СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ОДНИМ ПРИВОДОМ КАПОТОВ РЕВЕРСОРА ТЯГИ ДЛЯ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ
CONTROL SYSTEM AT LEAST OF ONE DRIVE OF HOODS OF THRUST REVERSER FOR JET TURBINE ENGINE

Изобретение относится к системе управления, по меньшей мере, одним приводом капотов реверсора тяги для турбореактивного двигателя.
Назначение реверсора тяги состоит в повышении эффективности торможения самолета при его посадке путем перенаправления вперед, по меньшей мере, части тяги, развиваемой турбореактивным двигателем. На этом этапе реверсор перекрывает реактивное сопло, направляя этот поток к передней стороне гондолы, в результате чего создается обратная тяга, которая складывается с торможением колес самолета.
В зависимости от типа реверсора могут использоваться разные средства для достижения подобной переориентации холодного потока. Тем не менее во всех случаях конструктивно реверсор включает в себя подвижные капоты, имеющие возможность перемещаться из выдвинутого положения, в котором они открывают в гондоле канал для отклоненного потока, в убранное положение, в котором они перекрывают указанный канал. Эти подвижные капоты могут, кроме того, выполнять функцию отклонения или всего лишь активации иных отклоняющих средств.
Так, например, в решетчатых реверсорах подвижные капоты скользят по направляющим рельсам таким образом, что при отходе назад на этапе раскрытия они открывают решетки отклоняющих лопаток, находящиеся в толще гондолы. Имеется система тяг, соединяющая этот подвижный капот с блокировочными створками, которые выдвигаются внутрь выпускной трубы, блокируя при этом выход в режиме прямой тяги. В реверсорах же створчатого типа каждый подвижный капот поворачивается таким образом, что он блокирует поток, отклоняя его, и является, таким образом, действующим органом в процессе указанной переориентации.
Привод таких подвижных капотов осуществляется, как правило, с помощью гидравлических или пневматических силовых цилиндров, для которых требуется отдельная сеть подачи текучей среды под давлением. Такую текучую среду традиционно получают либо путем отвода воздуха из турбореактивного двигателя при работе с пневматическими системами, либо отбором из самолетной гидравлической системы. Для подобных систем требуется проведение довольно значительных работ по техобслуживанию, поскольку малейшая утечка из гидравлической или пневматической сети может обнаруживаться с трудом и чревата негативными последствиями как для реверса, так и в других частей гондолы. Кроме того, учитывая наличие недостаточного свободного пространства в передней раме реверсора, монтаж и меры по защите подобной системы оказываются довольно сложными операциями и способствуют излишнему загромождению.
Для устранения разнообразных недостатков, связанных с пневматическими и гидравлическими системами, конструкторы реверсоров тяги предприняли попытки их замены, оборудуя свои реверсоры в максимально возможной степени более легкими и надежными электромеханическими приводами. Такой реверсор описан в документе ЕР 0843089.
Однако электромеханические приводы тоже страдают рядом недостатков, которые необходимо устранить с тем, чтобы можно было в полной мере извлечь пользу из их преимуществ в отношении уменьшения веса и габаритов.
Так, в частности, при работе в экстремальных температурных условиях, то есть при температурах, например, порядка -40°С или порядка 50°С, вращающий момент, создаваемый электродвигателем, приводящим в действие электромеханические приводы, может оказаться недостаточным для приведения их в действие и, следовательно, для обеспечения возможности перемещения подвижных капотов.
Дело в том, что, как было обнаружено, при работе в экстремальных температурных условиях для обеспечения приведения в действие электромеханических приводов требуется, чтобы соответствующий электродвигатель развивал вращающий момент, который превышал бы момент, развиваемый в обычных температурных условиях.
Таким образом, при работе в экстремальных температурных условиях может оказаться под угрозой функционирование реверсора тяги во время посадки самолета, оборудованного подобным реверсором тяги.
Одно из технических решений, направленных на устранение этого недостатка, могло бы состоять в такой настройке электродвигателя, чтобы он мог развивать единый, достаточный для приведения в действие электромеханических приводов и, следовательно, возможности перемещения подвижных капотов реверсора тяги, как в обычных, так и в экстремальных температурных условиях.
Однако в случае непрерывного создания электродвигателем большого вращающего момента возникает опасность быстрого износа этого электродвигателя и связанных с ним электромеханических приводов.
Кроме того, из-за использования значительных токов возможно снижение надежности и срока службы силовых схем электроники, входящих в состав системы управления.
Быстрый износ электродвигателя и электромеханических приводов тем более нежелателен, что создание большого вращающего момента требуется лишь в очень редких случаях, поскольку система управления большую часть времени работает в обычных температурных условиях, когда такой момент не нужен.
Цель изобретения состоит в устранении указанных выше недостатков, а более конкретно - в разработке системы управления, по меньшей мере, одним приводом капотов реверсора тяги для турбореактивного двигателя, которая обеспечивала бы перемещение подвижных капотов такого реверсора в экстремальных температурных условиях и в то же самое время позволяла бы предотвратить быстрый износ привода.
Для достижения указанной цели предложена система управления, по меньшей мере, одним приводом капотов реверсора тяги для турбореактивного двигателя, содержащая:
- по меньшей мере, один привод капота, приводимый в действие, по меньшей мере, одним электродвигателем,
- средства управления электродвигателем,
отличающаяся тем, что
средства управления электродвигателем включают в себя средства определения и/или оценки температуры снаружи турбореактивного двигателя, причем средства управления электродвигателем рассчитаны таким образом, чтобы можно было регулировать развиваемый электродвигателем вращающий момент в зависимости от этой наружной температуры,
и тем, что средства определения и/или оценки включают в себя средства измерения температуры, выполненные с возможностью измерения температуры в зоне средств управления, причем средства определения и/или оценки рассчитаны таким образом, чтобы они определяли температуру снаружи турбореактивного двигателя в зависимости от измеренной температуры.
Благодаря регулированию вращающего момента, развиваемого электродвигателем, в соответствии с наружной температурой удается создавать, с одной стороны, незначительный вращающий момент при работе в обычных температурных условиях и, с другой стороны, большой вращающий момент при работе в экстремальных температурных условиях.
Это позволяет, в свою очередь, предотвратить быстрый износ привода, а также гарантировать исправное функционирование реверсора тяги в экстремальных температурных условиях.
Кроме того, в силу того, что средства определения и/или оценки включают в себя средства измерения, рассчитанные таким образом, чтобы измерять температуру в зоне средств управления, удается определять наружную температуру с использованием компонентов, помещенных в зоне средств управления, которые находятся на турбореактивном двигателе или в гондоле, без необходимости прибегать к помощи специальных датчиков, выносимых на наружную поверхность силовой установки, и обеспечивать связь с такими выносными датчиками.
Целесообразно, чтобы характеристика регулирования средствами управления развиваемого электродвигателем вращающего момента в соответствии с наружной температурой включала в себя совокупность ступеней, соответствующих разным температурным диапазонам.
В соответствии с одним из вариантов осуществления величина коррекции вращающего момента определяется в начале этапа пуска на всю длительность этапа пуска.
Благодаря этим мерам удается обеспечить простое следящее регулирование двигателя на этапе раскрытия без учета изменений коррекции вращающего момента в ходе выполнения этапа пуска, причем изменения температуры не являются значащими в ходе этого этапа.
Изобретение станет более понятным в ходе изучения нижеследующего описания, приводимого со ссылками на приложенные схематические чертежи, которые иллюстрируют один из вариантов выполнения системы управления в качестве примера, не имеющего ограничительного характера.
Фиг.1 представляет собой частичный вид в аксонометрии гондолы с помещенным в нее решетчатым реверсором тяги;
фиг.2 - схематическое изображение подвижных капотов и их приводной системы;
фиг.3 - схематическое изображение системы управления приводами подвижных капотов;
фиг.4 - две кривые, иллюстрирующие изменение вращающего момента в зависимости от перемещения капотов для двух разных значений температуры при использовании одного заданного режима работы двигателя.
Прежде чем перейти к детальному описанию одного из вариантов осуществления изобретения, важно уточнить, что рассматриваемая здесь система не ограничивается каким-то одним частным типом реверсора тяги. Хотя изобретение описано здесь применительно к решетчатому реверсору, его вполне можно использовать и для других конструкций реверсоров, в частности створчатых.
На фиг.1 приведен частичный схематический вид гондолы с помещенным в нее решетчатым реверсором тяги 1. Турбореактивный двигатель здесь не показан. Указанный реверсор тяги 1 имеет конструкцию, включающую в себя два полукруглых подвижных капота 2, которые могут совершать скользящее перемещение, приоткрывая решетки 3 отклоняющих лопаток, находящиеся между подвижными капотами 2 и секцией для пропускания отклоняемого воздушного потока 4. Внутри конструкции помещены блокировочные створки 5, выполненные с возможностью поворота и перехода из положения, в котором они не препятствуют циркуляции воздушного потока 4, в положение, в котором они блокируют эту циркуляцию. Для того чтобы добиться координации раскрытия подвижных капотов 2 с перекрывающим положением блокировочных створок 5, последние механически соединены с подвижным капотом 2 с помощью шарниров и с неподвижной конструкцией с помощью системы тяг (не показаны).
Перемещение подвижных капотов 2 вдоль наружной поверхности конструкции обеспечивается с помощью группы силовых цилиндров 6а, 6b, смонтированных на передней раме, внутри которой помещены электродвигатель 7 и гибкие передаточные валы 8а, 8b, присоединенные соответственно к силовым цилиндрам 6а, 6b с целью их приведения в действие.
Система привода подвижных капотов 2 показана отдельно на фиг.2. Каждый подвижный капот 2 может совершать поступательное перемещение под действием трех силовых цилиндров 6а, 6b, в состав которых входят один центральный силовой цилиндр 6а и два дополнительных силовых цилиндра 6b, которые приводятся в действие одним электродвигателем 7, подключенным к средствам управления 9, включающим в себя микроконтроллер. Выходная мощность электродвигателя 7 подается прежде всего на центральные силовые цилиндры 6а через посредство двух гибких передаточных валов 8а, а затем на дополнительные силовые цилиндры 6b через посредство гибких передаточных валов 8b.
В соответствии с одним из не представленных здесь вариантов для каждого капота используются только два силовых цилиндра, верхний и нижний, которые приводятся в действие одним электродвигателем, подключенным к управляющему интерфейсу. Выходная мощность электродвигателя подается на два силовых цилиндра, верхний и нижний, через посредство двух гибких передаточных валов 8а.
На фиг.3 схематически изображена система управления приводом двух капотов с использованием для каждого капота двух приводов - верхнего и нижнего.
Как видно на фиг.3, предлагаемая система управления приводами реверсора тяги содержит средства управления электродвигателем 7, образованные микроконтроллером 9.
Этот микроконтроллер соединен с помощью средств связи 10 с системой 12 управления летательным аппаратом.
Кроме того, в состав системы управления входит силовой каскад 13, соединенный с бортовой сетью 14 электропитания летательного аппарата.
Микроконтроллер 9 обеспечивает управление работой электродвигателя 7 и силовых цилиндров, или приводов, 6, как описано выше. Двигатель включает в себя также тормоз 15, работой которого управляет тот же микроконтроллер 9.
В состав микроконтроллера 9 входят средства оценки температуры снаружи турбореактивного двигателя. Эти средства включают в себя измерительный датчик 16 для измерения температуры, выполненный таким образом, чтобы он измерял температуру в зоне расположения микроконтроллера 9.
Средства оценки содержат также средства 17 расчета температуры снаружи турбореактивного двигателя в зависимости от температуры, измеренной в зоне расположения микроконтроллера 9.
Температуру снаружи турбореактивного двигателя рассчитывают с помощью специальных расчетных номограмм, которые предварительно сохранены в расчетных средствах 17.
Таким образом, средства оценки выполнены таким образом, чтобы они могли оценивать температуру снаружи турбореактивного двигателя в зависимости от температуры, измеренной в зоне расположения микроконтроллера 9.
Микроконтроллер 9 выполнен таким образом, чтобы регулировать развиваемый электродвигателем 7 вращающий момент в соответствии с указанной подвергшейся оценке наружной температурой.
Характеристика корректировки микроконтроллером 9 развиваемого электродвигателем 7 вращающего момента в зависимости от оценки наружной температуры включает в себя совокупность ступеней, соответствующих разным температурным диапазонам.
Следует отметить, что значение корректировки вращающего момента определяется в начале этапа пуска на всю длительность этапа пуска.
На фиг.4 приведены две кривые, иллюстрирующие изменение вращающего момента в зависимости от перемещения капотов для двух разных значений температуры, одно из которых соответствует экстремальным условиям, а другое нормальным условиям, и при использовании одного заданного режима работы двигателя. Как можно видеть, корректировку вращающего момента осуществляют применительно к участку кривых, находящемуся в диапазоне перемещения капотов от 200 до 600 мм.
Разумеется, изобретение не ограничивается единственным вариантом осуществления системы, описанным выше в качестве примера, а, напротив, охватывает его всевозможные модификации.