ГОНДОЛА ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
TURBOJET NACELLE

Изобретение относится к гондоле турбореактивного двигателя летательного аппарата.
Летательный аппарат приводится в движение посредством одного или нескольких турбореактивных двигателей, каждый из которых находится в гондоле, также вмещающей группу вспомогательных исполнительных устройств, связанных с его работой и выполняющих различные функции во время эксплуатации или простоя турбореактивного двигателя. Эти вспомогательные исполнительные устройства содержат, в частности, механическую систему для приведения в действие реверсоров тяги.
Гондола обычно имеет трубчатую конструкцию, содержащую переднюю часть с воздухозаборником, размещенным перед турбореактивным двигателем, среднюю часть, предназначенную для окружения вентилятора турбореактивного двигателя, и заднюю часть, способную вместить устройства реверсирования тяги и предназначенную для окружения камеры сгорания турбореактивного двигателя, и обычно оканчивается реактивным соплом, выпускное отверстие которого находится позади турбореактивного двигателя.
Современные гондолы часто проектируют для установки в них двухконтурного турбореактивного двигателя, способного генерировать посредством лопастей вращающегося вентилятора поток (также называемый основным потоком) горячего воздуха из камеры сгорания турбореактивного двигателя.
Гондола обычно содержит наружную конструкцию, которая вместе с концентрической внутренней конструкцией образует кольцевой проточный канал, также называемым кольцевым направляющим каналом, также называемым трактом, для направления потока холодного воздуха, называемого воздухом второго контура, циркулирующего снаружи турбореактивного двигателя. Основной поток и воздух второго контура выбрасываются из турбореактивного двигателя через хвостовую часть гондолы.
Таким образом, каждая силовая установка летательного аппарата образована гондолой и турбореактивным двигателем и подвешена на неподвижной конструкции летательного аппарата, например, под крылом или на фюзеляже, посредством пилона или опоры, прикрепляемых к турбореактивному двигателю или к гондоле.
Задняя часть гондолы обычно образована первой и второй боковыми крышками по существу полуцилиндрической формы, устанавливаемыми по одной с каждой стороны продольной вертикальной плоскости симметрии гондолы с возможностью разворота между рабочим положением и положением технического обслуживания для получения доступа к турбореактивному двигателю. Эти две боковые крышки обычно установлены с возможностью поворота вокруг продольной оси с узлом поворота в точке, соответствующей положению «12 часов» в верхней части гондолы. Боковые крышки удерживаются в замкнутом положении посредством запирающих устройств, расположенных по линии стыка, проходящей в нижней части через точку «6 часов».
Каждая боковая крышка поворачивается посредством силового цилиндра, один конец которого закреплен и присоединен к турбореактивному двигателю, а другой конец присоединен к крышке в верхней части или в области, соответствующей 12 часам, в точке, несколько смещенной от оси вращения.
Средняя и задняя части соединены друг с другом обычным способом посредством рамы, причем первая и вторая боковые крышки обычно оснащены установочными устройствами, взаимодействующими в рабочем положении с ответными установочными устройствами, выполненными на этой раме.
Гондола этого типа обладает недостатками, раскрытыми ниже.
Когда гондола открыта, то есть, когда две боковые крышки разомкнуты, каждая боковая крышка имеет тенденцию к деформированию. Подобная деформация усиливается положением силового цилиндра и соответствующими силами противодействия. Более того, работы по техническому обслуживанию могут выполняться на открытом воздухе, и наличие ветра дополнительно усилит деформации, испытываемые развернутыми боковыми крышками.
Напомним, что, как правило, оси шарнира прикреплены к хвостовому участку задней части, в верхней области, в которой стыкуются боковые крышки.
Таким образом, когда гондола находится в положении технического обслуживания, края боковых крышек, находящиеся в нижней области стыка и на границе раздела между задней и средней частью, смещаются вниз и по направлению к турбореактивному двигателю.
Эти края, совершающие значительные перемещения, могут затем препятствовать работе других элементов гондолы, особенно в результате смещения краев в направлении турбореактивного двигателя.
Обычно для ограничения подобного перемещения этих краев каждая боковая крышка оснащается, по меньшей мере, одним первым следящим элементом в области, расположенной на некотором расстоянии от оси вращения, при этом гондола выполнена с закрепленным первым направляющим элементом, а первый следящий элемент выполнен таким образом, что по мере поворота первой боковой крышки он опирается на первый направляющий элемент.
Таким способом перемещение области, расположенной на некотором расстоянии от оси вращения, ограничено следящим элементом, опирающимся на неподвижный кулачок, и тем самым ставится предел максимальной деформации каждой боковой крышки.
Однако такой тип гондолы предполагает использование направляющего элемента большой длины, поскольку он должен сопровождать перемещение следящего элемента на протяжении значительной части углового хода соответствующей боковой крышки.
Значительный размер влечет за собой конструктивные видоизменения других окружающих элементов, составляющих гондолу.
Задачей данного изобретения является устранение указанных недостатков и предложение гондолы, в которой направляющий элемент занимает меньше пространства.
Для решения этой задачи данное изобретение относится к гондоле турбореактивного двигателя, предназначенной для установке на летательном аппарате, содержащей переднюю часть с воздухозаборником, размещенным перед турбореактивным двигателем, среднюю часть, предназначенную для окружения вентилятора турбореактивного двигателя, и заднюю часть, образованную, по меньшей мере, первой и второй боковыми крышками, установленными с возможностью вращения на некой оси так, что каждая из них может быть развернута между рабочим положением, в котором боковые крышки сомкнуты друг с другом, и положением технического обслуживания, в котором боковые крышки разомкнуты, причем первая боковая крышка, по меньшей мере, оснащена первым следящим элементом в области, расположенной на некотором расстоянии от оси вращения, причем первый следящий элемент выполнен таким образом, что по мере поворота первой боковой крышки он опирается на первый направляющий элемент, закрепленный относительно турбореактивного двигателя, и отличающейся тем, что первая боковая крышка оснащена вторым следящим элементом, расположенным под углом к первому следящему элементу относительно оси вращения первой боковой крышки и выполненным таким образом, что по мере поворота первой боковой крышки он опирается на второй закрепленный направляющий элемент.
Таким образом предоставляется возможность задать предел перемещения, по мере размыкания двух боковых крышек, области, расположенной на некотором расстоянии от оси вращения, прежде всего в результате того, что первый следящий элемент опирается на первый направляющий элемент, а также в результате того, что второй следящий элемент, смещенный относительно первого, опирается на второй направляющий элемент. Следовательно, длина каждого из указанных направляющих элементов может быть короткой, то есть общее пространство, в целом занимаемое этими направляющими средствами, является небольшим.
Предпочтительно, чтобы вторая боковая крышка также была выполнена с аналогичными следящими элементами и направляющими элементами.
В соответствии с одним из отличительных признаков данного изобретения, первый и второй следящие элементы содержат, соответственно, первый и второй выступы, причем первое и второе направляющие средства содержат, по меньшей мере, одну опорную плоскость, на которую по мере поворота первой боковой крышки опираются первый и второй выступы.
Предпочтительным вариантом исполнения этой опорной плоскости будет такое, в котором она представляет собой цельную опорную плоскость, имеющую последовательно расположенные первый и второй участки, определяющие первую и вторую направляющие поверхности, образующие, соответственно, первый и второй направляющие элементы, причем первый выступ опирается, по меньшей мере, на первую направляющую поверхность, а второй выступ опирается, по меньшей мере, на вторую направляющую поверхность.
В соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения, первая и вторая направляющие поверхности образуют между собой угол.
Предпочтительным вариантом исполнения первого и/или второго следящего элемента является такое, при котором они опираются на первый и/или второй направляющий элемент только на части хода первой боковой крышки.
Помимо того, что первая крышка помещена на определенном расстоянии, упомянутый выше край первой крышки отводится назад достаточно далеко от других элементов гондолы. В результате этого вышеуказанная проблема взаимодействия первой боковой крышки с другими элементами гондолы возникает только для части углового хода гондолы. Таким образом, следящие и направляющие элементы выполняют свою функцию только на части хода первой боковой крышки, то есть можно дополнительно уменьшить пространство, необходимое для этих элементов.
В соответствии с одним из отличительных признаков данного изобретения, когда гондола находится в рабочем положении, первый и второй следящие элементы отведены назад от первого и второго направляющих элементов.
Таким образом, в рабочем положении следящие и направляющие элементы не оказывают воздействия, то есть никоим образом не влияют на гондолу во время полета летательного аппарата. В рабочем положении установка каждой боковой крышки выполняется, соответственно, обычным способом посредством кольцевой канавки и дополнительного опорного ребра.
Предпочтительно, чтобы первая боковая крышка могла быть повернута на угловой ход между 40° и 60°, при этом первый и второй следящие элементы взаимодействовали бы с первым и вторым направляющими элементами на участке углового хода между 5° и 10°, желательно около 7°.
В соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения, рабочему положению отвечает угловое положение 0°, положению технического обслуживания отвечает угловое положение между 40° и 60°, причем следящие элементы и направляющие элементы расположены так, что первый следящий элемент опирается на первый направляющий элемент в угловом положении между 0,3° и 4°, а второй следящий элемент опирается на второй направляющий элемент в угловом положении между 4° и 7°.
То есть, можно быть уверенным в том, что первый направляющий элемент задает местоположение первой боковой крышки, когда упомянутое выше опорное ребро выводится из соответствующей канавки. Кроме того, при этом способе опорное ребро получает корректное положение напротив канавки по мере приближения боковых крышек друг к другу, что предотвращает преждевременный износ последних. Это особенно важно, поскольку канавка и опорное ребро, используемые для установки в заданное положение, являются элементами, подверженными значительному воздействию во время полета и, соответственно, считаются чувствительными частями.
Предпочтительным исполнением является такое, при котором первый и второй направляющие элементы прикреплены к раме, закрепленной относительно турбореактивного двигателя, что позволяет присоединить заднюю часть к средней части.
В соответствии с одним из отличительных признаков данного изобретения опорная плоскость имеет первый и второй края, при этом первый и второй выступы перемещаются по плоскости в направлении от первого края ко второму краю по мере перемещения первой боковой крышки от рабочего положения к положению технического обслуживания, причем второй край радиально смещен наружу относительно первого края.
Предпочтительно, чтобы второй край был смещен от первого края в направлении средней части.
Форма опорной плоскости, хотя она и ограничивает деформацию первой боковой крышки, тем не менее, до некоторой степени повторяет естественную деформацию боковой крышки по мере ее поворота в положение технического обслуживания.
Данное изобретение также относится к летательному аппарату, отличающемуся тем, что он содержит гондолу в соответствии с данным изобретением.
В любом случае, данное изобретение будет более понятно из последующего раскрытия со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, которые в качестве примера, раскрывают один из вариантов осуществления предлагаемой гондолы.
Фиг.1 представляет собой схематический вид гондолы в продольном разрезе;
фиг.2 представляет собой изображение задней части гондолы с пространственным разнесением составных частей;
фиг.3 представляет собой увеличенный аксонометрический вид области первой боковой крышки, расположенной на некотором расстоянии от оси вращения;
фиг.4 представляет собой вид сбоку;
фиг.5-7 представляют собой виды сверху первой боковой крышки в трех последовательных положениях.
Фиг.1 изображает гондолу согласно данному изобретению, предназначенную для оснащения летательного аппарата, имеющую трубчатую конструкцию, содержащую переднюю часть 1 с воздухозаборником турбореактивного двигателя, среднюю часть 2, предназначенную для окружения вентилятора турбореактивного двигателя, и заднюю часть 3, способную вместить устройства реверсирования тяги и предназначенную для окружения камеры сгорания турбореактивного двигателя, при этом гондола заканчивается реактивным соплом 4, выпускное отверстие которого находится позади турбореактивного двигателя.
Гондола предназначена для размещения двухконтурного турбореактивного двигателя, способного генерировать посредством лопастей вращающегося вентилятора поток (называемый также основным потоком) горячего воздуха из камеры сгорания турбореактивного двигателя.
Гондола имеет наружную конструкцию 5, образующую, совместно с концентрической внутренней конструкцией 6, кольцевой направляющий канал 7 циркуляции, также называемый трактом, предназначенный для направления потока холодного воздуха, называемого воздухом второго контура, циркулирующего снаружи турбореактивного двигателя. Основной поток и воздух второго контура выбрасываются из турбореактивного двигателя через хвостовую часть гондолы.
Как можно видеть более точно на фиг.2, наружная конструкция 5 содержит внутренний обтекатель 8 и наружный обтекатель 9.
Соответственно, каждая силовая установка летательного аппарата образована гондолой и турбореактивным двигателем и подвешена на неподвижной конструкции летательного аппарата, например, под крылом или на фюзеляже, посредством пилона или опоры 10, прикрепленных к данному двигателю или к гондоле.
Как можно видеть на фиг.2, задняя часть 5 гондолы образована первой боковой крышкой 11 и второй боковой крышкой 12, имеющими по существу полуцилиндрическую форму, расположенными по одной с каждой стороны продольной вертикальной плоскости симметрии гондолы и установленными с возможностью поворота между рабочим положением и положением технического обслуживания для получения доступа к турбореактивному двигателю. Эти две боковые крышки 11 и 12 установлены с возможностью поворота вокруг оси А, с узлом поворота в верхней части гондолы в точке, соответствующей положению часовой стрелки «12 часов». Боковые крышки удерживаются в замкнутом положении посредством запирающих устройств 13, расположенных по линии стыка, проходящей в нижней части по линии «6 часов».
Средняя и задняя части 2 и 3 соединены друг с другом обычным способом посредством рамы 14, закрепленной относительно турбореактивного двигателя, причем первая и вторая боковые крышки обычно оснащены установочными устройствами, взаимодействующими в рабочем положении с ответными установочными устройствами, расположенными на неподвижной раме.
Как более детально раскрыто на фиг.4, установочные устройства содержат коническое кольцевое опорное ребро 15 в целом V-образного профиля, при этом ответные установочные устройства имеют паз 16 соответствующих формы и профиля.
Если точнее, кольцевое опорное ребро 15 расположено на одном уровне с передним краем 17 внутреннего обтекателя 8 наружной конструкции 5.
Каждая боковая крышка оснащена у переднего края 17 внутреннего обтекателя 8 монтажной пластиной 18, расположенной у нижнего края внутреннего обтекателя 8 наружной конструкции 5.
Монтажная пластина 18 оснащена первым и вторым следящими выступами 19, 20, выдающимися в сторону средней части 2. Второй выступ 20 смещен под углом от первого выступа 19 относительно оси вращения А соответствующей боковой крышки. Второй выступ 20 расположен у нижнего края вышеупомянутого внутреннего обтекателя 8, то есть около противоположной боковой крышки, соответственно, первый выступ 19 расположен с дополнительным отнесением назад от второго выступа.
Кроме того, силовая установка, образованная гондолой и турбореактивным двигателем, оснащена направляющей плоскостью 21, которая закреплена относительно турбореактивного двигателя и прикреплена к неподвижной раме 14.
Как более точно раскрыто на фиг.4-7, плоскость 21 имеет первый край 22, обращенный к противоположной крышке, и второй край 23 на противоположной стороне от первого.
Плоскость 21 задает границы трех отдельных участков, а именно, по порядку, контактного участка 24, расположенного у первого края 21, первого опорного участка 25 и второго опорного участка 26, причем второй участок расположен у второго края 23.
Таким образом, плоскость 21 имеет три плоские поверхности, обращенные к задней части, причем на эти поверхности опираются следящие выступы, как будет подробно раскрыто в дальнейшем, при этом данные поверхности представляют собой контактную поверхность 27, первую направляющую поверхность 28 и вторую направляющую поверхность 29.
Вторая направляющая поверхность 29 образует угол с первой направляющей поверхностью 28. Точнее, первая направляющая поверхность 28 по существу параллельна передней поверхности 3 задней части, а вторая направляющая поверхность 29 расположена с наклоном к средней части 2. Подобным же образом контактная поверхность 27 расположена с наклоном к средней части 2.
Кроме того, второй край 23 радиально смещен наружу относительно первого края 22 так, чтобы воспроизводить деформацию соответствующей боковой крышки, как будет подробно раскрыто в дальнейшем.
В соответствии с одним из вариантов исполнения, плоскость 21 может быть изогнута без наличия выраженных плоских участков.
Далее приведено более подробное раскрытие способа работы предлагаемой гондолы.
Когда гондола находится в рабочем положении, боковые крышки 11, 12 сомкнуты друг с другом, при этом кольцевое опорное ребро 15 каждой боковой крышки находится в соответствующем пазу 16.
Как изображено на фиг.5, в рабочем положении следящие выступы 19, 20 не опираются на плоскость 21, при этом боковые крышки удерживаются на месте посредством вышеупомянутых опорных ребер 15 и пазов 16.
Во время проведения технического обслуживания необходимо повернуть, по меньшей мере, одну из двух боковых крышек из рабочего положения, которому отвечает угловое положение 0°, в положение технического обслуживания, которому отвечает угловое положение между 30° и 50°.
На первой стадии разделения, например, первой боковой крышки 11, последняя перемещается от положения на 0° к положению на 0,3° так, чтобы высвободить кольцевое опорное ребро 15 из соответствующего паза 16. Затем первый выступ 19 опирается на контактную поверхность 27, при этом первая боковая крышка 11 может затем слегка деформироваться, хотя данная деформация ограничена тем, что первый выступ 19 опирается на плоскость 21.
На второй стадии разделения первая боковая крышка 11 перемещается от своего положения на 0,3° к положению на 4°. На этой второй стадии разделения первый выступ 19 перемещается вдоль первой направляющей поверхности 28, затем второй выступ 20 также входит в контакт с первой направляющей поверхностью 28 и, в конце концов, первый выступ 19 освобождает первую направляющую поверхность 28.
На третьей стадии разделения первая боковая крышка 11 перемещается от своего положения на 4° к положению на 7°. На этой третьей стадии разделения второй выступ 20 вступает в контакт со второй направляющей поверхностью 29 и перемещается вдоль последней, пока не достигнет второго края плоскости 21. Поскольку вторая направляющая поверхность 29 расширяется к средней части 2, первая боковая крышка 11 по мере своего вращения постепенно деформируется, как к средней части 2, так и книзу. Поскольку второй край 23 радиально смещен наружу, плоскость 21 позволяет воспроизведение этого наружного радиального смещения второго выступа 20.
В положении на 7° второй выступ 20 оставляет плоскость 21 у второго края 23, то есть деформация первой боковой крышки 11 больше не ограничена плоскостью 21. Следящие выступы 19, 20 и плоскость 21 выполнены так, что положение 7° соответствует максимальной деформации первой боковой крышки 11. При этом способе, когда второй следящий выступ 20 оставляет плоскость 21, отсутствует тенденция к дальнейшей деформации первой боковой крышки 11. Это обстоятельство создает возможность, при перемещении первой боковой крышки 11 от положения технического обслуживания к ее рабочему положению, обеспечить корректное повторное соединение второго выступа 21 со второй направляющей поверхностью 29.
Таким образом, следящие выступы 19, 20 и опорная плоскость 21 являются активными только на части углового хода первой боковой крышки 11, а именно между положением на 0,3° и положением на 7°. Благодаря общей конструкции гондолы, за пределами этой части опасность взаимодействия первой боковой крышки 11 с остальными частями гондолы является нулевой.
Принцип работы второй боковой крышки 12 является аналогичным, поэтому его подробное раскрытие не приводится.
В соответствии с нераскрытым одним из вариантов исполнения, гондола может быть оснащена двумя отдельными плоскостями, при этом каждый выступ опирается на одну плоскость.
Само собой разумеется, что данное изобретение не ограничивается исключительно раскрытым выше примером варианта исполнения гондолы для турбореактивного двигателя, наоборот, оно охватывает все варианты исполнения.