УСТРОЙСТВО СЦЕПЛЕНИЯ С ДИНАМИЧЕСКОЙ САМОФИКСАЦИЕЙ
COUPLING WITH SELF-LOCKING

Настоящее изобретение относится к устройству сцепления между первым и вторым конструктивными элементами гондолы самолета, которые могут перемещаться относительно друг друга, а также к конструктивному элементу, снабженному подобным устройством.
Гондола самолета предназначена для размещения в ней турбореактивного двигателя и оборудована, как правило, реверсором тяги, который обеспечивает повышение тормозной способности самолета путем переориентации в направлении вперед части газовых потоков, выходящих из сопла турбореактивного двигателя.
Как правило, реверсор тяги содержит конструктивный элемент, две половины которого охватывают заднюю часть турбореактивного двигателя и выполнены с возможностью их размыкания с целью обеспечения доступа внутрь гондолы и к части турбореактивного двигателя, окруженной элементами реверсора тяги. Очевидно, что размыкание этих половин конструктивного элемента должно производиться только в строго определенных случаях, например в ходе работ по техническому обслуживанию.
Каждая половина конструктивного элемента выполнена с возможностью размыкания с помощью шарниров, установленных в верхней части гондолы в так называемом положении «на двенадцать часов», и удерживается в замкнутом состоянии с помощью большого количества фиксирующих элементов, установленных в нижней части в положении «на шесть часов». По соображениям безопасности помимо этих фиксирующих элементов присутствует дополнительная система фиксации, позволяющая в ряде случаев обеспечить защиту гондолы от повышенной нагрузки, например, при непредвиденном возникновении избыточного внутреннего давления во время работы турбореактивного двигателя. Эта дополнительная система фиксации закреплена в верхней части гондолы с тем, чтобы предотвратить слишком сильное смещение половин конструктивного элемента относительно друг друга.
Разумеется, все вышеперечисленные соображения имеют силу и для гондол, не оборудованных реверсорами тяги и снабженных капотами, предусматривающими возможность доступа внутрь гондолы подобным способом.
Таким образом, целесообразно применение легкодоступных систем для приведения в действие подобных фиксирующих элементов, например систем ручек и тросов, которые были бы доступны в положении «на шесть часов» и соединены с дополнительной системой фиксации в положении «на двенадцать часов».
Следовательно, для проведения технического обслуживания в такой системе креплений необходимо привести в действие все фиксирующие элементы, скрепляющие две половины конструктивного элемента гондолы, используя сложную процедуру, которая требует точной согласованной регулировки фиксирующих элементов, расположенных в положениях «на шесть часов» и «на двенадцать часов».
Целью настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков.
Для достижения этой цели предлагается устройство сцепления между первым и вторым конструктивными элементами, которые могут перемещаться относительно друг друга, содержащее, по меньшей мере, один язычок, соединенный с первым конструктивным элементом и выполненный с возможностью при необходимости входить в зацепление с, по меньшей мере, одним соответствующим фиксирующим средством второго конструктивного элемента, отличающееся тем, что каждый язычок установлен с возможностью противодействия, по меньшей мере, одному упругому возвратному элементу, который стремится возвратить его в положение отвода, причем предусмотрен соответствующий упор второго конструктивного элемента, выполненный с возможностью удержания язычка в напряженном состоянии, когда второй конструктивный элемент находится вблизи от первого конструктивного элемента, в результате чего, во-первых, при быстром удалении первого конструктивного элемента от второго конструктивного элемента, вызванном, например, аварией во время полета, каждый язычок и соответствующее фиксирующее средство входят в зацепление друг с другом, ограничивая тем самым увеличение расстояния между первым и вторым конструктивными элементами, и, во-вторых, при медленном удалении, например, в случае размыкания в целях наземного техобслуживания, каждый язычок и соответствующее фиксирующее средство остаются разъединенными, делая тем самым возможным полное размыкание первого и второго конструктивных элементов.
Под выражением «напряженное состояние» следует понимать такое состояние, в котором упругий возвратный элемент оказывает на язычок возвратное действие, причем такое состояние может в одинаковой степени соответствовать как сжатию, так и растяжению упругого элемента.
Таким образом, благодаря тому, что язычок снабжен упругим возвратным элементом, который стремится возвратить его в положение отвода и который удерживается в напряженном состоянии, когда два конструктивных элемента сближены, удаление первого конструктивного элемента от второго приводит к постепенному перемещению назад упора, соприкасающегося с упругим возвратным элементом, который по мере этого перемещения возвращается из напряженного состояния в ослабленное состояние. Таким образом, перемещение язычка под действием упругого возвратного элемента из взведенного положения в положение отвода зависит также от увеличения расстояния между первым и вторым конструктивными элементами.
В случае медленного увеличения расстояния, например, при размыкании в ходе наземных работ по техническому обслуживанию, упор остается в контакте с упругим возвратным элементом, ограничивая его возврат в ослабленное состояние. Таким образом, увеличение расстояния между двумя конструктивными элементами будет обязательно сопровождаться перемещением язычка с той же скоростью в направлении положения отвода.
В случае же достаточно быстрого увеличения расстояния упругий возвратный элемент уже не удерживается упором в напряженном состоянии в процессе разъединения, что ведет к быстрому ослаблению этого упругого возвратного элемента. Тем не менее, указанное перемещение упругого возвратного элемента в сторону ослабления остается более медленным, нежели удаление первого конструктивного элемента от второго. Это обусловлено тем, что, поскольку упор больше не соприкасается с упругим возвратным элементом, скорость расхождения конструктивных элементов превышает скорость ослабления упругого возвратного элемента и, следовательно, скорость возврата язычка в положение отвода.
Таким образом, следует предусмотреть достаточное расстояние между язычком и соответствующим возвратным элементом, чтобы перемещение второго конструктивного элемента относительно первого могло происходить только в том случае, если оно является медленным. Дело в том, что при быстром удалении второго конструктивного элемента от первого соединенное со вторым конструктивным элементом фиксирующее средство перемещается довольно быстро, входя в зацепление с язычком во взведенном положении еще до того, как тот успеет отойти на достаточное расстояние от своего положения, в котором фиксирующее средство может войти с ним в зацепление и в котором он удерживался упругим возвратным элементом посредством упора. И, наоборот, когда первый конструктивный элемент медленно удаляется от второго, язычок успевает вернуться в положение отвода и отойти от своего исходного положения, в котором он удерживался упругим возвратным элементом и в котором он мог бы войти в зацепление с фиксирующим средством. В этом случае размыкание двух конструктивных элементов оказывается возможным, тогда как при быстром удалении второго конструктивного элемента от первого язычок входит в зацепление с фиксирующим средством до того, как он сможет отойти на достаточное расстояние от своего взведенного положения в положение отвода, так что размыкание двух конструктивных элементов становится невозможным.
Кроме этого, следует отметить, что при перемещении конструктивных элементов в направлении замыкания по окончании операции технического обслуживания устройство сцепления согласно настоящему изобретению автоматически возвращается во взведенное положение. Это происходит благодаря тому, что в процессе замыкания, то есть когда первый и второй конструктивные элементы сближаются друг с другом, упор второго конструктивного элемента возвращает соответствующий упругий возвратный элемент в напряженное состояние и удерживает его в этом состоянии. В результате язычок тоже принудительно возвращается во взведенное положение и удерживается в этом состоянии до следующего размыкания двух конструктивных элементов.
Целесообразно также принять в расчет возможное наличие зазоров между деталями, а также взаимное расположение конструктивных элементов, предусмотрев такое расстояние между язычком и соответствующим фиксирующим средством, которое несколько превышало бы расчетную траекторию перемещения язычка, с тем, чтобы гарантированно избежать влияния подобных случайных факторов на исправное функционирование устройства.
Предпочтительно, чтобы язычок был установлен с возможностью вращения вокруг оси.
В соответствии с первым вариантом реализации изобретения, упругий возвратный элемент установлен с возможностью противодействия рычагу, соединенному с язычком и выполненному с возможностью приходить в соприкосновение с упором посредством поверхности, выполненной с возможностью неустойчивого поворота под действием упругого возвратного элемента. Предпочтительно, чтобы контактная поверхность между рычагом и упором имела кромку. Предпочтительно также, чтобы кромка была закругленной.
Предпочтительно, чтобы упругий возвратный элемент представлял собой осевую пружину. В соответствии с другим вариантом, упругий возвратный элемент представляет собой пластинчатую пружину.
В соответствии со вторым вариантом реализации настоящего изобретения, упругий возвратный элемент установлен на оси вращения язычка. Предпочтительно, чтобы упругий возвратный элемент был установлен на оси вращения язычка, а в качестве пружины использовалась спиральная пружина.
Предпочтительно, фиксирующее средство имеет форму крючка.
Предпочтительно, упор выполнен с возможностью воздействия на упругий возвратный элемент язычка и удержания его в сжатом состоянии.
Настоящее изобретения относится также к конструктивному элементу гондолы самолета, выполненному с возможностью удаления от другого конструктивного элемента или сближения с другим конструктивным элементом, отличающемуся тем, что он содержит, по меньшей мере, один язычок, установленный с возможностью противодействия, по меньшей мере, одному упругому возвратному элементу, который стремится возвратить его в положение отвода.
Предпочтительно, описанный выше конструктивный элемент отличается тем, что он представляет собой половину конструктивного элемента реверсора тяги, которым оснащена гондола турбореактивного двигателя.
Очевидно, что язычок или язычки могут быть установлены как в подвижном, так и в неподвижном конструктивном элементе, причем второй конструктивный элемент (соответственно, неподвижный или подвижный относительно первого) будет в таком случае оборудован фиксирующими средствами, а также одним или несколькими соответствующими упорами. Следует иметь в виду, что оба конструктивных элемента могут быть выполненными с возможностью перемещения относительно какого-либо третьего неподвижного конструктивного элемента.
Ниже приводится более детальное описание изобретения со ссылками на приложенные чертежи,
где на фиг.1 схематически показано устройство сцепления согласно настоящему изобретению, обеспечивающее сцепление между первым и вторым конструктивными элементами гондолы самолета перед приведением этого устройства во взведенное положение;
на фиг.2 схематически показано устройство, показанное на фиг.1 после его приведения во взведенное положение;
на фиг.3 показано устройство, показанное на фиг.1 в положении фиксации после быстрого размыкания двух конструктивных элементов;
на фиг.4 показано устройство, показанное на фиг.1 в положении отвода после медленного размыкания двух конструктивных элементов.
Перед тем как приступать к дальнейшему описанию одного из вариантов реализации изобретения, важно уточнить, что оно относится не только к конструктивному элементу гондолы, которая имеет определенную конфигурацию и может как содержать, так и не содержать реверсор тяги. В общем случае, настоящее изобретение относится к любому конструктивному элементу, части которого могут перемещаться относительно друг друга и который необходимо оснастить системой автоматического сцепления, позволяющей ограничить перемещение одной части относительно другой и в то же время обеспечивающей возможность беспрепятственного размыкания указанных частей в ходе технического обслуживания. Такое устройство используется, например, в реверсорах тяги, содержащих конструктивный элемент, две половины которого охватывают часть турбореактивного двигателя и устанавливаются с возможностью удаления друг от друга по радиальной траектории в целях осуществления технического обслуживания той части турбореактивного двигателя, которая окружена элементами реверсора. Разумеется, это устройство может быть использовано и в гондоле, не имеющей реверсора тяги, а снабженной разъемным капотом, предусматривающим возможность доступа внутрь гондолы. В этом случае указанные фиксирующие устройства устанавливаются в положение «на двенадцать часов», то есть в верхней части гондолы, и доступ к ним оказывается особенно трудным.
Показанное на фиг.1-4 устройство 1 сцепления согласно настоящему изобретению предназначено для противодействия удалению первого конструктивного элемента 2 от второго конструктивного элемента 3. Например, оно может выполнять функцию предотвращения радиального открытия половины конструктивного элемента реверсора тяги относительно гондолы, частью которой он является.
С этой целью устройство 1 сцепления содержит крючок 4, присоединенный ко второму конструктивному элементу 3 и образующий фиксирующее средство, который выполнен с возможностью взаимодействия, в случае необходимости, с язычком 5, соединенным с первым конструктивным элементом 2. Язычок 5 установлен с возможностью вращения вокруг оси 6 таким образом, что он может поочередно переходить из взведенного положения, в котором он может входить в зацепление с крючком 4, в положение отвода, в котором он удален от крючка 4 и не может входить с ним в зацепление.
Устройство 1 сцепления также содержит рычаг 7, соединенный с одним концом 15 язычка 5. Этот рычаг заканчивается наконечником 8, опирающимся на пружину 9, которая установлена на поверхности 16 первого конструктивного элемента 2 и находится напротив упора 10 второго конструктивного элемента 3.
Наконечник 8 выполнен с возможностью соприкосновения с упором 10 посредством поверхности 11, имеющей закругленную кромку 12, которая смещена относительно оси пружины 9 и играет роль оси вращения под действием пружины 9. Таким образом, когда пружина 9 сжата, она оказывает возвратное действие, стремясь повернуть рычаг 7 в направлении перемещения язычка 5 в сторону его положения отвода.
Пользователь, которому понадобится осуществить сцепление первого конструктивного элемента 2 со вторым конструктивным элементом 3, должен будет действовать следующим образом.
В исходном положении второй конструктивный элемент 3 отделен от первого конструктивного элемента 2 или, как показано на фиг.1, лишь слегка касается его, другими словами, упор 10 просто соприкасается с кромкой 12, не оказывая давления на наконечник 8 и, значит, не сжимая пружину 9. Таким образом, устройство сцепления 1 находится в положении отвода, причем язычок 5 удерживается на расстоянии от крючка 4 в результате действия пружины 9 на рычаг 7.
Чтобы можно было соединить друг с другом первый конструктивный элемент 2 и второй конструктивный элемент 3, необходимо привести устройство 1 сцепления во взведенное положение, как показано на фиг.2. Для этого второй конструктивный элемент 3 приближают к первому конструктивному элементу 2. При этом упор 10 оказывает давление на наконечник 8 и соответственно сжимает пружину 9. Одновременно отход наконечника 8 вызывает поворот язычка 5 в направлении положения замыкания, в котором он оказывается напротив крючка 4.
Теперь необходимо провести различие между двумя случаями, в одном из которых второй конструктивный элемент 3 удаляется от первого конструктивного элемента 2 быстро, а в другом - медленно.
В случае быстрого удаления второго конструктивного элемента 3 от первого конструктивного элемента 2, что может иметь место, например, при аварии в полете, в частности при разрыве воздуховода турбореактивного двигателя, скорость удаления превышает скорость ослабления пружины 9, так что упор 10 быстро отсоединяется от наконечника 8, при этом крючок 4 быстро сближается с язычком 5. Поскольку упор 10 уже не соприкасается с кромкой 12, он перестает выполнять функцию точки поворота, облегчающей вращение рычага 7 и язычка 5. Следовательно, язычок 5 под действием разжимания пружины 9 будет совершать более медленное вращательное движение, и траектория перемещения конца 15 относительно крючка 4 станет относительно более сглаженной, в зависимости от скорости удаления второго конструктивного элемента 3 от первого конструктивного элемента 2. Таким образом крючок 4 входит в зацепление с язычком 5 еще до того, как последний успеет повернуться в достаточной степени для того, чтобы отойти от крючка 4. Вследствие этого удаление второго конструктивного элемента 3 от первого конструктивного элемента 2 прекращается.
В случае медленного удаления второго конструктивного элемента 3 от первого конструктивного элемента 2, например при их размыкании для проведения наземных работ по техническому обслуживанию, упор 10 перемещается достаточно медленно для того, чтобы за ним мог последовать наконечник 8, прижимаемый к этому упору пружиной 9. Поэтому упор 10 продолжает соприкасаться с кромкой 12, которая под действием усилия, оказываемого пружиной 9 на наконечник 8, выполняет роль оси вращения, способствующей повороту рычага 7 и соответственно язычка 5. В результате этого конец 15 будет идти по практически круговой траектории, тогда как крючок 4 перемещается по направлению к язычку 5. Таким образом, к тому моменту когда крючок 4 подойдет к язычку 5 достаточно близко для того, чтобы стало возможным их зацепление, язычок уже повернется в достаточной степени для того, чтобы отодвинуться от крючка в положение отвода. Поскольку крючок 4 не вошел в зацепление с язычком 5, перемещение второго конструктивного элемента 3 относительно первого конструктивного элемента 2 не прекращается и может быть продолжено до достижения необходимого размыкания.
Таким образом, в случае применения в гондоле, в которую помещен турбореактивный двигатель и которая содержит створки и/или реверсор, имеющий две части, выполненные с возможностью радиального перемещения, указанные элементы, соединенные вместе, могут быть присоединены к гондоле с помощью устройств 1 сцепления согласно изобретению. Таким образом, в процессе наземного технического обслуживания оператор может медленно или вручную производить размыкание этих элементов без необходимости разблокирования всех фиксирующих устройств, которые обеспечивают замыкание указанных элементов во время полета. Напротив, в случае аварии во время полета, например разрыва воздухопровода турбореактивного двигателя, в результате которого может произойти быстрое размыкание подвижных элементов, устройства 1 сцепления согласно изобретению обеспечат удержание этих подвижных элементов.
Хотя изобретение было описано применительно к конкретным частным вариантам реализации, очевидно, что оно не ограничивается ими, а охватывает все технические эквиваленты рассмотренных средств, а также их сочетания при условии, что они не выходят за пределы объема изобретения.