ГОНДОЛА ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ СО СДВИЖНЫМ ПЕРЕДНИМ КАПОТОМ
TURBOJET NACELLE WITH SLIDING FRONT COWL

Настоящее изобретение относится к гондоле турбореактивного двигателя, содержащей воздухозаборник, выполненный с возможностью направленной подачи воздушного потока к вентилятору турбореактивного двигателя, и среднюю конструкцию, предназначенную для охвата указанного вентилятора, причем воздухозаборник прикреплен к средней конструкции.
Летательный аппарат приводится в движение при помощи одной или нескольких двигательных установок, содержащих турбореактивный двигатель, помещенный в трубчатую гондолу. Каждая двигательная установка крепится к летательному аппарату с помощью пилона крепления, расположенного, как правило, под крылом или на уровне фюзеляжа.
Конструкция гондолы, как правило, содержит воздухозаборник, расположенный выше по потоку от двигателя, среднюю секцию, охватывающую вентилятор турбореактивного двигателя, и хвостовую секцию, расположенную ниже по потоку, вмещающую средства реверса тяги и охватывающую камеру сгорания турбореактивного двигателя, причем на конце хвостовой секции, как правило, имеется реактивное сопло, выходное отверстие которого находится ниже по потоку от турбореактивного двигателя.
Воздухозаборник содержит входную кромку, обеспечивающую оптимальный захват и подачу к турбореактивному двигателю воздуха, необходимого для работы вентилятора и внутренних компрессоров турбореактивного двигателя, а также расположенную ниже по потоку конструкцию, на которой закреплена входная кромка и которая обеспечивает надлежащую направленную подачу воздуха на лопасти вентилятора. Указанный узел закреплен выше по потоку от кожуха вентилятора, входящего в состав средней секции гондолы.
В зависимости от температурных и влажностных условий на земле или в полете может происходить обледенение поверхности входной кромки воздухозаборника, в частности, внутренней поверхности входной кромки. Обледенение может привести к нарушению механической работы неподвижных и вращающихся частей двигателя и ухудшению эксплуатационных характеристик. Чтобы устранить указанную проблему, для указанной части входной кромки разработаны противообледенительные системы, в частности, например описанные в патентных документах US 4688757 и ЕР 1495963, а также заявке с регистрационным номером FR 06/02547.
В настоящее время для обеспечения возможности проведения операций по техобслуживанию указанного оборудования, расположенного внутри воздухозаборника, конструкторам необходимо предусматривать эксплуатационные люки, обеспечивающие доступ к различным частям оборудования. Несмотря на усилия, предпринимаемые по оптимизации расположения люков и обеспечению максимально свободного доступа, иногда для осмотра внутреннего оборудования воздухозаборника требуется использовать специальные инструменты, например эндоскоп, что не вполне соответствует требованиям, предъявляемым к контролю указанного оборудования.
Кроме того, в случае необходимости замены части внутреннего оборудования придется снимать весь воздухозаборник целиком, что требует использования крупногабаритного инструмента и влечет за собой временный вывод из эксплуатации двигательной установки, а значит и всего летательного аппарата.
Следует также отметить, что условия эксплуатации и техобслуживания воздухозаборника требуют использования отдельных компонентов, например модульной секционной кромки и легкосъемной внешней панели, вследствие необходимости их частой замены, обусловленной непосредственным воздействием внешней среды и столкновением с различными посторонними предметами. Выполнение указанных требований приводит к существенному нарушению плавности аэродинамических обводов воздухозаборника, которое в еще большей степени усугубляется наличием эксплуатационных люков.
Средства решения указанной проблемы предложены в патентном документе US 5609313 и заявке FR 06/08599, в которых для устранения указанных выше недостатков предложена гондола турбореактивного двигателя со сдвигаемым вперед воздухозаборником, позволяющим по меньшей мере частично открывать внутренность гондолы.
При этом объединение входной кромки воздухозаборника с внешней панелью с образованием единой съемной детали обеспечивает возможность выполнения демонтажа, облегчает разборку и частичную замену воздухозаборника. Кроме того, упрощение разборки дает возможность открывать воздухозаборник для доступа к внутреннему оборудованию без необходимости проведения значительного объема сложных работ или временного вывода из эксплуатации двигательной установки и, соответственно, всего летательного аппарата.
Указанные подвижные капотов установлены, как правило, на системе с рельсами и ползунами, содержащей множество рельсов, расположенных вокруг гондолы. В заявке FR 07/09105 предложено устанавливать подобные рельсы на кожухе вентилятора.
Однако используемое при этом количество направляющих устройств увеличивает массу гондолы, соответственно, существует потребность в такой усовершенствованной системе подвижного капота, в которой при сохранении необходимой целостности конструкции было бы задействовано меньше направляющих рельсов.
Кроме того, описанные в указанных выше документах направляющие конструкции, как правило, в меньшей степени подходят для гондол, которые расположены на уровне фюзеляжа летательного аппарата, и для крепления которых применяется по существу горизонтальный пилон крепления.
Для устранения перечисленных выше недостатков известного уровня техники, согласно настоящему изобретению предложена гондола турбореактивного двигателя, содержащая воздухозаборник, выполненный с возможностью направленной подачи воздушного потока к вентилятору турбореактивного двигателя, и среднюю конструкцию, предназначенную для охвата указанного вентилятора, причем воздухозаборник прикреплен к средней конструкции с обеспечением плавности аэродинамических обводов: при этом средняя конструкция содержит кожух, предназначенный для охвата вентилятора и внешнюю конструкцию, отличающаяся тем, что воздухозаборник содержит продольную внешнюю панель, объединенную с входной кромкой воздухозаборника и охватывающую по меньшей мере часть внешней конструкции средней секции, при этом указанная продольная внешняя панель установлена с возможностью сдвига между рабочим положением, в котором внешняя панель обеспечивает плавность внешних аэродинамических обводов гондолы, и положением техобслуживания, в котором внешняя панель отстоит от внешней конструкции средней секции, и в котором входная кромка воздухозаборника отстоит от внутренней панели воздухозаборника, отличающаяся тем, что продольная внешняя панель соединена с направляющими устройствами, содержащими рельсы и ползуны, причем по меньшей мере часть указанных направляющих устройств расположена по возможности максимально близко к области соединения с пилоном крепления гондолы.
Наличие направляющих устройств, расположенных максимально близко к области соединения с пилоном крепления, существенно улучшает противодействие нагрузкам и передачу нагрузок через направляющие устройства на пилон крепления. Это позволяет использовать меньше направляющих устройств, и, соответственно, уменьшить массу гондолы в сборе. Кроме того, в случае разрыва воздушного трубопровода или возникновения внутри гондолы избыточного давления, улучшенное противодействие нагрузкам позволит существенно уменьшить деформации конструкции.
Предпочтительно снабдить область соединения подвижной внешней панели с пилоном крепления уплотнительными средствами. В качестве уплотнительных средств можно использовать, например продольные прокладки.
Предпочтительно также предусмотреть, чтобы уплотнительные средства имели покатость, обеспечивающую восстановление формы прокладки после деформаций, возникающих при выполнении действий по открыванию и закрыванию сдвижной конструкции.
В соответствии с первым вариантом осуществления гондола содержит по меньшей мере два направляющих устройства с рельсами и ползунами, расположенных по обе стороны от области соединения с пилоном крепления, при этом не имеет значения, расположены ли указанные элементы на неподвижной конструкции или на подвижной конструкции, или наоборот.
В соответствии со вторым вариантом осуществления гондола содержит одну направляющую конструкцию с рельсами и ползунами, соединенную по меньшей мере с одним средством центрирования.
Предпочтительно снабдить верхний по потоку участок по меньшей мере одного рельса усиливающей соединительной штангой, соединяемой с пилоном крепления. Поскольку верхний по потоку участок направляющего устройства имеет консольное расположение относительно соответствующих средств крепления, опорная соединительная штанга оптимальным образом обеспечит опору указанного верхнего по потоку участка.
Предпочтительно также обеспечить постоянство расстояния между по меньшей мере двумя рельсами с помощью по меньшей мере одной металлической детали, расположенной между указанными рельсами и прикрепленной к каждому из указанных рельсов.
Предпочтительно снабдить подвижную конструкцию средствами центрирования и позиционирования, установив их с возможностью взаимодействия с ответными средствами центрирования и позиционирования неподвижной конструкции.
Предпочтительно также, чтобы средства центрирования и позиционирования содержали по меньшей мере один ограничитель деформаций по меньшей мере с одной металлической деталью, установленной на неподвижной конструкции или подвижной конструкции таким образом, чтобы входить между двумя металлическими деталями, установленными соответственно на подвижной конструкции или на неподвижной конструкции, причем чтобы при нахождении подвижной конструкции в закрытом положении образовывался зазор между металлической деталью, установленной на неподвижной или подвижной конструкции, и металлическими деталями, установленными соответственно на подвижной или неподвижной конструкции.
Таким образом, в закрытом положении металлическая деталь, установленная на неподвижной или подвижной конструкции, отстоит от металлических деталей, установленных соответственно на подвижной или неподвижной конструкции, что препятствует передаче нагрузок; при этом в открытом положении под действием, например ветра, и деформации подвижной конструкции, металлическая деталь, закрепленная на неподвижной или подвижной конструкции, будет опираться на одну из металлических деталей, установленных соответственно на подвижной или неподвижной конструкции, что позволяет обеспечить противодействие нагрузкам и уменьшить нагрузку на совокупную конструкцию.
Предпочтительно расположить ограничитель деформаций напротив области соединения с пилоном крепления.
Предпочтительно также соединить направляющие устройства с дополнительными средствами противодействия нагрузкам, например срезными штифтами, установленными рядом с областью соединения подвижной конструкции с пилоном крепления с возможностью взаимодействия с ответными средствами противодействия нагрузкам неподвижного элемента, в частности, указанного пилона крепления.
Указанные дополнительные средства противодействия окружным нагрузкам (срезной штифт), установленные вблизи направляющих устройств, позволяют уменьшить воздействие на направляющие устройства паразитных нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации. Рядом с отверстием внешнего капота около рельсов, проходящих у пилона крепления, установлены металлические детали, обеспечивающие опору осям противодействия нагрузкам. Ответные приемные металлические детали установлены напротив друг друга на неподвижной конструкции гондолы или пилона крепления. Следует отметить, что не имеет значения, установлены ли дополнительные средства на неподвижной конструкции или на подвижной конструкции, или наоборот.
Дополнительный вариант предусматривает, что по меньшей мере часть направляющих устройств размещена внутри продольного корпуса средней конструкции.
Другой дополнительный вариант предусматривает, что по меньшей мере у части направляющих устройств нижний по потоку участок рельс или ползунов имеет консольное расположение в области хвостовой секции гондолы.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления гондола представляет собой гондолу фюзеляжа летательного аппарата.
Предпочтительно гондола предназначена для крепления к по существу горизонтальному пилону крепления.
Сущность изобретения станет более понятной из последующего подробного описания с приложением сопроводительных чертежей, на которых:
фиг.1 - схематическое аксонометрическое изображение заявляемой гондолы;
фиг.2 - изображение, соответствующее гондоле с фиг.1, оснащенной рельсами согласно изобретению;
фиг.3 - изображение гондолы с фиг.1 с подвижной конструкцией в открытом положении;
фиг.4 - изображение отдельно взятой подвижной конструкции;
фиг.5 - вид в разрезе гондолы с фиг.1, снабженной ограничителем деформаций.
Изображенная на фиг.1 заявляемая гондола 1 представляет собой трубчатый кожух турбореактивного двигателя 100, обеспечивающий направленную подачу воздушных потоков, создаваемых двигателем, образуя внутренние и внешние аэродинамические обводы, необходимые для достижения оптимальных эксплуатационных показателей.
В частности, гондола с фиг.1 предназначена для оснащения летательного аппарата административного или туристического типа. Двигательные установки летательных аппаратов указанных типов обычно закреплены на уровне фюзеляжа с помощью по существу горизонтального пилона 2 крепления.
В общем случае конструкция гондолы 1 содержит переднюю секцию, образующую воздухозаборник 4, среднюю секцию 5, охватывающую вентилятор и корпус компрессора (не показаны) турбореактивного двигателя, и хвостовую секцию 6, выполненную с возможностью размещения в ней системы реверса тяги.
Воздухозаборник 4 конструктивно разделен на две зоны: входную кромку 4а, выполненную таким образом, чтобы обеспечивать оптимальный захват и направление к турбореактивному двигателю 100 воздуха, необходимого для работы вентилятора и внутренних компрессоров турбореактивного двигателя, и расположенную ниже по потоку конструкцию 4b, которая содержит внешнюю панель 40 и внутреннюю панель 41, и на которой закреплена входная кромка 4а.
В заявляемой гондоле 1 входная кромка 4а воздухозаборника объединена с внешней панелью 40 с образованием единой сдвижной детали. При этом внутренняя панель закреплена выше по потоку от кожуха вентилятора.
Очевидно, что варианты осуществления гондолы не ограничиваются описываемым примером. В частности, одним из вариантов осуществления предусмотрена возможность того, что единая сдвижная деталь охватывает по меньшей мере участок внешней панели средней части 5 или даже внешнюю панель до хвостовой секции 6. Другим вариантом предусмотрена возможность того, что внутренняя панель 41 не является неподвижной и объединена с указанной сдвижной конструкцией.
Следует отметить, что на внешней панели подвижной конструкции имеется вырез 10, охватывающий пилон 2 крепления при нахождении указанной сдвижной конструкции в закрытом положении, при этом обеспечена возможность помещения в указанный вырез передней части указанного пилона. Поскольку указанный вырез образует область соединения с пилоном 2 крепления, его можно снабдить кольцевыми уплотнительными прокладками 20.
Область соединения прокладки 20 с пилоном 2 крепления предпочтительно выполнить с покатостью, обеспечивающей восстановление прокладки после деформаций, возникающих при выполнении действий по открыванию и закрыванию конструкции подвижного капота.
Подвижная конструкция установлена с возможностью сдвига на направляющих устройствах, в частности, на двух системах с рельсами 15 и ползунами 16, расположенных по обе стороны от пилона 2 крепления по возможности максимально близко к области соединения с указанным пилоном 2 крепления.
Рельсы 15 жестко соединены с пилоном 2 крепления или, при необходимости, с кожухом вентилятора, при этом ползуны 16 жестко соединены с подвижной конструкцией. Разумеется, возможен также вариант с обратным расположением элементов.
В частности, рельсы 15 прикреплены к пилону 2 крепления с помощью расположенной ниже по потоку металлической детали 34 и расположенной выше по потоку металлической детали 33, выполненных с возможностью входа и закрепления в пилоне 2 крепления.
Тем самым системы с рельсами 15 и ползунами 16 обеспечивают улучшение противодействия нагрузкам и передачи нагрузок пилоном 2 крепления, и в значительной мере ограничивают деформации конструкции, в частности, при возникновении избыточного внутреннего давления в результате, например, разрыва трубопровода.
При этом выше по потоку на обоих рельсах 15 имеется участок с консольным расположением относительно пилона 2 крепления и, соответственно, не опирающийся непосредственно на указанный пилон.
Для решения указанной проблемы и повышения прочности рельсов 15 при нахождении подвижного капота 4 в положении техобслуживания, расположенный выше по потоку не опорный участок каждого рельса 15 соединен с пилоном 2 крепления соединительной штангой 17, прикрепленной к передней металлической детали 33.
Кроме этого, для обеспечения постоянства расстояния между рельсами 15 на указанном расположенном выше по потоку не опорном участке, концы рельсов 15, расположенные выше по потоку, соединены друг с другом металлической деталью 38, которая и обеспечивает постоянство указанного расстояния.
Как показано на фиг.5, в конструкции предусмотрено наличие ограничителя 50 деформаций.
Ограничитель 50 деформаций расположен по существу напротив пилона 2 крепления и содержит одинарную металлическую деталь 51, закрепленную на неподвижной конструкции, в частности, на внутренней панели 41, и раздвоенную металлическую деталь 52, закрепленную в подвижной конструкции, имеющей возможность сдвига, так, чтобы одинарная металлическая деталь 51 входила в раздвоенную металлическую деталь 52. При этом предусмотрено наличие зазора J, обеспечивающего отсутствие контакта между одинарной металлической деталью и раздвоенной металлической деталью при нахождении сдвижной конструкции в закрытом положении. Предусмотрен также вариант с противоположным расположением элементов, то есть с металлической деталью 51, установленной на подвижной конструкции капота, и металлической деталью 52 установленной на неподвижной конструкции.
Дополнительно ограничитель деформаций 50 выполняет функцию средства центрирования.
В открытом положении, под действием, например ветра, или в результате другого воздействия, одинарная металлическая деталь 51 будет опираться на двойную металлическую деталь 52, обеспечивая тем самым противодействие нагрузкам.
Несмотря на то, что для описания настоящего изобретения использован конкретный вариант осуществления, следует понимать, что настоящее изобретение ни в коей мере не ограничивается одним описанным вариантом осуществления и охватывает все технические решения, аналогичные описанным выше, а также их комбинации, не выходящие за рамки объема настоящего изобретения.