ВОЗДУХОЗАБОРНИК ДЛЯ УСТАНОВКИ ВЫШЕ ПО ПОТОКУ ОТ СРЕДНЕГО ЭЛЕМЕНТА ГОНДОЛЫ ДВИГАТЕЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И ГОНДОЛА, ОБОРУДОВАННАЯ ТАКИМ ВОЗДУХОЗАБОРНИКОМ
AIR INTAKE TO BE MOUNTED UPSTREAM OF AIRCRAFT ENGINE NACELLE MEDIUM ELEMENT AND NACELLE EQUIPPED WITH SUCH AIR INTAKE

Настоящее изобретение относится к воздухозаборнику, предназначенному для установки выше по потоку от среднего элемента гондолы двигателя летательного аппарата, а также к гондоле, оснащенной таким воздухозаборником.
В заявке на патент FR 06/08599, поданной заявителем 2 октября 2006 г., раскрыта гондола 1 двигателя летательного аппарата (см. прилагаемые Фиг.1-3), содержащая воздухозаборник 3, предназначенный для установки выше по потоку от среднего элемента 5 гондолы и содержащий, в частности:
- наружную стенку 7 с входной кромкой 9, устанавливаемую с возможностью перемещения относительно указанного среднего элемента 5 из заднего положения (Фиг.2) в переднее положение (Фиг.3) и обратно,
- перегородку 11, ограничивающую противообледенительный отсек 13 в указанной входной кромке 9,
по меньшей мере, один противообледенительный коллектор 15, проходящий по указанному отсеку 13, и
по меньшей мере, один воздуховод 17 для подачи горячего воздуха в указанный коллектор 15, причем этот воздуховод неподвижно прикреплен к указанному среднему элементу 5.
Для обеспечения герметичности противообледенительного отсека 13, когда наружная стенка 7 находится в заднем положении (Фиг.2), то есть в нормальном рабочем положении, необходимо использовать герметизирующие средства 19а, 19b, прикрепленные к верхнему и нижнему элементам перегородки 11.
На практике степень герметизации, обеспечиваемая этими герметизирующими средствами, не является удовлетворительной, поскольку последовательное открывание и закрывание наружной стенки 7, необходимое для технического обслуживания, влечет за собой изменение местоположения и формы этих герметизирующих средств, что с течением времени ведет к появлению утечек горячего воздуха противообледенительной системы из отсека 13 в зону 21 воздухозаборника 1, расположенную за перегородкой 11 по направлению потока.
При попадании в зону 21 горячий воздух противообледенительной системы может вызвать повреждение расположенного в ней оборудования (в частности, электрического и электронного), поэтому попадание такого воздуха в указанную зону нежелательно.
В документе FR 2757823 раскрыта труба для подачи горячего воздуха в противообледенительный отсек, содержащая отрезок, установленный на неподвижном среднем элементе гондолы, и отрезок, установленный на подвижном воздухозаборнике, причем эти два отрезка трубы соединены между собой с возможностью отсоединения.
Хотя вышеописанная конструкция позволяет решить вышеупомянутую проблему герметизации, ее недостатком является значительное увеличение массы подвижной части воздухозаборника.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы устранить все вышеупомянутые недостатки.
Поставленная задача решена посредством воздухозаборника, который устанавливается выше по потоку от среднего элемента гондолы двигателя летательного аппарата, и, в частности, содержит
- наружную стенку, содержащую входную кромку и выполненную с возможностью перемещения относительно указанного среднего элемента из заднего положения в переднее положение и обратно,
- перегородку, ограничивающую противообледенительный отсек в указанной входной кромке,
- по меньшей мере один противообледенительный коллектор, проходящий по указанному отсеку,
- по меньшей мере один воздуховод для подачи горячего воздуха в указанный коллектор, причем указанный воздуховод выполнен с возможностью неподвижного крепления к указанному среднему элементу;
причем в указанном воздухозаборнике указанная перегородка герметично закреплена внутри указанной входной кромки, а указанный подающий воздуховод соединен с указанным коллектором посредством разъемных герметизированных средств,
отличающаяся тем, что указанные разъемные герметизированные средства расположены в непосредственной близости от указанной перегородки.
Таким образом, перегородка обеспечивает полную герметизацию противообледенительного отсека, причем разъемные герметизированные средства образуют герметичный канал для перемещения текучей среды между воздуховодом подачи горячего воздуха и коллектором, а благодаря непосредственной близости этих разъемных герметизированных средств к перегородке, минимизируется длина коллектора с горячим воздухом, так что дополнительная масса подвижной части (наружная стенка + противообледенительный коллектор + перегородка), обусловленная наличием этого коллектора воздухозаборника, тоже сводится к минимуму.
Следует отметить, что и расходы на замену этой подвижной части воздухозаборника также являются минимальными.
- внутренняя стенка указанного воздухозаборника может быть неподвижно установлена на указанном среднем элементе гондолы: этот вариант осуществления описан в упомянутой выше патентной заявке, согласно которой эта внутренняя стенка имеет цилиндрическую форму и снабжена шумопоглощающим средством;
- указанная наружная стенка может быть установлена на указанном среднем элементе гондолы с возможностью скользящего перемещения: этот вариант осуществления также описан в упомянутой патентной заявке и обеспечивает легкое перемещение содержащихся внутри элементов между задним (нормальным рабочим) и передним (для проведения техобслуживания) положениями;
- указанные разъемные герметизированные средства содержат вывод коллектора и вывод подающего воздуховода, которые представляют собой охватываемую и охватывающую части соединения, или наоборот, и герметизирующие средства, представляющие собой, например, по меньшей мере одно уплотнение, установленное на этих выводах или внутри них: наличие указанных охватываемого и охватывающего выводов позволяет быстро соединять/разъединять подающий воздуховод и противообледенительный коллектор без подгонки их по диаметру и длине. Тем самым обеспечивается достаточная устойчивость к возможным отклонениям в размерах компонентов, которые могут возникнуть в процессе изготовления;
- указанный охватывающий вывод имеет форму воронки: эта форма позволяет при соединении направлять охватываемый вывод внутрь охватывающего вывода;
- указанный вывод коллектора проходит через указанную перегородку с сохранением ее герметичности: данный вариант конструкции очень просто реализовать;
- указанная перегородка образует вокруг указанного вывода коллектора полость, причем имеются герметизирующие средства, например уплотнения, вставленные, во-первых, между этим выводом коллектора и выводом указанного подающего воздуховода, и, во-вторых, между указанной перегородкой и этим выводом подающего воздуховода: в случае протечек в герметизирующих средствах, вставленных между выводом коллектора и выводом подающего воздуховода, горячий воздух остается в полости и не выходит за перегородку в направлении ниже по потоку;
- в указанной перегородке имеется отверстие, через которое, без сохранения герметичности, проходит указанный вывод коллектора, причем имеются герметизирующие средства, например уплотнения, вставленные, во-первых, между этим выводом коллектора и выводом указанного подающего воздуховода, и, во-вторых, между краями указанного отверстия и этим выводом подающего воздуховода: в случае протечек в герметизирующих средствах, вставленных между выводом коллектора и выводом подающего воздуховода, горячий воздух остается в противообледенительном отсеке и не выходит за перегородку в направлении ниже по потоку;
- указанный подающий воздуховод содержит двойную стенку, благодаря наличию такой двойной стенки удается предотвратить, в случае разрыва внутренней стенки этого воздуховода выход горячего воздуха, циркулирующего в воздуховоде, в зону, находящуюся за перегородкой ниже по потоку;
- на выводе указанного подающего воздуховода имеется по меньшей мере одно отверстие, через которое указанная полость сообщается с зоной, образованной пространством между двумя стенками воздуховода: благодаря наличию этого отверстия удается избежать повышения давления в этой полости в случае утечки через герметизирующие средства, расположенные между выводом коллектора и выводом подающего воздуховода, а значит предотвратить утечку через герметизирующие средства, расположенные между указанной полостью и этим выводом подающего воздуховода;
- указанный воздухозаборник содержит детектор утечки воздуха, расположенный в зоне, образованной пространством между двумя стенками подающего воздуховода, благодаря наличию такого детектора удается обнаруживать все утечки горячего воздуха через герметизирующие средства, расположенные между выводом коллектора и выводом подающего воздуховода.
Настоящее изобретение относится также к гондоле двигателя летательного аппарата, которая отличается тем, что содержит вышеописанный воздухозаборник.
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения ниже описаны более подробно и со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
- на Фиг.1 в аксонометрии показана известная гондола, упомянутая при описании уровня техники, подвешенная под крылом летательного аппарата 23 на пилоне 24;
- на Фиг.2 и 3 показаны осевые сечения, то есть сечения по плоскости Р, показанной на Фиг.1, верхней части воздухозаборника указанной известной гондолы, в нормальном рабочем положении и в положении для проведения техобслуживания соответственно;
- на Фиг.4 и 5 показаны виды, аналогичные видам, показанным на Фиг.2 и 3, иллюстрирующие первый вариант осуществления предложенного воздухозаборника;
- на Фиг.6 показан частичный вид подающего воздуховода указанного воздухозаборника;
на Фиг.7 и 8 показаны виды, аналогичные видам, показанным на Фиг.2 и 3, иллюстрирующие второй вариант осуществления предложенного воздухозаборника;
- на Фиг.9 показан вид, аналогичный виду, показанному на Фиг.7, иллюстрирующий разновидность второго варианта осуществления предлагаемого воздухозаборника;
- на Фиг.10 и 11 показаны виды, аналогичные видам, показанным соответственно на Фиг.2 и 3, иллюстрирующие третий вариант осуществления предлагаемого воздухозаборника;
- на Фиг.12 и 13 показаны виды, аналогичные видам Фиг.2 и 3, иллюстрирующие четвертый вариант осуществления предлагаемого воздухозаборника, и
- на Фиг.14 показана осевая проекция, иллюстрирующая средства крепления вывода противообледенительного коллектора к перегородке воздухозаборника, показанного на Фиг.12 и 13.
На всех чертежах настоящей заявки одинаковыми номерами позиций обозначены идентичные или сходные элементы или совокупности элементов.
Как показано на Фиг.4, предлагаемый согласно изобретению воздухозаборник содержит наружную стенку 7, содержащую входную кромку 9.
Входная кромка 9 является частью воздухозаборника, расположенной в самом начале прохождения потока воздуха, то есть той частью воздухозаборника, которая в определенном смысле составляет его передний край.
Как уже упоминалось выше при описании Фиг.2 и 3, узел, образуемый наружной стенкой 7 и ее входной кромкой 9, установлен с возможностью скользящего перемещения из заднего положения, представленного на Фиг.4, в переднее положение, представленное на Фиг.5, и обратно относительно неподвижного среднего элемента 5 гондолы (на Фиг.4 и 5 не показан).
Нормальным рабочим положением является положение, показанное на Фиг.4, а положение, показанное на Фиг.5, относится к ситуации технического обслуживания, когда необходимо обеспечить доступ, в частности, к неподвижному среднему элементу 5 гондолы.
Предлагаемый воздухозаборник содержит также внутреннюю стенку 25, неподвижно установленную на среднем элементе 5.
Обычно на неподвижной внутренней стенке 25 имеется звукопоглощающее покрытие, то есть она может быть облицована ячеистой структурой, уменьшающей уровень создаваемого шума.
Внутри входной кромки 9 расположен противообледенительный коллектор 15, предназначенный для создания внутри этой входной кромки циркуляции горячего воздуха, поступающего из подающего воздуховода 17, связанного с источником горячего воздуха, установленным неподвижно относительно среднего элемента 5 гондолы.
Перегородка 11 ограничивает противообледенительный отсек 13, внутри которого проходит коллектор 15.
Эта перегородка закреплена во входной кромке 9 с сохранением герметичности, например с помощью заклепочного соединения.
В варианте осуществления, показанном на Фиг.4 и 5, коллектор 15 содержит по меньшей мере один вывод 27, который проходит через перегородку 11, не нарушая ее герметичности, и может быть, например, по своей периферии приварен к перегородке 11.
Этот вывод 27 имеет герметизирующее средство 29 и может входить в воронкообразную охватывающую деталь 31, которая образует вывод воздуховода 17 подачи горячего воздуха.
Термин «герметизирующие средства» в контексте настоящего изобретения относится к любым средствам уплотнения, устойчивым к высокой температуре горячего воздуха, проходящего по воздуховоду 17 (обычно около 500°C), и к поступательному перемещению.
Эти герметизирующие средства, в частности, могут представлять собой уплотнения из подходящих материалов.
В нормальном рабочем положении, как показано на Фиг.4, вывод 27 коллектора 15 расположен внутри вывода 31 воздуховода 17 и образует с ним герметичное соединение.
В положении для проведения техобслуживания, как показано на Фиг.5, наружная стенка 7, содержащая входную кромку 9, а вместе с ней перегородка 11 и коллектор 15 сдвинуты в направлении передней части гондолы (на данном чертеже влево).
При этом охватываемый вывод 27 коллектора 15 отсоединяется от охватывающего вывода 31 воздуховода 17.
Отметим, что предпочтительно воздуховод 17 содержит внутреннюю стенку 17a и наружную стенку 17b, благодаря чему предотвращается выход горячего воздуха в камеру 21 в случае разрыва стенки 17a.
В варианте, показанном на Фиг.6, видно, что воронкообразную форму имеет вывод 31 воздуховода 17, образованный наружной стенкой 17b воздуховода 17, что позволяет сохранить диаметр воздуховода и таким образом массу конструкции.
В варианте осуществления, показанном на Фиг.7 и 8, вокруг вывода 31 воздуховода 17 имеется полость 33, ограниченная перегородкой 11, причем герметизация этой полости по отношению к камере 21 в нормальном рабочем положении воздухозаборника обеспечивается вторым герметизирующим средством 35.
Эта конструктивная особенность позволяет удерживать в пределах полости 33 весь горячий воздух, который может поступить туда в результате утечки при разгерметизации герметизирующего средства 29.
В варианте, представленном на Фиг.9, видно, что полость 33 и зона 39, образованная пространством между двумя стенками 17а и 17b подающего воздуховода, могут быть соединены отверстием 37.
Благодаря наличию этого отверстия 37 удается избежать повышения давления в полости 33 в случае утечки воздуха через герметизирующее средство 29 и предотвратить риск утечки этого воздуха через второе герметизирующее средство 35 в камеру 21.
Предпочтительно, в зоне 39 может быть установлен детектор 41 утечки, подключенный через соответствующее электрическое соединение к системе управления.
Вариант осуществления, показанный на Фиг.10 и 11, отличается от предыдущих тем, что воронкообразную форму имеет вывод 27 коллектора 15, а вывод 31 воздуховода 17 имеет ровные стенки. В этом варианте осуществления вывод 27 коллектора 15 и вывод 31 воздуховода 17 представляют собой соответственно охватывающую и охватываемую части этого разъемного герметизирующего соединения.
Герметизирующее средство 29, обеспечивающее герметичность этого соединения, в этом случае предпочтительно расположено вокруг вывода 31 воздуховода 17.
В варианте, показанном на Фиг.12 и 13, вывод 27 коллектора 5 не соединяется с перегородкой 11, а проходит без сохранения герметичности через отверстие 45 в этой перегородке 11.
Вывод 27 коллектора 15 может быть соединен с перегородкой 11 соединительными элементами 47 или регулируемыми соединительными тягами, расположенными под углом 120°, как показано на Фиг.14.
Первое герметизирующее средство 29 расположено между охватываемым выводом 27 коллектора 15 и охватывающим выводом 31 воздуховода 17, а второе герметизирующее средство 35 расположено между этим охватывающим выводом 31 и изгибом 47 перегородки 11.
В случае утечки горячего воздуха через первое герметизирующее средство 29, этот воздух оказывается непосредственно в противообледенительном отсеке 13, что уменьшает опасность утечки в камеру 21.
Следует отметить, что в данном варианте осуществления, так же, как и во всех описанных выше вариантах, предпочтительно, что вывод 27 коллектора 15 и вывод 31 воздуховода 17 соединяются в непосредственной близости от перегородки 11 или даже в плоскости этой перегородки, что позволяет уменьшить общую массу подвижных элементов, то есть элементов, перемещающихся вместе с наружной стенкой 7 при ее движении из нормального рабочего положения в положение для техобслуживания и обратно.
Это сокращение массы позволяет облегчить средства (направляющие, приводной механизм и т.д.), обеспечивающие перемещение этой наружной стенки между двумя указанными положениями.
Более того, в случае повреждения вышеупомянутых подвижных элементов, их замена оказывается менее дорогостоящей, поскольку составляющие элементы подвижных частей подбираются в соответствии с вышеописанными особенностями.
Следует также отметить, что благодаря разъемному характеру соединения вывода 27 коллектора 15 и вывода 31 воздуховода 17 облегчается процедура проверки состояния как коллектора 15, так и воздуховода 17, когда наружная стенка 7 выдвинута в положение для техобслуживания.
Кроме того, разъемный характер соединения охватываемого и охватывающего выводов, соответственно коллектора 15 и воздуховода 17 (или наоборот), позволяет обойтись без подгонки их по длине и диаметру, что повышает устойчивость этих элементов к возможным отклонениям в размерах их компонентов, которые могут возникнуть в процессе изготовления.
Разумеется, настоящее изобретение ни в коей мере не ограничивается описанными и проиллюстрированными вариантами осуществления, которые приводятся здесь в качестве примеров.