реверсивное устройство наружного контура турбореактивного двухконтурного двигателя

Формула изобретения

Реверсивное устройство наружного контура турбореактивного двигателя, содержащее неподвижные и подвижные корпуса, а также поворотные створки, шарнирно соединенные двухзвенным рычажным механизмом с передним неподвижным корпусом, отличающееся тем, что поворотная створка и задний рычаг рычажного механизма выполнены с контактными площадками, при этом площадка на поворотной створке выполнена в полости, открытой в сторону канала наружного контура, а на заднем рычаге - на боковой его поверхности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к реверсивным устройствам двухконтурных турбореактивных двигателей.

Известно реверсивное устройство, состоящее из рычагов и двух закрепленных на них створок, с помощью которых осуществляется реверсирование потока газа на выходе из двигателя [1].

Недостатком известного устройства является большой вес и низкий коэффициент реверсирования (малая обратная тяга).

Наиболее близким к заявляемому является решетчатое реверсивное устройство, включающее в себя передний и задний неподвижные корпуса, соединенные отклоняющей решеткой, подвижный в осевом направлении корпус и поворотные створки, соединенные с передним неподвижным корпусом с помощью двухзвенного рычажного механизма, один конец которого шарнирно закреплен на переднем корпусе, а другой - на середине створки [2].

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является низкая надежность из-за возможности самопроизвольного открытия реверсивного устройства на работающем двигателе в случае выхода из строя гидросистемы реверсивного устройства, а также замков, фиксирующих устройство в закрытом положении, т.е. на режиме прямой тяги двигателя. Это связано с тем, что для обеспечения герметичности реверсивного устройства в режиме прямой тяги двигателя эластичный уплотнительный элемент на переднем корпусе выполнен на большем диаметре по отношению к уплотнительному элементу на заднем корпусе. Результирующая газовых сил, действующая при работе двигателя на подвижный корпус и створки, может привести к самопроизвольному переходу на режим реверсирования тяги двигателя, т.е. к открытию реверсивного устройства, что может привести к падению самолета в случае отказа гидросистемы и замков, фиксирующих реверсивное устройство.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности работы реверсивного устройства путем обеспечения газодинамического запирания реверсивного устройства в случае отказа гидросистемы и фиксирующих замков.

Сущность технического решения заключается в том, что в реверсивном устройстве наружного контура турбореактивного двигателя, содержащем неподвижные и подвижные корпуса, а также поворотные створки, шарнирно соединенные двухзвенным рычажным механизмом с передним неподвижным корпусом, согласно изобретению поворотная створка и задний рычаг рычажного механизма выполнены с контактными площадками, при этом контактная площадка на поворотной створке выполнена в полости, открытой в сторону канала наружного контура, а на заднем рычаге - на боковой его поверхности.

Контактные площадки на поворотной створке и на заднем рычаге, контактирующие в процессе открытия реверсивного устройства, обеспечивают газодинамическое запирание реверсивного устройства в случае отказа гидросистемы и фиксирующих замков.

Выполнение контактной площадки на поворотной створке в полости, открытой в сторону канала наружного контура, позволяет уменьшить гидравлические потери при течении воздуха в канале наружного контура.

Выполнение контактной площадки на заднем рычаге, на боковой его поверхности, позволяет только частично самопроизвольно раскрыться реверсивному устройству в случае отказа гидравлической системы и фиксирующих замков, т.е. до положения, в котором газодинамические силы, действующие на подвижные элементы реверсивного устройства, уравновешивают друг друга, что повышает надежность устройства.

На фиг.1 изображено реверсивное устройство в закрытом положении, т.е. на режиме прямой тяги двигателя.

На фиг.2 - реверсивное устройство в открытом положении, т.е. на режиме обратной тяги двигателя.

На фиг.3 - промежуточное положение реверсивного устройства, т.е. в процессе открытия реверсивного устройства.

На фиг.4 - элемент I на фиг.3 в увеличенном виде.

Реверсивное устройство 1 наружного контура турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков содержит неподвижные передний 2, задний 3 и внутренний 4 корпуса, причем передний 2 и задний 3 корпуса соединены между собой отклоняющей решеткой 5, а также подвижные в осевом направлении внутренний корпус 6 и наружный корпус 7, который является внешним обтекателем реверсивного устройства. Внутренний 6 и наружный 7 корпуса перемещаются в осевом направлении и удерживаются от самопроизвольного перемещения с помощью гидроцилиндров 8. На внутреннем корпусе 6 с помощью шарнирных соединений 9 своими передними концами 10 установлены поворотные створки 11, расположенные на режиме прямой тяги заподлицо с внутренней поверхностью 12 канала наружного контура 13, а на режиме обратной тяги - перекрывающие канал 13. Своей центральной частью поворотные створки 11 соединены через шарнирные соединения 14 и 15 с передним корпусом 2 с помощью двухзвенного рычажного механизма 16, состоящего из переднего рычага 17 и заднего рычага 18, соединенных между собой шарнирным соединением 19. На боковой поверхности 20 заднего рычага 18 выполнена контактная площадка 21 с контактной поверхностью 22, а в центральной части створки 11 - ответная ей контактная площадка 23 с контактной поверхностью 24, расположенная в полости 25 створки 11. Полость 25, открытая в сторону канала наружного контура 13, выполнена для размещения в ней заднего рычага 18 в режиме прямой тяги для уменьшения гидравлических потерь при течении воздуха в канале 13 наружного контура. Створки 11 на своих задних концах 26 выполнены со скосами 27, контактирующими при открытии реверсивного устройства со скосами 28 на заднем неподвижном корпусе 3. Уплотняется реверсивное устройство на режиме прямой тяги с помощью переднего 29 и заднего 30 эластичных уплотнительных элементов, контактирующих с подвижным корпусом 6 и установленных на переднем 2 и заднем 3 неподвижных корпусах.

Работает устройство следующим образом. При работе двигателя на режиме прямой тяги, при этом передний эластичный уплотнительный элемент 29 расположен на большем диаметре, чем задний эластичный уплотнительный элемент 30, из-за перепада давлений на подвижный внутренний корпус 6 действует сила Р1, под действием которой в случае отказа гидравлической системы, управляющей гидроцилиндрами 8, а также в случае отказа замков (не показано), фиксирующих корпус 6 в осевом направлении, подвижный корпус 6 совместно со створками 11 начинает двигаться назад по направлению действия силы Р1. При этом корпус 6 перестает контактировать с уплотняющими элементами 29 и 30, воздух из канала 13 наружного контура начинает свободно обтекать подвижный корпус 6, давление воздуха с внутренней и внешней сторон корпуса 6 выравнивается и величина силы Р1 существенно уменьшается. При этом створки 11 своими задними концами 26 скользят своими скосами 27 по скосам 28 заднего неподвижного корпуса 3, частично перекрывая канал 13 наружного контура, а рычажный механизм 16 раскладывается в положение 31, в результате чего створки 11 и рычаги 18 начинают контактировать между собой по контактным площадкам 21, 23 по поверхностям 22, 24, т.е. рычаги 18 таким образом фиксируются неподвижно относительно створок 11, находящихся в положении 32. При дальнейшем раскрытии реверсивного устройства, например, в положение 33 створки 11 поворачиваются совместно с рычагом 18 относительно шарнирных соединений 9 и 19, более интенсивно перекрывая канал наружного контура 13. Однако при этом резко возрастает угол между внутренней поверхностью 34 створки 11 и направлением движения воздуха 35, за счет динамического напора которого возникает сила Р2, возвращающая створки 11 в положение 32.

Таким образом, реверсивное устройство 1 не может самопроизвольно раскрыться полностью в случае отказа гидравлической системы и фиксирующих замков, а раскрывается только частично до положения, в котором газодинамические силы, действующие на подвижные элементы реверсивного устройства, уравновешивают друг друга. Открывшаяся площадь F1 решеток 5 при положении 32 створок 11 при этом существенно меньше площади выходного сопла (не показано) турбореактивного двигателя, а также меньше кольцевой площади F2 наружного контура, и поэтому двигатель сохраняет прямую тягу, хотя и меньшую, чем при закрытом реверсивном устройстве. Т.е. самопроизвольное открытие реверсивного устройства не может привести к отказу двигателя и потере его прямой тяги, так как при частичном самопроизвольном его открытии происходит газодинамическое запирание за счет газовых сил, действующих на поворотные створки.

Источники информации

1. С.А. Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных ГТД. М.: Машиностроение, 1989 г., стр. 482, рис.10.6.

2. SU, патент №1563310 А1 от 19.04.88 г. - прототип.