ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ СОЕДИНИТЕЛЬНУЮ ЛОПАСТЬ ДЛЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ, И СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ЛОПАСТЬ ДЛЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
JET TURBINE ENGINE CONTAINING CONNECTING BLADE FOR AUXILIARY DEVICES, AND CONNECTING BLADE FOR AUXILIARY DEVICES

Настоящее изобретение касается турбовентиляторного реактивного двигателя, содержащего внешний воздухопровод вентиляторного контура.
Турбовентиляторный реактивный двигатель содержит воздухозаборник, вентилятор, компрессор, камеру сгорания, турбину и выхлопное сопло. Все эти элементы размещены в кожухах.
Как правило, двигатель прикреплен к конструкции летательного аппарата посредством двух корпусов: так называемого промежуточного корпуса, установленного прямо позади корпуса вентилятора, и корпуса для выпуска в задней части двигателя.
Когда турбовентиляторный реактивный двигатель установлен на фюзеляже летательного аппарата в общем случае в заднем положении, вторичный воздушный поток должен содержаться и направляться по турбореактивному двигателю до корпуса для выпуска. Для этого между промежуточным корпусом и монтажным кольцом, присоединенным к корпусу для выпуска посредством множества стержней, размещен так называемый внешний воздухопровод вентилятора. Этот внешний воздухопровод вентилятора обеспечивает двойную функцию: во-первых, содержит и направляет вторичный воздушный поток, и во-вторых, воспринимает осевые усилия (реактивные силы).
Кольцеобразный вторичный воздушный поток направляется по внутренней поверхности через внутренний воздухопровод, называемый внутренним воздухопроводом вентилятора, расположенный в целом концентрически относительно внешнего воздухопровода вентилятора между внутренним основанием плеч промежуточного корпуса и корпусом для выпуска.
Различные текучие среды, требуемые для функционирования турбовентиляторного реактивного двигателя, типа топлива, смазочного масла и текучих сред управления для вспомогательных частей двигателя, должны подаваться снаружи турбовентиляторного реактивного двигателя, в частности снаружи внешнего воздухопровода вентилятора, к его внутреннему контуру, то есть оболочке, образованной внутренним воздухопроводом вентилятора, содержащим компрессор, камеру сгорания, турбину и выходное реактивное сопло. Эта передача обеспечена трубопроводами, обычно называемыми вспомогательными устройствами. Изобретение, в частности, касается прохождения вспомогательных устройств между внешним воздухопроводом вентилятора и внутренним воздухопроводом вентилятора.
На фиг.1 показаны части кожуха известного турбореактивного двигателя 1, промежуточный корпус 2 и монтажное кольцо 3. Кольцо закреплено на корпусе для выпуска (не показан) посредством соединительных стержней. Внешний воздухопровод 4 вентилятора закреплен между промежуточным корпусом 2 и кольцом 3 и содержит дверцы 5 люка, распределенные по его периферии и обеспечивающие доступ к внутренним частям, в частности к внутреннему воздухопроводу вентилятора. Именно через эти дверцы 5 люка монтируют вспомогательные устройства 7.
Внутренний воздухопровод вентилятора содержит множество поддерживающих панели пластин 6 (фиг.2), проходящих в продольном направлении между основанием лопастей промежуточного корпуса и корпусом для выпуска. Они предназначены для поддерживания панелей, которые предназначены для образования поверхности внутреннего воздухопровода вентилятора. Вспомогательные устройства 7 подведены и прикреплены к этим поддерживающим панели пластинам 6, к которым оператор имеет доступ через дверцы 5 люка внешнего воздухопровода 4 вентилятора, на блоке, выступающем в радиальном направлении от пластин 6. На этом блоке 8 между внешним воздухопроводом 4 и внутренним воздухопроводом смонтирована фасонная оболочка, в которой размещены вспомогательные устройства 7, для их защиты и надлежащего протекания газового потока. Монтаж фасонной оболочки также выполняют через дверцы 5 люка. Затем их можно закрыть.
При монтаже вспомогательных устройств описанного типа возникают многочисленные неудобства. Монтаж этих вспомогательных устройств является наиболее трудоемким, поскольку вспомогательные устройства должны быть установлены одно за другим на блоке в точной последовательности. Доступ к внутреннему воздухопроводу вентилятора через дверцы внешнего воздухопровода вентилятора является нецелесообразным. При обслуживании или демонтаже возникают такие же неудобства, что и при монтаже.
Задачей настоящего изобретения является упрощение монтажа, демонтажа и обслуживания вспомогательных устройств, расположенных между внешним воздухопроводом вентилятора и внутренним воздухопроводом вентилятора турбореактивного двигателя.
Поставленная задача решена путем создания турбовентиляторного реактивного двигателя, содержащего внешний воздухопровод вентилятора, внутренний воздухопровод вентилятора, вспомогательные устройства для подачи текучей среды, расположенные снаружи внешнего воздухопровода вентилятора, и вспомогательные устройства для подачи текучей среды, расположенные внутри внутреннего воздухопровода вентилятора, согласно изобретению, по меньшей мере, одна съемная модульная лопасть, образующая вспомогательное соединение, размещена между внешним воздухопроводом и внутренним воздухопроводом.
Соединение вспомогательных устройств снаружи внешнего воздухопровода вентилятора с вспомогательными устройствами внутри внутреннего воздухопровода вентилятора выполняют просто посредством съемной модульной лопасти, что обеспечивает легкость монтажа и демонтажа. Поскольку лопасть является модульной, она образует единое целое, состоящее из предварительно образованной сборки стандартных элементов. Под съемной лопастью предполагается, что лопасть может быть удалена во всей модульной сборке.
Лопасть может иметь различные размеры для различных применений или для различных турбореактивных двигателей.
Предпочтительно, поскольку внутренний воздухопровод вентилятора содержит панели и продольные пластины, поддерживающие эти панели, по меньшей мере, одна продольная пластина, поддерживающая панель, содержит приемную опорную плиту для съемной модульной лопасти.
Согласно другому отличительному признаку внешний воздухопровод вентилятора содержит, по меньшей мере, одно отверстие для прохождения съемной модульной лопасти.
Согласно другому отличительному признаку внешний воздухопровод вентилятора содержит трубные элементы, включающие в себя внешнее средство подсоединения к вспомогательным устройствам и предназначенные для введения в каналы, открывающиеся на внешнюю поверхность опорной плиты.
Предпочтительно в этом случае каналы также открываются, по меньшей мере, на одну противоположную поверхность опорной плиты и содержат средство для подсоединения к вспомогательным устройствам.
Предпочтительно внешняя поверхность опорной плиты содержит вырез для приема модульной лопасти, в которой просверлены каналы.
Изобретение касается также съемной модульной лопасти для указанного турбореактивного двигателя, содержащей металлический лист, в котором просверлены отверстия для прохождения элементов трубопроводов различных диаметров, причем трубные элементы и фасонная оболочка подогнаны к металлическому листу.
Предпочтительно трубные элементы на одном из концов содержат средство для подсоединения к вспомогательным устройствам.
Предпочтительно трубные элементы на одном из концов содержат кольцеобразную уплотнительную прокладку.
Предпочтительно металлический лист содержит паз, в котором рассверлены отверстия, предназначенные для посадки в фасонную оболочку.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительного варианта осуществления турбореактивного двигателя и модульной лопасти со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает общий вид кожуха известного турбореактивного двигателя;
фиг.2 - общий вид вспомогательных устройств, закрепленных на опорной пластине внутреннего воздухопровода известного вентилятора;
фиг.3 - вид в разрезе профиля турбореактивного двигателя согласно изобретению;
фиг.4 - общий вид части модульной лопасти согласно изобретению;
фиг.5 - общий вид (частичный разрез) снизу модульной лопасти согласно изобретению;
фиг.6 - общий вид другой части модульной лопасти согласно изобретению;
фиг.7 - общий вид профиля модульной лопасти согласно изобретению;
фиг.8 - общий вид поддерживающих панелей внутреннего воздухопровода вентилятора согласно изобретению;
фиг.9 - разрез поддерживающей панели для внутреннего воздухопровода вентилятора турбореактивного двигателя, в которую вставлены трубные элементы модульной лопасти согласно изобретению;
фиг.10 - общий вид турбореактивного двигателя согласно изобретению.
Турбореактивный двигатель 10 (фиг.3) согласно изобретению содержит в направлении газового потока от элементов, расположенных впереди, до элементов, расположенных сзади: воздухозаборник, вентилятор 11, компрессор 12, камеру 13 сгорания, турбину 14 и выпускной канал 15. Вентилятор размещен в корпусе 16 вентилятора, сзади по потоку установлен промежуточный корпус 17, поддерживаемый лопастями 18, опирающимися на кольцеобразное внутреннее основание 19, продолжающееся вокруг корпуса 20 компрессора. Труба 15 размещена в корпусе 21 для выпуска. Монтажное кольцо 22, предназначенное для крепления к подвеске турбореактивного двигателя, прикреплено к корпусу 21 для выпуска через соединительные тяги (не показаны).
Между кольцеобразным внутренним основанием 19 и корпусом 21 для выпуска расположен внутренний воздухопровод 23 вентилятора, в корпусе вентилятора размещен внутренний контур турбореактивного двигателя 10, что обеспечивает охват и направление вторичного воздушного потока, протекающего снаружи двигателя.
Между промежуточным корпусом 17 и монтажным кольцом 22 установлен внешний воздухопровод 24 вентилятора, который обеспечивает направление по внешней поверхности вторичного воздушного потока, протекающего снаружи внутреннего контура турбореактивного двигателя 10, а также компенсацию осевых усилий между монтажным кольцом 22 и промежуточным корпусом 17, с которым соединена другая подвеска турбореактивного двигателя 10.
Согласно изобретению радиальная модульная лопасть 25 для подсоединения вспомогательных устройств размещена между внешним воздухопроводом 24 вентилятора и внутренним воздухопроводом 23 вентилятора. Лопасть обеспечивает непрерывность между вспомогательными устройствами, расположенными снаружи внешнего воздухопровода 24 вентилятора и расположенными внутри внутреннего воздухопровода 23 вентилятора.
Модульная лопасть 25 (фиг.4) выполнена из металлического листа 26 в целом прямоугольной формы и слегка изогнутого, в котором выполнено углубление 27 овальной формы. В углублении 27 пробиты отверстия 28 для прохождения трубных элементов 29, количество которых равно десяти. Более точно, в каждое отверстие 28 может быть вставлен трубный элемент 29 и закреплен в нем, например, посредством болтов. Трубные элементы 29 являются металлическими.
Каждый трубный элемент 29 обеспечивает соединение между вспомогательным устройством снаружи внешнего воздухопровода 24 и продолжением внутри внутреннего воздухопровода 23 вентилятора. Каждый трубный элемент трубопровода имеет определенный размер относительно вспомогательного устройства, для которого он обеспечивает соединение. Диаметр отверстия 28 также соответствует размеру трубного элемента 29.
Под внутренней или внешней частью предполагается участок, который после монтажа расположен в радиальном направлении внутри или снаружи от турбореактивного двигателя 10.
Каждый трубный элемент 29 (фиг.5) содержит установочную и уплотнительную юбку 31, которая изготовлена с ним за одно целое и предназначена для прилегания к внутренней поверхности выемки 27. Следовательно, при монтаже модульной лопасти 25 конец каждого трубного элемента 29, ближайшего к юбке 31, вставляют в предназначенное для него отверстие 28, пока юбка 31 не упрется во внутреннюю поверхность выемки 27. Затем на резьбу трубного элемента 29 с внешней стороны выемки 27 навинчивают гайку 30, закрепляя трубный элемент 29 трубопровода в отверстии 28 между гайкой 30 и юбкой 31. Можно использовать другие промежуточные установочные или уплотняющие детали, в частности, на внешней стороне выемки 27. На конце, ближайшем к юбке 31, и по другую сторону от гайки 30 трубные элементы 29 содержат средство 50 подсоединения к вспомогательному устройству, например резьбу. Средство 50 обеспечивает возможность подсоединять вспомогательное устройство снаружи внешнего воздухопровода 24 вентилятора для соединения со вспомогательной системой внутри оболочки, образованной внутренним воздухопроводом 23 вентилятора, к трубному элементу 29, который предварительно был подогнан по размеру.
Все трубные элементы 29 закрепляют в соответствующем отверстии 28. Для этого выполняют такое же количество отверстий 28, сколько имеется трубных элементов 29. Неиспользуемые отверстия 28 должны быть забиты. В представленном варианте осуществления изобретения трубные элементы 29 содержат изгиб 32 около юбки 31 и продолжаются в целом прямолинейно по обе стороны от этого изгиба 32. Все трубные элементы 29 имеют одинаковую форму, кроме диаметра, и поэтому после монтажа все продолжаются параллельно друг другу.
Съемная модульная лопасть 25 (фиг.6) также содержит фасонную оболочку 33. Оболочка 33 содержит тело 34 овального сечения, соответствующее овальной форме выемки 27 и удлиненное для соответствия расстоянию между внутренним воздухопроводом 23 вентилятора и внешним воздухопроводом 24 вентилятора. Оболочка 33 является полой, открыта с обеих сторон и содержит внешнюю кромку 35, перпендикулярную телу 34 оболочки, форма которой соответствует форме металлического листа 26.
Овальная форма первоначально связана с овальной формой, которую желательно придать оболочке 33 модульной лопасти 35. Когда турбореактивный двигатель смонтирован, оболочка 33 проходит между внутренним воздухопроводом 23 вентилятора и внешним воздухопроводом 24 вентилятора, т.е. во вторичном воздушном потоке, так что ее форма должна соответствовать течению вторичного воздушного потока вокруг нее. Кроме овальной формы можно использовать любую другую подходящую форму.
Следует отметить, что модульная лопасть 25 (фиг.7 и фиг.5) в собранном виде содержит металлический лист 26, на котором закреплены трубные элементы 29, вокруг которого установлена фасонная оболочка 33, форма которой соответствует всей системе. Кромка 35 оболочки 33, как указано выше, повторяет контур внутренней поверхности металлического листа 26 и выемки 27 металлического листа, на внутренней стороне которого она выступает, будучи установленной в теле 34 оболочки 33, которое подогнано по размеру для этой цели. Оболочка 33 представляет одно целое с металлическим листом 26, например, посредством сварки или пайки твердым припоем, образуя и с листом, и с трубными элементами 29 модульную лопасть 25. В собранном виде лопасти 25 трубные элементы 29 выступают напротив листа 26 снаружи оболочки 33.
Внутренний воздухопровод 23 (фиг.8) вентилятора содержит множество поддерживающих панели продольных пластин 36, в данном случае четыре, которые вместе с другими поддерживающими элементами, типа кольца 37, образуют раму внутреннего воздухопровода 23 вентилятора. Когда панели 38 (фиг.10) установлены между последовательными носителями 36 панелей, заклиненными в вырезах 47, образуется внутренний воздухопровод 23 вентилятора, таким образом создавая требуемую площадь поверхности для формирования внутреннего контура турбореактивного двигателя 10 и направления вторичного воздушного потока.
На носителях 36 панелей в центральной части, которая не находится в контакте с панелями 38, опорная плита 39 выполнена с возможностью размещения модульной лопасти 25 для подсоединения вспомогательных устройств. Опорная плита 39 содержит продольную полость 40, образующую уступ 41, который повторяет овальный контур, соответствующий сечению внутреннего конца оболочки 33 модульной лопасти 25.
В дне полости 40 (фиг.9) выполнено множество каналов 42, в данном случае десять, для приема и соединения трубных элементов 29 модульной лопасти 25. Каждый канал 42 содержит участок 43, открывающийся на поверхности полости 40 (показано на виде спереди, перпендикулярном этой поверхности), изгиб 51 и участок 44, параллельный дну полости 40 и, следовательно, перпендикулярный первому участку 43, ведущему в продольную боковую стенку носителя 36, в котором пробит канал 42. В предпочтительном варианте осуществления турбореактивного двигателя 10 в стенке полости 40 выполнено два параллельных ряда из пяти каналов 42, которые в соответствии с рядом, где они расположены, проходят в одну или в другую из боковых продольных стенок носителя 36. Очевидно, что каналы 42 могут открываться на внутреннюю поверхность носителя 36.
На участке 44 канала 42, открывающегося на боковую часть носителя 36 и имеющего соответствующие размеры, возможно подсоединять вспомогательные устройства 45, расположенные внутри оболочки, образованной внутренним воздухопроводом 23 вентилятора. Для этого на носителе 36 могут быть обеспечены соединения 46 известного типа. Соединения 46 и каналы 42 должны иметь соответствующие размеры относительно вспомогательных устройств, которым они обеспечивают соединения.
Каждый канал 42 имеет соответствующий размер на участке 43, открывающемся на поверхность полости 40, для приема конца трубного элемента 29, который может быть снабжен кольцеобразной уплотнительной прокладкой 48. В описанном варианте осуществления изобретения десять каналов 42 имеют соответствующий размер для приема соответствующего конца трубного элемента 29 модульной лопасти 25.
Распределение и диаметр каналов 42 на поверхности полости 40 носителя 36 сопоставимы с распределением и диаметром отверстий 28 на поверхности выемки 27 модульной лопасти 25. Опорная плита 39 сконструирована и выполнена для приема соответствующей модульной лопасти 25; каналы 42 выполнены с возможностью принимать трубные элементы 29, при этом уступ 41 полости 40 обеспечивает поддержку внутреннего конца тела 34 оболочки 33.
Монтаж вспомогательных устройств и их подсоединение между внешним воздухопроводом 24 вентилятора и внутренним воздухопроводом 23 вентилятора турбореактивного двигателя 10 описаны ниже более подробно на примере соединения через одну модульную лопасть 25.
Носители 36 панелей внутреннего воздухопровода 23 вентилятора турбореактивного двигателя 10 закреплены вокруг внутреннего контура турбореактивного двигателя 10 между внутренним основанием 19 лопастей 18 промежуточного корпуса 17 и корпусом 21 выпуска. Затем вспомогательные устройства, проходящие внутри оболочки, образованной внутренним воздухопроводом 23 вентилятора и предназначенной для соединения со вспомогательными устройствами, расположенными снаружи внешнего воздухопровода 24 вентилятора, соединяют с соответствующими участками 43 каналов 42 на соединениях 46 носителя 36, на котором закреплена опорная плита 39 с возможностью принимать модульную лопасть 25.
При выполнении этого внутреннего соединения, можно размещать панели 38 на их носителях 36 и, таким образом, формировать внутренний воздухопровод 23 вентилятора. Между промежуточным корпусом 17 и монтажным кольцом 22 закрепляют внешний воздухопровод 24 вентилятора.
Затем модульную лопасть 25 проталкивают скольжением через овальное отверстие 49, выполненное для этого на внешнем воздухопроводе 24 вентилятора между последним и внутренним воздухопроводом 23 вентилятора. Отверстие 49 расположено перпендикулярно опорной плите 39, чтобы можно было, только вставляя лопасть 25 через отверстие 49, вставить концы трубных элементов 29 в участки 43 каналов 42 опорной плиты 39, предназначенной для их приема, без необходимости доступа к внутреннему воздухопроводу 23 вентилятора и внешнему воздухопроводу 24 вентилятора. Затем металлический лист 26 лопасти 25 закрепляют с возможностью съема на внешнем воздухопроводе 24 вентилятора, например, посредством вставок или любого другого подходящего средства. Можно также припаять твердым припоем, что, однако, будет приводить к более чувствительной операции демонтажа лопасти 25.
Затем вспомогательные устройства, продолжающиеся снаружи внешнего воздухопровода 24 вентилятора, которые подлежат соединению с внутренними вспомогательными устройствами, можно подсоединять к средству 50 подсоединения трубных элементов 29, выбор, очевидно, связан со вспомогательными устройствами, уже соединенными с каждым трубным элементом 29 через опорную плиту 39.
Поэтому посредством модульной лопасти 25 согласно изобретению обеспечено соединение вспомогательных устройств между внешним воздухопроводом 24 вентилятора и внутренним воздухопроводом 23 вентилятора, причем лопасть 25 во взаимодействии с опорной плитой 39 и отверстием 49 внешнего воздухопровода 24 вентилятора обеспечивает подсоединение вспомогательных устройств. Это соединение можно легко монтировать и демонтировать без необходимости демонтировать внутренние соединения, в частности, выполненные на боковых стенках носителей 36.
Очевидно, что на различных носителях 36 панелей внутреннего воздухопровода 23 вентилятора можно обеспечивать несколько сборок лопасти 25, опорной плиты 39 и отверстия 49 или даже на одном и том же носителе 36, например, вдоль этого носителя.
В описанном варианте осуществления турбореактивного двигателя 10 согласно изобретению модульная лопасть 25, отверстия 28 для прохождения трубных элементов 29, трубные элементы 29 и их соединения 50, каналы 42 и их соединения 46 имеют определенные размеры относительно вспомогательных устройств, для соединения которых они предназначены. Очевидно, что все эти элементы можно подогнать по размерам стандартным образом, соединения 46, 50 или другие соединения обеспечивают возможность адаптации согласно типу и масштабу вспомогательных систем, которые подлежат подсоединению.