РЕВЕРСОР ТЯГИ ДЛЯ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ
TURBOJET ENGINE THRUST REVERSER

Изобретение относится к реверсору тяги для турбореактивного двигателя.
Самолет приводят в движение несколько турбореактивных двигателей, каждый из которых помещен в гондолу.
Гондола сконструирована, как правило, в виде трубы с воздухозаборником на носу, средним отсеком, охватывающим компрессор турбореактивного двигателя, и хвостовым отсеком, в котором размещены средства реверса тяги и который охватывает камеру сгорания турбореактивного двигателя, а заканчивается гондола обычно соплом, срез которого находится по потоку позади турбореактивного двигателя.
Современные гондолы предназначены для установки в них двухконтурного турбореактивного двигателя, в котором имеют место, во-первых, горячий воздушный поток сквозь камеру сгорания турбореактивного двигателя (внутренний контур) и, во-вторых, холодный воздушный поток (внешний контур), обтекающий турбореактивный двигатель снаружи по кольцевому каналу (тракту), образованному между внутренней конструкцией, ограничивающей обтекатель турбореактивного двигателя, и внутренней стенкой гондолы. Оба воздушных потока истекают из турбореактивного двигателя через хвост гондолы.
Роль реверсора тяги состоит в том, чтобы при приземлении самолета увеличить его тормозную способность путем перенаправления, по меньшей мере, части развиваемой турбореактивным двигателем тяги вперед. При этом реверсор блокирует тракт холодного потока, направляя последний вперед вдоль гондолы, в результате чего создается реверсивная тяга, складывающаяся с торможением самолетных колес.
Для такого перенаправления холодного потока могут применяться различные средства в зависимости от типа реверсора тяги.
Известен, в частности, реверсор тяги для гондолы авиадвигателя, содержащий:
- лобовую раму, предназначенную для установки по потоку позади кожуха компрессора двухконтурного турбореактивного двигателя, помещаемого в такую гондолу;
- капот, установленный с возможностью перемещения между закрытым положением, в котором он скрывает лобовую раму, открытым положением, в котором он обнажает лобовую раму, и также положением техобслуживания, в котором он находится по потоку позади лобовой рамы;
- средства для перемещения капота между закрытым и открытым положениями;
- внутреннюю конструкцию, установленную с возможностью перемещения между рабочим положением, - в котором она частично скрыта лобовой рамой и, в свою очередь, сама частично скрывает турбореактивный двигатель, образуя совместно с капотом кольцевой тракт холодного воздуха, - и положением техобслуживания, в котором она находится по потоку позади лобовой рамы.
В известном реверсоре подобного типа доступ к турбореактивному двигателю для техобслуживания получают сдвигом капота и внутренней конструкции назад вдоль реверсора.
На практике ход назад капота и внутренней конструкции ограничен, вследствие чего для доступа к некоторым органам турбореактивного двигателя приходится предусматривать на внутренней конструкции люки.
Итак, задача изобретения - разработать решетчатый реверсор тяги описанного выше типа, который упростил бы доступ к турбореактивному двигателю.
Данная задача решена за счет реверсора тяги для гондолы авиадвигателя, содержащего:
- лобовую раму, предназначенную для установки по потоку позади кожуха компрессора двухконтурного турбореактивного двигателя, помещенного в гондолу;
- капот, установленный с возможностью перемещения между закрытым положением, в котором он скрывает лобовую раму, открытым положением, в котором он обнажает лобовую раму, и предварительным положением техобслуживания, в котором он расположен по потоку позади лобовой рамы;
- средства для перемещения капота между закрытым и открытым положениями;
- внутреннюю конструкцию, установленную с возможностью перемещения между рабочим положением, в котором она частично скрыта лобовой рамой и, в свою очередь, сама скрывает часть турбореактивного двигателя, образуя совместно с капотом кольцевой тракт холодного воздуха, в предварительное положение техобслуживания, в котором она находится по потоку позади лобовой рамы,
отличающегося тем, что капот состоит из двух створок, а внутренняя конструкция состоит из двух внутренних створок, причем створки и внутренние створки установлены с возможностью раскрытия наружу, когда капот и внутренняя конструкция находятся в предварительном положении техобслуживания.
Таким образом, работы по техобслуживанию начинают со сдвига капота и внутренней конструкции назад вдоль реверсора, чтобы обнажить часть внутренней конструкции, которая скрыта лобовой рамой с решетками, а затем раскрывают наружу створки и внутренние створки.
Раскрытие створок таким манером, невозможное в известных реверсорах тяги, поскольку внутренняя конструкция частично заслонена лобовой рамой, дает беспрепятственный доступ ко всем органам ТРД при проведении работ по техобслуживанию.
Прочие необязательные признаки заявляемого реверсора:
- створки установлены с возможностью сдвига между открытым и закрытым положениями по первым рельсам, жестко связанным с внутренними створками, причем такие средства сдвига просты в исполнении и лишь незначительно увеличивают вес реверсора;
- внутренние створки имеют в направлении на 12 часов воображаемого циферблата фартуки, дающие возможность раскрывать наружу внутренние створки совместно со створками, и такой совместный поворот позволяет за один прием раскрыть ту или иную пару из створки и внутренней створки;
- первые рельсы установлены на фартуках, поэтому капот перемещают в раскрытое положение сдвигом относительно фартука;
- внутренние створки установлены с возможностью скольжения между рабочим положением и предварительным положением техобслуживания по вторым рельсам, которые, в свою очередь, установлены на пилоне с возможностью поворота вокруг осей, по существу, параллельных направлению скольжения внутренних створок, и именно эти вторые рельсы обеспечивают раскрытие наружу внутренних створок;
- реверсор дополнительно содержит две полурамы, которые несут средства перемещения и створки, причем эти полурамы выполнены с возможностью перемещения между рабочим положением, - в котором они перекрывают лобовую раму, давая в то же время проход воздуху от лобовой рамы, - предварительным положением техобслуживания, в котором полурамы располагаются по потоку позади лобовой рамы и получают возможность раскрываться наружу, причем полурамы установлены с возможностью сдвига между рабочим положением и предварительным положением техобслуживания по вторым рельсам, которые, в свою очередь, установлены на пилоне с возможностью поворота вокруг осей, по существу, параллельных направлению сдвига полурам, и по этой причине средства перемещения - как правило, силовые цилиндры - перемещаются вместе с полурамами в предварительное положение техобслуживания, что дает совершенно свободный доступ к ТРД;
- реверсор содержит средства герметизации стыка между лобовой рамой и двумя внутренними створками, а в случае необходимости - между полурамами и внутренними створками, что позволяет предотвратить попадание воды в зону стыка этих органов, когда внутренняя конструкция находится в рабочем положении;
- вторые рельсы установлены на балках, которые, в свою очередь, установлены на пилоне с возможностью поворота вокруг осей, по существу, параллельных направлению скольжения внутренних створок или полурам, причем такой вариант осуществления позволяет без труда и сколько-нибудь существенного увеличения веса получить шарнир между внутренними створками и несущим пилоном;
- реверсор содержит запорные средства, блокирующие перемещение створок и внутренних створок, - а в случае необходимости и полурам - из их рабочих положений в предварительные положения техобслуживания, что позволяет предотвратить несанкционированное раскрытие этих органов;
- лобовая рама сконструирована так, чтобы нести ТРД, что позволяет наилучшим образом распределить усилия (веса, тяги, обратной тяги) по ТРД;
- реверсор относится к решетчатому типу, причем решетки установлены на лобовой раме;
- реверсор относится к створчатому типу, причем створки реверсора образуют части капота.
Предметом изобретения является также гондола авиадвигателя с реверсором тяги описанного выше типа.
Прочие признаки и преимущества изобретения поясняются в нижеследующем описании со ссылками на приложенные чертежи.
Фиг.1 показывает в аксонометрии силовую установку самолета с заявляемым реверсором при снятом капоте.
Фиг.2 показывает эту силовую установку сбоку при капоте реверсора в закрытом положении.
Фиг.3 показывает разрез силовой установки с фиг.2 по линии III-III.
Фиг.4 подробно показывает фрагмент IV с фиг.3.
Фиг.5 воспроизводит фиг.2 с заявляемым реверсором в предварительном положении техобслуживания.
Фиг.6 воспроизводит фиг.2 и фиг.5 с заявляемым реверсором в раскрытом положении техобслуживания.
Фиг.7 показывает разрез силовой установки с фиг.6 по линии VII-VII.
Фиг.8 подробно показывает фрагмент VIII с фиг.7.
Фиг.9 показывает в аксонометрии часть фартука одной из внутренних створок реверсора с фиг.1 - фиг.8.
Фиг.10, аналогично фиг.4, показывает взаимодействие фартука с лобовой рамой заявляемого реверсора, на которой установлены решетки отклоняющих лопаток, причем реверсор находится в рабочем положении.
Фиг.11 показывает этот же участок сбоку, в направлении стрелки XI на фиг.10.
Фиг.12 показывает вариант присоединения фартука внутренней конструкции заявляемого реверсора к поворотной балке на пилоне.
Фиг.13 и фиг.14, аналогично фиг.4 и фиг.8, показывают варианты присоединения фартука к поворотной балке.
Фиг.15, аналогично фиг.1, показывает второй вариант осуществления заявляемого реверсора с двумя подвижными полурамами, причем последние показаны в рабочем положении.
Фиг.16 подробно показывает участок XVI с фиг.15.
Фиг.17 воспроизводит фиг.15 с обеими подвижными полурамами в положении техобслуживания.
Фиг.18 подробно показывает участок XVI при переходе обеих подвижных полурам из рабочего положения в предварительное положение техобслуживания.
Фиг.19 показывает две подвижные рамы (на чертеже видна только одна из них), раскрытые в положении техобслуживания.
Фиг.20 и фиг.21 воспроизводят фиг.9 и фиг.11 для второго варианта осуществления.
Фиг.22 воспроизводит фиг.21 с фартуком и связанной с ним подвижной полурамой в предварительном положении техобслуживания.
Все чертежи выполнены применительно к решетчатому реверсору, однако изобретение охватывает и вариант со створчатыми реверсорами.
На фиг.1 видно, что силовая установка содержит гондолу 1, охватывающую турбореактивный двигатель 3, содержащий, во-первых, компрессор 5 и, во-вторых, собственно двигатель 7.
Эта силовая установка снабжена также реверсором тяги 9 (фиг.2), причем на фиг.1 показаны только входящие в его состав лобовая рама 11 с решетками отклоняющих лопаток и поворотная балка 13.
Лобовая рама 11 предпочтительно закреплена на кожухе 15 компрессора 5.
Лобовая рама 11 может быть несущей, то есть служить для крепления ТРД 3 к пилону 17 под крылом 19 самолета.
На фиг.2 заявляемый реверсор 9 показан в закрытом положении.
Кроме лобовой рамы 11 с решетками отклоняющих лопаток, реверсор содержит капот 21 и внутреннюю конструкцию 23, которая частично скрывает двигатель 7 в составе ТРД 3, образуя при этом кольцевой тракт для холодного воздуха от компрессора 5.
Следует отметить, что между лобовой рамой 11 и капотом 21 размещены приводные средства типа силовых цилиндров 26.
На фиг.3 показано, как размещены относительно друг друга различные органы реверсора, а также изображен кольцевой тракт 25 холодного воздуха.
Здесь же можно видеть, что капот 21 состоит, по сути, из двух створок 21а, 21b, а внутренняя конструкция 23 - из двух внутренних створок 23а, 23b.
Как показано на фиг.4, капот 21 установлен с возможностью сдвига по вертикальной, по существу, части 27 внутренней створки 23b, которая здесь называется фартуком, по паре из первого рельса 29 и первого ползуна 31.
Фартук 27, в свою очередь, установлен с возможностью сдвига по балке 13 посредством пары из второго рельса 33 и второго ползуна 35.
Сама же балка 13 установлена на пилоне 17 с возможностью поворота вокруг оси, по существу, параллельной рельсам 29, 33, то есть, по существу, параллельной оси А силовой установки.
Предусмотрены также, по меньшей мере, две шарнирные оси 37 для поворота балки 13 относительно пилона 17.
Можно также предусмотреть средства для облегчения поворота балки 13, например один или несколько силовых цилиндров 39.
Надо, разумеется, понимать, что створка 21а и внутренняя створка 23а соединены между собой и с пилоном 17 с помощью средств, аналогичных описанным выше.
Показанное на фиг.5 предварительное положение техобслуживания получено сдвигом группы из капота 21 и внутренней конструкции 23 по второму рельсу 33, что позволило переместить капот и внутреннюю конструкцию назад за лобовую раму 11.
Как видно на фиг.6 - фиг.8, затем систему переводят в раскрытое положение техобслуживания, поворачивая наружу балки 13, а с ними соответствующие полугруппы из створки и связанной с ним внутренней створки, т.е., во-первых, 21а, 23а и, во-вторых, 21b, 23b.
На фиг.7 более отчетливо показано, что такой повороту наружу этих полугрупп совершенно открывает доступ к двигателю 7.
Следует иметь в виду, что первый рельс 29 и первый ползун 31 обеспечивают сдвиг капота 21 относительно внутренней конструкции 23 при работе реверсора по традиционной технологии.
На фиг.9-фиг.11 видно, что целесообразно предусмотреть уплотнение 41, например силиконовое, в зоне каждого из фартуков 27, которые должны садиться на лобовую раму 11, когда внутренняя конструкция 23 находится в рабочем положении.
Как видно на фиг.9, для первого варианта осуществления место под раму представляет собой, по существу, вырез.
На фиг.12 показан один из вариантов соединения между фартуком 27 и балкой 13. Согласно этому варианту между фартуком и балкой помещена промежуточная С-образная деталь 43.
Эта деталь дает, по существу, двойную скользящую связь по верху и низу балки 13.
Для варианта с фиг.13 и фиг.14 предусматривают палец 45, который вступает во взаимодействие с балкой 13 только тогда, когда внутренняя конструкция 23 оказывается в предварительном положении для техобслуживания.
На фиг.15 показан второй вариант осуществления изобретения.
Этот вариант отличается от предыдущего тем, что две створки 21а, 21b (не показаны) установлены, соответственно, на двух подвижных полурамах, из которых на фиг.15 видна только одна, обозначенная позицией 47. Полурамы располагаются по обе стороны от пилона 17.
В данном случае силовые цилиндры 26 для перемещения створок 21а, 21b между закрытым положением, в котором они перекрывают полурамы 47, и открытым положением, в котором они находятся по потоку позади полурам, установлены на полурамах 47.
Каждая из полурам 47 установлена с возможностью сдвига по своей группе из балки 13 и второго рельса 33, аналогичной таковым в предыдущем примере осуществления.
Кроме того, створки 21а, 21b установлены с возможностью сдвига по соответствующему фартуку 27 посредством пары из первого рельса 29 и первого ползуна 31, аналогичной таковым в предыдущем примере осуществления.
Надо понимать, что подвижные полурамы 47 размещены так, чтобы давать проход воздуху от решеток лобовой рамы 11, когда они находятся в положении, показанном на фиг.15.
Предварительное положение для техобслуживания, показанное на фиг.17, получают из показанного на фиг.15 сдвигом полурам 47 по вторым рельсам 33, что позволяет переместить створки 21а, 21b и внутренние створки 23а, 23b в такое же положение, какое показано на фиг.5 применительно к предыдущему варианту осуществления.
Раскрытое положение для техобслуживания, показанное на фиг.19, получают поворотом наружу обеих балок 13, а с ними и обеих полурам 47, а также створок 21а, 21b и внутренних створок 23а, 23b.
Следует заметить, что при таком повороте силовые цилиндры 26 поднимаются вместе с полурамами 47, чем открывают совершенно свободный доступ к двигателю 7.
Как видно на фиг.16 - фиг.18, целесообразно предусмотреть палец 49, закрепленный на лобовой раме 11 с возможностью взаимодействия с ответной выемкой 51 в соответствующей полураме 47, причем эти палец и выемка размещены таким образом, чтобы предотвратить раскрытие наружу полурамы 47, когда она находится в рабочем положении (фиг.16), но дать возможность раскрытия, когда она находится по потоку позади рабочего положения, то есть в предварительном положении техобслуживания (фиг.18).
Как видно на фиг.20 - 22, в районе каждого из фартуков, взаимодействующегом с лобовой рамой 11 и с полурамой 47, имеются две кромки 53, 55, на которых размещено силиконовое уплотнение 57, обеспечивающее герметичный стык фартуков 27 внутренней конструкции 23 с лобовой рамой 11 и полурамами 47 в рабочем положении, показанном на фиг.21.
В предварительном положении техобслуживания, показанном на фиг.22, полурамы 47 и связанные с ними внутренние створки 23 совместно сдвигаются в положение по потоку позади лобовой рамы 11.
Принцип действия и преимущества заявляемого реверсора непосредственно следуют из приведенного выше описания.
При нормальной работе реверсор тяги 9 находится в положении, показанном на фиг.2, то есть капот 21 полностью скрывает лобовую раму 11, исключая всякую циркуляцию воздуха из кольцевого тракта 25 сквозь решетки этой рамы.
При приземлении самолета сдвигают обе створки 21а, 21b (фиг.3 и фиг.4) по первым рельсам 29, чтобы створки обнажили лобовую раму 11.
Это открывает проход для холодного воздушного потока из тракта 25 сквозь решетки, в результате чего возникает обратная тяга, способствующая торможению самолета.
В процессе раскрытия капота 21 внутренняя конструкция 23 остается, естественно, неподвижной относительно двигателя 27.
По завершении торможения капот 21 возвращают в закрытое положение, в котором он скрывает лобовую раму 11, при этом следует иметь в виду, что в движение на раскрытие и закрытие капот 21 приводится силовыми цилиндрами 26.
В варианте осуществления на фиг.15 и последующих чертежах управление раскрытием и закрытием капота 21 происходит аналогично, однако следует учитывать, что когда капот 21 раскрыт, холодный воздушный поток из кольцевого тракта 25 проходит не только сквозь решетки лобовой рамы 11, но и сквозь полурамы 47.
Работы на двигателе 7 турбореактивного двигателя 3 начинают со сдвига группы из капота 21 и внутренней конструкции 23 назад за пределы лобовой рамы 11, чтобы переместить ее в предварительное положение техобслуживания, показанное на фиг.5.
Это позволяет обнажить часть внутренней конструкции 23, а также часть внутренней обшивки 59 капота 21, которые скрыты лобовой рамой 11.
Далее поворотом балок 13 относительно несущего пилона 17 раскрывают наружу полугруппы из створки и внутренней створки, во-первых, 21а, 23а и, во-вторых, 21b, 23b.
Так достигается показанное на фиг.6 - фиг.8 положение, дающее исключительно легкий доступ ко всем органам двигателя 7.
В варианте осуществления с фиг.15 и последующих полурамы 47 вместе с капотом 21 и внутренней конструкцией 23 сдвигают в предварительное положение техобслуживания, показанное на фиг.17, а затем поворачивают вместе с капотом и внутренней конструкцией наружу, в раскрытое положение техобслуживания с фиг.19.
Следует иметь в виду, что силовые цилиндры 26 перемещаются совместно с полурамами 47, в результате чего они открывают совершенно свободный доступ к двигателю 7 ТРД 3.
Средства герметизации, показанные на фиг.9 - фиг.11 и фиг.20 - фиг.22, служат для герметичной стыковки внутренней конструкции 23 с лобовой рамой 11 (и, возможно, с полурамами 47), когда реверсор находится в рабочем положении, за счет чего предотвращается поступление, в частности, воды в двигатель 7 ТРД 3.
Следует отметить, что изображенный на фиг.16 и фиг.18 блокировочный палец 49 позволяет исключить несанкционированное раскрытие наружу полурам 47 в рабочем положении.
Показанные на фиг.12 - фиг.14 способы соединения фартуков 27 с балками 13 позволяют добиться более надежной связи друг с другом этих элементов, что повышает надежность конструкции в процессе поворота.
Совершенно очевидно, что желательно применить традиционные средства для блокировки перемещений створок 21а, 21b и внутренних створок 23а, 23b, во-первых, из их рабочего положения в предварительное положение техобслуживания и, во-вторых, из предварительного положения техобслуживания в раскрытое положение техобслуживания.
Это позволит предотвратить всякое нежелательное перемещение этих органов, которое чревато очень серьезными последствиями.
Должно быть совершенно понятно, что изобретение никоим образом не ограничивается описанными и проиллюстрированными выше вариантами осуществления, которые были представлены лишь в качестве иллюстрации.
Как уже говорилось выше, изобретение охватывает также вариант для створчатых реверсоров. В этом случае створки встроены в капот 21, а закрытое и открытое положение этого капота представляют собой соответственно положения, в которых эти створки закрыты и открыты, в результате чего имеет место соответственно сокрытие и обнажение лобовой рамы.