшивки гондолы в ходе полета оснащенного ими летательного аппарата. Когда летательный аппарат находится на земле, он подлежит техническому обслуживанию или другим подобным процедурам, и, следовательно, некоторые внутренние элементы гондолы должны быть доступны путем открытия такого защитного капота.
С этой целью капот устанавливается на одном или более шарниров, расположенных на стационарной или опорной части гондолы. Например, в случае капота вентилятора размер капота является относительно большим так, что необходимо управлять значительной массой. Кроме того, существует проблема ветрового сопротивления, поэтому для открытия одного капота необходимо большое количество операторов, в особенности в случае гондол больших размеров.
Вместе с тем, операции открытия и закрытия увеличивают рабочее время оператора, и, следовательно, связаны со значительными затратами в случае эксплуатации летательных аппаратов гражданской авиации.
Для устранения этой проблемы необходимо, в частности, ограничить участие человека при открытии капота. Из уровня техники известно применение силовых цилиндров, работа которых является полностью автоматической, при этом вмешательство оператора ограничено операцией приведения в действие рычага управления, который активирует цилиндры.
Такое решение не может быть легко реализовано на уже существующих гондолах, поскольку требует установки цилиндров и их креплений как на капоте, который нужно привести в движение, таки и на неподвижном по отношению к гондоле участке. Кроме того, силовые цилиндры являются относительно тяжелыми устройствами, увеличивающими массовую балансировку летательного аппарата, что недопустимо.
Кроме того, известно, что для реализации двух вышеупомянутых функций - непрерывности аэродинамической обшивки в полете и проведения манипуляций для операций технического обслуживания сам капот должен иметь строго заданное количество материала. Добавление на такой капот крепежных элементов силового цилиндра является непростой, и даже, возможно, нерешаемой задачей, в частности, потому, что степень усиления применяемой обшивки очень мала и действие подъемного силового цилиндра может привести к прокалыванию или повреждению капота. Введение в конструкцию дополнительного усиления требует новых исследований по проведению установочных работ и дополнительно увеличивает массу летательного аппарата.
Настоящее изобретение позволяет устранить указанные недостатки уровня техники посредством вспомогательного устройства для выполнения манипуляций с капотом турбореактивного двигателя, шарнирно-закрепленной посредством по меньшей мере одного соединительного элемента. Указанное вспомогательное устройство включает в себя: по меньшей мере одну коленчатую деталь, установленную на шарнире, соосном шарниру указанного соединительного элемента, и имеющую концевую опору на указанном соединительном элементе, и пружину сжатия, наложенную на указанную коленчатую деталь, так, чтобы придать соединительному элементу капота вспомогательный импульс при подъеме капота.
Согласно другим признакам изобретения:
пружина сжатия наложена на указанную коленчатую деталь посредством шарнира коленчатой детали, один конец которой поддерживает опорный элемент для опоры на соединительный элемент капота, на который оказывают вспомогательное воздействие;
пружина сжатия наложена на рычаг, содержащий опорный элемент для опоры на внутреннюю поверхность опоры капотов, такой как пилон гондолы;
вспомогательное устройство имеет U-образную форму, причем рычаг включает в себя пару параллельных штанг, а коленчатая деталь имеет два параллельных участка;
пружина сжатия содержит по меньшей мере одну пружину, выбранную из группы, включающую в себя газовые пружины и спиральные пружины;
вспомогательное устройство содержит две пружины, размещенные между U-образными параллельными участками указанной коленчатой детали и параллельными штангами рычага;
шарнир, расположенный на одной прямой с имеющимся шарниром или шарнирной петлей для соединительного элемента капота имеет общий стержень с шарниром соединительного элемента капота, к которому прикладывают дополнительный импульс пружины сжатия.
Изобретение также относится к гондоле турбореактивного двигателя или подобного устройства, включающей в себя по меньшей мере один капот шарнирно-закрепленный на опоре, такой как пилон. Гондола согласно изобретению содержит по меньшей мере одно вспомогательное устройство, способствующее подъему капота, установленное на по меньшей мере одном шарнире или множестве шарниров указанного капота.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут лучше понятны из нижеследующего описания, приведенного со ссылкой на чертежи, на которых:
на фиг. 1 показан участок известной из уровня техники гондолы, имеющей два боковых капота, находящихся в закрытом состоянии;
на фиг. 2 показан участок известной из уровня техники гондолы, имеющей два капота с фиг. 1, находящихся в открытом состоянии;
на фиг. 3 показан участок известной из уровня техники гондолы с фиг. 1 или 2, на котором размещено вспомогательное устройство согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4-6 показан другой вариант осуществления изобретения;
на фиг. 7 показан другой вариант осуществления изобретения;
на фиг. 8 и 9 показан другой вариант осуществления изобретения.
На фиг. 1 и 2 схематически показан участок известной гондолы, содержащей два закрытых боковых капота. На чертеже схематически показан частичный разрез, включающий в себя левый капот 1, пилон или опору 3 и правый капот 2. Левый 1 и правый 2 капот шарнирно закреплены на пилоне 3 посредством шарнирной петли 5 или 6, соответственно, закрепленной на нижней, как показано на чертеже, поверхности пилона 3. На каждой шарнирной петле или шарнире 5 или 6 имеется коленчатая деталь 7 или 4, конец которой прикреплен, например, путем завинчивания, к внутренней поверхности левого 1 или правого 2 капота соответственно.
Когда содержащийся в гондоле двигатель находится в работающем состоянии, левый 1 и правый 2 капоты находятся в закрытом состоянии (фигура 1). В ходе технического обслуживания упомянутого устройства, оснащенного гондолой, работники, производящие техническое обслуживание, могут открыть левый 1 и правый 2 капоты, поднимая свободные края (на чертеже снизу), так, что левый 1 и правый 2 капоты поворачиваются, соответственно, вокруг шарнира 6 или 5. Гондола, в которой левый 1 и правый 2 капоты находятся в открытом состоянии, показана на фиг. 2.
Как упомянуто выше, масса капота, его большой размер в случае наиболее крупных гондол, а также ветровое сопротивление на платформах для технического обслуживания в аэропортах, не позволяют легко произвести операцию силами одного работника, осуществляющего технического обслуживание.
Согласно изобретению, появляется возможность дополнить имеющееся оборудование гондолы устройством, способствующим выполнению указанной операции, или подъему капота, путем использования ограниченных средств и без изменения конструкции устройства, заключенного в гондолу, и самой гондолы.
На фиг. 3 показан вариант осуществления такого устройства. Частично показанная на фигуре гондола включает в себя те же самые элементы, которые показаны на фиг. 1 и 2, при этом для больше наглядности иллюстрации на рассматриваемой фигуре приведены не все номера позиций, указанные на этих двух фигурах и упомянутые в нижеследующем тексте. Показаны два вспомогательных устройства 10 и 20. Они являются идентичными. Однако вспомогательное устройство 10, установленное на шарнире 5 (номер позиции идентичен указанному на фиг. 1, но не показан на фиг. 3) находится в неактивном состоянии, а капот 2 остается закрытым. Вспомогательное устройство 20, установленное на шарнире 6 (номер позиции идентичен указанному на фиг. 1, но не показан на фиг. 3), находится в активном состоянии, а левый капот 1 приведен в открытое состояние оператором, проводящим техническое обслуживание.
Подъемное вспомогательное устройство 10 согласно варианту осуществления с фиг. 3 включает в себя рычаг 11, на котором поддерживаются два шарнира, соответственно справа шарнир 12, соосный шарниру 5 (см. фиг. 1), а слева шарнир 18. Рычаг 11 вблизи шарнира 12 поддерживает опорный элемент 19 для опоры на внутреннюю поверхность (на чертеже) пилона или опоры 3. Опорный элемент 19 может при необходимости быть закреплен на указанной внутренней поверхности пилона 3 посредством болтов или другим образом. Однако как будет понятно из нижеследующего описания, при ограничениях по весу капота обеспечивается баланс вспомогательного устройства.
Шарнир 12, соосный шарниру 5 (фигура 1), поддерживает коленчатую деталь 13-15, имеющую первый участок 15, один конец которого слева прикреплен к шарниру 12 и один конец справа прикреплен к другому шарниру 16. Второй участок 14 коленчатой детали 13-15 прикреплен к первому участку 15 и при необходимости к шарниру 16, однако при этом без возможности вращения относительно первого участка 15. Наконец, правый конец участка 14 поддерживает опорный элемент 13 для опоры на заданный участок соединительного элемента 4 (см. фиг. 1). Также как и вышеупомянутый опорный элемент 19, опорный элемент 13 коленчатой детали 13-15 может при необходимости быть закреплен на соединительном элементе 4 (фигура 1) болтами или другим образом. Однако как будет понятно из нижеследующего описания, при ограничениях по весу капота обеспечивается баланс вспомогательного устройства.
Наконец, подъемное вспомогательное устройство 10 капота включает в себя по меньшей мере одну пружину сжатия, один конец которой наложен на участок коленчатой детали. В варианте осуществления с фиг. 3 пружина наложена на коленчатую деталь так, что опирается на шарнир коленчатой детали. В других вариантах осуществления один конец пружины сжатия также наложен на рычаг. В описанном варианте осуществления пружина 17 сжатия установлена первым концом на упомянутом шарнире 18 на рычаге 11, тогда как конец подвижного штока пружины 17 сжатия установлен справа на шарнире 16, закрепленном на коленчатой детали 13-15.
Согласно одному варианту осуществления, пружина 17 сжатия представляет собой газовую пружину, имеющую цилиндрический герметизирующий корпус, из одного конца которого выходит подвижный шток, поддерживающий поршень, выполненный с возможностью проходить вдоль внутреннего объема герметизирующего корпуса под давлением газа.
Согласно одному варианту осуществления, масса капота 1 или 2 равна 57 кг. Рычаг 12 и коленчатая деталь 13-15 вспомогательного устройства выполнены из титана и при массе соединительной пружины 700 грамм, общий вес устройства составляет 1300 грамм. Амплитуда поворотного движения капота находится в диапазоне 60°, а вспомогательная сила составляет от 120 Н в начале открытия до 340 Н в открытом положении.
Далее описана работа вспомогательного устройства 20, аналогичного вспомогательному устройству 10, но соединенного с левым капотом 1. Когда оператор технического обслуживания открывает фиксатор (не показан) соединения левого капота 1 с остальной частью гондолы (не показана), он захватывает нижний край капота и приводит его в поворотное перемещение 31 вокруг шарнира 6 (фигура 1). Одновременно газовая пружина 27 вспомогательного устройства 20 выдвигает свой подвижный шток 29 в направлении 30, оказывая дополнительное усилие разжимающейся пружины в ходе операции подъема, выполняемой оператором технического обслуживания. Коленчатая деталь вспомогательного устройства 20, аналогичная коленчатой детали 13-15 вспомогательного устройства 10, оказывает компенсирующий импульс на соединительный элемент 7 (фигура 1), способствуя, таким образом, работе оператора технического обслуживания, который, следовательно, может действовать в одиночку.
Поскольку вспомогательное устройство 20 опирается только на нижнюю поверхность пилона и на соединительный элемент 7 (фигура 1), оно не создает нагрузок на маленький участок гондолы. Кроме того, за счет того, что предусмотрены острые углы относительно опорных поверхностей на соединительном элементе и на пилоне, вспомогательное устройство благодаря соединительным участкам остается на своем месте даже без использования крепежных средств, а только опираясь на шарнир 6, с которым указанное устройство имеет общую ось поворота.
Устройство согласно изобретению представляет собой минимальное дополнение к устройствам, встроенным в гондолу, поэтому его установка на известных гондолах не является проблемой. Аналогично, его интеграция в конструкцию новой гондолы не накладывает дополнительных ограничений.
Помимо формирования опорных участков (13 и 19; вспомогательное устройство 10) с малой поверхностью для опоры на пилон и на соединительный элемент (4; фигура 1), для сборки вспомогательного устройства согласно изобретению требуется только изменить имеющийся шарнир на соединительном элементе, соединяющем капот с нижней поверхностью пилона. На практике, этот шарнир состоит из одного или более стержней на оси шарнира, которые входят в соответствующее отверстие соединительного элемента 4 или 7 и участка, закрепленного на нижней поверхности пилона. Согласно одному варианту осуществления, такой стержень заменен на более длинный стержень, который также входит в шарнир 12 (устройство 10), закрепленный на коленчатой детали 13-15 и рычаге 11. Ниже будет описан вариант осуществления изобретения.
На фиг. 4-7 показано три вида в аксонометрии другого варианта осуществления изобретения, для случая установки на известной гондоле. Рассматриваемый участок гондолы, установленной на пилоне 34, показан спереди. Показано два вспомогательных устройства: вспомогательное устройство 40, установленное на капоте 36 слева и вспомогательное устройство 50, установленное на капоте 39 справа. Капот 36 слева соединен с соединительным элементом 35, один, невидимый, конец которого шарнирно соединен посредством стержня со стационарным соединительным элементом, прикрепленным к внутренней поверхности пилона 34. Аналогично, правый капот 39 соединен с соединительным элементом 35, один, видимый, конец которого соединен посредством стержня со стационарным соединительным элементом, прикрепленным к внутренней поверхности пилона 34.
Вспомогательное устройство 40 установлено на соединительном элементе 35 левого капота 36, а вспомогательное устройство 50 установлено на соединительном элементе 38 правого капота 39. Расположение указанных двух вспомогательных устройств аналогично показанному на фиг. 3.
На фиг. 4 капоты показаны в закрытом состоянии, а на фиг. 5 - в открытом. Следует отметить наличие усиливающей штанги 37, соединяющей стационарные соединительные элементы, закрепленные от нижней поверхности к гондоле пилона, стационарные соединительные элементы, участвующие в шарнирном соединении обычного типа левого капота 36 с соединительным элементом 35 и правого капота 39 с соединительным элементом 38. Конкретное сечение усиливающей штанги 37 обусловлено соответствующим профилем на опорном элементе 47, аналогичном опорному элементу 19 вспомогательного устройства 10, описанного со ссылкой на фиг. 3.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 4-6, вспомогательное устройство имеет U-образную форму, так что рычаг 11 и коленчатая деталь 13-15 вспомогательного устройства 10 варианта осуществления с фиг. 3 продублированы во вспомогательном устройстве 40 варианта с фиг. 4. Таким образом, в левой части вспомогательного устройства 40, эквивалент рычага 40 состоит из двух параллельных штанг, из которых видима только первая штанга 42, соединенных в частности опорным элементом 47. Аналогично, пружина 17 варианта осуществления с фиг. 3, продублирована с получением двух одинаковых пружинами 45 и 46, а коленчатая деталь 13-15 продублирована с получением двух одинаковых и параллельных участков, при этом номером позиции обозначен только один задний участок 43, соединенный с опорным элементом 44 соединительного элемента 35, при этом опорный элемент 44 является аналогом опорного элемента 13 вспомогательного устройства 10 варианта осуществления с фиг. 3. Концы двух пружин 46 и 45 шарнирно закреплены на подходящих шарнирах соответственно двух участков коленчатой детали 43-44 и двойного рычага 42.
Наконец, общий стержень 41 вспомогательного устройства 40 и соединительного элемента 35 обеспечивает опору вспомогательного устройства 40 на гондоле и его вспомогательное действие. На фиг. 5, которая аналогична фиг. 4, два капота 36 и 39 показаны в открытом состоянии, при этом два вспомогательных устройства находятся в растянутом состоянии, в котором пружины полностью вытянуты.
На фигуре 6 показано вспомогательное устройство 40 непосредственно перед его установкой на соединительный элемент 35. Для этого, исходный стержень шарнира соединительного элемента 35 на пилоне удален, а капот 36 находится в поднятом положении. Вспомогательное устройство 40 размещено посредством ответного шарнира 56, 57, при этом две пружины находятся в вытянутом состоянии. Необходимо просто поместить более длинный стержень 41 в отверстие 52, предназначенное для этой цели. Два параллельных плеча скобы, состоящей из двух параллельных рычагов - переднего 42 и заднего 59 рычагов, размещены так, что их левые концы, имеющие отверстия 56 и 57, проходят к наружной стороне стационарного соединительного элемента внутренней поверхности пилона 34. В данном варианте осуществления стационарный соединительный элемент внутренней поверхности пилона состоит из вилкообразного конца усиливающей штанги 37. Каждое из двух плеч вилки, образующей стационарный соединительный элемент, имеет отверстие 52 или 53 и окружает конец соединительного элемента 35, на котором установлен левый капот 36.
Когда все указанные компоненты выровнены относительно общей оси шарнира, подлежащего модификации, в группу отверстий вставляют стержень 41, тем самым выполняя операцию по изменению шарнирного узла капота и в тоже самое время постоянным образом устанавливая вспомогательное устройство 40 на гондоле. Остается только закрыть левый капот 36, чтобы привести пружины 46 и 45 сжатия в их сжатое состояние, чтобы устройство было готово к тому, чтобы способствовать последующей операции открытия.
На фиг. 7 показан другой вариант осуществления вспомогательного устройства, при его установке на правом капоте 39 гондолы такого же типа, как показана на фиг. 4-6. Вспомогательное устройство также имеет U-образную форму с двумя штангами 65 и 66, соединенными слева с опорным элементом 73 на усиливающей штанге 37. Другие концы штанг 65 и 66, являющихся аналогом рычага 11 из варианта осуществления с фиг. 3, поддерживают коленчатую деталь 68-72, состоящую из двух параллельных участков 68 и 71, как и в случае варианта осуществления с фиг. 4-6. Два параллельных участка 68 и 71 коленчатой детали 68-72 соединены опорным элементом 70 соединительного элемента 38, установленного на правом капоте 39.
Пространство между двумя параллельными участками 68 и 71 коленчатой детали 68-72 вмещает колпачок 72, шарнирно установленный на оси 69, проходящей через два параллельных участка 68 и 71. Колпачок 72 предназначен для того, чтобы принимать свободный конец подвижного штока одной пружины 67 сжатия, корпус 67 которой шарнирно соединен в левой части с параллельными штангами 65 и 66.
Сборка и функционирование скобы соединительного устройства варианта осуществления, показанного на фиг. 7, идентичен узлу и скобе из варианта, показанного на фиг. 4-6.
На фиг. 8 показан другой вариант вспомогательного устройства согласно изобретению. Гондола, на которой оно установлено, идентична гондоле с фиг. 4-7 и имеет те же обозначения номеров позиций. Следует, однако, отметить, что левый 36 и правый 39 капоты поддерживают по три шарнирных соединительных элемента на вилкообразных концах - так как показано на фиг. 6 на трех усиливающих штангах 85, 86 и 87. В варианте осуществления с фиг. 8 на шарнире центрального усиливающего стержня 86 расположено единственное вспомогательное устройство. Вспомогательное устройство 75-85 установлено слева аналогично тому, как это сделано в варианте осуществления с фиг. 3, на общем шарнире 75 совместно с соединительным устройством 35 левого капота 36, тогда как вспомогательное устройство 81-83, идентичное левому соединительному устройству 75-80, установлено на общем шарнире с соединительным элементом 38 правого капота 39.
Вспомогательное устройство согласно этому варианту осуществления отличается от устройства по предыдущему варианту осуществления тем, что оно включает в себя вместо газовой пружины спиральную пружину 79 или 82 и тем, что оно не имеет форму скобы и, таким образом, установлено на одной стороне оси 75, образующей общий шарнир коленчатой детали 78 (соответственно 83), рычага 76 (соответственно 81), поддерживающего спиральную пружину 79 (соответственно 82) вспомогательного устройства, воздействующую на соединительный элемент 35 (соответственно 38), и самого соединительного элемента 35 на стационарном соединительном элементе на конце усиливающей штанги 86.
На фиг. 9 показан вид снизу варианта осуществления с фиг. 8, но в котором вспомогательное устройство было добавлено в каждый из трех соединительных элементов обоих левого 36 и правого 39 капотов, в частности устройства 90, 92 и 94 для трех соединительных элементов правого капота 39 и устройства 91, 93 и 95 для трех соединительных элементов левого капота 36.
Устройства согласно вышеописанным другим вариантам осуществления могут быть также предусмотрены на всех соединительных элементах или шарнирах капота или только на некоторых из них. Пружины сжатия, применяемые для того, чтобы производить способствующий открытию импульс могут быть любого типа, включая газовые пружины и спиральные пружины.