ЛИНЕЙНЫЙ ПРИВОД МНОГОКРАТНОГО ДЕЙСТВИЯ
MULTIPLE-ACTION LINEAR DRIVE

Изобретение относится к телескопическому линейному приводу для перемещения первого и второго элементов относительно друг друга и относительно неподвижного элемента. Указанные три элемента могут, в частности, входить в состав реверсора тяги для турбореактивного двигателя типа описанного, например, в документе US 4005822, опубликованном 1 февраля 1977 г.
Самолет приводится в движение с помощью нескольких турбореактивных двигателей, каждый из которых помещен в гондолу, в которой находится также группа вспомогательных приводных устройств, связанных с его работой и выполняющих различные функции во время работы или простоя двигателя. Такие вспомогательные приводные устройства включают в себя, в частности, механическую систему привода реверсоров тяги.
Гондола имеет, как правило, трубчатую структуру с воздухозаборником, помещенным перед турбореактивным двигателем, средней секцией, охватывающей вентилятор турбореактивного двигателя, и задней секцией, в которую помещены средства реверсирования тяги и которая охватывает камеру сгорания турбореактивного двигателя, и заканчивается обычно реактивным соплом, выход которого находится за турбореактивным двигателем.
Современные гондолы используют для установки в них двухконтурного турбореактивного двигателя, способного генерировать с помощью вращающихся лопастей вентилятора горячий воздушный поток (его называют также «первичным потоком»), выходящий из камеры сгорания турбореактивного двигателя, и холодный («вторичный») воздушный поток, циркулирующий снаружи от турбореактивного двигателя по кольцевому каналу («тракту»), образованному между обтекателем турбореактивного двигателя и внутренней стенкой гондолы. Оба эти воздушных потока выталкиваются из турбореактивного двигателя через заднюю часть гондолы.
Назначение реверсора тяги состоит в повышении эффективности торможения самолета при его приземлении путем перенаправления вперед, по меньшей мере, части тяги, развиваемой турбореактивным двигателем. На этом этапе реверсор перекрывает тракт холодного воздушного потока, 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 потока. Однако во всех случаях конструктивно реверсор включает в себя подвижные капоты, имеющие возможность перемещаться из развернутого положения, в котором они открывают в гондоле канал для отклоненного потока, в убранное положение, в котором они перекрывают указанный канал. Эти капоты могут также выполнять функцию отклонения или всего лишь активации иных отклоняющих средств.
В случае с решетчатым («каскадным») реверсором тяги переориентация воздушного потока осуществляется с помощью специальных решеток профилей, при этом капот выполняет лишь обычную функцию скольжения, направленную на открывание или перекрытие указанных решеток, причем поступательное перемещение подвижного капота осуществляется по продольной оси, практически параллельной оси гондолы. Имеются также дополнительные блокировочные дверцы, называемые также створками, которые приводятся в действие в результате скольжения капота и обеспечивают, как правило, перекрытие тракта за решетками с целью оптимизации переориентации холодного потока.
Эти створки установлены с возможностью поворота своим передним концом на подвижном капоте, совершая перемещение из убранного положения, в котором они обеспечивают вместе с подвижным капотом непрерывность линии обтекания внутренней стенки гондолы, в развернутое положение, в котором в режиме реверсирования тяги они, по меньшей мере, частично перекрывают кольцевой канал, с тем чтобы обеспечить отклонение потока газа в сторону решеток профилей, открывшихся в результате скольжения подвижного капота. Указанный поворот створок направляется тягами, которые прикреплены, во-первых, к створке и, во-вторых, к какой-либо неподвижной точке внутренней конструкции, ограничивающей кольцевой канал.
В указанном выше документе US 4005822 раскрыт реверсор тяги, содержащий подвижный капот и отклоняющие створки, причем в известном техническом решении отсутствуют тяги, расположенные на пути прохождения потока. Приведение в действие подвижного капота и поворот створок согласно известному техническому решению осуществляться одновременно, но с разными скоростями. Для этого предусмотрено по одному выделенному приводу на каждый подвижный элемент.Однако такая конструкция оказывается слишком тяжелой и, кроме того, требует полной электронной или механической синхронизации приводных средств.
Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы разработать усовершенствованный привод двойного действия, который имел бы несложную конструкцию и отвечал бы потребностям управления системой створок без тяг, тип которой описан в документе US 4005822.
Для этого, в настоящем изобретении предложен привод двойного действия, то есть обеспечивающий приведение в действие каждого из двух подвижных элементов с помощью собственных кинематических средств и в то же время требующий для своей работы применения одного-единственного исполнительного механизма.
Таким образом, настоящее изобретение относится к линейному приводу многократного действия, предназначенному для приведения по меньшей мере двух подвижных элементов в движение относительно неподвижного элемента, содержащему совокупность концентрических цилиндрических тел, образующих штанги и последовательно зацепляющихся друг с другом посредством наружных и внутренних резьб, отличающемуся тем, что одно из тел соединено со средствами приведения во вращение, при этом остальные тела образуют вместе внутреннюю и наружную приводные цепи, причем указанные остальные тела связаны со средствами избирательной блокировки, причем вращение крайних тел внутренней и наружной приводных цепей постоянно заблокировано.
Таким образом, благодаря наличию единственного приводимого во вращение тела, способного передавать вращательное движение одному или нескольким концентрическим телам через посредство взаимодействующих друг с другом резьб, удается обеспечить автоматическую синхронизацию между различными подвижными телами с помощью указанных резьб. Относительные величины шага резьб позволяют согласовать между собой скорости поступательного перемещения отдельных тел с самого начала вращения при одинаковой скорости вращения.
Привод предпочтительно имеет основание, выполненное с возможностью крепления к неподвижному элементу и служащее в качестве опорной поверхности для поддержания концентрических тел.
Привод предпочтительно состоит из трех концентрических тел, а именно центрального тела, наружного тела и внутреннего тела, причем каждое из трех образует штангу, причем центральное тело имеет первую, наружную, резьбу, выполненную с возможностью взаимодействия с соответствующей резьбой наружного тела, и вторую, внутреннюю, резьбу, выполненную с возможностью взаимодействия с соответствующей резьбой внутреннего тела, причем для одного из тел предусмотрена блокировка поступательного перемещения и оно выполнено с возможностью присоединения к специально предназначенным для этого средствам приведения во вращение, тогда как два других тела, каждое из которых выполнено с возможностью соединения с одним из приводимых в движение подвижных элементов, установлены с возможностью свободно совершать поступательное перемещение, но их вращение блокировано, за исключением случая, когда одним из этих тел является центральное тело, которое в этом случае связано с отсоединяемыми средствами блокировки вращения.
Шаг наружной резьбы центрального тела предпочтительно превышает шаг внутренней резьбы. При этом скорость поступательного перемещения наружного тела будет больше скорости поступательного перемещения внутреннего тела.
В соответствии с одной из альтернатив шаг наружной резьбы центрального тела меньше шага внутренней резьбы. При этом скорость поступательного перемещения наружного тела будет меньше скорости поступательного перемещения внутреннего тела.
Согласно еще одной из альтернатив наружная и внутренняя резьбы центрального тела имеют одинаковые шаги. При этом скорости поступательного перемещения тоже будут одинаковыми.
В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, телом, соединенным со средствами приведения во вращение, является центральное тело.
В этом случае предлагаемый привод будет идеально пригодным для приведения в действие блокировочной створки совместно с панелью реверсора тяги типа описанного выше.
Внутреннее тело предпочтительно выполнено с возможностью соединения с подвижным капотом реверсора тяги, а наружное тело выполнено с возможностью соединения со средствами поворота створки.
Совершенно очевидно, что подобную конфигурацию можно также применить для одновременного приведения двух подвижных частей в движение относительно друг друга и относительно какой-либо неподвижной части в случаях, когда эти две подвижные части характеризуются разной длиной хода и разными скоростями раскрытия и закрытия.
В соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, телом, соединенным со средствами приведения во вращение, является наружное тело.
Благодаря данному варианту осуществления изобретения удается изменить конструкцию ранее описанного привода таким образом, чтобы приспособить ее для решения проблемы приведения в действие регулируемого сопла типа описанного, например, в документе US 4005822.
Трудности привода регулируемого сопла проистекают из того обстоятельства, что необходимо обеспечить управление им на всех этапах полета, когда реверсор тяги находится в закрытом положении.
Учитывая, что регулируемое сопло смонтировано на подвижном капоте системы реверса тяги, должна быть обеспечена возможность приведения его в действие одновременно с этим капотом, однако функция «регулируемое сопло», позволяющая изменять выходное сечение, может быть отключенной и не использоваться, когда задействован реверсор тяги.
Таким образом, благодаря тому, что предлагаемый привод включается через посредство наружного тела, удается легко произвести указанную синхронизацию.
Если говорить точнее, когда предстоит привести в движение подвижный капот, блокируется вращение центрального тела. Следовательно, оно перестает передавать вращательное движение на внутреннее тело, которое начинает, соответственно, совершать такое же перемещение, как и центральное тело.
Когда подвижный капот находится в закрытом положении, внутреннее тело, связанное с регулируемым соплом, может быть приведено в действие независимо путем устранения блокировки вращения центрального тела благодаря средствам избирательной блокировки.
При этом центральное тело обеспечивает передачу вращательного движения, совершаемого наружным телом, на внутреннее тело, которое, будучи подвергнуто блокировке вращения, начинает совершать соответствующее поступательное перемещение.
Центральное тело предпочтительно выполнено с возможностью соединения с подвижным капотом реверсора тяги, а внутреннее тело выполнено с возможностью соединения с подвижным соплом, входящим в состав указанной системы реверса тяги.
Совершенно очевидно, что тот же привод можно использовать в других ситуациях, где встречается такая же техническая проблема.
Отсоединяемые средства блокировки вращения предпочтительно выполнены в виде системы захватов, прикрепленных к центральному телу и имеющих возможность взаимодействия с соответствующими зубьями внутреннего тела.
Система захватов предпочтительно снабжена упругими возвратными средствами, принудительно устанавливающими указанные захваты в положение сцепления с зубьями внутреннего тела. В результате в отсутствие какого-либо специального приводного средства оказывается, что возможно приведение в действие одной лишь сопловой части.
Внутреннее тело установлено с возможностью его приведения в поступательное движение посредством сцепления с отсоединяемыми средствами блокировки, входящими в состав центрального тела, только тогда, когда регулируемое сопло находится в определенном положении относительно подвижного капота.
Изобретение станет более понятным при прочтении нижеследующего подробного описания, приведенного со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:
на фиг.1 в разрезе показан привод в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, в убранном положении;
на фиг.2 в разрезе показан привод с фиг.1, в выдвинутом положении;
на фиг.3 в продольном разрезе показан привод в соответствии с модифицированной версией первого варианта осуществления изобретения, в убранном положении;
на фиг.4 в продольном разрезе показан привод с фиг.3, в выдвинутом положении;
на фиг.5 в разрезе схематично показан подвижный капот реверсора тяги, оснащенный регулируемым соплом, в закрытом положении на стадии полета самолета, причем изображенный капот приводится в действие посредством привода, выполненного согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг.6 показана система с фиг.5, обеспечивающая приведение в действие регулируемого сопла;
на фиг.7 изображена система с фиг.5, причем регулируемое сопло показано в немного задвинутом положении (короткое сопло);
на фиг.8 показана система с фиг.5, причем сопло изображено в положении, соответствующем стадии полета самолета и готовым к перемещению подвижного капота;
на фиг.9 показана система с фиг.5 с раскрывающимся подвижным капотом, причем положение регулируемого сопла поддерживается неизменным относительно капота.
На фиг.1-4 изображен предлагаемый привод согласно первому варианту осуществления изобретения, предназначенный для приведения в движение подвижного капота реверсора тяги гондолы турбореактивного двигателя, снабженного блокировочной створкой.
Предлагаемый привод 100 имеет цилиндрический кожух 101, внутри которого помещены три концентрических тела в форме стержней, а именно, наружное тело 102, центральное тело 103 и внутреннее тело 104.
Каждое из этих трех тел входит в механическое зацепление со смежным с ним телом благодаря специальной резьбе.
Если говорить точнее, наружное тело 102 имеет внутреннюю резьбу 105, взаимодействующую с соответствующей наружной резьбой 106 центрального тела 103, которое, в свою очередь, имеет также внутреннюю резьбу 107, взаимодействующую с соответствующей наружной резьбой 108 внутреннего тела 104.
Кроме того, центральное тело 103 установлено таким образом, что его поступательное перемещение блокировано и оно может совершать вращательное перемещение на приводных средствах 109, помещенных в основание 110 привода.
Что же касается наружного тела 102 и внутреннего тела 104, то для них блокировано вращение, а поступательное перемещение они совершать могут. Указанную блокировку вращения можно осуществить просто посредством прикрепления этих двух тел к тем соответствующим подвижным частям, которые они должны приводить в движение, а именно, к подвижному капоту и к створке. Для этого внутреннее тело 104 выполнено так, что оно заканчивается крепежным ушком 111, а наружное тело 102 снабжено боковыми приводными бобышками 112.
Описанный привод работает следующим образом. Когда приводные средства 109 приводят во вращательное движение центральное тело 103, оно сообщает это движение наружному телу 102 и внутреннему телу 104 благодаря соответствующим резьбам 105, 106 и 107, 108. Поскольку наружное тело 102 и внутреннее тело 104 вращаться не могут, движение привода центрального тела 103 преобразуется в поступательное. При этом наружное тело 102 и внутреннее тело 104 начинают совершать поступательное перемещение, направление которого зависит от направления вращения приводных средств и ориентации резьб 105, 106 и 107, 108. Кроме того, линейная скорость поступательного перемещения наружного тела 102 и внутреннего тела 104 определяется шагом каждой резьбы 105, 106 и 107, 108, в то время как скорость вращения остается одинаковой.
Таким образом, имея в своем распоряжении единственный привод вращения центрального тела 103, мы получаем привод поступательного перемещения каждого из тел 102, 104, соединенного с соответствующей подвижной частью, причем такое приведение в движение осуществляется синхронно со скоростями, которые можно сравнительно легко изменять с помощью шага резьб 105, 106 и 107, 108.
В соответствии с первым вариантом осуществления, представленным на фиг.1 и 2, шаг наружных резьб 105, 106 меньше шага внутренних резьб 107, 108. Из этого следует, что наружное тело будет совершать поступательное перемещение со скоростью, меньшей, чем скорость внутреннего тела.
И, наоборот, в соответствии с модифицированным вариантом, показанным на фиг.3 и 4, шаг наружных резьб 105, 106 больше шага внутренних резьб 107, 108. Из этого следует, что наружное тело будет совершать поступательное перемещение со скоростью, большей, чем скорость внутреннего тела.
Разумеется, специалисты могут изменять эти параметры в соответствии с местом нахождения исходной и конечной точек движения каждой подвижной части.
Как уже говорилось выше, основополагающую структуру описанного выше привода можно изменять таким образом, чтобы обеспечить приведение в движение регулируемого сопла. Такой вариант осуществления изобретения проиллюстрирован на фиг.5-9.
На этих чертежах схематически показан подвижный капот 200 реверсора тяги, имеющий концевую сопловую секцию 201, которая установлена с возможностью перемещения относительно подвижного капота с формированием при этом так называемого «регулируемого сопла».
Каждая подвижная часть этой системы реверса тяги может приводиться в поступательное движение с помощью единственного привода 203, выполненного согласно второму варианту осуществления изобретения.
Как и привод 100, привод 203 имеет три концентрических тела -наружное 204. центральное 205 и внутреннее 206.
Наружное тело 204 имеет механическое зацепление с центральным телом 205. для чего оно снабжено внутренней резьбой 207, которая взаимодействует с соответствующей наружной резьбой 208 центрального тела 205.
Кроме того, центральное тело 205 имеет внутреннюю резьбу 209, взаимодействующую с соответствующей наружной резьбой 210 внутреннего тела 206.
Наружное тело 204 не может совершать поступательные движения, но способно вращаться благодаря тому, что оно соединено со средствами 211 приведения во вращение, помещенными в кожухе 212, образующем основание привода.
Что касается внутреннего тела 206, то оно может совершать поступательное перемещение, но блокировано по вращению.
Таким образом, будучи приведенным во вращение, наружное тело 204 сообщает свое движение центральному телу 205 через посредство резьб 208 и 209.
Из этого следует, что, если вращение центрального тела 205 заблокировано, то движение наружного тела 204 будет преобразовываться в поступательное перемещение этого центрального тела. При этом на внутреннее тело 206 не передается никакого движения, так что оно остается неподвижным относительно центрального тела 205. Следовательно, оно совершает поступательное перемещение одновременно и с той же скоростью.
Если для центрального тела 205 сохраняется возможность вращения, то движение наружного тела 204 уже не будет преобразовываться в поступательное перемещение, однако будет иметь место передача вращательного движения внутреннему телу 206, которое, будучи заблокировано по вращению, начинает совершать самостоятельное поступательное перемещение.
Для того чтобы иметь возможность выбора между приведением в движение только одного внутреннего тела 206 или приведением в движение этого тела вместе с центральным телом 205, это последнее снабжено специальными средствами избирательной блокировки, которые выполнены в виде захвата 213, смонтированного внутри этого центрального тела и имеющего вырезы, взаимодействующие с ответными зубьями 214, имеющимися на одном из концов внутреннего тела 206.
Эти блокировочные средства связаны со средствами управления 215, которые могут избирательно оказывать на лапки захвата 213 давление, достаточное для их отталкивания с отдалением от зубьев 214.
Поскольку вращение внутреннего тела 206 блокировано, взаимодействие захвата 213 с зубьями 214 этого тела позволяет блокировать вращение и центрального тела 205.
Таким образом, когда требуется активировать реверсор тяги, то есть привести в движение подвижный капот с помощью центрального тела 205, управляющие средства 215 типа электромагнитов остаются в убранном положении, и тогда захват 213 взаимодействует с зубьями 214. При этом становится возможным одновременно приводить в движение подвижный капот 200 и регулируемую сопловую секцию 201, соединенную с внутренним телом 206.
И наоборот, когда надо привести в действие только регулируемую сопловую секцию 201, управляющие средства 213 приводят в действие, чтобы отвести захваты 213 от зубьев 214, разблокируя, таким образом, центральное тело 205 для вращения.
Привод сопла 201 показан на фиг.6-8.
На фиг.9 иллюстрируется привод подвижного капота после разблокирования дополнительных средств 218 блокировки подвижного капота 200.
Следует отметить, что привод подвижного капота 200 может осуществляться в данном случае лишь при условии, что имеет место блокировка вращения центрального тела 205, то есть захват 213 взаимодействует с зубьями 214, что соответствует некоторому определенному положению сопла 201 относительно подвижного капота 200. Если сопло 201 находится в убранном или выдвинутом положении, то придется сначала произвести его возврат в обычное положение, с тем чтобы дать возможность зацепления зубьев 214 с захватом 213 и блокировки вращения центрального тела 205.
Кроме того, учитывая, что центральное тело 205 выполнено с возможностью приведения его во вращение, оно будет соединяться с подвижным капотом 200 с помощью шаровых шарнирных средств 220 типа кольца, устанавливаемого, например, на шарикоподшипнике.
Хотя выше изобретение было описано применительно к конкретному примеру его осуществления, должно быть совершенно понятно, что оно никоим образом не ограничивается им и охватывает всевозможные технические эквиваленты рассмотренных здесь средств, а также их различные комбинации при условии сохранения объема изобретения.