ОСЛАБЛЯЮЩИЕ ВИБРАЦИЮ ПОЛОСЫ ДЛЯ РАЗГРУЗКИ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ЗВУКОВОЙ ЗАЩИТЫ КОРПУСА ВЕНТИЛЯТОРА ТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
VIBRATION WEAKENING STRIPS TO DISCHARGE LIQUID FOR AIRCRAFT TURBINE ENGINE FAN HOUSING ACOUSTIC PROTECTION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к установке звуковой защиты внутри корпуса вентилятора турбинного двигателя летательного аппарата. Более конкретно, изобретение связано с ослабляющими вибрацию полосами, обеспечиваемыми между корпусом вентилятора и акустическими панелями.
Изобретение применимо к любому типу летательного аппарата, оборудованному корпусом вентилятора, в частности к летательному аппарату с турбореактивным двигателем.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
На современных турбореактивных двигателях панели звуковой защиты обычно устанавливаются на внутреннюю поверхность корпуса вентилятора, вокруг оси двигателя. Установка обычно осуществляется посредством привинчивания панелей к корпусу.
Однако были обнаружены риски выхода из строя некоторых крепежных винтов акустических панелей. В случае выхода из строя головки винтов, попавшие в струю, могут нанести серьезный ущерб лопастям вентилятора после всасывания. Среди главных обнаруженных причин находятся сильные вибрационные напряжения, создаваемые совпадением между основной модой вибраций акустической панели и возбуждением лопастей вентилятора. Эти сильные напряжения, передаваемые на винты, вызывают их ослабление и с большой вероятностью вызывают сильный износ, возможно, даже вплоть до выхода из строя, как обсуждалось выше.
Чтобы справиться с этой проблемой, было предложено вводить ослабляющие вибрацию полосы, чтобы снизить уровни вибрации. Эти полосы, обычно изготавливаемые из эластомерного материала, имеют преимущество, состоящее в существенном ослаблении уровней вибрации, измеряемых при тестировании панелей, когда эти полосы сжаты.
Однако выбранный материал может быть чувствителен к контакту с жидкостями, такими как масло и керосин, когда он погружен в них на длительный период. Этот продолжительный контакт с такими жидкостями действительно может вызвать риск ухудшения материала и/или потери эффективности достигаемого ослабления. Но в верхней по потоку зоне корпуса вентилятора, в которой расположены акустические панели, потоки масла или керосина действительно возможны, в случае утечки.
Обычно эти жидкости должны стекать вниз к нижней части корпуса вентилятора, чтобы затем быть разгруженными посредством сливного отверстия, обеспеченного в положении на 6 часов в корпусе.
Ввиду ориентации полос в направлении продольной оси двигателя удерживание этих жидкостей возможно на некоторых краях полос, что, вероятно, вызовет пагубный продолжительный контакт.
Чтобы справиться с этим недостатком, были предложены различные альтернативы, такие как обеспечение поперечных желобков в полосах, чтобы отводить жидкости.
Однако наличие таких желобков может сделать полосы хрупкими, вдобавок к уменьшению поверхности контакта с корпусом, что приводит к уменьшенной эффективности. С другой стороны, наличие таких желобков может также уменьшить жесткость полос, когда они сжимаются, что также, вероятно, окажет влияние на их ослабляющую способность. Наконец, с таким решением, области удерживания жидкости остаются на краях между желобками. Следовательно, это решение не является полностью удовлетворительным.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью изобретения является, таким образом, по меньшей мере частичное преодоление вышеописанных недостатков относительно систем по предшествующему уровню техники.
Чтобы сделать это, во-первых, одна из целей изобретения состоит в предоставлении устройства звуковой защиты для корпуса вентилятора турбинного двигателя летательного аппарата, содержащего панель звуковой защиты, формирующую сектор кольца, имеющего центр на центральной оси, подразумеваемой совпадающей с продольной осью корпуса вентилятора, упомянутое устройство также содержит одну или более ослабляющих вибрацию полос, прижатых с одной стороны к внешней поверхности панели звуковой защиты и предназначенных для прижимания с другой стороны к внутренней поверхности корпуса вентилятора, каждая ослабляющая полоса имеет два противоположных края, каждый из которых имеет верхний по потоку конец и нижний по потоку конец, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль направления центральной оси.
Согласно изобретению, по меньшей мере один из двух противоположных краев по меньшей мере одной из ослабляющих полос имеет такую форму, чтобы жидкость, присутствующая на этом краю, могла протекать под действием силы тяжести в направлении любого одного или обоих из его верхнего по потоку и нижнего по потоку концов.
Изобретение, таким образом, обеспечивает простое и высокоэффективное решение, способное разгружать жидкости в направлении любого одного или обоих концов краев, которые имеют вероятность быть намоченными такими жидкостями, как масло или керосин.
После этой разгрузки с краев, обеспечиваемой посредством простого явления силы тяжести, жидкости могут протекать по корпусу вентилятора вниз к его нижней части, в которой они предпочтительно разгружаются посредством сливного отверстия, расположенного в положении на 6 часов в корпусе.
Ослабляющие полосы, таким образом, вероятно, больше не ухудшаются посредством продолжительного удерживания жидкостей на их краях, что позволяет высокоэффективной ослабляющей функции сохраняться в течение долгого времени.
Предпочтительно, размещение, присущее настоящему изобретению, обеспечивается на каждом краю каждой полосы, имеющем вероятность собирать жидкость, стекающую под действием силы тяжести на нижнюю поверхность корпуса, что обычно составляет один край на полосу, ориентированный вверх.
Предпочтительно, по меньшей мере один из двух противоположных краев по меньшей мере одной из ослабляющих полос имеет по меньшей мере один участок, наклоненный относительно центральной оси, чтобы жидкость, присутствующая на этом участке, могла протекать под действием силы тяжести в направлении любого одного или обоих из его верхнего по потоку и нижнего по потоку концов. Наклоненный участок предпочтительно является плоским, но, в качестве альтернативы, может являться изогнутым. Каждый рассматриваемый край здесь может включать в себя всего один наклоненный участок, предпочтительно, составляющий весь край.
Предпочтительно, по меньшей мере один из этих двух противоположных краев по меньшей мере одной из ослабляющих полос состоит из двух последовательных участков в направлении центральной оси, каждый из двух участков наклонен вдоль центральной оси, чтобы жидкость, присутствующая на каждом из двух участков, могла протекать под действием силы тяжести в направлении верхнего по потоку конца и нижнего по потоку конца, соответственно. Это позволяет жидкости распределяться в направлении как верхнего по потоку конца, так и нижнего по потоку конца рассматриваемого края и делает возможным переливание жидкости в одном из его концов и попадание в струю. Чтобы равномерно распределять поток по обоим концам полосы, два наклоненных участка, расположенных в виде открытой вниз буквы V, могут являться симметричными.
В этом отношении, угол, сформированный между двумя участками края, предпочтительно составляет между 1° и 15° и более предпочтительно между 1° и 3°. С помощью таких диапазонов значений был достигнут компромисс, делающий возможным как хороший поток жидкости под действием силы тяжести, так и пренебрежимо малое уменьшение поверхности контакта полосы с ее смежными элементами.
Как обсуждалось выше, оба участка края имеют одинаковую длину, и расположены симметрично.
Предпочтительно, по меньшей мере одна из ослабляющих полос имеет такую форму, чтобы быть пригодной для установки на акустическую панель в двух перевернутых положениях установки, при этом положения двух упомянутых противоположных краев относительно перевернуты, и в каждом из двух положений установки по меньшей мере один из двух противоположных краев упомянутой ослабляющей полосы имеет такую форму, чтобы жидкость, присутствующая на этом краю, могла протекать под действием силы тяжести в направлении любого одного или обоих из его верхнего по потоку и нижнего по потоку концов.
Это решение предотвращает пагубные последствия для полос в случае ошибки установки, так как в обоих направлениях установки край, который, вероятно, будет собирать жидкости, то есть тот край, который ориентирован вверх, будет способен проводить жидкости посредством силы тяжести к любому одному или обоим концам этого края, чтобы обеспечивать ее разгрузку.
Таким же образом, а также для цели предотвращения пагубных последствий для полос в случае возможной ошибки установки по меньшей мере одна из ослабляющих полос имеет первую плоскость симметрии, расположенную между двумя противоположными краями. Предпочтительно, все полосы имеют одинаковую форму, что еще больше упрощает установку.
Кроме того, предпочтительно, по меньшей мере одна из ослабляющих полос имеет вторую плоскость симметрии, проходящую через оба противоположных края, упомянутые первая и вторая плоскости симметрии, предпочтительно являющиеся перпендикулярными друг другу, а также перпендикулярными плоскости полосы, когда она имеет по существу плоскую форму.
Наконец, как обсуждалось выше, каждая ослабляющая полоса предпочтительно изготовлена из эластомерного материала.
Другой целью изобретения также является предоставление передней части турбинного двигателя летательного аппарата, содержащей корпус вентилятора, внутренняя поверхность которого покрыта по меньшей мере одним устройством звуковой защиты, таким как описанное выше.
Дополнительные преимущества и свойства изобретения станут более очевидны в неограничивающем подробном описании ниже.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Это описание будет сделано в отношении прилагаемых чертежей, на которых:
- фигура 1 показывает вид в перспективе корпуса вентилятора турбореактивного двигателя летательного аппарата, оборудованного устройством звуковой защиты согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения;
- фигура 2 представляет вид в перспективе устройства звуковой защиты, показанного на предыдущей фигуре, под углом, позволяющим увидеть его внутреннюю поверхность;
- фигуры 3 и 4, соответственно, представляют виды в поперечном сечении, взятые вдоль линий III-III и IV-IV фигуры 2, соответственно;
- фигура 5 представляет вид в перспективе одной из ослабляющих вибрацию полос, установленной на устройство звуковой защиты, показанное на предыдущих фигурах;
- фигура 6 представляет вид сбоку части устройства звуковой защиты, показанного на предыдущих фигурах; и
- фигура 7 представляет вид, схожий с предыдущим видом, согласно альтернативному варианту осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Сначала со ссылкой на фигуру 1 представлен корпус 1 вентилятора, предназначенный для того, чтобы являться неотъемлемой частью передней части турбореактивного двигателя летательного аппарата, предпочтительно, двухпоточного двухвального типа.
Корпус принимает традиционную кольцеобразную форму, с продольной осью 2, соответствующей продольной оси сборки турбореактивного двигателя.
В его верхнем по потоку конце, внутренняя поверхность 1a корпуса 1 оборудована множеством устройств 4 звуковой защиты, только одно из которых было представлено на фигуре 1.
Устройство 4 включает в себя панель 6 звуковой защиты, формирующую сектор кольца, имеющего центр на центральной оси, совпадающей с продольной осью 4. Когда все устройства защиты установлены на корпус, их панели 6, расположенные неразрывно друг с другом вдоль направления окружности, вместе формируют внутреннее кольцо звуковой защиты.
Панель 6 предпочтительно устанавливается посредством привинчивания к корпусу, крепежные винты 8 устанавливаются скрытыми в панели, чтобы не возмущать ламинарный поток струи.
Устройство 2 также содержит одну или более ослабляющих вибрацию полос 10, прижатых с одной стороны к внешней поверхности 6a панели 6 и предназначенных для прижимания с другой стороны к внутренней поверхности 1a корпуса 1.
Полосы 10, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль направления окружности, изготовлены из эластомерного материала. Они в целом ориентированы параллельно оси 2, то есть, они имеют длину, параллельную этой оси, и ширину, перпендикулярную этой оси. В предпочтительном представленном варианте осуществления, каждая полоса 10 имеет низкую ширину, позволяя ей сохранять по существу плоскую форму, но, в качестве альтернативы, она могла бы быть изогнутой, не выходя из объема изобретения.
Фигура 3 показывает панель 6, установленную на корпус 1 посредством винтов 8, тогда как фигура 4 показывает расположение одной из ослабляющих полос 10 между двумя поверхностями 1a, 6a, между которыми полоса сжимается, чтобы обеспечить ее функцию ослабления вибраций.
Фигуры 5 и 6 более точно показывают одну из полос 10, а также ее расположение на корпусе. В этом отношении, отметим, что, чтобы упростить установку, все полосы 10 устройства 4 предоставляются одинаковыми.
Здесь, полоса 10 имеет плоскость 12 симметрии, перпендикулярную оси 2 и соответствующую средней плоскости, проходящей между двумя самыми длинными противоположными краями, называемыми продольными краями 4. С другой стороны, полоса 10 также имеет вторую плоскость 16 симметрии, перпендикулярную первой плоскости 12, и соответствующую средней плоскости, проходящей между двумя самыми короткими противоположными краями, называемыми поперечными краями 18. Обе плоскости 12, 16 перпендикулярны плоскости полосы 10, поперечные края 18 которой параллельны первой плоскости 12. Следовательно, в виде сбоку, как показано на фигуре 6, края 18 рассматриваются, как вертикальные края.
Один из признаков настоящего изобретения состоит в форме продольных краев 14, которые не ориентированы вдоль направления продольной оси 2, которая сама также ориентирована горизонтально при использовании. Действительно, каждый продольный край 14 тянется между верхним по потоку концом и нижним по потоку концом, расположенными на расстоянии друг от друга вдоль направления центральной оси 2, будучи составленным из двух последовательных участков 14a, 14b в направлении той же оси 2, наклоненных относительно друг друга, каждый из которых является по существу плоским. Два участка 14a, 14b продольного края, по существу одинаковой формы, формируют угол предпочтительно между 1° и 3°.
Отметим, что ослабляющая полоса 10 имеет такую форму, чтобы быть пригодной для установки на панель 6 в двух перевернутых положениях установки, при этом положения двух противоположных продольных краев 14 относительно перевернуты, то есть в одном из двух положений один из краев обычно ориентирован вверх, тогда как в другом положении он ориентирован вниз. Из-за симметрии полосы 10 вдоль первой плоскости 14, независимо от применяемого направления установки, полоса имеет одинаковую конфигурацию на панели 6. Следовательно, ошибка установки произойти не может, так как в обоих направлениях установки продольный край 14, вероятно, будет собирать утечки жидкости, то есть тот край, который ориентирован вверх, будет способен проводить жидкости посредством силы тяжести к обоим концам этого края, чтобы обеспечить ее разгрузку.
Действительно, посредством наклона вдоль центральной оси 2, ориентированной горизонтально при использовании, каждый из двух участков 14a, 14b края может проводить посредством силы тяжести собранную жидкость, например утечку масла и/или керосина, к концу края, с которым он объединен. Другими словами, как только жидкость, текущая по внутренней поверхности 1a корпуса, попадает на ориентированный вверх продольный край 14, она перетекает, под действием силы тяжести, к верхнему по потоку или нижнему по потоку концу этого края, будучи заключенной между тем же краем, внешней поверхностью 6a панели и внутренней поверхностью 1a корпуса. После достижения поперечного верхнего по потоку или нижнего по потоку края 18 жидкость может протекать между двумя поверхностями 1a, 6a вниз к нижней части корпуса вентилятора, чтобы затем быть разгруженной через сливное отверстие (не показано), расположенное на 6 часов в корпусе 1.
Каждый ориентированный вверх край 14 связан с гранью/ободом, позволяющим, в силу его наклона(ов) относительно горизонтального направления, разгружать утечки жидкости удаленно от ослабляющих полос 10.
Фигура 7 показывает альтернативный вариант изготовления полос 10, каждая из которых здесь принимает в целом форму параллелограмма с каждым продольным краем 14, состоящим из одного участка, наклоненного относительно центральной оси 2, чтобы сформировать наклон, предназначенный для слива жидкости в один из концов края, здесь, в нижний конец.
Конечно, различные изменения могут быть произведены специалистами в данной области техники в изобретении, только что описанном лишь посредством неограничивающих примеров.