КОНСТРУКЦИЯ КОЖУХА ВОЗДУХОЗАБОРНИКА
AIR INTAKE HOUSING DESIGN

Изобретение относится к гондоле для турбореактивного двигателя, содержащей воздухозаборник, выполненный с возможностью направления воздушного потока в сторону вентилятора турбореактивного двигателя, и средний конструктивный элемент, содержащий охватывающий указанный вентилятор кожух, с которым соединен воздухозаборник, причем внутренняя поверхность указанного воздухозаборника, по меньшей мере, частично снабжена звукопоглощающим средством, проходящим неразрывно вдоль, по меньшей мере, части кожуха.
Сила тяги самолета обеспечивается одной или несколькими силовыми установками, в состав которых входит турбореактивный двигатель, помещенный в имеющую форму трубы гондолу. Каждая силовая установка крепится к самолету с помощью пилона, расположенного, как правило, под крылом или на фюзеляже.
Конструкция гондолы традиционно включает в себя воздухозаборник, расположенный перед двигателем, среднюю секцию, охватывающую вентилятор турбореактивного двигателя, и заднюю секцию, в которую помещены средства реверсирования тяги и которая охватывает камеру сгорания турбореактивного двигателя. В задней части гондолы находится, как правило, выходное сопло, выходное отверстие которого располагается за турбореактивным двигателем.
Воздухозаборник содержит, во-первых, кромку, выполненную таким образом, чтобы обеспечить оптимальное всасывание в сторону турбореактивного двигателя воздуха, необходимого для работы вентилятора и внутренних компрессоров, а во-вторых, задний конструктивный элемент, на которой установлена кромка и который обеспечивает надлежащее направление воздуха в сторону лопастей вентилятора. Весь этот узел расположен перед кожухом вентилятора, являющимся составной частью передней секции гондолы.
Из патентного документа US 3890060 известна гондола, снабженная звукопоглощающим средством, проходящим неразрывно от заднего конструктивного элемента воздухозаборника до зоны за гондолой.
Из патентного документа US 4534167 известна система крепления воздухозаборника к кожуху среднего конструктивного элемента, обеспечивающая сохранение непрерывности звукопоглощающего средства.
Однако было замечено, что в случае установки звукопоглощающего средства, проходящего от заднего конструктивного элемента воздухозаборника до кожуха, полученная таким образом сборная конструкция становится статически неопределимой в зоне между фланцем для крепления звукопоглощающего средства заднего конструктивного элемента воздухозаборника и фланцем для крепления кожуха.
Целью настоящего изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков путем разработки гондолы для турбореактивного двигателя, содержащей воздухозаборник, обеспечивающий направление воздушного потока в сторону вентилятора турбореактивного двигателя, и средний конструктивный элемент, содержащий кожух, который охватывает указанный вентилятор и с которым соединен воздухозаборник, внутренняя поверхность которого, по меньшей мере, частично снабжена звукопоглощающим средством, проходящим неразрывно вдоль, по меньшей мере, части кожуха, причем указанная гондола отличается тем, что между звукопоглощающим средством и кожухом имеется некоторый зазор.
При наличии некоторого зазора между кожухом и звукопоглощающим средством перестает существовать непосредственная связь между указанными звукопоглощающим средством и кожухом, благодаря чему понижается степень статической неопределимости.
Тем не менее, в условиях полета часть звукопоглощающего средства, расположенная в зоне кожуха, может подвергаться воздействию более или менее значительных вибраций в зависимости от длины участка звукопоглощающего средства, выступающей за пределы кожуха, причем указанные вибрации будут передаваться на всю гондолу, и в частности, на остальную часть звукопоглощающего средства, вследствие чего будут иметь место более или менее значительные деформации, которые приведут, в свою очередь, к аэродинамическим и акустическим возмущениям, обусловленным разрывом непрерывности линий обтекания звукопоглощающего средства. Устранению этих дополнительных проблем способствуют нижеперечисленные усовершенствования.
Целесообразно, чтобы звукопоглощающее средство была снабжено по меньшей мере одним средством усиления конструкции.
Предпочтительно, чтобы средства усиления конструкции содержали оболочку, соединенную со звукопоглощающим средством или выполненную с ним как единое целое.
Предпочтительно также, чтобы толщина оболочки в зоне кожуха уменьшалась в направлении вентилятора. Такая наклонная форма оболочки позволяет получить в зоне кожуха коническую конструкцию, причем эта форма повторяется взаимодополняющим образом в самом кожухе, который позволяет при этом получить направление переноса усилий, близкое к выравниванию по одной линии с остальной частью кожуха.
Целесообразно, чтобы звукопоглощающее средство было связано в зоне кожуха, по меньшей мере, с одним средством демпфирования вибраций.
Предпочтительно, чтобы средства демпфирования содержали средство упора, устанавливаемое на кожухе и препятствующее сближению со звукопоглощающим средством.
Целесообразно, чтобы средства демпфирования содержали по меньшей мере один упругий элемент, примыкающий к звукопоглощающему средству. В качестве такого элемента можно применить, например, упругую пластину, опирающуюся, с одной стороны, на звукопоглощающее средство, а с другой стороны на кожух. Также, в качестве подобного элемента можно использовать пружину.
Предпочтительно, чтобы средства демпфирования были выполнены с возможностью контакта со звукопоглощающим средством посредством по меньшей мере одного гибкого упора.
Дополнительно, задний конец звукопоглощающего средства может быть выполнен с возможностью взаимодействия с по меньшей мере одним дополняющим его по форме удерживающим средством, жестко связанным с кожухом.
Целесообразно, чтобы дополняющее по форме удерживающее средство содержало по меньшей мере один штырь, выполненный с возможностью взаимодействия с соответствующим гнездом, закрепленным или выполненным в заднем конце звукопоглощающего средства.
Целесообразно также, чтобы кожух был снабжен, по меньшей мере, одним буртиком, обеспечивающим поддержку звукопоглощающего средства в зоне его заднего конца.
Далее приведено более подробное описание изобретения, сопровождаемое ссылками на приложенные чертежи, на которых:
на фиг.1 схематически показана общая конструкция гондолы турбореактивного двигателя согласно изобретению;
на фиг.2-9 показаны частичные виды соединения между воздухозаборником и кожухом гондолы, показанной на фиг.1.
Предлагаемая гондола 1, показанная на фиг.1, представляет собой полость, имеющую форму трубы, предназначенную для вмещения турбореактивного двигателя 2, и служит для направления создаваемых двигателем воздушных потоков, образуя внутренние и наружные линии обтекания, необходимые для получения оптимальных эксплуатационных характеристик. Кроме того, в гондоле помещены различные компоненты, необходимые для функционирования турбореактивного двигателя 2, а также различные вспомогательные системы, в частности реверсор тяги.
В частности, гондола 1 имеет переднюю секцию, образующую воздухозаборник 4, среднюю секцию 5, охватывающую вентилятор 6 турбореактивного двигателя 2, и заднюю секцию 7, которая охватывает турбореактивный двигатель 2 и в которую помещена система реверса тяги (не показана).
Воздухозаборник 4 разделен на две части, одна из которых, воздухозаборная кромка 4а, обеспечивает оптимальное всасывание в турбореактивный двигатель 2 воздуха, необходимого для работы вентилятора 6 и внутренних компрессоров, а вторая, задний конструктивный элемент 4b, с которым соединена кромка 4а, обеспечивает надлежащее направление воздуха в сторону лопастей 8 вентилятора 6. Весь этот узел расположен перед кожухом 9 вентилятора 6, являющимся составной частью средней секции 5 гондолы 1, и закреплен с помощью крепежных фланцев 10, 11, жестко связанных, соответственно, с задним конструктивным элементом 4b и с кожухом 9, с образованием стыка 12.
Задний конструктивный элемент 4b на внутренней стороне снабжен звукопоглощающим средством 13, которое с внутренней стороны кожуха 9, по меньшей мере, частично выходит за пределы стыка 12.
Конструкция кожуха 9 предусматривает наличие некоторого зазора 14 между кожухом и звукопоглощающим средством 13, при этом в зоне конца 15 звукопоглощающего средства, который соприкасается с кожухом 9 как раз перед лопастью 8, обеспечивается непрерывность линии обтекания внутреннего объема гондолы 1.
На фиг.2 и 3 показан усовершенствованный вариант реализации рассмотренной конструкции, в соответствии с которым звукопоглощающее средство содержит средства усиления конструкции. Дело в том, что во время полета часть звукопоглощающего средства 13, проходящая в зоне кожуха 9, подвергается действию более или менее значительных вибраций, которые, в свою очередь, создают аэродинамические и акустические возмущения. Как видно на фиг.2, звукопоглощающее средство 13 снабжено оболочкой 16, закрепленной на нем или выполненной с ним как единое целое. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, показанным на фиг.3, в той части звукопоглощающего средства 13, которая проходит внутри кожуха 9, толщина этой оболочки 16 уменьшается в направлении вентилятора 6, в результате чего образуется коническая форма. Соответственно, кожух 9 выполнен таким образом, чтобы повторять эту форму, благодаря чему передняя часть кожуха приобретает направление переноса усилий, близкое к выравниванию по одной линии с остальной частью кожуха.
В соответствии с другим вариантом осуществления или в порядке дополнения к уже рассмотренному кожух 9 снабжен, по меньшей мере, одним средством для ослабления вибраций звукопоглощающего средства 13. На фиг.4-7 представлены различные варианты реализации.
Как показано на фиг.4, кожух 9 снабжен средством 18 упора, соединенным с указанным кожухом с помощью фиксирующих элементов 19. Указанное средство 18 упора имеет головку 20, проходящую сквозь кожух 9 и заканчивающуюся гибким упором 21, соприкасающимся со звукопоглощающим средством 13.
Как показано на фиг.5, кожух 9 снабжен средством 22 поглощения вибраций, находящимся в жестком контакте со звукопоглощающим средством 13 посредством точечного упора 23. Указанное средство 22 поглощения вибраций можно настроить на необходимое давление. Точечный упор 23 можно при необходимости выполнить гибким.
Как показано на фиг.6, кожух 9 снабжен упругой пластиной 24, установленной в зазоре 14 и опирающейся как на кожух 9, так и на звукопоглощающее средство 13, вибрации которого она поглощает.
На фиг.7 показан вариант осуществления, в котором вместо упругой пластины 24 применена пружина 26.
Очевидно, что жесткость пружины 26 и упругой пластины 24 должна быть рассчитана таким образом, чтобы обеспечивалось поглощение вибраций.
В соответствии с еще одним вариантом или в порядке дополнения к уже рассмотренным кожух 9 снабжен по меньшей мере одним удерживающим средством, два примера выполнения которого проиллюстрированы на фиг.8 и 9.
Как показано на фиг.8, кожух 9 снабжен штырем 27, выполненным с возможностью взаимодействия с дополняющим его по форме гнездом 28 в звукопоглощающем средстве 13. Это гнездо 28 может быть либо закреплено на звукопоглощающем средстве 13, либо выполнено с ним как единое целое.
На фиг.9 показано, что кожух 9 снабжен полным или частичным буртиком 29, который предпочтительно расположен на внутренней поверхности кожуха 9 в зоне соединения со звукопоглощающим средством 13, рядом с вентилятором 6, причем указанный буртик выполнен с возможностью поддержания указанного звукопоглощающего средства. В случае необходимости в этой конструкции можно предусмотреть выполнение фаски для центровки.
Хотя выше изобретение было описано применительно к конкретным вариантам его реализации, очевидно, что оно никоим образом не ограничивается этими вариантами и охватывает самые разнообразные технические эквиваленты рассмотренных здесь средств, а также их различные комбинации, при условии, что они не выходят за пределы объема изобретения.