УЗЕЛ И СПОСОБ МАНИПУЛИРОВАНИЯ СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
ASSEMBLY AND METHOD OF MANIPULATION OF AIRCRAFT POWER UNIT

Настоящее изобретение относится к узлу для манипулирования силовой установкой летательного аппарата и к способу манипулирования такой силовой установкой летательного аппарата.
Летательный аппарат приводится в движение несколькими силовыми установками, каждая из которых содержит турбореактивный двигатель, размещенный в гондоле.
Как показано на фиг.1, силовая установка 1 содержит гондолу 3 и турбореактивный двигатель 5, например, двухконтурного типа, выполненный с возможностью генерировать, посредством лопаток вращающегося вентилятора, поток горячих газов (называемый также первичным потоком) и поток холодного воздуха (называемый также вторичным воздушным потоком), циркулирующий снаружи турбореактивного двигателя по кольцевому каналу 7, также называемому кольцевым трактом потока, образованному между двумя концентрическими стенками гондолы. Первичный и вторичный потоки выпускаются из турбореактивного двигателя через заднюю часть гондолы.
Гондола обычно имеет трубчатую конструкцию, содержащую переднюю по потоку секцию или воздухозаборник 9, расположенную спереди по потоку турбореактивного двигателя, среднюю секцию 11, охватывающую вентилятор турбореактивного двигателя, заднюю по потоку секцию 13, которая охватывает камеру сгорания турбореактивного двигателя, включает устройство реверсора тяги и может оканчиваться выпускным соплом, расположенным сзади по потоку от турбореактивного двигателя.
Для проведения операций по техническому обслуживанию гондолы желательно иметь возможность манипулирования воздухозаборником гондолы независимо от ее средней и задней по потоку секций.
На фиг. 2 проиллюстрирован вариант осуществления устройства уровня техники, позволяющего манипулировать воздухозаборником.
Узел 15 манипулирования, известный из уровня техники, содержит два стропа 17, соединенных и скрепленных на нижнем конце с наружной стенкой 19 воздухозаборника 9 гондолы, контактирующего с внешним воздушным потоком, текущим вокруг гондолы во время ее работы.
Для этого на наружной стенке 19 гондолы имеются два соединительных элемента 21, образующих узлы крепления, на которых установлены стропы 17.
Когда стропы 17 установлены на соединительных элементах 21 воздухозаборника 9, оператор может манипулировать воздухозаборником, например, как показано на фиг. 3, наклоняя его вертикально для того, чтобы иметь возможность расположить его на полу в вертикальном положении.
Производители летательных аппаратов постоянно сталкиваются с проблемой уменьшения аэродинамических возмущений гондолы. Для этого производители гондол стараются сделать гладкими определенные поверхности гондолы, в частности наружную стенку гондолы.
Эта задача частично решается путем создания гондолы, содержащей так называемый воздухозаборник ламинарного типа, то есть воздухозаборник, не имеющий соединительных элементов, предназначенных для крепления строп узла манипулирования, известного из уровня техники.
Устранение соединительных элементов с наружной стенки воздухозаборника гондолы приводит к невозможности использования такого известного узла манипулирования на гондолах ламинарного типа.
Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков путем создания узла манипулирования для воздухозаборника гондолы, в частности такого типа, который не содержит на своей наружной стенке узлов крепления.
Для этой цели настоящее изобретение относится к узлу манипулирования силовой установкой, включающей гондолу и турбореактивный двигатель летательного аппарата, причем указанный узел манипулирования отличается тем, что содержит:
- раму, имеющую по меньшей мере три рычага, отстоящих друг от друга в радиальном направлении, при этом указанная рама выполнена с возможностью вращения вокруг оси , перпендикулярной продольной оси  узла  манипулирования, и
- по меньшей мере три ветви манипулирования указанной гондолой, каждая из которых установлена перпендикулярно на одном из указанных по меньшей мере трех рычагов рамы, проходя вдоль указанной продольной оси указанного узла манипулирования, при этом указанные по меньшей мере три ветви манипулирования включают в себя по меньшей мере одну подвижную рабочую ветвь, выполненную с возможностью перемещения относительно рычага, на котором указанная рабочая ветвь установлена, при приведении в действие приводного средства для приведения в действие рабочей ветви, между исходным положением, обеспечивающим наличие зазора с внутренней стенкой воздухозаборника гондолы, когда указанная силовая установка установлена на указанном узле манипулирования, и рабочим положением, в котором указанная рабочая ветвь входит в контакт с указанной внутренней стенкой указанного воздухозаборника так, чтобы прикладывать усилие прижатия указанных ветвей манипулирования к внутренней стенке воздухозаборника.
Таким образом, путем создания узла манипулирования, содержащего ветви манипулирования, прикладывающие усилие прижатия к внутренней стенке воздухозаборника, узел манипулирования может быть использован в частности на гондолах, имеющих воздухозаборник ламинарного типа, то есть не содержащий соединительных элементов, на которых устанавливаются стропы манипулирования в известных решениях.
Согласно опциональным признакам узла манипулирования:
- приводное средство для приведения в действие рабочей ветви содержит пружину предварительного натяжения, имеющую первый конец, установленный на рабочей ветви, и второй конец, установленный на рычаге, на котором установлена указанная рабочая ветвь;
- по меньшей мере одна из ветвей манипулирования имеет по меньшей мере частичную оболочку из эластомерного материала; это позволяет не повреждать внутреннюю стенку воздухозаборника. Наличие эластомерного покрытия вокруг ветвей манипулирования также позволяет прикладывать хорошее усилие прижатия ветвей манипулирования к внутренней стенке воздухозаборника.
- согласно варианту осуществления узел манипулирования дополнительно содержит опорный рычаг, выполненный с возможностью соединения с внешним крепежным кольцом, при этом рама установлена с возможностью вращения на указанном опорном рычаге вокруг оси, перпендикулярной указанной продольной оси узла манипулирования;
- согласно варианту осуществления опорный рычаг имеет по меньшей мере частичную оболочку из эластомерного материала;
- согласно варианту осуществления узел манипулирования содержит противовес, установленный на одном конце рамы указанного узла манипулирования так, чтобы обеспечить удержание горизонтальном положении силовой установки, когда силовая установка установлена на указанном узле манипулирования;
- согласно варианту осуществления узел манипулирования дополнительно содержит блокирующее устройство для блокирования поступательного перемещения воздухозаборника гондолы, когда указанная силовая установка установлена на указанном узле манипулирования;
- согласно варианту осуществления по меньшей мере одна из указанных по меньшей мере трех ветвей манипулирования имеет оболочку и отверстие, при этом указанный узел манипулирования отличается тем, что блокирующее устройство для блокирования поступательного перемещения воздухозаборника содержит:
- по меньшей мере один блокирующий фиксатор, установленный на по меньшей мере одной ветви манипулирования узла манипулирования, и
- приводное средство для приведения в действие указанного блокирующего фиксатора,
при этом указанный по меньшей мере один блокирующий фиксатор выполнен с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси указанной ветви манипулирования при приведении в действие указанного приводного средства указанного блокирующего фиксатора, между исходным положением, в котором указанный блокирующий фиксатор находится внутри оболочки указанной ветви манипулирования, и положением блокировки, в котором указанный блокирующий фиксатор по меньшей мере частично извлечен из указанной оболочки через указанное отверстие указанной ветви манипулирования так, чтобы образовать упор, контактирующий с задним по потоку краем воздухозаборника гондолы, когда указанная силовая установка установлена на указанном узле  манипулирования;
- приводное средство для приведения в действие блокирующего фиксатора может содержать согласно варианту осуществления:
- блокирующий управляющий ползун,
- ведомый ползун, установленный с возможностью перемещения внутри оболочки,
- кулачок, входящий в зацепление с указанным ведомым ползуном и с указанным блокирующим фиксатором,
- соединительную тягу, имеющую первый конец, прикрепленный к ведомому ползуну, и второй конец, прикрепленный к блокирующему управляющему ползуну,
причем блокирующий управляющий ползун установлен с возможностью перемещения вдоль рамы указанного узла манипулирования между исходным положением, соответствующим исходному положению блокирующего фиксатора, и положением блокировки, соответствующим положению блокировки блокирующего фиксатора;
- согласно варианту осуществления когда блокирующий управляющий ползун находится в своем исходном положении, между указанным управляющим ползуном и указанными рычагами рамы узла манипулирования образован продольный зазор J, при этом когда зазор J выбран, блокирующий управляющий ползун перемещается из своего исходного положения в свое положение блокировки.
Настоящее изобретение также относится к способу манипулирования силовой установкой, содержащей:
гондолу, имеющую воздухозаборник, и
- турбореактивный двигатель летательного аппарата, включающий кожух вентилятора, на котором закреплен указанный воздухозаборник указанной гондолы,
при этом указанный способ манипулирования отличается тем, что содержит следующие последовательные этапы:
- введение ветвей манипулирования узла манипулирования согласно изобретению внутрь указанного воздухозаборника указанной гондолы;
- перемещение рабочей ветви из ее исходного положения, обеспечивающего наличие зазора с внутренней стенкой указанного воздухозаборника гондолы, в ее рабочее положение, в котором указанная рабочая ветвь контактирует с указанной внутренней стенкой указанного воздухозаборника гондолы, так, чтобы прикладывать усилие прижатия указанных ветвей манипулирования к внутренней стенке воздухозаборника;
- отсоединение указанного воздухозаборника от кожуха вентилятора турбореактивного двигателя.
Способ манипулирования по изобретению может содержать дополнительный этап, следующий за этапом перемещения рабочей ветви из ее исходного положения в ее рабочее положение, и выполняемый перед этапом отсоединения воздухозаборника от кожуха вентилятора турбореактивного двигателя, на котором смещают блокирующий фиксатор из его исходного положения, в котором указанный блокирующий фиксатор находится внутри оболочки указанной ветви манипулирования, в его положение блокировки, в котором указанный блокирующий фиксатор по меньшей мере частично извлечен из указанной оболочки через указанное отверстие указанной ветви манипулирования так, чтобы образовать упор, контактирующий с задним по потоку краем воздухозаборника гондолы.
Другие признаки и преимущества изобретения станут понятны из нижеследующего подробного описания, для понимания которого сделаны ссылки на сопроводительные чертежи, на которых:
- на фиг. 1 показано продольное сечение известной силовой установки;
- на фиг. 2 и 3 показан известный узел манипулирования, поддерживающий воздухозаборник гондолы турбореактивного двигателя;
- на фиг. 4 показан вид спереди узла манипулирования согласно изобретению;
- на фиг. 5 показан разрез по линии V-V с фиг. 4, узла манипулирования, поддерживающего воздухозаборник гондолы турбореактивного двигателя в горизонтальном положении;
- на фиг. 6 показан подробный вид зоны VI с фиг. 5;
- на фиг. 7 показан вид, аналогичный виду с фиг. 6, на котором блокирующее устройство узла манипулирования находится в положении блокировки;
- на фиг. 8 показан разрез вдоль линии VIII-VIII c фиг. 6;
- на фиг. 9 показан вид, аналогичный виду с фиг. 5, на котором узел манипулирования, поддерживающий воздухозаборник гондолы турбореактивного двигателя, находится в вертикальном положении.
В описании и формуле изобретения термины «спереди по потоку» и «сзади по потоку» следует понимать по отношению к циркуляции воздушного потока внутри силовой установки, образованной гондолой и турбореактивным двигателем, то есть слева направо, если смотреть на фиг. 1.
Аналогично, выражения «внутренний» или «находящийся внутри» или «внешний» или «наружный» не носят ограничительного характера и использованы в отношении радиального расстояния относительно продольной оси силовой установки, при этом выражения «внутренний» или «находящийся внутри», определяют зону, находящуюся ближе в радиальном направлении к продольной оси гондолы, в противоположность выражениям «внешний» или «наружный».
Кроме того, в описании и формуле изобретения для обеспечения ясности описания и формулы изобретения термины, относящиеся к вертикальному и поперечному направлению, не носят ограничительного характера, ссылаясь на правую систему координат L, T, V, обозначенную на фигурах, в которой продольная ось L параллельна продольной оси узла манипулирования.
Также, на всех фигурах идентичные или похожие номера позиций относятся к идентичным или похожим элементам или группам элементов.
На фиг. 4 показан узел 31 манипулирования согласно изобретению на виде спереди, а фиг. 5 иллюстрирует в разрезе вдоль линии V-V с фиг. 4 узел 31 манипулирования, поддерживающий воздухозаборник гондолы турбореактивного двигателя.
Узел 31 манипулирования содержит раму 35. В рассматриваемом примере рама 35 включает в себя рычаги 37a, 37b, 37c, отстоящие друг от друга в радиальном направлении и установленные на ступице 39. Согласно варианту осуществления угол, образуемый двумя следующими друг за другом рычагами, равен приблизительно 120°. Угол между двумя различными последовательными рычагами может быть таким, что рычаги 37a, 37b, 37c распределены в радиальном направлении неравномерно. Также, согласно варианту осуществления, может быть установлено больше рычагов, формирующих раму, например четыре рычага.
Рама 35 имеет продольную ось 41, соответствующую продольной оси ступицы 39, которая также соответствует продольной оси силовой установки 43, когда такая силовая установка установлена на узле 31 манипулирования. Следует отметить, что на всех фигурах только воздухозаборник 45 гондолы 47 силовой установки 43 показан в положении технического обслуживания на узле 31 манипулирования.
Рама 35 установлена с возможностью вращения вокруг оси 49, перпендикулярной продольной оси 41 узла манипулирования так, чтобы обеспечить возможность прохождения воздухозаборника 45 гондолы из его горизонтального положения, показанного на фиг. 5, в вертикальное положение (видимое на фиг. 9), как будет видно из остальной части описания. Например, поворот рамы 35 может быть получен посредством опорного рычага 51, предназначенного для соединения с крепежным кольцом 53, являющимся внешним по отношению к узлу манипулирования, или с любой другой подъемной системой, и посредством установки ступицы 39 рамы 35 с возможностью вращения на опорном рычаге 51, вокруг оси 49, перпендикулярной продольной оси 41 узла 31 манипулирования.
Согласно варианту осуществления опорный рычаг 51 может иметь по меньшей мере частичную оболочку из эластомерного материала 55 для того, чтобы не повредить передний край 57 воздухозаборника 45, когда силовая установка 43 установлена на узле 31 манипулирования.
Для того, чтобы силовая установка 43 могла удерживаться в горизонтальном положении на узле 31 манипулирования, передний по потоку конец 59 рамы, то есть, конец, ближайший к передней кромке воздухозаборника 45, когда силовая установка 43 установлена на узле манипулирования, оснащен противовесом 61, выполненным с возможностью установки на ступице 39.
В данном примере с рамой, содержащей три рычага, узел 31 манипулирования согласно изобретению дополнительно включает в себя три ветви 63a, 63b, 63c манипулирования воздухозаборником 45 гондолы 47. Каждая ветвь 63a, 63b, 63c манипулирования соответственно установлена на каждом рычаге 37a, 37b, 37c рамы 39 перпендикулярно последней. Другими словами, ветви 63a, 63b, 63c манипулирования воздухозаборником проходят вдоль продольной оси 41 узла 31 манипулирования.
Согласно изобретению по меньшей мере одна из ветвей манипулирования представляет собой так называемую рабочую ветвь. В данном примере ветвь 63с манипулирования образует рабочую ветвь 65.
Рабочая ветвь 65 используется для обеспечения хорошего прижатия всех ветвей к внутренней стенке 67 воздухозаборника 45. С этой целью рабочая ветвь 65 является подвижной относительно рычага 37с рамы, на котором она установлена, когда приводится в действие приводным средством.
Согласно данному примеру такое приводное средство может быть получено путем планирования установки упругих средств, таких как пружина 69 предварительного натяжения, между рабочей ветвью 65 и рычагом 37с рамы.
Согласно не проиллюстрированному варианту, приводным средством для приведения в действие рабочей ветви может быть привод, такой как гидравлический, пневматический или электрический цилиндр.
Пружина 69 предварительного натяжения содержит первый конец 69а, установленный на рабочей ветви 65, и второй конец 69b, установленный на рычаге 37с, на котором установлена рабочая ветвь 65. Конец рычага 37с, наиболее удаленный в радиальном направлении от ступицы 39, может иметь канавку 71, вдоль которой рабочая ветвь 65 может смещаться при отклонении пружины.
В исходном положении рабочей ветви 65, между рабочей ветвью 65 и внутренней стенкой 67 воздухозаборника 45 гондолы имеется зазор (не виден на фигурах).
В рабочем положении рабочей ветви 65, показанном на фиг. 5, пружина 69 предварительного натяжения сжата и рабочая ветвь 65 контактирует с внутренней стенкой 67 воздухозаборника и удерживается прижатой к этой внутренней стенке под действием пружины.
Усилие прижатия, получаемое рабочей ветвью 65, передается на ветви 63a, 63b манипулирования так, что все ветви манипулирования узла манипулирования прикладывают усилие прижатия к внутренней стенке 67 воздухозаборника 45.
Когда ветви 63a, 63b, 63c манипулирования вступают в контакт с внутренней стенкой 67 воздухозаборника 45 и прикладывают усилие прижатия к этой внутренней стенке, воздухозаборник может быть безопасным образом отделен от корпуса вентилятора (не видим на фиг. 5), к которому воздухозаборник присоединен во время работы гондолы. Для этого корпус вентилятора отсоединяют от турбореактивного двигателя в зоне крепежного фланца 73 воздухозаборника 45.
Согласно варианту осуществления ветви 63a, 63b, 63c манипулирования на части своей длины имеют оболочку из эластомерного материала 75. Это позволяет уберечь от повреждения внутреннюю стенку 67 воздухозаборника. Наличие эластомерного покрытия вокруг ветвей манипулирования дополнительно увеличивает усилие прижатия, прикладываемое ветвями манипулирования к внутренней стенке 67 воздухозаборника. Согласно варианту осуществления только две из ветвей 63a, 63b, 63c манипулирования покрыты эластомерным материалом 75.
Согласно варианту осуществления узла 31 манипулирования узел манипулирования содержит блокирующее устройство 77 для блокировки поступательного перемещения воздухозаборника 45 гондолы, когда силовая установка 43 установлена на узле манипулирования, предназначенное и установленное в узле манипулирования для блокировки поступательного перемещения воздухозаборника вдоль продольной оси 41 узла 31 манипулирования.
Как было показано ранее, усилие прижатия ветвей 63a, 63b, 63c манипулирования к внутренней стенке 67 воздухозаборника позволяет безопасным образом отсоединить воздухозаборник 45 от корпуса вентилятора.
Блокирующее устройство 77 позволяет, посредством блокирования поступательного перемещения воздухозаборника вдоль продольной оси узла манипулирования, дополнительно обеспечить надежную поддержку воздухозаборника ветвями 63a, 63b, 63c манипулирования.
Вариант осуществления этого блокирующего устройства для блокировки воздухозаборника приведен в качестве примера со ссылкой на фиг. 5-8, при этом на фиг. 6 в увеличенном виде показана зона VI с фиг. 5, на фиг. 7 показан вид, аналогичный виду с фиг. 6, узел манипулирования находится в положении блокировки, а на фиг. 8 показан разрез по линии VIII-VIII с фиг. 6.
Согласно представленному варианту изобретения предусмотрено применять столько же блокирующих устройств сколько рычагов и ветвей содержится в устройстве манипулирования. Конечно, можно предусмотреть оснащение узла манипулирования единственным блокирующим устройством или двумя блокирующими устройствами, когда узел манипулирования содержит три рычага и три ветви манипулирования. Блокирующее устройство 77 описано далее со ссылкой на ветвь 63а манипулирования и дублируется идентичным образом для других ветвей манипулирования узла манипулирования.
Блокирующее устройство 77 в первую очередь получено путем выполнения ветви 63а манипулирования в виде оболочки 79, включающей отверстие 81, выполненное вдоль вертикальной оси оболочки. Далее, блокирующее устройство 77 содержит блокирующий фиксатор 83, установленный на ветви 63а манипулирования. Блокирующий фиксатор 83 может быть приведен в действие посредством приводного средства, один из вариантов осуществления которого приведен в качестве примера в последующем описании.
Блокирующий фиксатор 83 является подвижным вдоль вертикальной оси ветви манипулирования, когда приводное средство приводится в действие между исходным положением, в котором блокирующий фиксатор 83 находится внутри оболочки 79, и положением блокировки, показанным на фиг. 7.
В этом положении блокировки блокирующий фиксатор 83 по меньшей мере частично выходит из оболочки 79 через отверстие 81. Блокирующий фиксатор 83 образует в этом положении блокировки упор, с которым задний по потоку край 85 воздухозаборника 45, например, фланец 73 для соединения с корпусом вентилятора, входит в контакт, когда силовая установка установлена на узле манипулирования, а кожух вентилятора отсоединен от воздухозаборника, как показано выше.
Согласно примерному варианту осуществления средства приведения в действие блокирующего фиксатора 83 средство для приведения в действие блокирующего фиксатора содержит блокирующий управляющий ползун 87 (виден на фиг. 5), определяющий для исходного положения, соответствующего исходному положению блокирующего фиксатора, продольный зазор J, образованный между блокирующим управляющим ползуном 87 и рычагами 37a, 37b, 37c рамы узла манипулирования.
Приводное средство блокирующего фиксатора 83 дополнительно содержит ведомый ползун 89, установленный с возможностью перемещения внутри оболочки 79, а также кулачок 91, установленный в контакте с ведомым ползуном 89 и с блокирующим фиксатором 83.
Движение смещения блокирующего управляющего ползуна 87 передается на узел, образованный ведомым ползуном 89, кулачком 91 и блокирующим фиксатором 83 благодаря соединительной тяге 93. Для этой цели соединительная тяга 93 имеет первый конец 93а, прикрепленный к ведомому ползуну 89, и второй конец, прикрепленный к блокирующему управляющему ползуну 83.
Выбирая зазор J, блокирующий управляющий ползун 89 двигается из своего исходного положения в свое положение блокировки, соответствующее положению блокировки блокирующего фиксатора. Выбирание зазора может быть произведено вручную путем воздействия оператора непосредственно на блокирующий управляющий ползун 89.
На фиг. 8, представляющей собой разрез по линии VIII-VIII с фиг. 6, показано соединение между концом 93а соединительной тяги и узлом, образованным оболочкой 79, ведомым ползуном 89, блокирующим фиксатором 83 и кулачком 91. Конец 93а соединительной тяги 93 содержит вилку 95, на которой закреплен стержень 97, проходящий через поперечное отверстие 99 оболочки 79 и проходящий через ведомый ползун 89.
Как было показано выше, усилие прижатия ветвей 63a, 63b, 63c манипулирования к внутренней стенке 67 воздухозаборника 45 позволяет безопасным образом отсоединить воздухозаборник от кожуха вентилятора. Это усилие прижатия также является достаточным для того, чтобы вызвать наклон воздухозаборника в вертикальном направлении. Тем не менее, оснащение узла 31 манипулирования устройством блокирования поступательного перемещения позволяет дополнительно обеспечить надежное удержание воздухозаборника в положении, при перемещении воздухозаборника из его горизонтального положения в его вертикальное положение, показанное на фиг. 9, на которую сейчас сделана ссылка.
Когда зазор J выбран, блокирующий управляющий ползун 87 возвращается в свое положение блокировки и одновременно принуждается блокирующим фиксатором 83 перемещаться в положение блокировки, в котором он формирует упор, вступающий в контакт с задним по потоку краем 85 воздухозаборника. Удержание блокирующего управляющего ползуна 87 в положении блокировки может быть произведено любыми соединительными средствами, известными специалисту.
Поворот рамы 35 на ее оси вращения 49, перпендикулярной продольной оси 41 узла манипулирования, вызывает переход воздухозаборника 45 из его горизонтального положения, показанного на фиг.5, в его вертикальное положение.
Когда воздухозаборник 45 находится в вертикальном положении, воздухозаборник расположен в своем вертикальном положении на подходящей опоре, например, на полу. Рабочая ветвь 65 узла манипулирования может перемещаться из своего рабочего положения в свое исходного положение, создавая зазор с внутренней стенкой воздухозаборника, освобождая, таким образом, внутреннюю стенку 67 воздухозаборника от усилия прижатия, которому она подвергается, позволяя ветвям манипулирования отойти от внутренней части воздухозаборника.
Безусловно, настоящее изобретение не ограничено только вариантами осуществления такого узла манипулирования и такого способа манипулирования, описанными выше только в качестве иллюстративного примера, но, напротив, охватывает все варианты, включая технические эквиваленты описанных средств и их комбинации, если они не выходят за границы объема настоящего изобретения.