СИСТЕМА УПЛОТНЕНИЙ ДЛЯ ПРОМЕЖУТКОВ С ИЗМЕНЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ В СИСТЕМАХ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
SEAL SYSTEM FOR GAPS WITH VARIABLE GEOMETRY IN AIRCRAFT SYSTEMS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[001] Настоящее изобретение в целом относится к уплотнению промежутков и, более конкретно, к устройству и способу уплотнения промежутков в системах летательного аппаратов, в которых промежутки имеют изменяемые геометрические конфигурации.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[002] Часто компоненты в выхлопной системе летательного аппарата расположены относительно друг друга таким образом, что между этими компонентами имеются промежутки. Но при определенных условиях во время полета выхлоп может протекать через эти промежутки. В некоторых случаях утечка выхлопа через эти промежутки может оказать влияние на аэродинамические характеристики. Таким образом, может быть желательным уменьшение утечки выхлопа через промежутки с точностью до выбранных допусков.
[003] Однако в некоторых выхлопных системах промежутки могут изменять размер во время полета. Например, выхлопная система системы реактивного двигателя может включать в себя створки, которые движутся относительно поверхности впускного отверстия, сопла или другой закрепленной конструкции выхлопной системы во время эксплуатации системы реактивного двигателя. Промежутки могут быть образованы между створками и поверхностью указанной закрепленной конструкции для предотвращения контакта между поверхностями и обеспечения возможности относительного движения. Однако эти промежутки могут изменять размер во время полета вследствие перемещения створок, режимов полета, местной температуры, местного давления или сочетания указанного. Например, конкретный промежуток между створкой и поверхностью закрепленной конструкции может расширяться или сужаться при перемещении створки относительно указанной поверхности или изменении температуры внутри выхлопной системы. Уплотнение промежутка этого типа с использованием уплотнения, которое имеет достаточный ресурс прочности и износостойкость, а также способно учитывать изменения размера промежутка, может быть сложной задачей.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[004] В одном приводимом в качестве примера варианте реализации устройство содержит корпус, уплотнение и устройство накопления энергии. Корпус соединен с конструкцией в выхлопной системе летательного аппарата. Указанная конструкция размещена относительно поверхности внутри выхлопной системы таким образом, что между поверхностью и конструкцией имеется промежуток. Уплотнение имеет конец, размещенный в контакте с поверхностью для уменьшения потока выхлопа через промежуток и соединенный с корпусом таким образом, что по меньшей мере часть уплотнения проходит внутри корпуса. Устройство накопления энергии соединено с корпусом и введено во взаимодействие с уплотнением таким образом, что устройство накопления энергии обеспечивает возможность поступательного перемещения уплотнения в первом направлении относительно корпуса, когда промежуток увеличивается, и во втором направлении, противоположном первому направлению, относительно корпуса, когда промежуток уменьшается, таким образом, что уплотнение продолжает уменьшать поток выхлопа через промежуток при изменении размера промежутка.
[005] Еще в одном приводимом в качестве примера варианте реализации летательный аппарат содержит корпус, множество уплотнений и множество устройств накопления энергии. Корпус соединен с конструкцией в выхлопной системе летательного аппарата. Указанная конструкция размещена относительно поверхности двигательной системы таким образом, что между поверхностью и конструкцией имеется промежуток. Уплотнения расположены в выбранной конфигурации, с тем чтобы создавать извилистый путь прохождения потока через промежуток. Каждое из уплотнений имеет конец, размещенный в контакте с поверхностью для уменьшения потока выхлопа через промежуток. Каждое из устройств накопления энергии соединено с корпусом и введено во взаимодействие с соответствующим уплотнением из уплотнений с обеспечением возможности поступательного перемещения соответствующего уплотнения в первом направлении относительно корпуса, когда промежуток увеличивается, и во втором направлении, противоположном первому направлению, относительно корпуса, когда промежуток уменьшается, таким образом, что уплотнения продолжают уменьшать поток выхлопа через промежуток при изменении размера промежутка.
[006] Еще в одном приводимом в качестве примера варианте реализации обеспечен способ. Уплотнение размещено относительно корпуса, который соединен с конструкцией в выхлопной системе летательного аппарата, таким образом, что конец уплотнения размещен в контакте с поверхностью выхлопной системы для уменьшения потока выхлопа через промежуток между поверхностью и указанной конструкцией. Уплотнение нагружают с использованием устройства накопления энергии, соединенного с корпусом и введенного во взаимодействие с уплотнением с обеспечением возможности поступательного перемещения уплотнения в первом направлении относительно корпуса, когда промежуток увеличивается, и во втором направлении, противоположном первому направлению, относительно корпуса, когда промежуток уменьшается, таким образом, что уплотнение продолжает уменьшать поток выхлопа через промежуток при изменении размера промежутка.
[007] Указанные признаки и функции могут быть реализованы независимо в различных вариантах реализации настоящего изобретения или могут быть скомбинированы с получением других вариантов реализации изобретения, дополнительные подробности которых могут быть очевидными при обращении к последующему описанию и чертежам.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[008] Признаки иллюстративных вариантов реализации изобретения, обеспечивающие новизну по сравнению с уровнем техники, изложены в прилагаемой формуле изобретения. При этом иллюстративные варианты реализации изобретения, а также предпочтительный режим их применения, дополнительные цели и признаки будут лучше поняты из следующего подробного описания иллюстративного варианта реализации раскрытия настоящего изобретения при рассмотрении вместе с сопровождающими чертежами, на которых:
[009] На ФИГ. 1 приведена иллюстрация выхлопной системы для летательного аппарата с верхними створками и нижними створками в первой конфигурации в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации.
[0010] На ФИГ. 2 приведена иллюстрация выхлопной системы по ФИГ. 1 с верхними створками и нижними створками во второй конфигурации в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации.
[0011] На ФИГ. 3 приведена структурная схема выхлопной системы для летательного аппарата в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации.
[0012] На ФИГ. 4 приведена иллюстрация перспективного вида с разрезом, выполненным по линии 4-4 на ФИГ. 1, системы уплотнений, используемой для уплотнения промежутка между конструкцией и поверхностью, в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации.
[0013] На ФИГ. 5 приведена иллюстрация вида сбоку системы уплотнений по ФИГ. 5 в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации.
[0014] на ФИГ. 6 приведена иллюстрация перспективного вида с разрезом, выполненным по линии 6-6 по ФИГ. 1, системы уплотнений, которая может быть использована для уплотнения промежутка между конструкцией и поверхностью, в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации.
[0015] На ФИГ. 7 приведена иллюстрация еще одного выполнения системы уплотнений по ФИГ. 6 в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации.
[0016] На ФИГ. 8 приведена блок-схема процесса уплотнения промежутка между поверхностью и конструкцией в выхлопной системе летательного аппарата с использованием уплотнения в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации.
[0017] На ФИГ. 9 приведена блок-схема процесса поджатая уплотнения и поступательного перемещения уплотнения при изменениях геометрической конфигурации промежутка, уплотненного указанным уплотнением, в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации.
[0018] На ФИГ. 10 приведена блок-схема процесса уплотнения промежутка между поверхностью и конструкцией в выхлопной системе летательного аппарата с использованием множества уплотнений, нагружаемых с использованием по меньшей мере одного из следующего: пружины, камеры для сжатого воздуха или рычажной системы, в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации.
[0019] На ФИГ. 11 приведена иллюстрация перспективного вида летательного аппарата, имеющего системы летательного аппарата с одним или более промежутками, имеющими изменяемые геометрические конфигурации, в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0020] Приводимые в качестве примера варианты реализации, описанные ниже, предоставляют различные способы и связанные с ними устройства для уплотнения промежутков, имеющих геометрические конфигурации, которые могут меняться со временем. Геометрическая конфигурация промежутка может включать в себя форму промежутка, размер промежутка, геометрический признак какого-либо другого типа для промежутка или сочетание указанного. Различные системы уплотнений, описанные приводимыми в качестве примера вариантами реализации, могут быть выполнены с возможностью уплотнения промежутка с изменяемой геометрической конфигурацией, а также иметь достаточный ресурс прочности и износостойкость.
[0021] Со ссылкой на чертежи, на ФИГ. 1 приведена иллюстрация выхлопной системы для летательного аппарата с верхними створками и нижними створками в первой конфигурации в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации. В этом иллюстративном примере выхлопная система 100 представляет собой часть двигательной системы летательного аппарата. Более конкретно, выхлопная система 100 выполнена в виде выхлопной системы 102 реактивного двигателя. Однако в некоторых примерах выхлопная система 100 может быть выхлопной системой какого-либо другого типа в двигательной системе летательного аппарата или может быть выхлопной системой в двигательной системе транспортного средства какого-либо другого типа. В других примерах выхлопная система 100 может быть выполнена отдельно от двигательной системы летательного аппарата или транспортного средства.
[0022] Выхлопная система 100 включает в себя внутреннюю поверхность 104, верхние створки 106 и нижние створки 108. Верхние створки 106 размещены относительно внутренней поверхности 104 таким образом, что между верхними створками 106 и внутренней поверхностью 104 имеется промежуток 110. Кроме того, нижние створки 108 размещены относительно внутренней поверхности 104 таким образом, что между нижними створками 108 и внутренней поверхностью 104 имеется промежуток 112.
[0023] Выхлопная система 100 также включает в себя систему 114 уплотнений и систему 116 уплотнений. Система 114 уплотнений используется для уменьшения потока текучей среды через промежуток 110. Система 116 уплотнений используется для уменьшения потока текучей среды через промежуток 112. Текучая среда, как использовано в настоящем документе, может включать в себя одну или более жидкостей, один или более газов или сочетание указанного. Выхлоп может представлять собой текучую среду одного типа. В одном приводимом в качестве примера варианте реализации систему 114 уплотнений и систему 116 уплотнений используют для уменьшения потока выхлопа через промежуток 110 и промежуток 112, соответственно. Уменьшение потока выхлопа через промежуток 110 и промежуток 112 может уменьшить ухудшение аэродинамических характеристик и способствовать уменьшению нежелательных колебаний температуры в одном или более материалах или компонентах выхлопной системы 100.
[0024] Геометрическая конфигурация промежутка 110 и промежутка 112 могут изменять размер во время полета вследствие ряда различных факторов. Например, промежуток 110 и промежуток 112 могут изменять размер во время полета в ответ по меньшей мере на одно из следующего: перемещение верхних створок 406 и нижних створок 108 во время полета, режим полета летательного аппарата, температуру внутри выхлопной системы 100 или давление внутри выхлопной системы 100.
[0025] В одном приводимом в качестве примера варианте реализации, как изображено на ФИГ. 1, верхние створки 106 и нижние створки 108 находятся в первой конфигурации 118. Однако во время работы выхлопной системы 100 верхние створки 106, нижние створки 108 или те и другие могут перемещаться, чтобы поместить верхние створки 106 и нижние створки 108 в другую конфигурацию относительно внутренней поверхности 104. Перемещение верхних створок 106, нижних створок 108 или тех и других относительно внутренней поверхности 104 может вызывать изменение промежутка 110, промежутка 112 или того и другого, соответственно. В качестве одного иллюстративного примера, во время полета, поворот верхних створок 106 может вызывать изменение геометрической конфигурации промежутка 110. Например, поворот верхних створок 106 может вызывать изменение размера промежутка 110. Более конкретно, промежуток 110 может расширяться или сужаться, когда верхние створки 106 выполняют поворот относительно внутренней поверхности 104. Схожим образом, во время полета, поворот нижних створок 108 может вызывать изменение геометрической конфигурации промежутка 112. Например, поворот нижних створок 108 может вызывать изменение размера промежутка 112. Более конкретно, промежуток 112 может расширяться или сужаться, когда верхние створки 106 выполняют поворот относительно внутренней поверхности 104.
[0026] Система 114 уплотнений содержит уплотнения (на этом виде не показано), которые осуществляют поступательное перемещение по меньшей мере в двух направлениях с уменьшением потока выхлопа через промежуток 110 при изменении размера промежутка 110. Схожим образом, система 116 уплотнений содержит уплотнения (на этом виде не показано), которые осуществляют поступательное перемещение по меньшей мере в двух направлениях с уменьшением потока выхлопа через промежуток 112 при изменении размера промежутка 112. В некоторых приводимых в качестве примера вариантах реализации уменьшение потока выхлопа через промежуток, такой как промежуток 110 или промежуток 112, включает в себя уменьшение потока выхлопа с точностью до выбранных допусков или ниже выбранного порогового значения. В других приводимых в качестве примера вариантах реализации уменьшение потока выхлопа через промежуток, такой как промежуток 110 или промежуток 112, включает в себя по существу предотвращение прохождения потока выхлопа через промежуток.
[0027] На ФИГ. 2 приведена иллюстрация выхлопной системы 100 по ФИГ. 1 с верхними створками 106 и нижними створками 108 во второй конфигурации в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации. В частности, верхние створки 106 и нижние створки 108 выполнили поворот из первой конфигурации 118 по ФИГ. 1 во вторую конфигурацию 200.
[0028] Это поворот верхних створок 106 и нижних створок 108 вызывает изменение геометрической конфигурации промежутка 110 и промежутка 112, соответственно. Например, промежуток 110 и промежуток 112 могут быть шире с верхними створками 106 и нижними створками 108 во второй конфигурации 200 по сравнению с тем, когда верхние створки 106 и нижние створки 108 находятся в первой конфигурации 118. Система 114 уплотнений и система 116 уплотнений обеспечивают возможность уменьшения потока выхлопа через промежуток 110 и промежуток 112, соответственно, независимо от того, находятся верхние створки 106 и нижние створки 108, соответственно, в первой конфигурации 118, второй конфигурации 200 или какой-либо другой конфигурации. Иными словами, система 114 уплотнений и система 116 уплотнений компенсируют изменение размера промежутка 110 и промежутка 112, соответственно, с уменьшением таким образом потока выхлопа через эти промежутки независимо от изменения размеров этих промежутков.
[0029] Со ссылкой на ФИГ. 3 изображена структурная схема выхлопной системы для летательного аппарата в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации. Выхлопная система 300 может представлять собой часть двигательной системы 302 летательного аппарата 304. В некоторых примерах двигательная система 302 является системой реактивного двигателя. Выхлопная система 100, описанная на ФИГ. 1 и 2, представляет собой пример одного варианта осуществления выхлопной системы 300 по ФИГ. 3.
[0030] Выхлопная система 300 включает в себя поверхность 306 и конструкцию 308. В одном или более приводимых в качестве примера вариантах реализации поверхность 306 может представлять собой внутреннюю поверхность корпуса, впускного отверстия, сопла или другой закрепленной конструкции выхлопной системы 300. В других вариантах реализации поверхность 306 может представлять собой внешнюю поверхность компонента внутри выхлопной системы 300, которая обращена к внутренней части выхлопной системы 300.
[0031] Конструкция 308 может иметь различные формы. Например, конструкция 308 может быть любым компонентом внутри выхлопной системы 300, который размещен относительно поверхности 306 и который выполнен подвижным относительно поверхности 306. В одном приводимом в качестве примера варианте реализации конструкция 308 включает в себя одну или более створок. Например, каждая из верхних створок 106 и каждая из нижних створок 108, описанных на ФИГ. 1 и 2, может представлять собой пример одного варианта осуществления конструкции 308.
[0032] Конструкция 308 размещена относительно поверхности 306 таким образом, что между конструкцией 308 и поверхностью 306 образован промежуток 310. Более конкретно, промежуток 310 может быть образован объемом пространства, расположенного между внешней поверхностью 311 конструкции 308 и поверхностью 306. Каждый из промежутка 110 и промежутка 112 на ФИГ. 1 представляет собой пример одного варианта осуществления промежутка 310 на ФИГ. 3. Система 312 уплотнений используется для уменьшения потока текучей среды через промежуток 310. Текучая среда может включать в себя выхлоп 314.
[0033] Как показано на ФИГ. 3, система 312 уплотнений включает в себя корпус 316, по меньшей мере одно уплотнение 318, соединенное с корпусом 316, и по меньшей мере одно устройство 320 накопления энергии, соединенное с корпусом 316. Корпус 316 соединен с конструкцией 308 таким образом, что корпус 316 размещен относительно поверхности 306. Как использовано в настоящем документе, первый компонент может быть "соединен со" вторым компонентом посредством прямого или опосредованного соединения со вторым компонентом или его выполнения в виде части второго компонента. Например, корпус 316 может быть соединен с конструкцией 308 посредством его выполнения в виде отдельного компонента, который прикреплен к конструкции 308, скреплен с ней, закреплен на ней, приклеен к ней, приварен к ней или иным образом соединен с конструкцией 308. В некоторых примерах корпус 316 может рассматриваться как соединенный с конструкцией 308 посредством его определения как части конструкции 308.
[0034] В одном приводимом в качестве примера варианте реализации корпус 316 соединен с конструкцией 308 таким образом, что внешняя поверхность 321 корпуса 316 выполнена по существу на одном уровне с внешней поверхностью 311 конструкции 308. В других приводимых в качестве примера вариантах реализации внешняя поверхность 321 корпуса 316 может проходить за пределы внешней поверхности 311 конструкции 308 в направлении к поверхности 306. В других приводимых в качестве примера вариантах реализации внешняя поверхность 321 корпуса 316 может не проходить за пределы внешней поверхности 311 конструкции 308.
[0035] Уплотнение 318 системы 312 уплотнений имеет первый конец 322 и второй конец 324, который является противоположным первому концу 322. В одном иллюстративном примере уплотнение 318 имеет цилиндрическую форму с центральной осью 326. В одном или более вариантах реализации цилиндрическая форма уплотнения 318 между первым концом 322 и вторым концом 324 может быть образована фиксированным диаметром вдоль длины центральной оси 326. В других вариантах реализации уплотнение 318 может включать в себя различные секции, каждая из которых имеет цилиндрическую форму с отличающимся диаметром, при этом все эти различные секции выровнены вдоль центральной оси 326.
[0036] Первый конец 322 уплотнения 318 размещен в контакте с поверхностью 306. Первый конец 322 может быть размещен в контакте с поверхностью 306 таким образом, что центральная ось 326 уплотнения 318 лежит по существу перпендикулярно части поверхности 306, находящейся в контакте с первым концом 322. В одном приводимом в качестве примера варианте реализации первый конец 322 является по существу плоским. Первый конец 322 может иметь скошенную кромку, которая частично проходит вокруг первого конца 322 или полностью проходит по окружности вокруг первого конца 322. В некоторых случаях первый конец 322 может иметь скругленную кромку, которая проходит по окружности вокруг первого конца 322. В других приводимых в качестве примера вариантах реализации первый конец 322 имеет криволинейную форму.
[0037] Уплотнение 318 соединено с корпусом 316 таким образом, что по меньшей мере часть уплотнения 318 проходит внутри корпуса 316. В частности, уплотнение 318 может проходить от поверхности 306, через промежуток 310 и в корпус 316. В одном приводимом в качестве примера варианте реализации уплотнение 318 может проходить через корпус 316 и из корпуса 316 через отверстие 328 в корпусе 316. Кроме того, уплотнение 318 соединено с корпусом 316 таким образом, что обеспечена возможность относительного перемещения между уплотнением 318 и корпусом 316.
[0038] Уплотнение 318 может состоять из ряда различных материалов. В одном приводимом в качестве примера варианте реализации уплотнение 318 может состоять из одного или более материалов, которые позволяют уплотнению 318 выдерживать высокие температуры, испытываемые внутри выхлопной системы 300. Например, без ограничения, уплотнение 318 может состоять по меньшей мере из одного из следующего: металлического сплава, керамики или материала какого-либо другого типа, способного выдерживать температуры выше примерно 1200 градусов по Фаренгейту (649°C).
[0039] Во время работы летательного аппарата 304 геометрическая конфигурация промежутка 310 может изменяться. Соответственно, промежуток 310 также может быть назван промежутком с изменяемой геометрией. Например, во время работы выхлопной системы 300 летательного аппарата 304 конструкция 308 может перемещаться относительно поверхности 306. Это перемещение может вызывать изменение геометрической конфигурации промежутка 310. Например, перемещение конструкции 308 относительно поверхности 306 может вызывать изменение промежутка 310 с расширением, сужением или каким-либо иным изменением. Кроме того, геометрическая конфигурация промежутка 310 может изменяться во время полета в ответ по меньшей мере на одно из следующего: режим полета летательного аппарата 304, температуру внутри выхлопной системы 300, давление внутри выхлопной системы 300 или какой-либо другой фактор, обусловленный полетом.
[0040] Система 312 уплотнений используется для уменьшения потока выхлопа 314 через промежуток 310 и выполнена с возможностью компенсирования изменений геометрической конфигурации промежутка 310. Более конкретно, система 312 уплотнений может быть использована для уменьшения потока выхлопа 314 через промежуток 310, независимо от направления, в котором конструкция 308 перемещается относительно поверхности 306, и независимо от какого-либо изменения геометрической конфигурации промежутка 310 при перемещении конструкции 308 относительно поверхности 306. Соответственно, система 312 уплотнений может быть упомянута как всенаправленная система уплотнений.
[0041] По меньшей мере одно устройство 320 накопления энергии введено во взаимодействие с уплотнением 318 с обеспечением возможности относительного перемещения между уплотнением 318 и корпусом 316. Например, без ограничения, устройство 320 накопления энергии может быть соединено с корпусом 316 и введено во взаимодействие с уплотнением 318 с обеспечением возможности поступательного перемещения 318 в направлении, по существу параллельном центральной оси 326, относительно корпуса 316. Иными словами, устройство 320 накопления энергии может быть соединено с корпусом 316 и введено во взаимодействие с уплотнением 318 с корпусом 316 для поступательного перемещения в направлении, по существу параллельном центральной оси 326, относительно уплотнения 318. В зависимости от выполнения устройство 320 накопления энергии может включать в себя по меньшей мере одно из следующего: пружину 330, камеру 332 для сжатого воздуха, рычажную систему 334, устройство накопления энергии какого-либо другого типа или сочетание указанного.
[0042] В одном приводимом в качестве примера варианте реализации устройство 320 накопления энергии включает в себя по меньшей мере одну пружину 330, которая нагружает уплотнение 318. Пружина 330 может быть, например, пружиной сжатия. Пружина 330 может быть прикреплена к корпусу 316 и введена во взаимодействие с уплотнением 318 таким образом, что пружина 330 прикладывает усилие к секции 335 уплотнения 318. Нагружение секции 335 уплотнения 318 обеспечивает по существу сохранение контакта первого конца 322 уплотнения 318 с поверхностью 306. В некоторых примерах секция 335 уплотнения 318 может представлять собой концевую часть уплотнения 318, размещенного на втором конце 324 уплотнения 318. В некоторых примерах секция 335 может представлять собой среднюю часть уплотнения 318.
[0043] Перемещение конструкции 308 к поверхности 306 может вызывать сужение промежутка 310 (или уменьшение размера). Кроме того, перемещение конструкции 308 к поверхности 306 вызывает перемещение корпуса 316, который соединен с конструкцией 308, к поверхности 306. Перемещение корпуса 316 к поверхности 306 вызывает сжатие пружины 330, которая соединена с корпусом 316, и сохранение ею энергии. Сжатие пружины 330 также приводит к нагружению секции 335 уплотнения 318, обеспечивая по существу сохранение контакта первого конца 322 уплотнения 318 с поверхностью 306, когда корпус 316 осуществляет поступательное перемещение вдоль центральной оси 326 к поверхности 306, относительно уплотнения 318.
[0044] Перемещение конструкции 308 от поверхности 306 может вызывать расширение промежутка 310 (или увеличение размера). Кроме того, перемещение конструкции 308 от поверхности 306 вызывает перемещение корпуса 316, который соединен с конструкцией 308, от поверхности 306. Перемещение корпуса 316 от поверхности 306 вызывает удлинение пружины 330, которая соединена с корпусом 316. Однако нагружение секции 335 уплотнения 318 пружиной 330 обеспечивает по существу сохранение контакта первого конца 322 уплотнения 318 с поверхностью 306, когда корпус 316 осуществляет поступательное перемещение вдоль центральной оси 326 от поверхности 306, относительно уплотнения 318.
[0045] Таким образом, пружина 330 может непрерывно нагружать уплотнение 318 с обеспечением возможности относительного движения между корпусом 316 и уплотнением 318 относительно центральной оси 326. Когда промежуток 310 уменьшается, пружина 330 сжимается с обеспечением таким образом возможности поступательного перемещения уплотнения корпуса 316 в первом направлении, по существу параллельном центральной оси 326, относительно уплотнения 318. Кроме того, когда промежуток 310 увеличивается, пружина 330 удлиняется, корпус 316 осуществляет поступательное перемещение во втором направлении, противоположном первому направлению, относительно уплотнения 318. Таким образом, пружина 330 обеспечивает то, что уплотнение 318 продолжает уменьшать поток выхлопа 314 через промежуток 310 даже при изменении размера промежутка 310.
[0046] Еще в одном приводимом в качестве примера варианте реализации устройство 320 накопления энергии выполнено в виде камеры 332 для сжатого воздуха. Второй конец 324 уплотнения 318 может быть расположен внутри камеры 332 для сжатого воздуха. Сжатый воздух внутри камеры для сжатого воздуха взаимодействует с уплотнением 318 для нагружения или поджатия уплотнения 318 в направлении к поверхности 306. В частности, сжатый воздух может непрерывно нагружать или поджимать уплотнение 318 в направлении к поверхности 306.
[0047] Когда промежуток 310 уменьшается, камера 332 для сжатого воздуха обеспечивает возможность поступательного перемещения корпуса 316 в первом направлении, по существу параллельном центральной оси 326, относительно уплотнения 318 таким образом, что давление воздуха, содержащегося внутри камеры 332 для сжатого воздуха, увеличивается. Когда промежуток 310 увеличивается, камера 332 для сжатого воздуха обеспечивает возможность поступательного перемещения корпуса 316 во втором направлении, противоположном первому направлению, относительно уплотнения 318 таким образом, что давление воздуха, содержащегося внутри камеры 332 для сжатого воздуха, уменьшается.
[0048] Еще в одном приводимом в качестве примера варианте реализации устройство 320 накопления энергии выполнено в виде рычажной системы 334. Рычажная система 334 может быть использована для нагружения или поджатия уплотнения 318 в направлении к поверхности 306. Рычажная система 334, которая может функционировать наподобие ласты, может быть гибкой для обеспечения возможности относительного перемещения между уплотнением 318 и корпусом 316. В некоторых примерах рычажная система 334 может включать в себя рычаг, соединенный с устройством накопления энергии, таким как пружина, для обеспечения возможности поджатия уплотнения 318 рычажной системой 334.
[0049] Таким образом, устройство 320 накопления энергии может быть выполнено рядом различных способов. Некоторые из этих приводимых в качестве примера вариантов реализации более подробно описаны ниже на ФИГ. 4-7.
[0050] Структурная схема выхлопной системы 300 по ФИГ. 3 не подразумевает наложения физических или архитектурных ограничений на способ, которым может быть реализован приводимый в качестве примера вариант реализации изобретения. Могут быть использованы другие компоненты вместо показанных или вместе с ними. Некоторые компоненты могут быть необязательными. Кроме того, указанные блоки показаны для иллюстрации некоторых функциональных компонентов. Один или более из этих блоков могут быть скомбинированы, разделены или скомбинированы и разделены на другие блоки при реализации в иллюстративном варианте реализации изобретения.
[0051] В других приводимых в качестве примера вариантах реализации выхлопная система 300 может быть выполнена отдельно от двигательной системы 302. В других приводимых в качестве примера вариантах реализации выхлопная система 300 может представлять собой часть транспортного средства отличного от летательного аппарата 304. Транспортное средство может представлять собой, например, без ограничения, наземное транспортное средство, водное транспортное средство, космическое транспортное средство или транспортное средство какого-либо другого типа. В других приводимых в качестве примера вариантах реализации выхлопная система 300 может представлять собой часть системы или платформы какого-либо другого типа.
[0052] На ФИГ. 4 приведена иллюстрация перспективного вида с разрезом, выполненным по линии 4-4 на ФИГ. 1, системы уплотнений, используемой для уплотнения промежутка между конструкцией и поверхностью выхлопной системы 100 по ФИГ. 1, в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации. Система 400 уплотнений используется для уплотнения промежутка 402 между поверхностью 404 и конструкцией 406. Система 400 уплотнений, промежуток 402, поверхность 404 и конструкция 406 могут представлять собой примеры выполнения системы 312 уплотнений, промежутка 310, поверхности 306 и конструкции 308, соответственно, по ФИГ. 3.
[0053] Система 400 уплотнений включает в себя корпус 408, множество уплотнений 410 и множество пружин 412. Корпус 408 может представлять собой пример одного варианта осуществления корпуса 316 по ФИГ. 3. Кроме того, каждое из уплотнений 410 и каждая из пружин 412 может представлять собой пример одного варианта выполнения уплотнения 318 и устройства 320 накопления энергии, соответственно, по ФИГ. 3.
[0054] В этом приводимом в качестве примера варианте реализации корпус 408 выполнен в виде части конструкции 406. В других приводимых в качестве примера вариантах реализации корпус 408 может быть соединен с конструкцией 406 каким-либо иным образом. Как показано, корпус 408 включает в себя первый конец 414, второй конец 416 и стенку 418, расположенную между первым концом 414 и вторым концом 416. Корпус 408 также включает в себя внешнюю поверхность 420 на первом конце 414. Внешняя поверхность 420 корпуса 408 представляет собой часть внешней поверхности конструкции 406 в этом приводимом в качестве примера варианте реализации.
[0055] Корпус 408 также включает в себя отверстие 421 на первом конце 414, множество отверстий 422 в стенке 418 и множество отверстий 423 на втором конце 416. Отверстие 421 на первом конце 414 проходит от первого конца 414 к стенке 418 корпуса 408. Отверстия 422 в стенке 418 и отверстия 423 на втором конце 416 корпуса 408 имеют форму и размер, обеспечивающие возможность приема уплотнений 410.
[0056] Как показано, каждое из уплотнений 410 имеет цилиндрическую форму и проходит от поверхности 404, через промежуток 402 и в корпус 408. Уплотнение 424 представляет собой пример одного из уплотнений 410. Уплотнение 424 имеет первый конец 426 и второй конец 428 с множеством секций между первым концом 426 и вторым концом 428. Первый конец 426 размещен в контакте с поверхностью 404. В одном приводимом в качестве примера варианте реализации уплотнение 424 включает в себя первую секцию 430, вторую секцию 432, третью секцию 434 и четвертую секцию 436, каждая из которых имеет цилиндрическую форму, выровненную вдоль одной и той же центральной оси 437.
[0057] Первая секция 430 проходит от поверхности 404, через промежуток 402 и в корпус 408 через отверстие 421 корпуса 408. Вторая секция 432 проходит от первой секции 430 в соответствующее отверстие 438 из отверстий 422 в стенке 418. Вторая секция 432 имеет меньший диаметр, чем первая секция 430. Третья секция 434 проходит от стенки 418 в направлении второго конца 416 корпуса 408. Третья секция 434 имеет больший диаметр, чем вторая секция 432 и соответствующее отверстие 438. Таким образом, третья секция 434 ограничивает движение уплотнения 318 в первом направлении 440 вдоль центральной оси 437. Четвертая секция 436 проходит от третьей секции 434 в направлении второго конца 416 корпуса 408 и входит в соответствующее отверстие 442 из отверстий 423 на втором конце 416 корпуса 408. Четвертая секция 436 может быть выполнена с возможностью поступательного перемещения вдоль центральной оси 437 относительно корпуса 408. Четвертая секция 436 имеет меньший диаметр, чем третья секция 434.
[0058] Как показано, пружина 444 размещена вокруг четвертой секции 436 уплотнения 424 и введена во взаимодействие с третьей секцией 434 уплотнения 424. Кроме того, пружина 444 соединена с корпусом 408. Пружина 444 представляет собой пример одной из пружин 412. Пружина 444 поджимает уплотнение 424 в первом направлении 440 к поверхности 404 с обеспечением при этом также возможности относительного движения между корпусом 408 и уплотнением 424. Таким образом, при изменении размера промежутка 402 пружина 444 обеспечивает по существу сохранение контакта первого конца 426 уплотнения 424 с поверхностью 404 с уменьшением таким образом потока текучей среды через промежуток 402.
[0059] Например, перемещение конструкции 406 относительно поверхности 404 может вызывать изменение размера промежутка 402. В одном примере перемещение конструкции 406 может приводить к сужению промежутка 402. Когда промежуток 402 сужается, пружина 444 сжимается с обеспечением возможности поступательного перемещения корпуса 408 в первом направлении 440 к поверхности 404 относительно уплотнения 424. В частности, уплотнение 424 осуществляет поступательное перемещение во втором направлении 446 таким образом, что более крупная часть первой секции 430 уплотнения 424 входит дальше в корпус 408. Пружина 444 обеспечивает по существу сохранение контакта первого конца 426 уплотнения 424 с поверхностью 404.
[0060] Еще в одном примере перемещение конструкции 406 может вызывать расширение промежутка 402. Когда промежуток 402 расширяется, пружина 444 удлиняется с обеспечением возможности поступательного перемещения корпуса 408 во втором направлении 446 от поверхности 404 относительно уплотнения 424. В частности, уплотнение 424 осуществляет поступательное перемещение в первом направлении 440 таким образом, что менее крупная часть первой секции 430 уплотнения 424 размещена внутри корпуса 408. Пружина 444 обеспечивает по существу сохранение контакта первого конца 426 уплотнения 424 с поверхностью 404.
[0061] Уплотнения 410 расположены с образованием множества рядов 448, с тем чтобы создавать извилистый путь прохождения потока для уменьшения потока текучей среды (например, выхлопа) через промежуток 402. Путь прохождения потока является извилистым, когда он затрудняет или делает невозможным прохождение текучей среды через промежуток по прямому пути. Извилистый путь прохождения потока может включать в себя перекручивания и повороты и может быть сложным по сравнению с по существу прямым путем прохождения потока. Кроме того, в некоторых случаях извилистый путь прохождения потока может вызывать захват текучей среды, поступающей в путь прохождения потока, внутри пути прохождения потока. По мере увеличения количества рядов 448 уплотнений 410 путь прохождения потока, создаваемый уплотнениями 410, становится более извилистым. Кроме того, уплотнения 410 могут быть расположены с плотной упаковкой, с тем чтобы свести к минимуму величину пространства между уплотнениями 410, а также увеличить извилистость пути прохождения потока между уплотнениями 410.
[0062] В одном приводимом в качестве примера варианте реализации каждое из уплотнений 410 имеет один и тот же диаметр на первом конце каждого уплотнения. В других приводимых в качестве примера вариантах реализации эти первые концы могут иметь отличающиеся диаметры. В других приводимых в качестве примера вариантах реализации первые концы первого ряда уплотнений 410 могут иметь один и тот же диаметр, в то время как первые концы второго ряда уплотнений могут иметь одинаковый диаметр, но отличный от первого ряда.
[0063] Каждое из уплотнений 410 может иметь масштабируемую длину для компенсирования размера промежутка 402. В одном приводимом в качестве примера варианте реализации промежуток 402 может изменяться между примерно 0,1 дюйма (2,54 мм) и примерно 0,5 дюйма (12,7 мм). Каждое из уплотнений 410 может иметь длину, которая обеспечивает для каждого уплотнения возможность непрерывного уплотнения промежутка 402, даже когда изменяется размер промежутка 402. В других приводимых в качестве примера вариантах реализации промежуток 402 может изменяться между примерно 0,1 дюйма (2,54 мм) и примерно 2 дюймами (50,8 мм). В других приводимых в качестве примера вариантах реализации промежуток 402 может изменяться между примерно 0,5 дюйма (12,7 мм) и примерно 3 дюймами (763,2 мм).
[0064] На ФИГ. 5 приведена иллюстрация вида сбоку системы 400 уплотнений по ФИГ. 4, в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации. Как показано, первый конец 426 уплотнения 424 является по существу плоским таким образом, что первый конец 426 по существу соответствует поверхности 404, которая также является по существу плоской. Кроме того, первый конец 426 имеет скошенную кромку 500, которая проходит по окружности вокруг первого конца 426 уплотнения 424. Факторы, которые способствуют увеличению ресурса прочности и износостойкости уплотнения 424, включают в себя цилиндрическую форму уплотнения 424, выполнение первого конца 426 по существу плоским и наличие у первого конца 426 скошенной кромки 500.
[0065] В других приводимых в качестве примера вариантах реализации поверхность 404 может быть неплоской, а первому концу 426 уплотнения 424 может быть придана форма, с тем чтобы по существу соответствовать соответствующей части поверхности 404, с которой первый конец 426 должен находиться в контакте. Например, первый конец 426 может иметь криволинейную форму для обеспечения того, чтобы первый конец 426 по существу соответствовал криволинейной части поверхности 404. В некоторых приводимых в качестве примера вариантах реализации уплотнения 410 могут иметь первые концы, которым форма придана (например, они выполнены криволинейными) различными способами, с тем чтобы по существу соответствовать различным соответствующим частям поверхности 404, с которыми первые концы должны находиться в контакте.
[0066] В одном приводимом в качестве примера варианте реализации каждое из уплотнений 410 и каждая из пружин 412 выполнены аналогично уплотнению 424 и пружине 444, соответственно. Однако в других приводимых в качестве примера вариантах реализации не каждое из уплотнений 410 может иметь по отдельности четвертые секции, схожие с четвертой секцией 436. Напротив, все третьи секции уплотнений 410 могут быть соединены с одной конструкцией, которая соединяет эти уплотнения 410. Затем вокруг этой одной конструкции может быть размещена одна пружина, которая также может быть введена во взаимодействие с каждой из третьих секций уплотнений 410.
[0067] На ФИГ. 6 приведена иллюстрация перспективного вида с разрезом, выполненным по линии 6-6 на ФИГ. 1, системы уплотнений, которая может быть использована для уплотнения промежутка между конструкцией и поверхностью выхлопной системы 100 по ФИГ. 1, в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации. Система 600 уплотнений представляет собой еще один пример одного варианта осуществления системы 312 уплотнений, описанной на ФИГ. 3. Система 600 уплотнений включает в себя корпус 602, множество уплотнений 604 и множество рычажных систем 606. Корпус 602 может представлять собой пример одного варианта выполнения корпуса 316 по ФИГ. 3. Каждое из уплотнений 604 может представлять собой пример одного варианта выполнения уплотнения 318 по ФИГ. 3. Кроме того, каждая из рычажных систем 606 может представлять собой пример одного варианта выполнения рычажной системы 334 по ФИГ. 3.
[0068] Корпус 602 может быть соединен с конструкцией (не показано), такой как конструкция 308, описанная на ФИГ. 3. Корпус 602 может быть выполнен в виде конструкции 308 или может представлять собой отдельный компонент, прикрепленный к конструкции 308.
[0069] Каждое из уплотнений 604 имеет цилиндрическую форму. Уплотнение 608 представляет собой пример одного из уплотнений 604. Уплотнение 608 включает в себя первый конец 610 и второй конец 612. Уплотнение 608 может иметь одинаковый диаметр от первого конца 610 к второму концу 612. Уплотнение 608 соединено с корпусом 602 таким образом, что уплотнение 608 обеспечивает возможность поступательного перемещения относительно корпуса 602 вдоль оси 613 через уплотнение 608. Относительное перемещение между уплотнением 608 и корпусом 602 управляется рычажной системой 614.
[0070] Уплотнение 608 нагружают или поджимают соответствующей рычажной системой 614. Рычажная система 614 представляет собой пример одной из рычажных систем 606. Рычажная система 614 включает в себя рычаг 616 и пружину 618 кручения, соединенную с рычагом 616. Рычаг 616 выполнен с возможностью поворота вокруг оси 613, которая проходит через рычажные системы 606. Пружина 618 кручения поджимает рычаг 616 таким образом, что рычаг 616 прикладывает усилие к второму концу 612 уплотнения 608 в направлении 622 вдоль оси 613 через уплотнение 608. Таким образом, когда уплотнение 608 размещено напротив поверхности (не показано), рычажная система 614 обеспечивает возможность поступательного перемещения уплотнения 608 в корпус 602 и из него с одновременным приложением усилия к второму концу 612 уплотнения 608 с обеспечением по существу сохранения контакта первого конца 610 уплотнения 608 с этой поверхностью.
[0071] Например, система 600 уплотнений может быть использована для уплотнения промежутка (не показано) между поверхностью (не показано) и конструкцией (не показано), с которой соединен корпус 602. Промежуток может иметь изменяемую геометрическую конфигурацию. Иными словами, промежуток может представлять собой промежуток с изменяемой геометрией. Например, промежуток может изменять размер с течением времени. Рычажная система 614 обеспечивает по существу сохранение контакта первых концов уплотнений 604, включая первый конец 610 уплотнения 608, с указанной поверхностью для уплотнения промежутка и уменьшения потока текучей среды (например, выхлопа) через промежуток. Иными словами, система 600 уплотнений используется для непрерывного уплотнения этого промежутка независимо от изменений размера промежутка.
[0072] На ФИГ. 7 приведена иллюстрация еще одного выполнения системы 600 уплотнений по ФИГ. 6 в соответствии с приводимым в качестве примера вариантом реализации. В этом приводимом в качестве примера варианте реализации рычажные системы 606 системы 600 уплотнений заменены одной рычажной системой 700. Рычажная система 700 включает в себя удлиненный элемент 702 и множество рычагов 704, соединенных с удлиненным элементом 702.
[0073] В одном приводимом в качестве примера варианте реализации каждый из рычагов 704 может состоять из гибкого, но упругого материала, который обеспечивает возможность сгибания каждого рычага в ответ на усилие, но возврата им своей первоначальной или основной формы, когда это усилие снято. Рычаг 706 представляет собой пример одного из рычагов 704. Рычаг 706 включает в себя основную часть 708 и упругую часть 710. Основная часть 708 жестко соединена с удлиненным элементом 702. В одном приводимом в качестве примера варианте реализации упругая часть 710 может состоять из гибкого материала, который обеспечивает возможность сгибания упругой части 710 в ответ на усилие, но возврата ей своей первоначальной формы, когда это усилие уменьшено или снято. Таким образом, упругая часть 710 размещена относительно и введена во взаимодействие с уплотнением 608 таким образом, что упругая часть 710 поджимает уплотнение 608 в направлении 622 вдоль оси 613.
[0074] Каждый из рычагов 704 может быть выполнен аналогично рычагу 706. Например, каждый из рычагов 704 может иметь основную часть, которая соединена с удлиненным элементом 702, и упругую часть 710, которая поджимает соответствующее уплотнение из уплотнений 604 в направлении 622 с обеспечением при этом возможности относительного движения между указанным соответствующим уплотнением и корпусом 602.
[0075] Иллюстрации системы 400 уплотнений на ФИГ. 4 и 5 и системы 600 уплотнений на ФИГ. 6 и 7 не подразумевают наложения физических или архитектурных ограничений на способ, которым может быть реализован иллюстративный вариант реализации изобретения. Могут быть использованы другие компоненты вместо показанных или вместе с ними. Некоторые компоненты могут быть необязательными. Кроме того, как описано выше, различные компоненты, показанные на ФИГ. 4-7, могут быть иллюстративными примерами реализации компонентов, показанных в блочной форме на ФИГ. 3, в качестве физических конструкций. Кроме того, некоторые компоненты на ФИГ. 4-7 могут быть скомбинированы с компонентами по ФИГ. 3, использованы с компонентами по ФИГ. 3 или может быть выполнено и то, и другое.
[0076] На ФИГ. 8 приведена блок-схема процесса 800 уплотнения промежутка между поверхностью и конструкцией в выхлопной системе летательного аппарата с использованием уплотнения в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. Процесс 800 может быть осуществлен с использованием, например, системы 312 уплотнений, описанной на ФИГ. 3.
[0077] Процесс 800 может быть начат с размещения уплотнения 318 относительно корпуса 316, который соединен с конструкцией 308 в выхлопной системе 300 летательного аппарата 304 таким образом, что конец 322 уплотнения 318 размещен в контакте с поверхностью 306 выхлопной системы 300 для уменьшения потока выхлопа 314 через промежуток 310 между поверхностью 306 и конструкцией 308 (этап 802). В одном приводимом в качестве примера варианте реализации выхлопная система 300 является выхлопной системой реактивного двигателя. На этапе 802 конец 322 уплотнения 318 в контакте с поверхностью 306 может быть по существу плоским. В одном приводимом в качестве примера варианте реализации конец 322 может иметь скошенную кромку, которая проходит по окружности вокруг уплотнения 318.
[0078] Кроме того, уплотнение 318 нагружают с использованием устройства 320 накопления энергии, соединенного с корпусом 316 и введенного во взаимодействие с уплотнением 318 с обеспечением возможности поступательного перемещения уплотнения 318 в первом направлении относительно корпуса 316, когда промежуток 310 увеличивается, и во втором направлении, противоположном первому направлению, относительно корпуса 316, когда промежуток 310 уменьшается, таким образом, что уплотнение 318 продолжает уменьшать поток выхлопа 314 через промежуток 310 при изменении размера промежутка 310 (этап 804), после этого процесс завершают. На этапе 804 поток выхлопа 314 через промежуток 310 может быть уменьшен в пределах выбранных допусков или может быть полностью предотвращен.
[0079] На ФИГ. 9 приведена блок-схема процесса 900 поджатия уплотнения и поступательного перемещения уплотнения при изменениях геометрической конфигурации промежутка, уплотненного указанным уплотнением в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. Процесс 900 может быть осуществлен с использованием, например, системы 312 уплотнений, описанной на ФИГ. 3.
[0080] Процесс 900 может быть начат с поджатия уплотнения 318 в направлении к поверхности 306 таким образом, что конец 322 уплотнения 318 размещен в контакте с поверхностью 306, причем уплотнение 318 проходит от поверхности 306, через промежуток 310 между поверхностью 306 и конструкцией 308 и по меньшей мере частично в корпус 316, соединенный с конструкцией 308 (этап 902). Уплотнение 318 осуществляет поступательное перемещение в первом направлении к поверхности 306 относительно корпуса 316 при изменении геометрической конфигурации промежутка 310 (этап 904). В одном приводимом в качестве примера варианте реализации на этапе 904, уплотнение 318 осуществляет поступательное перемещение в первом направлении при по меньшей мере сужении промежутка 310. Уплотнение 318 осуществляет поступательное перемещение во втором направлении от поверхности 306 относительно корпуса 316 при отличающемся изменении геометрической конфигурации промежутка 310 (этап 906), после этого процесс завершают. В одном приводимом в качестве примера варианте реализации на этапе 906, уплотнение осуществляет поступательное перемещение во втором направлении по меньшей мере при расширении промежутка.
[0081] На ФИГ. 10 приведена блок-схема процесса 1000 уплотнения промежутка между поверхностью и конструкцией в выхлопной системе летательного аппарата с использованием множества уплотнений, нагружаемых с использованием по меньшей мере одного из следующего: пружины, камеры для сжатого воздуха или рычажной системы в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. Процесс 1000 может быть осуществлен с использованием, например, системы 312 уплотнений, описанной на ФИГ. 3. В одном приводимом в качестве примера варианте реализации процесс 1000 может быть осуществлен с использованием системы 400 уплотнений по ФИГ. 4 и 5 или системы 600 уплотнений по ФИГ. 6 и 7.
[0082] Процесс 800 может быть начат с размещения множества уплотнений относительно корпуса, который соединен с конструкцией в выхлопной системе летательного аппарата, таким образом, что конец каждого из уплотнений размещен в контакте с поверхностью выхлопной системы с уменьшением таким образом потока выхлопа через промежуток между поверхностью и указанной конструкцией (этап 1002). В одном приводимом в качестве примера варианте реализации на этапе 1002 указанное множество уплотнений могут быть расположены с образованием множества рядов, с тем чтобы создавать извилистый путь прохождения потока. Чем больше количество рядов, тем более извилистым является путь прохождения потока.
[0083] Кроме того, каждое уплотнение из указанного множества уплотнений нагружают с использованием по меньшей мере одного из следующего: пружины, камеры для сжатого воздуха или рычажной системы, которая соединена с корпусом и введена во взаимодействие с каждым уплотнением с обеспечением возможности поступательного перемещения каждого уплотнения в первом направлении, когда размер промежутка уменьшается, и во втором направлении, противоположном первому направлению, когда размер промежутка уменьшается, таким образом, что уплотнения продолжают уменьшать поток выхлопа через промежуток при изменении размера промежутка (этап 1004), после этого процесс завершают.
[0084] Блок-схемы и структурные схемы в различных изображенных вариантах реализации изобретения иллюстрируют архитектуру, функциональность и работу некоторых возможных вариантов осуществления устройств и способов в иллюстративном варианте реализации изобретения. В этой связи, каждый блок в блок-схемах или структурных схемах может представлять модуль, сегмент, функцию и/или часть операции или этапа. В некоторых альтернативных реализациях иллюстративного варианта реализации изобретения функция или функции, описанные в блоках, могут иметь место не в том порядке, который показан на чертежах. Например, в некоторых случаях два блока, показанные последовательно, могут быть выполнены по существу одновременно, или блоки иногда могут быть выполнены в обратном порядке, в зависимости от используемой функциональности. Кроме того, другие блоки могут быть добавлены в дополнение к блокам, показанным в блок-схеме или структурной схеме.
[0085] На ФИГ. 11 приведена иллюстрация перспективного вида летательного аппарата, имеющего системы летательного аппарата с одним или более промежутками, имеющими изменяемые геометрические конфигурации, изображенные в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. Летательный аппарат 1100 представляет собой пример одного варианта осуществления летательного аппарата 304 по ФИГ. 3. Летательный аппарат 1100 включает в себя крыло 1102, крыло 1104, фюзеляж 1106, двигательную систему 1108, двигательную систему 1110 и хвостовую часть 1112. Хвостовая часть 1112 включает в себя горизонтальный стабилизатор 1114, горизонтальный стабилизатор 1116, и вертикальный стабилизатор 1118.
[0086] Летательный аппарат 1100 имеет системы летательного аппарата, каждая из которых имеет один или более промежутков с изменяемыми геометрическими конфигурациями. Например, двигательная система 1108 и двигательная система 1110 могут представлять собой примеры выполнения двигательной системы 302, описанной на ФИГ. 3. В одном приводимом в качестве примера варианте реализации каждая из двигательной системы 1108 и двигательной системы 1110 может включать в себя выхлопную систему, такую как выхлопная система 300. Кроме того, одна или более систем уплотнений, таких как система 312 уплотнений, описанная на ФИГ. 3, могут быть использованы для уплотнения одного или более промежутков внутри выхлопной системы каждой из двигательной системы 1108 и двигательной системы 1110, при этом указанные один или более промежутков имеют геометрические конфигурации, которые изменяются во время эксплуатации летательного аппарата 1100.
[0087] Таким образом, приводимые в качестве примера варианты реализации, описанные выше, обеспечивают способ и устройство для промежутков в выхлопных системах, которые имеют изменяемые геометрические конфигурации. Например, система 312 уплотнений, описанная на ФИГ. 3, может быть использована для уплотнения промежутка 310 в выхлопной системе 300 даже при изменении размера промежутка 310 и может непрерывно уменьшать поток выхлопа 314 через промежуток 310. В некоторых приводимых в качестве примера вариантах реализации, система 312 уплотнений может включать в себя множество уплотнений 318, которые расположены так, чтобы создавать извилистый путь прохождения потока, который уменьшает поток выхлопа 314 через промежуток 310.
[0088] Таким образом, одна или более систем уплотнений, таких как система 312 уплотнений, могут быть использованы для уменьшения утечки текучей среды через промежутки с изменяемой геометрией в одной или более системах летательного аппарата с улучшением таким образом общих аэродинамических характеристик летательного аппарата. Например, система 312 уплотнений может быть использована для уменьшения утечки выхлопа через промежуток с изменяемой геометрией в выхлопной системе с улучшением таким образом аэродинамических характеристик. Кроме того, система 312 уплотнений включает в себя одно или более уплотнений, имеющих цилиндрическую форму и по существу плоский конец, который находится в контакте неподвижной поверхностью, которые могут иметь больший ресурс прочности и большую износостойкость и сопротивление усталости по сравнению с уплотнениями других типов.
[0089] При использовании в настоящем документе выражение "по меньшей мере одно из следующего", употребляемое со списком элементов, означает, что могут быть использованы различные комбинации из одного или более приведенных в списке элементов, и только один из элементов, указанных в списке, может быть необходим. Элемент может представлять собой конкретный объект, конкретную вещь, конкретный этап, конкретную операцию, конкретный процесс или конкретную категорию. Иными словами, "по меньшей мере одно из следующего" означает, что любое сочетание элементов и их количество из этого списка может быть использовано, но не все из элементов списка должны присутствовать. Например, без ограничения, "по меньшей мере одно из элемента А, элемента В или элемента С", или "по меньшей мере одно из элемента А, элемента В и элемента С" может означать элемент А; элемент А и элемент В; элемент В; элемент А, элемент В и элемент С; элемент В и элемент С; или элемент А и С. В некоторых случаях, "по меньшей мере одно из элемента А, элемента В или элемента С" или "по меньшей мере одно из элемента А, элемента В и элемента С" может означать, но без ограничения, два элемента А, один элемент В и пять элементов С; три элементов В и шесть элементов С или какие-либо другие подходящие комбинации.
[0090] Блок-схемы и структурные схемы в различных изображенных вариантах реализации изобретения иллюстрируют архитектуру, функциональность и работу некоторых возможных вариантов осуществления устройств и способов в иллюстративном варианте реализации изобретения. В этой связи, каждый блок в блок-схемах или структурных схемах может представлять модуль, сегмент, функцию и/или часть операции или этапа. В некоторых альтернативных реализациях иллюстративного варианта реализации изобретения функция или функции, описанные в блоках, могут иметь место не в том порядке, который показан на чертежах. Например, в некоторых случаях два блока, показанные последовательно, могут быть выполнены по существу одновременно, или блоки иногда могут быть выполнены в обратном порядке, в зависимости от используемой функциональности. Кроме того, другие блоки могут быть добавлены в дополнение к блокам, показанным в блок-схеме или структурной схеме.
Кроме того, приведенное раскрытие содержит варианты реализации изобретения согласно следующим пунктам:
Пункт 1. Устройство, содержащее:
корпус (316), соединенный с конструкцией (308) в выхлопной системе (300) летательного аппарата (304), причем указанная конструкция (308) размещена относительно поверхности (306) внутри выхлопной системы (300) таким образом, что между поверхностью (306) и конструкцией (308) имеется промежуток (310);
уплотнение (318), имеющее конец (322), размещенный в контакте с поверхностью (306) для уменьшения потока выхлопа (314) через промежуток (310) и соединенный с корпусом (316) таким образом, что по меньшей мере часть уплотнения (318) проходит внутри корпуса (316); и
устройство (320) накопления энергии, соединенное с корпусом (316) и введенное во взаимодействие с уплотнением (318) таким образом, что устройство (320) накопления энергии обеспечивает возможность поступательного перемещения уплотнения (318) в первом направлении относительно корпуса (316), когда промежуток (310) увеличивается, и во втором направлении, противоположном первому направлению, относительно корпуса (316), когда промежуток (310) уменьшается таким образом, что уплотнение (318) продолжает уменьшать поток выхлопа (314) через промежуток (310) при изменении размера промежутка (310).
Пункт 2. Устройство по пункту 1, в котором промежуток (310) увеличивается, когда конструкция (308) перемещается от поверхности (306), и уменьшается, когда конструкция (308) перемещается ближе к поверхности (306).
Пункт 3. Устройство по пункту 1, в котором устройство (320) накопления энергии содержит:
пружину (330), прикрепленную к корпусу (316) и введенную во взаимодействие с секцией уплотнения (318) для поджатия уплотнения (318) в первом направлении к поверхности (306).
Пункт 4. Устройство по пункту 1, в котором устройство (320) накопления энергии содержит:
камеру (332) для сжатого воздуха, соединенную с корпусом (316) и введенную во взаимодействие с уплотнением (318),
причем камера (332) для сжатого воздуха содержит сжатый воздух, который поджимает уплотнение (318) в первом направлении к поверхности (306).
Пункт 5. Устройство по пункту 1, в котором уплотнение (318) имеет цилиндрическую форму,
причем конец (322) уплотнения (318), который контактирует с указанной поверхностью (306), является по существу плоским.
Пункт 6. Устройство по пункту 1, в котором выхлопная система (300) является выхлопной системой (100) реактивного двигателя.
Пункт 7. Устройство по пункту 1, также содержащее:
множество уплотнений (318),
причем устройство (320) накопления энергии введено во взаимодействие с уплотнениями (318) с обеспечением возможности поступательного перемещения уплотнений (318) в первом направлении относительно корпуса (316), когда промежуток (310) увеличивается, и во втором направлении, противоположном первому направлению, относительно корпуса (316), когда промежуток (310) уменьшается, таким образом, что уплотнения (318) продолжают уменьшать поток выхлопа (314) через промежуток (310) при изменении размера промежутка (310).
Пункт 8. Устройство по пункту 1, в котором корпус (316) представляет собой часть конструкции (308).
Пункт 9. Устройство по пункту 8, в котором возможность увеличения или уменьшения промежутка (310) обеспечена на основании по меньшей мере одного из следующего: перемещения конструкции (308) относительно поверхности (306), режима полета летательного аппарата (304), температуры внутри выхлопной системы (300) или давления внутри выхлопной системы (300).
Пункт 10. Устройство по пункту 1, в котором конец (322) уплотнения (318) имеет скошенную кромку (500), которая проходит по окружности вокруг уплотнения (318).
Пункт 11. Устройство по пункту 1, в котором устройство (320) накопления энергии включает в себя рычажную систему (334), которая поджимает уплотнение (318) в первом направлении к поверхности (306).
Пункт 12. Устройство по пункту 1, также содержащее:
множество устройств (320) накопления энергии и
множество уплотнений (318), причем
каждое из уплотнений (318) имеет цилиндрическую форму со скошенной кромкой на конце (322) каждого из уплотнений (318);
устройства (320) накопления энергии соединены с корпусом (316) и введены во взаимодействие с уплотнениями (318) с обеспечением возможности поступательного перемещения уплотнений (318) в первом направлении относительно корпуса (316), когда промежуток (310) увеличивается, и во втором направлении, противоположном первому направлению, относительно корпуса (316), когда промежуток (310) уменьшается, таким образом, что уплотнения (318) продолжают уменьшать поток выхлопа (314) через промежуток (310) при изменении размера промежутка (310); а
возможность увеличения или уменьшения промежутка (310) обеспечена на основании по меньшей мере одного из следующего: перемещения конструкции (308) относительно поверхности (306), режима полета летательного аппарата (304), температуры внутри выхлопной системы (300) или давления внутри выхлопной системы (300).
Пункт 13. Летательный аппарат (304), содержащий:
корпус (316), соединенный с конструкцией (308) в выхлопной системе (300) летательного аппарата (304), причем указанная конструкция (308) размещена относительно поверхности (306) выхлопной системы (300) таким образом, что между поверхностью (306) и конструкцией (308) имеется промежуток (310);
множество уплотнений (318), расположенных в выбранной конфигурации, с тем чтобы создавать извилистый путь прохождения потока через промежуток (310), причем каждое из уплотнений (318) имеет конец (322), размещенный в контакте с поверхностью (306) для уменьшения потока выхлопа (314) через промежуток (310); и
множество устройств (320) накопления энергии, каждое из которых соединено с корпусом (316) и введено во взаимодействие с соответствующим уплотнением (318) из уплотнений (318) с обеспечением возможности поступательного перемещения соответствующего уплотнения (318) в первом направлении относительно корпуса (316), когда промежуток (310) увеличивается, и во втором направлении, противоположном первому направлению, относительно корпуса (316), когда промежуток (310) уменьшается, таким образом, что уплотнения (318) продолжают уменьшать поток выхлопа (314) через промежуток (310) при изменении размера промежутка (310).
Пункт 14. Летательный аппарат (304) по пункту 13, в котором выбранная конфигурация включает в себя множество рядов, которые создают извилистый путь прохождения потока для выхлопа (314) через промежуток (310) с уменьшением таким образом потока выхлопа (314) через промежуток (310).
Пункт 15. Летательный аппарат (304) по пункту 13, в котором каждое из устройств (320) накопления энергии включает в себя по меньшей мере одно из следующего: пружину (330), рычажную систему (334) или камеру (332) для сжатого воздуха.
Пункт 16. Летательный аппарат (304) по пункту 13, в котором каждое из уплотнений (318) имеет цилиндрическую форму,
причем конец (322) каждого из уплотнений (318) является по существу плоским.
Пункт 17. Летательный аппарат (304) по пункту 13, в котором поверхность (306) является неплоской,
причем концу (322) каждого из уплотнений (318) придана форма, с тем чтобы по существу соответствовать соответствующей части поверхности (306), с которой указанный конец (322) находится в контакте.
Пункт 18. Способ, включающий:
размещение уплотнения (318) относительно корпуса (316), который соединен с конструкцией (308) в выхлопной системе (300) летательного аппарата (304), таким образом, что конец (322) уплотнения (318) размещен в контакте с поверхностью (306) выхлопной системы (300) для уменьшения потока выхлопа (314) через промежуток (310) между поверхностью (306) и конструкцией (308); и
нагружение уплотнения (318) с использованием устройства (320) накопления энергии, соединенного с корпусом (316) и введенного во взаимодействие с уплотнением (318) с обеспечением возможности поступательного перемещения уплотнения (318) в первом направлении относительно корпуса (316), когда промежуток (310) увеличивается, и во втором направлении, противоположном первому направлению, относительно корпуса (316), когда промежуток (310) уменьшается, таким образом, что уплотнение (318) продолжает уменьшать поток выхлопа (314) через промежуток (310) при изменении размера промежутка (310).
Пункт 19. Способ по пункту 18, согласно которому нагружение уплотнения (318) с использованием устройства (320) накопления энергии включает:
нагружение уплотнения (318) с использованием пружины (330), соединенной с корпусом (316) и введенной во взаимодействие с уплотнением (318) с обеспечением возможности поступательного перемещения уплотнения (318) в первом направлении относительно корпуса (316), когда промежуток (310) увеличивается, и во втором направлении, противоположном первому направлению, относительно корпуса (316), когда промежуток (310) уменьшается.
Пункт 20. Способ по пункту 18, согласно которому нагружение уплотнения (318) с использованием устройства (320) накопления энергии включает:
нагружение уплотнения (318) с использованием сжатого воздуха в камере (332) для сжатого воздуха, соединенной с корпусом (316) и введенной во взаимодействие с уплотнением (318) с обеспечением возможности поступательного перемещения уплотнения (318) в первом направлении относительно корпуса (316), когда промежуток (310) увеличивается, и во втором направлении, противоположном первому направлению, относительно корпуса (316), когда промежуток (310) уменьшается.
Описание различных приводимых в качестве примера вариантов реализации было представлено в целях иллюстрации и описания и не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или ограниченным раскрытыми формами реализации настоящего изобретения. Многие модификации и изменения будут очевидны специалистам в данной области техники. Кроме того, различные приводимые в качестве примера варианты реализации могут обеспечивать различные признаки по сравнению с другими желательными вариантами реализации. Вариант или варианты реализации изобретения выбраны и для того, чтобы лучше объяснить принципы его осуществления, практического применения и дать представление другим специалистам в данной области техники о различных вариантах изобретения с различными модификациями, которые подходят для конкретного использования.