УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ЛЬДА НА ДВИГАТЕЛЕ
DEVICE AND METHOD FOR PREVENTION OF ICE FORMATION ON ENGINE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение в целом относится к транспортным средствам и машинному оборудованию и, более конкретно, к противообледенительным соплам, которые могут быть использованы с такими транспортными средствами и машинным оборудованием.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
При работе гондола двигателя может оказаться в условиях, при которых может возникать обледенение. Например, на гондоле двигателя воздушного летательного аппарата, а также других частях воздушного летательного аппарата, может образовываться лед при работе в условиях холодных температур или температур ниже точки замерзания. Образование такого льда может привести к значительному изменению одной или большего количества летных характеристик воздушного летательного аппарата. Например, образование льда может отрицательно влиять на аэродинамику воздушного летательного аппарата и привести к нежелательному увеличению веса, а также создавать опасность, когда такой лед отламывается и может ударить другой участок воздушного летательного аппарата. Обычные методы удаления льда, образовавшегося на гондоле двигателя, остаются ограниченными и не обеспечивают эффективное удаление такого льда.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предложены системы, способы и устройства для предотвращения образования льда на передней кромке гондолы двигателя. В различных вариантах осуществления изобретения корпус для сопел может принимать газы, которые могут быть нагреты, из одного или большего количества компонентов гондолы двигателя и обеспечивать подачу указанных газов во внутренний объем корпуса передней кромки, установленного на передней кромке гондолы двигателя. Корпус для сопел может включать в себя первое сопло и второе сопло, при этом второе сопло выполнено в виде концентрического сопла. Первое сопло и второе сопло могут быть выполнены с возможностью вызывать циркулирование газов в пределах внутреннего объема корпуса передней кромки, чтобы нагревать корпус передней кромки по существу равномерным образом. Благодаря этому, температурой горячего участка и температурой холодного участка, связанного с корпусом передней кромки, можно управлять, с тем чтобы минимизировать образование льда и при этом минимизировать температурное напряжение, возникающее на материалах корпуса передней кромки. Эти и другие признаки будут описаны здесь более подробно.
Таким образом, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения раскрыты устройства для предотвращения образования льда на двигателе. В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство может включать в себя корпус для сопел, имеющий внутреннюю полость, определяющую внутренний объем корпуса для сопел. Корпус для сопел может быть выполнен с возможностью приема газов от ступени сжатия двигателя. Кроме того, корпус для сопел может быть выполнен с возможностью обеспечения подачи по меньшей мере части указанных газов в корпус передней кромки двигателя. Устройство кроме того может включать в себя первое сопло, содержащееся в первой части корпуса для сопел. Первое сопло может быть выполнено с возможностью создания первой потоковой конфигурации. Первое сопло может быть кроме того выполнено с возможностью создания первого потока из первой части указанных газов с подачей во внутренний объем корпуса передней кромки на основе первой потоковой конфигурации. Устройство кроме того может включать в себя второе сопло, содержащееся во второй части корпуса для сопел. Второе сопло может включать в себя концентрическое сопло, выполненное с возможностью создания второй потоковой конфигурации. Второе сопло может быть выполнено с возможностью создания второго потока из второй части указанных газов с подачей во внутренний объем корпуса передней кромки на основе второй потоковой конфигурации.
В некоторых вариантах осуществления изобретения отношение первого проходного сечения первого сопла ко второму проходному сечению второго сопла составляет между примерно 50:50 и 60:40. Кроме того, первое сопло может иметь позиционное смещение между примерно 0,25 дюйма (6,35 мм) и 0,75 дюйма (19,05 мм) от центральной линии корпуса для сопел. Помимо этого, первое сопло может иметь угловое смещение между примерно 15 градусами и 25 градусами от центральной линии корпуса передней кромки. В некоторых вариантах осуществления изобретения второе сопло может иметь позиционное смещение между примерно 0,25 дюйма (6,35 мм) и 0,75 дюйма (19,05 мм) от центральной линии корпуса для сопел. Помимо этого, второе сопло может иметь угловое смещение между примерно 15 градусами и 25 градусами от центральной линии корпуса передней кромки. В некоторых вариантах осуществления изобретения первое сопло и второе сопло могут быть разделены на расстояние между примерно 1 дюймом (25,4 мм) и 1,5 дюйма (31,75 мм) вдоль главной части корпуса для сопел. В некоторых вариантах осуществления изобретения корпус передней кромки включает в себя кольцевую камеру, соединенную с передней кромкой гондолы двигателя, которая содержит указанный двигатель. Ступень сжатия двигателя может быть выполнена соединенной с коллекторной системой высокого давления, которая может быть выполнена соединенной с корпусом для сопел. Помимо этого, первое сопло и второе сопло могут быть выполнены с возможностью захватывания объема газа, содержащегося во внутреннем объеме корпуса передней кромки, и осуществления по существу равномерного распределения тепловой энергии в пределах внутреннего объема корпуса передней кромки. В некоторых вариантах осуществления изобретения корпус для сопел, первое сопло и второе сопло каждый или каждое содержат материал, который включает в себя никелевый сплав. В некоторых вариантах осуществления изобретения никелевый сплав может быть сплавом "Инконель 625".
Кроме того в настоящем документе раскрыты способы предотвращения образования льда на двигателе. Способы могут включать в себя прием, в корпусе для сопел, газов от ступени сжатия двигателя. Способы также могут включать в себя подачу, через первое сопло, первой части указанных газов во внутренний объем корпуса передней кромки двигателя, при этом первое сопло обеспечивает подачу первой части указанных газов на основе первой потоковой конфигурации. Способы также могут включать в себя подачу, через второе сопло, второй части указанных газов во внутренний объем корпуса передней кромки двигателя, при этом второе сопло обеспечивает подачу второй части указанных газов на основе второй потоковой конфигурации, причем вторая потоковая конфигурация определена на основе, по меньшей мере частично, концентрической формы второго сопла.
В некоторых вариантах осуществления изобретения отношение первого проходного сечения первого сопла ко второму проходному сечению второго сопла составляет между примерно 50:50 и 60:40. Первое сопло и второе сопло могут каждое иметь позиционное смещение между примерно 0,25 дюйма (6,35 мм) и 0,75 дюйма (19,05 мм) и угловое смещение между примерно 15 градусами и 25 градусами. В некоторых вариантах осуществления изобретения способы кроме того могут включать в себя захватывание объема газа, содержащегося во внутреннем объеме корпуса передней кромки, и распределение тепловой энергии в пределах внутреннего объема корпуса передней кромки таким образом, что указанное распределение тепловой энергии в пределах внутреннего объема является по существу равномерным. Кроме того, средняя температура корпуса передней кромки может составлять между примерно 290 градусами по Фаренгейту (143°С) и 420 градусами по Фаренгейту (216°С).
Кроме того в настоящем документе раскрыты системы для предотвращения образования льда на двигателе. Системы могут включать в себя гондолу двигателя, содержащую множество ступеней сжатия, выполненных с возможностью сжатия газов, и корпус передней кромки, соединенный с передней кромкой гондолы двигателя, при этом корпус передней кромки включает в себя кольцевую камеру, определяющую первый внутренний объем. Системы также могут включать в себя коллекторную систему, выполненную с возможностью приема газов по меньшей мере от одной ступени указанного множества ступеней сжатия гондолы двигателя и корпуса для сопел, установленного в корпусе передней кромки. Корпус для сопел может включать в себя внутреннюю полость, определяющую второй внутренний объем, и корпус для сопел может быть выполнен с возможностью приема газов из коллекторной системы. Системы кроме того могут включать в себя первое сопло, содержащееся в первой части корпуса для сопел. Первое сопло может быть выполнено с возможностью создания первой потоковой конфигурации и кроме того может быть выполнено с возможностью создания первого потока из первой части указанных газов с подачей в первый внутренний объем корпуса передней кромки на основе первой потоковой конфигурации. Системы также могут включать в себя второе сопло, содержащееся во второй части корпуса для сопел. Второе сопло может включать в себя концентрическое сопло, выполненное с возможностью создания второй потоковой конфигурации. Второе сопло может быть выполнено с возможностью создания второго потока из второй части указанных газов с подачей в первый внутренний объем корпуса передней кромки на основе второй потоковой конфигурации.
В некоторых вариантах осуществления изобретения отношение первого проходного сечения первого сопла ко второму проходному сечению второго сопла составляет между примерно 50:50 и 60:40. Первое сопло и второе сопло могут каждое иметь позиционное смещение между примерно 0,25 дюйма (6,35 мм) и 0,75 дюйма (19,05 мм) и угловое смещение между примерно 15 градусами и 25 градусами. В некоторых вариантах осуществления изобретения отверстие второго сопла имеет внешний диаметр между примерно 0,75 дюйма (19,05 мм) и 1 дюймом (25,4 мм). Кроме того, указанное отверстие может иметь внутренний диаметр между примерно 0,5 дюйма (12,7 мм) и 0,75 дюйма (19,05 мм). В некоторых вариантах осуществления изобретения первое сопло и второе сопло выполнены с возможностью захватывания объема газа, содержащегося в первом внутреннем объеме корпуса передней кромки и осуществления по существу равномерного распределения тепловой энергии в пределах первого внутреннего объема корпуса передней кромки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фигуре 1 показан вид спереди корпуса передней кромки, который может включать в себя корпус для сопел, реализованный в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фигуре 2 показан вид сбоку корпуса передней кромки, который может включать в себя корпус для сопел, реализованный в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фигуре 3 показан пример корпуса для сопел, реализованного в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фигуре 4 показано сечение примера корпуса для сопел, реализованного в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фигуре 5 показан еще один пример корпуса для сопел, реализованного в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фигуре 6 показан еще один пример корпуса для сопел, реализованного в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фигуре 7 показан способ использования корпуса для сопел, реализованный в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фигуре 8 показана противообледенительная система, которая может включать в себя корпус для сопел, реализованный в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фигуре 9 показана блок-схема примера изготовления воздушного летательного аппарата и методики его обслуживания, реализованных в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
На фигуре 10 показана структурная схема примера воздушного летательного аппарата, реализованного в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В приведенном ниже описании сформулированы многочисленные характерные подробности, приведенные для обеспечения полного понимания представленных концепций. Представленные концепции могут быть реализованы без использования каких-либо из представленных характерных подробностей или со всеми этими характерными подробностями. В других случаях общеизвестные обрабатывающие операции не были описаны подробно во избежание чрезмерного затенения описанных принципов. Несмотря на то, что некоторые принципы будут описаны совместно с конкретными примерами, тем не менее, будет понятно, что данные примеры не предназначены для ограничения.
Образование льда на компоненте воздушного летательного аппарата, таком как гондола двигателя, может отрицательно влиять на различные летные свойства воздушного летательного аппарата. Например, лед, образовавшийся на гондоле двигателя, может отрицательно влиять на воздушный поток вокруг гондолы двигателя и негативно повлиять на аэродинамику гондолы двигателя. Кроме того, лед, образовавшийся на компонентах воздушного летательного аппарата, таких как гондола двигателя, может быть очень опасным, если такой лед отламывается и сталкивается или соударяется с другой частью воздушного летательного аппарата. Соответственно, может быть желательным предотвращение образования такого льда, чтобы обеспечить безопасную и эффективную эксплуатацию воздушного летательного аппарата.
В обычных способах для предотвращения образования льда на передней кромке гондолы двигателя предпринята попытка использовать направление горячих газов в отсек, расположенный возле гондолы двигателя, с тем чтобы нагревать указанную переднюю кромку и предотвращать образование льда. Однако в традиционных методах обычно используются неэффективные механизмы для подачи горячих газов в указанный отсек. А это может привести к появлению горячих участков, которые могут быть нагреты свыше 450 градусами по Фаренгейту (232°С). Такие температуры на горячих участках могут вызвать чрезмерное температурное напряжение в материалах указанного отсека, и, в конечном счете, привести к повреждению отсека и самой гондолы двигателя. Кроме того, вследствие неэффективной подачи указанных газов внутри указанного отсека, применение традиционных методов может также привести к появлению холодных участков, которые могут быть достаточно холодными для обеспечения возможности образования льда. Таким образом, традиционные методы не вполне эффективны для предотвращения образования льда и часто приводят к возникновению слишком большой тепловой нагрузки на материалы гондолы двигателя.
В настоящем документе раскрыты различные системы, способы и устройства, которые предотвращают образование льда на передней кромке гондолы двигателя при управлении температурой горячего участка и температурой холодного участка, связанного с корпусом передней кромки, с тем чтобы минимизировать образование льда и минимизировать тепловую нагрузку на материалы корпуса передней кромки. Соответственно, гондола двигателя может включать в себя корпус передней кромки, который может представлять собой кольцевой отсек, который установлен на передней кромке гондолы двигателя. Кольцевой отсек может быть по существу полым и может определять внутренний объем, который может принимать нагретые газы из одного или большего количества сопел корпуса для сопел. Соответственно, корпус для сопел может принимать газы, которые могут быть нагреты в результате обычной работы двигателя, от ступени сжатия двигателя. Корпус для сопел может обеспечивать подачу указанных газов во внутренний объем корпуса передней кромки. Корпус для сопел может включать в себя первое сопло и второе сопло, при этом второе сопло выполнено в виде концентрического сопла. Первое сопло и второе сопло могут быть выполнены с возможностью вызывать циркулирование газов в пределах внутреннего объема корпуса передней кромки, чтобы нагревать корпус передней кромки по существу равномерным образом. Как использовано в настоящем документе, выражение "по существу равномерный" может относиться к разности между температурой горячего участка и температурой холодного участка, которая составляет меньше 120 градусами по Фаренгейту (49°С). Посредством обеспечения по существу равномерного распределения нагрева можно управлять температурой горячего участка и температурой холодного участка, связанного с корпусом передней кромки, с тем чтобы минимизировать образование льда и минимизировать тепловую нагрузку на материалы корпуса передней кромки.
На фигуре 1 показан вид спереди корпуса передней кромки, который может включать в себя корпус для сопел, реализованный в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Как схожим образом раскрыто выше, передняя кромка гондолы двигателя транспортного средства, такого как самолет, может включать в себя отсек, выполненный с возможностью использования нагретых газов, принимаемых из одного или большего количества компонентов двигателя, для предотвращения образования льда на гондоле двигателя. Соответственно, корпус передней кромки, такой как корпус 100 передней кромки, может представлять собой кольцевую камеру, которая включает в себя внутренний объем, выполненный с возможностью накапливания газов, принимаемых через противообледенительное сопло, такое как корпус 104 для сопел. В некоторых вариантах осуществления изобретения корпус 100 передней кромки может включать в себя первую поверхность, которая может представлять собой кромочную обшивку канала D-образного сечения (D-duct), установленного на передней кромке гондолы самолетного двигателя. Кроме того, корпус 100 передней кромки может включать в себя вторую поверхность, которая может быть внутренней перегородкой. Первая и вторая поверхности корпуса 100 передней кромки могут определять внутренний объем корпуса 100 передней кромки, который может временно накапливать или удерживать газы, принимаемые через корпус 104 для сопел. Соответственно, газы, накапливаемые во внутреннем объеме корпуса 100 передней кромки, могут передавать тепловую энергию корпусу 100 передней кромки и могут предотвращать образование льда на внешнем корпусе 100 передней кромки. В некоторых вариантах осуществления изобретения корпус 100 передней кромки кроме того включает в себя выпускной вентиль или клапан, который облегчает выпуск газов из внутреннего объема корпуса 100 передней кромки после охлаждения газов.
В некоторых вариантах осуществления изобретения корпус 104 для сопел выполнен с возможностью приема газов из участка гондолы двигателя, такого как ступень сжатия двигателя, и обеспечения подачи указанных газов во внутренний объем корпуса 100 передней кромки. В различных вариантах осуществления изобретения корпус 104 для сопел может включать в себя множество сопел, которые могут быть ориентированы в направлении относительно центральной линии корпуса 100 передней кромки, которая может быть круглой. При использовании ориентированных таким образом газы, выпущенные соплами корпуса 104 для сопел, заставляют газы, содержащиеся во внутреннем объеме корпуса 100 передней кромки, совершать завихрение или вращаться в направлении, по существу схожему с направлением потока газов, выпущенных из корпуса 104 для сопел. По мере прохождения газов вокруг внутренней части корпуса 100 передней кромки они могут охлаждаться. Таким образом, в температурных участках корпуса 100 передней кромки могут формироваться горячие участки и холодные участки вследствие меняющихся температур газов, содержащихся в пределах его внутреннего объема. Горячий участок, такой как горячий участок 106, может образовываться там, где газы, выпущенные из корпуса 104 для сопел, сталкиваются с внутренней поверхностью корпуса 100 передней кромки. Холодный участок, такой как холодный участок 108, может образовываться сразу позади сопла в том месте, где газы, содержащиеся в корпусе 100 передней кромки, переместились почти по всей периферии корпуса 100 передней кромки и больше всего охладились.
В различных вариантах осуществления изобретения корпус 104 для сопел выполнен с возможностью максимального увеличения температуры холодного участка и минимизирования температуры горячего участка с одновременным минимизированием потока газов через корпус 104 для сопел. Благодаря этому, корпус 104 для сопел осуществляет эффективное распределение тепловой энергии в пределах внутреннего объема корпуса 100 передней кромки с одновременным минимизированием тепловой нагрузки на материалы, содержащиеся в корпусе 100 передней кромки, и минимизированием возможности образования льда в холодном участке на поверхности корпуса 100 передней кромки. Подробности конструкции корпусов для сопел дополнительно раскрыты ниже в отношении корпуса 207 для сопел по фигуре 2, корпуса 300 для сопел по фигуре 3, корпуса 400 для сопел по фигуре 4, корпуса 500 для сопел по фигуре 5, корпуса 602 для сопел по фигуре 6 и корпусов сопел, раскрытых в отношении способа по фигуре 7.
На фигуре 2 показан вид сбоку корпуса передней кромки, который может включать в себя корпус для сопел, реализованный в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Как схожим образом раскрыто выше в отношении корпуса 100 передней кромки по фигуре 1, корпус 200 передней кромки может включать в себя первую поверхность 202, которая может представлять собой кромочную обшивку канала D-образного сечения (D-duct), и вторую поверхность 204, которая может быть внутренней перегородкой. Первая поверхность 202 и вторая поверхность 204 могут быть скреплены с уплотнением в области контакта между ними с образованием внутреннего объема 205. Помимо этого, корпус 200 передней кромки может включать в себя одно или большее количество проходных отверстий, выполненных с возможностью соединения с одной или большим количеством трубок, каналов или коллекторных систем. Например, корпус 200 передней кромки может включать в себя первое проходное отверстие 206, которое может быть соединено с корпусом 207 для сопел и каналом 208. В некоторых вариантах осуществления изобретения канал 208 может быть выполнен соединенным со ступенью сжатия двигателя и может обеспечивать подачу нагретых и сжатых газов в корпус 207 для сопел, который затем обеспечивает подачу указанных газов во внутренний объем 205. Корпус 200 передней кромки кроме того может включать в себя второе проходное отверстие 209, которое может быть соединено с каналом 210. В некоторых вариантах осуществления изобретения канал 210 может быть выполнен с возможностью обеспечивать образование канала, проходящего во внешний объем воздуха. Таким образом, канал 210 может обеспечивать образование выпускного канала, через который газы могут быть выпущены из внутреннего объема 205.
На фигуре 3 показан пример корпуса для сопел, реализованного в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Таким образом, противообледенительное сопло может включать в себя корпус 300 для сопел, который может быть выполнен с возможностью приема нагретых газов от ступени сжатия гондолы двигателя и, кроме того, выполнен с возможностью обеспечения подачи указанных газов во внутренний объем корпуса передней кромки, установленного на передней кромке гондолы двигателя. В некоторых вариантах осуществления изобретения корпус 300 для сопел может включать в себя один или большее количество выступов, таких как первый выступ 302 и второй выступ 304. Указанные один или большее количество выступов могут быть выполнены с возможностью соединения корпуса 300 для сопел с источником указанных газов. Например, первый выступ 302 может быть выполнен с возможностью соединения с трубопроводом, трубкой, или каналом, который или которая может содержаться в коллекторной системе, соединенной со ступенью сжатия двигателя. В некоторых вариантах осуществления изобретения второй выступ 304 может быть выполнен с возможностью обеспечивать образование дополнительного соединения с трубопроводом или каналом и может обеспечивать образование дополнительной конструктивной опоры для соединения между корпусом 300 для сопел и коллекторной системой, соединенной со ступенью сжатия. Корпус 300 для сопел также может включать в себя кольцевой выступ 306, который может быть выполнен с возможностью соединения со второй поверхностью корпуса передней кромки, которая может быть внутренней перегородкой. Например, кольцевой выступ 306 может включать в себя одно или большее количество отверстий, таких как отверстие 307, которое соответствует отверстиям во внутренней перегородке корпуса передней кромки, и один или большее количество крепежных элементов, таких как гайки и болты, могут быть использованы, чтобы крепить кольцевой выступ 306, а так же корпус 300 для сопел, к указанной внутренней перегородке. В некоторых вариантах осуществления изобретения указанные отверстия и крепежные элементы обеспечивают возможность управления позиционными допусками сопел или возможность определения позиционных допусков сопел, таких как корпус 300 для сопел, которые могут содержаться в корпусе передней кромки.
Корпус 300 для сопел может включать в себя одно или большее количество сопел, таких как первое сопло 308 и второе сопло 310. Как показано на фигуре 3, первое сопло 308 и второе сопло 310 могут быть ориентированы таким образом, что указанное направление потоков, создаваемых посредством первого сопла 308 и второго сопла 310 является по существу параллельным указанной внутренней перегородке, которая может быть прикреплена к кольцевому выступу 306. В одном примере, как показано подробно в отношении фигуры 4, ориентация сопел может формировать угол примерно 90 градусов с центральной линией главной части корпуса 300 для сопел.
В некоторых вариантах осуществления изобретения первое сопло 308 может содержаться в первой части корпуса 300 для сопел и может представлять собой отверстие с выступами, которое обеспечивает образование первого проточного пути, через который первая часть газов, принятых из коллекторной системы, связанной со ступенью сжатия, может быть выпущена во внутренний объем корпуса передней кромки гондолы двигателя. В некоторых вариантах осуществления изобретения первое сопло 308 может быть выполнено имеющим определенную геометрическую форму. Например, отверстие первого сопла 308 может быть круглым или эллиптическим. В одном примере, первое сопло 308 может быть выполнено имеющим круговую геометрическую форму, имеющую внутренний диаметр между примерно 0,5 дюйма (12,7 мм) и 1 дюймом (25,4 мм). Например, первое сопло 308 может иметь внутренний диаметр примерно 0,721 дюйма (18,31 мм). В этом примере, отверстие первого сопла 308 может создавать первую потоковую конфигурацию, которая похожа на реактивную струю или реактивный поток. В некоторых вариантах осуществления изобретения первое сопло 308 может иметь расход, который может быть определен на основе одного или большего количества размерных условий. В различных вариантах осуществления изобретения первое сопло 308 может иметь расход между примерно 10 фунтов в минуту (4,54 кг/мин) и 15 фунтов в минуту (6,80 кг/мин). Например, первое сопло 308 может иметь расход примерно 12 фунтов в минуту (5,44 кг/мин).
В некоторых вариантах осуществления изобретения размещение первого сопла 308 может быть выполнено с возможностью минимизирования температуры горячего участка, связанного с корпусом передней кромки, который включает в себя корпус 300 для сопел. Размещение первого сопла 308 также может быть выполнено с возможностью максимального увеличения температуры холодного участка, связанного с корпусом передней кромки. Например, центр отверстия первого сопла 308 может находится не вдоль центральной линии корпуса 300 для сопел, а в вместо этого может иметь позиционное смещение в одну сторону или другую сторону. В некоторых вариантах осуществления изобретения смещение первого сопла 308 благодаря этому приводит к увеличению расстояния между потоком, испускаемым из первого сопла 308, и внутренней поверхностью корпуса передней кромки. Благодаря этому, сталкивание потока от первого сопла 308 с внутренней поверхностью корпуса передней кромки может быть минимизировано и может происходить дальше вдоль струи потока, испускаемой посредством первого сопла 308, и температура получаемого горячего участка может быть минимизирована. Помимо этого, так как смещение может приводить к увеличению расстояния между указанной внутренней поверхностью и указанной струей потока из первого сопла 308, длина струи потока, испускаемой посредством первого сопла 308, может быть больше, и может обеспечивать более эффективное и улучшенное захватывание газов, содержащихся в пределах внутреннего объема корпуса передней кромки. Благодаря этому, нагретые газы, выпущенные корпусом 300 для сопел, могут быть смешаны более эффективно и действенно, чтобы увеличивать и максимизировать температуру холодного участка, связанного с корпусом передней кромки, который включает в себя корпус 300 для сопел. В некоторых вариантах осуществления изобретения позиционное смещение может составлять между примерно 0,25 дюйма (6,35 мм) и 0,75 дюйма (19,05 мм) от центральной линии корпуса 300 для сопел. Например, позиционное смещение может составлять примерно 0,5 дюйма (12,7 мм) от центральной линии корпуса 300 для сопел.
Кроме того, угол направления потока, испускаемого посредством первого сопла 308 также может быть выполнен с возможностью минимизирования температуры горячего участка и максимального увеличения температуры холодного участка. Например, направление потока, испускаемого посредством первого сопла 308, может быть повернуто на конкретную величину от центральной линии внутреннего объема корпуса передней кромки, который включает в себя корпус 300 для сопел. Как раскрыто подробно в отношении корпуса 602 для сопел по фигуре 6, корпус передней кромки может иметь круглую форму, и центральная линия корпуса передней кромки может относиться к центральному положению вдоль внутренней перегородки корпуса передней кромки. В некоторых вариантах осуществления изобретения направление вдоль центральной линии может относиться к направлению касательной к кривизне корпуса передней кромки в определенном месте вдоль внутренней перегородки корпуса передней кромки. В некоторых вариантах осуществления изобретения первое сопло 308 может быть выполнено с возможностью иметь угловое смещение от центральной линии. Угловое смещение может быть линейным или радиальным расстоянием от направления вдоль или по касательной к центральной линии корпуса передней кромки. Угловое смещение может дополнительно увеличивать расстояние, которое струя потока, испускаемая посредством первого сопла 308, проходит перед сталкиванием с внутренней поверхностью корпуса передней кромки. Благодаря этому, угловое смещение может также приводить к уменьшению температуры горячего участка корпуса передней кромки при обеспечении более эффективного захватывания газов, содержащихся в пределах внутреннего объема корпуса передней кромки, и максимального увеличения температуры связанного с ним холодного участка. В некоторых вариантах осуществления изобретения угловое смещение может составлять между примерно 15 градусами и 25 градусами от центральной линии корпуса передней кромки. Например, угловое смещение может составлять примерно 18 градусов от центральной линии корпуса передней кромки.
В различных вариантах осуществления изобретения второе сопло 310 может быть выполнено в виде концентрического сопла, которое может содержаться во второй части корпуса 300 для сопел. Например, как показано на фигуре 3, второе сопло 310 может представлять собой отверстие с выступами, которое включает в себя внутренний выступ 312, который может определять сквозное отверстие, которое проходит через главную часть корпуса 300 для сопел. Таким образом, второе сопло 310 и внутренний выступ 312 могут определять отверстие 314, которое может обеспечивать образование второго проточного пути, через который вторая часть газов, принятых из коллекторной системы, связанной со ступенью сжатия, может быть подана во внутренний объем корпуса передней кромки, который включает в себя корпус 300 для сопел. В некоторых вариантах осуществления изобретения концентрическая геометрическая форма или конструкция второго сопла 310 обусловливает создание второй потоковой конфигурации, которая является более диффузной, чем первая потоковая конфигурация первого сопла 308. Вторая потоковая конфигурация, являющаяся относительно диффузной и создаваемая посредством концентрического сопла, содержащегося во втором сопле 310, обеспечивает лучшее и эффективное смешивание струи второго потока, испускаемой посредством второго сопла 310 с газами, содержащимися во внутреннем объеме корпуса передней кромки. Благодаря этому, вторая потоковая конфигурация, создаваемая концентрической формой второго сопла 310, может минимизировать температуру горячего участка, связанного с корпусом передней кромки, который включает в себя корпус 300 для сопел. В некоторых вариантах осуществления изобретения отверстие, такое как отверстие 314, второго сопла 310 может иметь внешний диаметр между примерно 0,75 дюйма (19,05 мм) и 1 дюймом (25,4 мм). Например, внешний диаметр может составлять примерно 0,912 дюйма (23,16 мм). Помимо этого, внутренний диаметр отверстия 314, который может быть определен внутренним выступом 312, может составлять между примерно 0,5 дюйма (12,7 мм) и 0,75 дюйма (19,05). Например, внутренний диаметр может составлять примерно 0,625 дюйма (15,88 мм). Кроме того, второе сопло 310 может иметь расход между примерно 5 фунтов в минуту (2,67 кг/мин) и 15 фунтов в минуту (6,80 кг/мин). Например, второе сопло 310 может иметь расход примерно 10 фунтов в минуту (4,54 кг/мин).
Кроме того, вторая потоковая конфигурация для испускания посредством второго сопла 310 может, по меньшей мере частично, задерживать или минимизировать взаимодействие между первой потоковой конфигурацией для испускания посредством первого сопла 308 и внутренней поверхностью корпуса передней кромки. Например, вторая потоковая конфигурация, обеспечиваемая посредством концентрической формы второго сопла 310, может задерживать или минимизировать взаимодействие и/или присоединение первой потоковой конфигурации из первого сопла 308, которая может представлять собой реактивную струю, с внутренней поверхностью корпуса передней кромки, такой как кромочная обшивка или внутренняя перегородка. Благодаря этому, вторая потоковая конфигурация, обеспечиваемая посредством второго сопла 310, может поддерживать, по меньшей мере частично, момент струи первого потока из первого сопла 308, благодаря чему увеличивается эффективность и действенность струи первого потока при смешивании с газами, содержащимися во внутреннем объеме корпуса передней кромки, и захватывании этих газов. Соответственно, концентрическое сопло, содержащееся во втором сопле 310, обеспечивает возможность дополнительного уменьшения температуры горячего участка и увеличения температуры холодного участка, связанного с корпусом передней кромки, который включает в себя корпус 300 для сопел.
Как схожим образом раскрыто выше в отношении первого сопла 308, второе сопло 310 также может включать в себя позиционное смещение и угловое смещение, которые могут быть выполнены с возможностью уменьшения температуры горячего участка корпуса передней кромки и увеличения температуры холодного участка корпуса передней кромки. В некоторых вариантах осуществления изобретения второе сопло 310 может иметь позиционное смещение между примерно 0,25 дюйма (6,35 мм) и 0,75 дюйма (19,05 мм) от центральной линии корпуса 300 для сопел. Например, второе сопло 310 может иметь позиционное смещение примерно 0,5 дюйма (12,7 мм) от центральной линии корпуса 300 для сопел. Кроме того, второе сопло 308 может иметь угловое смещение между примерно 15 градусами и 25 градусами от центральной линии корпуса передней кромки. Например, второе сопло 310 может иметь угловое смещение примерно 18 градусов от центральной линии корпуса передней кромки.
В различных вариантах осуществления изобретения одно или большее количество отношений между первым соплом 308 и вторым соплом 310 могут быть выполнены с возможностью минимизирования температуры горячего участка и максимального увеличения температуры холодного участка корпуса передней кромки, который включает в себя корпус 300 для сопел. В некоторых вариантах осуществления изобретения отношение первого проходного сечения отверстия первого сопла 308 ко второму проходному сечению отверстия второго сопла 310 может составлять между примерно 50:50 и 60:40. Например, отношение может составлять примерно 55:45. Кроме того, отношение первого проточного пути первого сопла 308 ко второму проточному пути второго сопла 310 может составлять между примерно 50:50 и 60:40. Например, отношение первого проточного пути ко второму проточному пути может составлять примерно 55:45.
На фигуре 4 показано сечение примера корпуса для сопел, реализованного в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Как схожим образом раскрыто выше в отношении корпуса 300 для сопел по фигуре 3, и ниже в отношении корпуса 500 для сопел по фигуре 5 и корпуса 602 для сопел по фигуре 6, корпус 400 для сопел может включать в себя первое сопло 402 и второе сопло 404. Корпус 400 для сопел может быть выполнен с возможностью приема газов из коллекторной системы, связанной со ступенью сжатия реактивного двигателя. Соответственно, корпус 400 для сопел может включать в себя главную часть 406, которая может определять внутренний объем 408. Внутренний объем 408 может быть выполнен с возможностью приема нагретых и сжатых газов из коллекторной системы и обеспечения подачи указанных газов к первому соплу 402 и второму соплу 404. Как показано на фигуре 4, первое сопло 402 может представлять собой отверстие с выступами, обеспечивающее образование первой потоковой конфигурации, которая может представлять собой реактивный поток или реактивную струю.
В различных вариантах осуществления изобретения второе сопло 404 определяет внешний диаметр отверстия 412. Как показано на фигуре 4, второе сопло 404 также может включать в себя внутренний выступ 410, который может определять внутренний диаметр отверстия 412. Как раскрыто выше, внутренний выступ 410 может быть по существу полым и может образовывать сквозное отверстие 414, которое проходит через главную часть 406 и корпус 400 для сопел. Соответственно, отверстие 412, образованное имеющим выступы участком второго сопла 404 и внутренним выступом 410, обеспечивает образование второго проточного пути для газов, содержащихся во внутреннем объеме 408, которое имеет вторую потоковую конфигурацию. Как схожим образом раскрыто выше, вторая потоковая конфигурация может быть по существу более диффузной, чем реактивный поток или реактивная струя, создаваемая посредством первого сопла 402. В некоторых вариантах осуществления изобретения первое сопло 402 может быть отделено от второго сопла 404 на расстояние между примерно 1 дюймом (25,4 мм) и 1,5 дюйма (38,1 мм). Например, первое сопло 402 и второе сопло 404 могут быть разделены на расстояние примерно 1,25 дюйма (31,75 мм).
На фигуре 5 показан еще один пример корпуса для сопел, реализованного в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Как схожим образом раскрыто выше в отношении корпуса 300 для сопел по фигуре 3, корпуса 400 для сопел по фигуре 4 и корпуса 602 для сопел по фигуре 6, корпус 500 для сопел может включать в себя первый выступ 502, второй выступ 504, и кольцевой выступ 506. Соответственно, первый выступ 502 и второй выступ 504 могут быть выполнены соединенными с коллекторной системой, связанной со ступенью сжатия двигателя, и могут быть выполнены с возможностью приема сжатых газов от ступени сжатия двигателя. Кольцевой выступ 506 может быть выполнен с возможностью соединения с внутренней поверхностью, такой как внутренняя перегородка, корпуса передней кромки гондолы двигателя, благодаря чему обеспечивается конструктивное крепление и конструктивная опора для корпуса 500 для сопел. Кроме того, как показано на фигуре 5, кольцевой выступ 506 расположен под углом относительно ориентации корпуса 500 для сопел, чтобы получить конкретный угол крепления между корпусом 500 для сопел и внутренней поверхностью корпуса передней кромки. Это крепление под углом между корпусом 500 для сопел и внутренней поверхностью корпуса передней кромки может обеспечивать то, что корпус 500 для сопел проникает во внутреннюю поверхность и оказывается размещен по существу на центральной линии внутренней поверхности корпуса передней кромки, при этом удовлетворяются иные конструктивные требования к корпусу передней кромки и гондоле двигателя, которая содержит корпус передней кромки.
Кроме того, корпус 500 для сопел может включать в себя первое сопло 508 и второе сопло 510. Как показано на фигуре 5, первое сопло 508 выполнено с возможностью иметь позиционное смещение, такое как позиционное смещение 512, от центральной линии корпуса 500 для сопел. В некоторых вариантах осуществления изобретения позиционное смещение может представлять собой расстояние или смещение между центром отверстия сопла, таким как центр отверстия, образованного первым соплом 508, и центральной линией корпуса для сопел относительно направления, в котором это сопло обращено, такого как центральная линия корпуса 500 для сопел. Таким образом, позиционное смещение может идентифицировать или определять расстояние между центром указанного отверстия и центральной линией корпуса для сопел. В некоторых вариантах осуществления изобретения позиционное смещение приводит к увеличению расстояния между первым потоком, создаваемым посредством первого сопла 508, и внутренней поверхностью, которая соединена с кольцевым выступом 506. Благодаря этому, дополнительное расстояние, обеспечиваемое позиционным смещением первого сопла 508, которое может быть позиционным смещением 512, уменьшает контакт между первой потоковой конфигурацией, создаваемой посредством первого сопла 508 и внутренней перегородкой, к которой присоединен корпус 500 для сопел. Это приводит к меньшему нагреванию внутренней перегородки, а также увеличенному расстоянию перемещения первого потока.
Соответственно, позиционное смещение первого сопла 508 может приводить к уменьшению температуры горячего участка, который может быть создан в результате сталкивания первого потока с указанной внутренней поверхностью. Позиционное смещение может также приводить к увеличению температуры холодного участка, который может быть позади корпуса 500 для сопел вследствие увеличенной эффективности захватывания газов, содержащихся во внутреннем объеме корпуса передней кромки. Помимо этого, как показано также на фигуре 5, первое сопло 508 и второе сопло 510 выполнены с возможностью иметь угловое смещение, которое увеличивает длину струи первого потока и струи второго потока. Увеличенная длина указанных струй потоков дополнительно способствует минимизации температуры горячего участка и максимальному увеличению температуры холодного участка.
На фигуре 6 показан еще один пример корпуса для сопел, реализованного в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Как показано на фигуре 6, корпус 600 передней кромки может включать в себя корпус 602 для сопел, который может представлять собой корпус для сопел, как раскрыто выше в отношении корпуса 300 для сопел по фигуре 3, корпуса 400 для сопел по фигуре 4 и корпуса 500 для сопел по фигуре 5. В различных вариантах осуществления изобретения корпус 602 для сопел может включать в себя первое сопло 606 и второе сопло 608, и может быть выполнен соединенным с поверхностью корпуса 600 передней кромки, которая может быть внутренней перегородкой 604. Вполне очевидно, что корпус 600 передней кромки также может включать в себя другую поверхность, такую как кромочная обшивка. Однако, для упрощения иллюстрации корпуса 602 для сопел, такая другая поверхность не показана на фигуре 6. Кроме того, на фигуре 6 проиллюстрирован участок корпуса 600 передней кромки. Как схожим образом раскрыто выше в отношении фигуры 1 и фигуры 2, корпус 600 передней кромки может быть по существу круглым и замкнутым корпусом, установленным на передней кромке гондолы двигателя. Как показано на фигуре 6, внутренняя перегородка 604 также является по существу круглой и имеет круговую или кольцевую форму.
Как схожим образом раскрыто выше, угол направления потока, испускаемого посредством первого сопла 606 и/или второго сопла 608 может быть выполнен с возможностью минимизирования температуры горячего участка и максимального увеличения температуры холодного участка, связанного с корпусом 600 передней кромки. В одном примере, направление потока, испускаемого посредством первого сопла 606 и/или второго сопла 608 может быть выполнено имеющим угловое смещение, такое как угловое смещение 610, и может быть повернуто на конкретную величину или конкретное количество градусов от центральной линии внутренней перегородки 604. Как показано на фигуре 6, направление потока, испускаемого посредством первого сопла 606 и/или второго сопла 608, может иметь угловое смещение и повернуто примерно на 18 градусов в направлении центра круга, который формирует корпус 600 передней кромки. В различных вариантах осуществления изобретения угловое смещение, применяемое к первому соплу 606 и/или второму соплу 608, дополнительно увеличивает расстояние, на которое перемещаются соответственно струи их потоков в пределах внутреннего объема корпуса 600 передней кромки перед контактирование или сталкиванием с поверхностью корпуса 600 передней кромки, которая может быть такой поверхностью, как кромочная обшивка. Благодаря этому, угловое смещение приводит к уменьшению температуры горячего участка, которое происходит в результате контакта указанных струй потоков с корпусом 600 передней кромки, при обеспечении более эффективного захватывания газов, содержащихся в пределах внутреннего объема корпуса передней кромки, и максимальным увеличением температуры связанного с ним холодного участка.
На фигуре 7 показан способ использования корпуса для сопел, реализованный в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Как схожим образом раскрыто выше, корпус для сопел может включать в себя первое сопло и второе сопло, которые могут быть выполнены с возможностью обеспечения подачи газов, принимаемых от ступени сжатия двигателя, во внутренний объем корпуса передней кромки. В различных вариантах осуществления изобретения способ 700 обеспечивает использование такого корпуса для сопел для эффективного и действенного распределения газов в пределах внутреннего объема корпуса передней кромки, минимизирования температуры горячего участка и максимального увеличения температуры холодного участка, связанного с корпусом передней кромки.
Соответственно, во время операции 702, способ 700 может быть начат с приема, в корпусе для сопел, газов от ступени сжатия двигателя. Как схожим образом раскрыто выше и проиллюстрировано ниже в отношении системы 800 по фигуре 8, корпус для сопел может быть выполнен соединенным с трубопроводом, каналом или коллекторной системой, которая может быть выполнена соединенной со ступенью сжатия двигателя, который может быть реактивным двигателем. В различных вариантах осуществления изобретения в качестве реакции на включение клапана или иного механического выключателя, газы могут быть отобраны от ступени сжатия и поданы в участок корпуса для сопел. Корпус для сопел может принимать указанные газы и направлять их в пределах внутреннего объема корпуса для сопел.
Во время операции 704, способ 700 может быть продолжен посредством подачи, через первое сопло, первой части указанных газов во внутренний объем корпуса передней кромки двигателя, при этом первое сопло обеспечивает подачу первой части указанных газов на основе первой потоковой конфигурации. Соответственно, по меньшей мере часть указанных газов, принимаемых и направляемых через внутренний объем корпуса для сопел, может быть подана к первому соплу, и первое сопло может обеспечивать образование первого проточного пути, через который первая часть указанных газов может быть подана во внутренний объем корпуса передней кромки. Как схожим образом раскрыто выше, первое сопло может представлять собой отверстие с выступами, имеющими первую потоковую конфигурацию, которая является по существу похожа на реактивную струю или реактивный поток. Помимо этого, первое сопло может иметь диаметр отверстия 0,721 дюйма (18,31 мм). Кроме того, первое сопло может быть выполнено имеющим позиционное и/или угловое смещение, с тем чтобы минимизировать температуру горячего участка и максимально увеличивать температуру холодного участка. Например, первое сопло может иметь позиционное смещение примерно 0,5 дюйма (12,7 мм) и угловое смещение примерно 18 градусов.
Во время операции 706, способ 700 может быть продолжен посредством подачи, через второе сопло, второй части указанных газов во внутренний объем корпуса передней кромки двигателя. Как схожим образом раскрыто выше, газы, принятые и направленные через внутренний объем корпуса для сопел, могут быть поданы ко второму соплу, которое затем может обеспечивать образование второго проточного пути, через который вторая часть указанных газов может быть подана во внутренний объем корпуса передней кромки. В некоторых вариантах осуществления изобретения второе сопло обеспечивает подачу второй части указанных газов на основе второй потоковой конфигурации, которая может быть определена на основе, по меньшей мере частично, концентрической формы второго сопла. Таким образом, вторая потоковая конфигурация может быть более диффузной, чем первая потоковая конфигурация. Кроме того, второе сопло может иметь отверстие, которое имеет внешний диаметр примерно 0,912 дюйма (23,16 мм) и внутренний диаметр примерно 0,625 дюйма (15,88 мм), и второе сопло может быть выполнено имеющим позиционное и/или угловое смещение, с тем чтобы минимизировать температуру горячего участка и максимально увеличивать температуру холодного участка. Например, второе сопло может иметь позиционное смещение примерно 0,5 дюйма (12,7 мм) и угловое смещение примерно на 18 градусов. Кроме того, обеспечение подачи второй части газов через второе сопло может, по меньшей мере частично, задерживать или минимизировать взаимодействие между первым потоком, испускаемым посредством первого сопла, и внутренней поверхностью корпуса передней кромки.
Во время операции 708, способ 700 может быть продолжен посредством захватывания объема газа, содержащегося во внутреннем объеме корпуса передней кромки. В различных вариантах осуществления изобретения корпус передней кромки уже содержит по меньшей мере часть газов, которые могли, например, быть введены во время предыдущего повторения способа 700. В некоторых вариантах осуществления изобретения существующий объем газа может быть увлечен или затянут первым потоком, создаваемым посредством первого сопла, и вторым потоком, создаваемым посредством второго сопла. Благодаря этому, первый поток и второй поток могут заставлять газы, содержащиеся во внутреннем объеме корпуса передней кромки вращаться или совершать завихрение в конкретном направлении, которое совместимо или сонаправленно с направлением первого потока и второго потока. Соответственно, газы могут протекать и вращаться по всей внутренней части корпуса передней кромки.
Во время операции 710, способ 700 может быть продолжен посредством распределения тепловой энергии в пределах внутреннего объема корпуса передней кромки. Как схожим образом раскрыто выше, газы, принятые из ступени сжатия двигателя, могут быть нагреты свыше 500 градусов по Фаренгейту (260°С). По мере распределения газов в пределах внутреннего объема корпуса передней кромки тепловая энергия, содержащаяся в газах, также может быть распределена. Таким образом, вполне очевидно, что операция 710 может быть выполнена одновременно как часть операции 708. Соответственно, по мере распределения газов в пределах внутреннего объема корпуса передней кромки, тепловая энергия передается одному или большему количеству компонентов корпуса передней кромки, таких как ее кромочная обшивка. Благодаря этому, корпус передней кромки может быть нагрет, и образование льда может быть предотвращено. Кроме того, по существу равномерное распределение газов, обеспечиваемое посредством использования первого сопла и второго сопла, имеющих концентрическую форму, приводит к действенному и эффективному минимизированию температуры горячего участка и максимальному увеличению температуры холодного участка, связанного с корпусом передней кромки. Например, температура горячего участка может не превышать 420 градусов по Фаренгейту (216°С), в то время как температура холодного участка может не опускаться ниже 290 градусов по Фаренгейту (143°С). Иными словами, температура корпуса передней кромки может быть между 290 градусами по Фаренгейту (143°С) и 420 градусами по Фаренгейту (216°С) в этом примере. Еще в одном примере, температура горячего участка может не превышать 400 градусов по Фаренгейту (204°С), в то время как температура холодного участка может не опускаться ниже 310 градусов по Фаренгейту (154°С). В этих примерах, по существу равномерное распределение тепловой энергии в пределах внутреннего объема корпуса передней кромки обеспечивает минимизирование температурного напряжения в материале корпуса передней кромки, который может представлять собой алюминий, и при этом также обеспечивается минимизирование возможности образования льда вдоль всей внешней части корпуса передней кромки.
Температура газа, подаваемого через сопло, может находиться в диапазоне от 300 градусов по Фаренгейту (149°С) и до 1100 градусов по Фаренгейту (593°С) или, более конкретно, между примерно 800 градусами по Фаренгейту (427°С) и 900 градусами по Фаренгейту (482°С), например, примерно 855 градусов по Фаренгейту (457°С). Высокие температуры газов могут иметь место, например, в случаях нестойких повреждений. Низкие температуры газов могут иметь место, например, при низких температурах окружающей среды (например, в холодные дни). Следует отметить, что несмотря на различия температур газов, температура корпуса передней кромки может находиться в пределах конкретного диапазона вследствие конкретной конструкции сопла.
На фигуре 8 показана противообледенительная система, которая может включать в себя корпус для сопел, реализованный в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Как схожим образом раскрыто выше в отношении корпуса 100 передней кромки по фигуре 1 и корпуса 200 передней кромки по фигуре 2, система 800 может включать в себя корпус 802 передней кромки. В различных вариантах осуществления изобретения корпус 802 передней кромки выполнен с возможностью предотвращения образования льда на внешней поверхности гондолы двигателя, которая содержит систему 800. Например, корпус 802 передней кромки может включать в себя противообледенительное сопло, такое как корпус для сопел, как раскрыто выше в отношении корпуса 104 для сопел по фигуре 1, корпуса 207 для сопел по фигуре 2, корпуса 300 для сопел по фигуре 3, корпуса 400 для сопел по фигуре 4, корпуса 500 для сопел по фигуре 5, корпуса 602 для сопел по фигуре 6 и корпусов для сопел, раскрытых выше в отношении способа по фигуре 7. Благодаря этому, внешняя поверхность корпуса 802 передней кромки может оставаться по существу свободной ото льда при эксплуатации гондолы двигателя.
Система 800 кроме того может включать в себя вентилятор 804 и различные ступени сжатия, которые могут являться частью системы сжатия гондолы двигателя, который включает в себя систему 800, которая может быть реактивным двигателем. Например, система сжатия может включать в себя многочисленные ступени сжатия, такие как ступень 806 сжатия и дополнительная ступень 808 сжатия. Каждая из ступеней 806 сжатия и дополнительная ступень 808 сжатия могут быть выполнены соединенными с первой коллекторной системой 810, которая может быть выполнена соединенной с корпусом 802 передней кромки и корпусом для сопел, содержащимся в корпусе 802 передней кромки. Благодаря этому, газы, полученные от ступеней сжатия, таких как ступень 806 сжатия и дополнительная ступень 808 сжатия, могут быть поданы во внутренний объем корпуса 802 передней кромки. Первая коллекторная система 810 также может включать в себя различные клапана и/или переключатели, такие как клапан 812, которые могут быть выполнены с возможностью управления протеканием газов между ступенями сжатия и корпусом 802 передней кромки. В одном примере, ступень 806 сжатия может представлять собой четвертую ступень сжатия системы 800, а дополнительная ступень 808 сжатия может представлять собой десятую ступень сжатия системы 800. В процессе использования множества ступеней сжатия, показанных на фигуре 8, вполне очевидно, что может быть использовано одно специальное проходное отверстие на одной ступени сжатия. Например, ступень 806 сжатия может представлять собой седьмую ступень сжатия системы 800, а дополнительная ступень 808 сжатия может быть выполнена не соединенной с первой коллекторной системой 810 и может не использоваться для удаления льда или недопущения его образования.
Система 800 кроме того может включать в себя вторую коллекторную систему 814, которая может быть выполнена соединенной с вентилятором 804, а также может быть выполнена соединенной с теплообменником 815. В некоторых вариантах осуществления изобретения теплообменник 815 может быть выполнен соединенным с третьей коллекторной системой 818 и может быть выполнен с возможностью подачи охлажденного воздуха в третью коллекторную систему 818. Третья коллекторная система 818 может быть выполнена соединенной с одним или большим количеством других компонентов самолета, который включает в себя систему 800. Например, третья коллекторная система 818 может включать в себя первый канал 822, который может быть соединен с пусковым устройством двигателя, и второй канал 824, который может быть соединен с различными каналами в корпусе самолета. Благодаря этому, охлажденный воздух, полученный через теплообменник 815, может быть подан в другие участки самолета, которые содержат систему 800.
Варианты реализации настоящего изобретения могут быть описаны в контексте способа 900 изготовления и обслуживания воздушного летательного аппарата, как показано на фигуре 9, и воздушного летательного аппарата 902, как показано на фигуре 10. Во время предпроизводственного этапа приведенный в качестве примера способ 900 может включать разработку 904 спецификации и проектирование воздушного летательного аппарата 902 и материальное снабжение 906. Во время производства выполняют процесс 908 изготовления компонентов и сборочных узлов и интеграцию 910 систем воздушного летательного аппарата 902. После этого воздушный летательный аппарат 902 может пройти через стадию 912 сертификации и поставки для постановки на обслуживание 914. При эксплуатации заказчиком воздушный летательный аппарат 902 подпадает под регламентное техобслуживание и текущий ремонт 916 (которые также могут включать в себя модернизацию, перенастройку переоборудование или т.д.).
Каждый из процессов способа 900 может быть выполнен или осуществлен системным интегратором, третьей стороной и/или оператором (например, заказчиком). Для целей данного описания системный интегратор может включать в себя, без ограничения, любое количество производителей воздушных летательных аппаратов и субподрядчиков по основным системам, третья сторона может включать в себя, без ограничения, любое количество продавцов, субподрядчиков и поставщиков, а оператор может представлять собой авиакомпанию, лизинговую компанию, военную организацию, обслуживающую организацию и иных подходящих операторов.
Как показано на фигуре 11, воздушный летательный аппарат 316, изготовленный приведенным в качестве примера способом 900, может включать в себя корпус 918 с множеством систем 920 высокого уровня и внутреннюю часть 922. Примеры систем 920 высокого уровня включают в себя одно или большее количество из следующего: двигательная установка 924, электрическая система 926, гидравлическая система 928 и система 930 управления условиями окружающей среды. Может быть включено любое количество других систем. Хотя показан пример, относящийся к аэрокосмической промышленности, принципы изобретения могут быть применены в других отраслях промышленности, например, при изготовлении автомобилей.
Устройства и способы, реализуемые в настоящем документе, могут быть применены во время любого одного или большего количества этапов способа 900 изготовления и обслуживания. Например, компоненты или сборочные узлы, соответствующие процессу 908 изготовления компонентов и сборочных узлов, могут быть произведены или изготовлены способом, схожим со способом изготовления компонентов или сборочных узлов во время нахождения воздушного летательного аппарата 902 на обслуживании. Кроме того, один или большее количество вариантов реализации устройства, вариантов реализации способа или их комбинация могут быть использованы во время производственных этапов 908 и 910, например, например путем по существу ускорения монтажа или уменьшения затрат на воздушный летательный аппарат 902. Аналогичным образом, один или большее количество вариантов реализации устройства, вариантов реализации способа или их комбинация могут быть использованы во время нахождения воздушного летательного аппарата 902 на обслуживании, например и без ограничения, во время регламентного обслуживания и текущего ремонта 916.
Кроме того, настоящий документ содержит варианты реализации изобретения согласно следующим пунктам:
Пункт 1. Устройство для предотвращения образования льда на двигателе, содержащее:
- корпус для сопел, имеющий внутреннюю полость, определяющую внутренний объем корпуса для сопел, при этом корпус для сопел выполнен с возможностью приема газов от ступени сжатия двигателя и кроме того выполнен с возможностью обеспечения подачи по меньшей мере части указанных газов в корпус передней кромки двигателя;
- первое сопло, содержащееся в первой части корпуса для сопел, при этом первое сопло выполнено с возможностью создания первой потоковой конфигурации и кроме того выполнено с возможностью создания первого потока из первой части указанных газов с подачей во внутренний объем корпуса передней кромки на основе первой потоковой конфигурации; и
- второе сопло, содержащееся во второй части корпуса для сопел, при этом второе сопло включает в себя концентрическое сопло, выполненное с возможностью создания второй потоковой конфигурации, и выполнено с возможностью создания второго потока из второй части указанных газов с подачей во внутренний объем корпуса передней кромки на основе второй потоковой конфигурации.
Пункт 2. Устройство по пункту 1, в котором отношение первого проходного сечения первого сопла ко второму проходному сечению второго сопла составляет между примерно 50:50 и 60:40.
Пункт 3. Устройство по пункту 1, в котором первое сопло имеет позиционное смещение между примерно 0,25 дюйма (6,35 мм) и 0,75 дюйма (19,05 мм) от центральной линии корпуса для сопел.
Пункт 4. Устройство по пункту 1, в котором первое сопло имеет угловое смещение между примерно 15 градусами и 25 градусами от центральной линии корпуса передней кромки.
Пункт 5. Устройство по пункту 1, в котором второе сопло имеет позиционное смещение между примерно 0,25 дюйма (6,35 мм) и 0,75 дюйма (19,05 мм) от центральной линии корпуса для сопел.
Пункт 6. Устройство по пункту 1, в котором второе сопло имеет угловое смещение между примерно 15 градусами и 25 градусами от центральной линии корпуса передней кромки.
Пункт 7. Устройство по пункту 1, в котором первое сопло и второе сопло разделены на расстояние между примерно 1 дюймом (25,4 мм) и 1,5 дюйма (38,10 мм) вдоль главной части корпуса для сопел.
Пункт 8. Устройство по пункту 1, в котором
корпус передней кромки содержит кольцевую камеру, соединенную с передней кромкой гондолы двигателя, которая содержит указанный двигатель, и в котором
ступень сжатия двигателя соединена с коллекторной системой высокого давления, которая соединена с корпусом для сопел.
Пункт 9. Устройство по пункту 8, в котором
первое сопло и второе сопло выполнены с возможностью захватывания объема газа, содержащегося во внутреннем объеме корпуса передней кромки и осуществления по существу равномерного распределения тепловой энергии в пределах внутреннего объема корпуса передней кромки.
Пункт 10. Устройство по пункту 1, в котором
корпус для сопел, первое сопло и второе сопло каждый или каждое содержат материал, который включает в себя никелевый сплав.
Пункт 11. Способ предотвращения образования льда на двигателе, включающий:
прием, в корпусе для сопел, газов от ступени сжатия двигателя;
подачу, через первое сопло, первой части указанных газов во внутренний объем корпуса передней кромки двигателя, при этом первое сопло обеспечивает подачу первой части указанных газов на основе первой потоковой конфигурации; и
подачу, через второе сопло, второй части указанных газов во внутренний объем корпуса передней кромки двигателя, при этом второе сопло обеспечивает подачу второй части указанных газов на основе второй потоковой конфигурации, причем вторая потоковая конфигурация определена на основе, по меньшей мере частично, концентрической формы второго сопла.
Пункт 12. Способ по пункту 11, в котором отношение первого проходного сечения первого сопла ко второму проходному сечению второго сопла составляет между примерно 50:50 и 60:40.
Пункт 13. Способ по пункту 11, в котором первое сопло и второе сопло каждое имеют позиционное смещение между примерно 0,25 дюйма (6,35 мм) и 0,75 дюйма (19,05 мм) и каждое имеют угловое смещение между примерно 15 градусами и 25 градусами.
Пункт 14. Способ по пункту 11, кроме того включающий:
захватывание объема газа, содержащегося во внутреннем объеме корпуса передней кромки; и
распределение тепловой энергии в пределах внутреннего объема корпуса передней кромки таким образом, что указанное распределение тепловой энергии в пределах внутреннего объема является по существу равномерным.
Пункт 15. Способ по пункту 14, в котором средняя температура корпуса передней кромки составляет между примерно 290 градусами по Фаренгейту (143°С) и 420 градусами по Фаренгейту (216°С).
Пункт 16. Система для предотвращения образования льда на двигателе, содержащая:
- гондолу двигателя, содержащую множество ступеней сжатия, выполненных с возможностью сжатия газов;
- корпус передней кромки, соединенный с передней кромкой гондолы двигателя, при этом корпус передней кромки содержит кольцевую камеру, определяющую первый внутренний объем;
- коллекторную систему, выполненную с возможностью приема газов по меньшей мере от одной ступени указанного множества ступеней сжатия гондолы двигателя;
- корпус для сопел, установленный в корпусе передней кромки, при этом корпус для сопел включает в себя внутреннюю полость, определяющую второй внутренний объем, соединен с коллекторной системой и выполнен с возможностью приема газов из коллекторной системы;
- первое сопло, содержащееся в первой части корпуса для сопел, при этом первое сопло выполнено с возможностью создания первой потоковой конфигурации и кроме того выполнено с возможностью создания первого потока из первой части указанных газов с подачей в первый внутренний объем корпуса передней кромки на основе первой потоковой конфигурации; и
- второе сопло, содержащееся во второй части корпуса для сопел, при этом второе сопло включает в себя концентрическое сопло, выполненное с возможностью создания второй потоковой конфигурации и выполненное с возможностью создания второго потока из второй части указанных газов с подачей в первый внутренний объем корпуса передней кромки на основе второй потоковой конфигурации.
Пункт 17. Система по пункту 16, в которой отношение первого проходного сечения первого сопла ко второму проходному сечению второго сопла составляет между примерно 50:50 и 60:40.
Пункт 18. Система по пункту 16, в которой
первое сопло и второе сопло каждое имеют позиционное смещение между примерно 0,25 дюйма (6,35 мм) и 0,75 дюйма (19,05 мм), и в которой
первое сопло и второе сопло каждое имеют угловое смещение между примерно 15 градусами и 25 градусами.
Пункт 19. Система по пункту 16, в которой
отверстие второго сопла имеет внешний диаметр между примерно 0,75 дюйма (19,05 мм) и 1 дюймом (25,4 мм), и в которой
указанное отверстие имеет внутренний диаметр между примерно 0,5 дюйма (12,70 мм) и 0,75 дюйма (19,05 мм).
Пункт 20. Система по пункту 16, в которой первое сопло и второе сопло выполнены с возможностью захватывания объема газа, содержащегося в первом внутреннем объеме корпуса передней кромки и осуществления по существу равномерного распределения тепловой энергии в пределах первого внутреннего объема корпуса передней кромки.
Хотя вышеприведенные концепции были описаны с некоторыми подробностями для ясности понимания, следует отметить, что определенные изменения и модификации могут быть выполнены в объеме приложенной формулы изобретения. Следует отметить, что существует множество альтернативных способов выполнения процессов, систем и устройств. Соответственно, представленные примеры должны рассматриваться в качестве иллюстративных, а не ограничивающих вариантов реализации изобретения.