Система управления соосным реверсивным винтовентилятором

 

Использование: изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам управления соосным реверсивным винтовентилятором. Сущность: система управления соосным реверсивным винтовентилятором содержит две противоположно вращающиеся втулки с лопастями. В каждой втулке имеется гидромеханизм изменения положения лопастей. Каждая втулка снабжена маслонасосом, дополнительной полостью большого шага и клапаном подключения маслонасоса. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам управления соосными реверсивными закапотированными винтовентиляторами газотурбинных двигателей со сверхвысокой степенью двухконтурности.

Известно, что для обеспечения высокой эффективности отрицательной тяги при посадке самолета необходимо осуществлять реверс лопастей через их флюгерное положение, но при этом необходимо решить ряд нижеперечисленных задач.

Во-первых, на начальном этапе реверсирования (при повороте лопастей с рабочих углов в сторону флюгера) будет возрастать положительная тяга, что приведет к увеличению посадочной скорости самолета и, как следствие, к увеличению длины его пробега по сравнению со случаем применения традиционного реверса, при котором лопасти поворачиваются в сторону минимальных углов.

Во-вторых, при прохождении лопастями флюгерного положения будет иметь место значительный провал частоты вращения винтовентилятора, а также существенное увеличение динамических напряжений в лопастях.

Указанные негативные явления можно свести к минимуму при обеспечении изменения угла установки лопастей со скоростью приблизительно в 10 раз большей, чем в случае выполнения реверса традиционным путем.

В-третьих, согласно проведенным аэродинамическим исследованиям [1] для обеспечения бессрывной работы закапотированного винтовентилятора на оптимальных углах реверса (после прохода лопастями положения флюгера), обеспечивающих максимальное значение отрицательной тяги, необходимо предварительно повернуть лопасти на большие углы перестановки (так называемый "перелет" лопастей), а затем после смены направления воздушного потока на противоположное и присоединения его к лопастям возвратить лопасти на оптимальные углы реверса.

В-четвертых, для повышения уровня отрицательной тяги за счет исключения рассогласования (забросов и провалов) частот вращения переднего и заднего рядов винтовентилятора при возврате их лопастей с конечной точки "перелета" на режим оптимальных углов реверса, а также поддержания устойчивости последнего необходимо, чтобы работа винтовентилятора на указанных участках находилась под контролем системы управления.

Известна система реверсирования тяги соосных воздушных винтов, обеспечивающая получение обратной тяги за счет перевода лопастей заднего винтовентилятора на отрицательные углы установки при сохранении лопастями переднего винта положительных углов [2] Недостаток указанной системы состоит в том, что она не обеспечивает большой эффективности отрицательной тяги и высоких скоростей перевода лопастей в реверсное положение.

Известны конструкции одиночных и соосных винтов и винтовентиляторов, которые можно также рассматривать в качестве аналогов, так как с них содержатся элементы, связанные с выполнением режима реверса [3 5] Недостатком указанных аналогов, осуществляющих реверсирование лопастей традиционным путем посредством использования полости малого шага и штатного маслонасоса с постановкой лопастей на жесткий упор реверса, является то, что они не позволяют решить вышеперечисленные задачи, связанные с осуществлением реверса через флюгерное положение лопастей.

Технический результат, получаемый при реализации изобретения, заключается в следующем: получение высоких скоростей перекладки лопастей в режиме реверса при выполнении его через флюгер; обеспечение "перелета" лопастями оптимальных углов реверса с последующим возвратом лопастей на указанные углы для исключения срывного протекания реверсированного воздушного потока; исключение рассогласования (забросов и провалов) частот вращения переднего и заднего рядов винтовентилятора при возврате лопастей с конечной точки "перелета" на оптимальные углы реверса, а также обеспечение поддержания указанных частот вращения на оптимальных углах реверса.

Для достижения вышеупомянутого технического результата в системе управления соосным реверсивным винтовентилятором газотурбинного двигателя со сверхвысокой степенью двухконтурности, имеющим две противоположно вращающиеся втулки с лопастями, содержащей размещенный в каждой втулке гидромеханизм изменения положения лопастей с поршнем, полостями большого шага, малого шага и слива, кулачками, расположенными на поршне в местах, взаимосвязанных с углами установки лопастей, а также клапанах гидравлического фиксатора шага с плунжером, и установленный на двигателе регулятор, соединенный каналами большого шага, малого шага и фиксатора шага с гидромеханизмом изменения положения лопастей и включающий маслонасос, золотники тахометра и флюгера, золотники вывода из флюгера и фиксатора шага с управляющими электромагнитными клапанами, каналы связи с распределительными клапанами, особенность заключается в том, что в конструкцию каждой втулки введены маслонасос винтовентилятора, дополнительная полость большого шага, клапан подключения маслонасоса винтовентилятора, золотник постановки лопастей на угол флюгера, золотник ограничения угла реверса, золотник перелива и золотник вывода из реверса, а регулятор снабжен золотником переключения каналов большого и малого шага, золотником реверса с управляющим электромагнитным клапаном и каналом реверса, при этом полость высокого давления маслонасоса винтовентилятора связана с дополнительной полостью большого шага и клапаном подключения маслонасоса винтовентилятора, полость над которым подключена каналами связи к регулятору, канал большого шага через золотник вывода из реверса связан с полостью большого шага, а канал малого шага через золотник вывода из реверса, золотник перелива и клапан гидравлического фиксатора шага соединен с полостью малого шага, золотники постановки лопастей на угол флюгера и ограничения угла реверса кинематически связаны с кулачками, причем полость большого шага выполнена с возможностью соединения с полостью малого шага через клапаны перелива и гидравлического фиксатора шага.

На фиг. 1 изображен общий вид системы управления; на фиг. 2 часть A системы управления, показанной на фиг. 1, размещенная во втулке переднего винтовентилятора; на фиг. 3 части D и F системы управления, показанной на фиг. 1, размещенные в регуляторе и участвующие в управлении передним винтовентилятором.

Система управления соосным реверсивным винтовентилятором (фиг. 1) состоит из размещенной в его передней втулке части A, идентичной ей части B, размещенной в задней втулке, и части C. включенной в регулятор, установленный на двигателе.

Регулятор (часть C), в свою очередь, состоит из идентичных блоков D и E управления, соответственно передним и задним винтовентиляторами и блока F, вырабатывающего единые команды для управления обоими винтовентиляторами.

Часть B системы управления на фиг. 1 показана не полностью из условий упрощения изображения (без золотников и клапанов).

Дальнейшее описание системы приведено на примере управления передним винтовентилятором. Управление задним винтовентилятором происходит аналогичным образом.

Система управления содержит размещенный во втулке 1 гидромеханизм изменения положения лопастей (фиг. 2), включающий поршень 2 с траверсой 3, полость 4 большого шага, полость 5 малого шага, полость 6 слива, клапан 7 гидравлического фиксатора шага с плунжером 8 и кулачки 9 и 10, закрепленные на поршне 2 (показаны условно).

Кроме того, система содержит регулятор (часть C. фиг. 1), включающий (фиг. 3) маслонасос 11, золотник 12 тахометра, грузик 13, золотник 14 флюгера, золотник 15 вывода из флюгера с электромагнитным клапаном 16, золотник 17 фиксатора шага с электромагнитным клапаном 18, каналы 19 связи.

В соответствии с целью данного изобретения в конструкцию втулки 1 (фиг. 2) введены маслонасос 20 винтовентилятора, дополнительная полость 21 большого шага, клапан 22 подключения маслонасоса винтовентилятора, золотник 23 постановки лопастей на угол флюгера, золотник 24 ограничения угла реверса, золотник 25 перелива, золотник 26 вывода из реверса и распределительные клапаны 27, 28, 29, а в регулятор (фиг. 3) введены золотник 30 переключения каналов большого и малого шага, золотник 31 реверса с управляющим электромагнитным клапаном 32 и канал 33 реверса.

Дополнительно на фиг. 2 изображены размещенная во втулке 1 лопасть 34 с пальцем 35, взаимодействующим с траверсой 3, маслопровод 36, в котором установлены перечисленные выше элементы 7, 8, 22, 23, 24, 25, 26, а также валик 37 с шестерней 38, с помощью которых осуществляется привод маслонасоса 20 винтовентилятора от редуктора двигателя.

На фиг. 3 дополнительно изображены селекторный клапан 39, распределительные клапаны 40, 41 и 42, фильтр 43, редукционный клапан 44 и жиклер 45.

На фиг. 2 и 3 также изображены канал 46 большого шага, канал 47 малого шага и канал 48 фиксатора шага.

Распределительные клапаны 41 и 42 служат для обеспечения подачи высокого давления к золотникам и электромагнитным клапанам блока F от маслонасосов любого из блоков D и E в случае отказа одного из маслонасосов, например, при срезе рессоры его привода.

Жиклеры 45 предназначены для ограничения слива масла при открытых электромагнитных клапанах 16, 18 и 32.

Работа системы управления соосным реверсивным винтовентилятором происходит следующим образом.

На режиме прямой тяги система работает как система управления винтом обратной схемы. Рабочая жидкость (в дальнейшем масло) низкого давления подается по каналу 49 на вход в маслонасос 11 (фиг. 3), после которого высокое давление масла поступает по каналу 50, через распределительный клапан 40, каналу 51 в фильтр 43.

Одновременно масло поступает к редукционному клапану 44, который ограничивает максимальную величину давления в системе и при ее превышении обеспечивает слив масла во входной канал 49. Очищенное фильтром 43 масло по каналам 52 и 53 поступает к средней расточке золотника 12 тахометра. В случае отклонения частоты вращения винтовентилятора от равновесной в сторону увеличения золотник 12 тахометра под действием возросшей центробежной силы грузиков 13 переместится вверх и откроет проход масла высокого давления из канала 53 в канал 54. Далее масло через верхнюю расточку золотника 30 переключения каналов большого и малого шага, по каналу 55, через верхнюю расточку золотника 14 флюгера, по каналу 46 большого шага, через нижнюю расточку золотника 26 вывода из реверса, по каналу 56 поступает в полость 4 большого шага. Под действием высокого давления поршень 2 перемещается вправо и через траверсу 3 и палец 35 поворачивает лопасть 34 на увеличение угла ее установки. При этом масло из полости 5 малого шага вытесняется на слив по каналу 57, через открытый клапан 7 гидравлического фиксатора шага, по каналу 58, через расточку золотника 25 перелива, по каналу 59, через верхнюю расточку золотника 26 вывода из реверса, по каналу 47 малого шага, черев нижнюю проточку золотника 14 флюгера, по каналу 60, через нижнюю расточку золотника 30 переключения каналов большого и малого шага, по каналу 61 и нижнюю расточку золотника 12 тахометра. Отмеченное выше открытое положение клапана 7 гидравлического фиксатора шага обеспечивается перемещением вниз плунжера 8 под действием высокого давления, поступающего в полость над ним по следующему пути: каналы 52 и 67, распределительный клапан 42, канал 66, расточка золотника 17 фиксатора шага, канал 48, распределительный клапан 28, канал 82, верхняя расточка золотника 23 постановки лопастей на угол флюгера и канал 68.

Увеличение угла установки лопасти 34 приведет к уменьшению частоты вращения винтовентилятора. Вследствие этого уменьшается центробежная сила грузиков 13 и золотник 12 тахометра под действием пружины перемещается вниз и своими буртиками перекрывает каналы 54 и 61. Лопасть 34 установится на угол, соответствующий равновесной частоте вращения винтовентилятора.

В случае отклонения частоты вращения винтовентилятора от равновесной в сторону уменьшения процесс управления протекает в порядке, противоположном вышеописанному, т. е. высокое давление через среднюю расточку золотника 12 тахометра подается в полость 5 малого шага, а полость 4 большого шага сообщается со сливом через верхнюю расточку указанного золотника.

Во время работы системы управления на режиме прямой тяги полость высокого давления маслонасоса 20 винтовентилятора и дополнительная полость 21 большого шага соединены со сливом каналами 62 и 63 через клапан 22 подключения маслонасоса винтовентилятора, находящийся в нижнем положении, так как полость под ним сообщена с высоким давлением в канале 52 через распределительный клапан 27. канал 64, канал 48, расточку золотника 17 фиксатора шага, каналы 65 и 66, распределительный клапан 42 и канал 67.

Реверсирование винтовентилятора, которое производится после посадки самолета путем перевода лопастей в реверс через положение флюгера, выполняется системой управления при одновременном включении электромагнитных клапанов 18 и 32 по команде с борта самолета.

При этом высокое давление по каналам 52 и 67 через распределительный клапан 42, по каналам 66 и 69, через открытые электромагнитные клапаны 18 и 32 поступает соответственно по каналу 70 в полость над золотником 17 фиксатора шага и по каналу 71 в полость над золотником 31 реверса.

Одновременно высокое давление по каналам 71 и 72 подводится к полости над золотником 30 переключения каналов большого и малого шага.

В результате вышеописанного золотники 17, 30 и 31 перемещаются в нижнее положение. В этом случае полость над клапаном 22 подключения маслонасоса винтовентилятора сообщается со сливом по каналам 64 и 48 через расточку золотника 17 фиксатора шага. Указанный клапан под действием усилия пружины перемещается вверх и отсоединяет от слива каналы 62 и 63. Это приводит к включению в работу маслонасоса 20 винтовентилятора, который начинает подавать высокое давление масла в дополнительную полость 21 большого шага, что вызывает ускоренное перемещение вправо поршня 2, а последний через траверсу 3 поворачивает лопасти 34 в сторону затяжеления и далее через флюгер в реверсное положение.

Высокая скорость перемещения поршня 2 в описываемом случае обеспечивается размещением маслонасоса 20 винтовентилятора во втулке 1 в непосредственной близости от дополнительной полости 21 большого шага, что предопределяет минимальные потери давления, подаваемого в упомянутую полость (короткий канал, отсутствие уплотнительных колец и т.д.), а это в совокупности с возможностью использования высоких значений указанного давления (до 200 кгс/см²) позволяет, кроме того, уменьшить диаметр дополнительной полости 21 большого шага и получить выигрыш в массе втулки 1.

Для ограничения давления, развиваемого маслонасосом 20 винтовентилятора, клапан 22 выполнен дифференциальным (диаметр верхнего пояска меньше диаметра нижнего пояска), что обеспечивает его работу в режиме редукционного клапана; при превышении выбранного максимального давления, определяемого затяжкой пружины клапана, последний перемещается вниз и сообщает канал 63 с полостью слива.

Во время движения поршня 2 вправо масло из полости 5 малого шага вытесняется в полость 4 большого шага (режим "перелива"), описано ниже.

При перемещении золотника 31 реверса вниз высокое давление из канала 66 по каналу 73, через расточку указанного золотника поступает по каналам 33 и 74 в полость над золотником 23 постановки лопастей на угол флюгера и перемещает его в нижнее положение. Это приводит к тому, что высокое давление из канала 74 поступает в полость над плунжером 8, который будет удерживать клапан 7 гидравлического фиксатора шага в нижнем (открытом) положении.

Одновременно высокое давление масла из канала 33 по каналу 75 поступает в полость над золотником 25 перелива и перемещает его вниз, что приводит к перекрытию канала 59, а также идущего от регулятора канала 47 малого шага, и подключению канала 56, соединенного с полостью 4 большого шага, к каналу 58, связанному через клапан 7 гидравлического фиксатора шага с полостью 5 малого шага. Этим обеспечивается упомянутый выше режим "перелива". Идущий от регулятора канал 46 большого шага в данном случае перекрывается золотником 26, который находится в нижнем положении, так как полость над ним подключена к высокому давлению за насосом 20 по каналу 62, через распределительный клапан 28, по каналу 82, через верхнюю расточку золотника 23 и канал 83.

После достижения поршнем 2 положения, соответствующего режиму ограничения угла лопастей при реверсе, расположенный на поршне 2 кулачок 9 переместит вниз через шток золотник 24 ограничения угла реверса, в результате чего высокое давление по каналам 33 и 76, через расточку указанного золотника, по каналам 77 и 78, через распределительный клапан 27 поступает в полость над клапаном 22 подключения маслонасоса винтовентилятора.

При этом клапан 22 опустится и сообщит со сливом через каналы 63 и 64 полость высокого давления маслонасоса 20 винтовентилятора и дополнительную полость 21 большого шага.

Дальнейшее перемещение поршня 2 вправо и, как следствие, изменение угла положения лопасти 34 прекратится. После перемещения золотника 24 вниз высокое давление из канала 77 по каналу 79 поступит в полость над указанным золотником и будет удерживать его в этом положении и после перемещения поршня 2 и следовательно траверсы 3 с кулачком 9 влево ( режим "удержания").

Одновременно с этим из-за поступления высокого давления по каналам 77 и 80 через распределительный клапан 29 в пружинную полость золотника 25 перелива последний переместится вверх и тем самым исключит режим "перелива" масла из полости 5 малого шага в полость 4 большого шага.

В этом случае восстановится подключение каналов 46 и 47 соответственно к полости 4 большого шага и полости 5 малого шага в порядке, изложенном выше при описании работы системы на режиме прямой тяги.

Однако подключение каналов 46 и 47 к золотнику 12 тахометра на режиме реверса должно быть обратным подключению их, имевшему место на режиме прямой тяги, так как при прохождении лопастями флюгерного положения коэффициент мощности винтовентилятора меняет знак на противоположный. Требуемое подключение каналов 46 и 47 обеспечивается тем, что отмеченное выше перемещение вниз золотника 30 подключения каналов большого и малого шага приводит к подсоединению канала 54 через канал 91 и нижнюю расточку упомянутого золотника к каналу 60, который через нижнюю расточку золотника 14 флюгера подключен к каналу 47 малого шага. Одновременно канал 81 через верхнюю расточку золотника 30 подключится к каналу 55, который через верхнюю расточку золотника 14 подключен к каналу 46 большого шага.

Вышеописанное переключение каналов обеспечивает возможность поддержания равновесной частоты вращения винтовентилятора на режиме реверсирования. Это происходит следующим образом.

При реверсировании винтовентилятора на участке прохождения лопастями флюгерного положения происходит провал частоты вращения из-за возрастания крутящего момента (лопасть "гребет" как лопата), однако при дальнейшем повороте лопастей имеет место уменьшение углов атаки и как следствие падение крутящего момента и увеличение частоты вращения винтовентилятора сверх равновесной.

По этой причине золотник 12 тахометра под действием центробежной силы грузиков 13 переместится вверх и откроет проход масла высокого давления из канала 53 в канал 31 (канал 54 перекрыт верхним буртиком золотника 30). Затем высокое давление через нижнюю расточку золотника 30, канал 60, нижнюю расточку золотника 14 поступает в канал 47 малого шага и далее в полость 5 малого шага, при этом полость 4 большого шага сообщается со сливом (путь прохождения масла по каналам и элементам системы для данного случая изложен выше при описании режима прямой тяги).

Под действием высокого давления в полости 5 малого шага поршень 2 начнет перемещаться влево, что приведет к увеличению углов установки лопастей и как следствие к уменьшению частоты вращения винтовентилятора и поддержанию ее равновесного значения известным способом (см. описание работы системы на режиме прямой тяги).

Из вышеописанного процесса реверсирования лопастей винтовентилятора через прохождение ими флюгерного положения следует, что первоначально перемещение лопастей достигает максимальной величины ("перелет"), определяемой кулачком 9 ограничения угла реверса, а затем вследствие срабатывания золотника 30 переключения канатов большого и малого шага и подключения полостей 4 и 5 к золотнику 12 тахометра, лопасти поворачиваются в сторону флюгера и становятся под контроль регулятора.

Вывод лопастей из реверсного положения производится после окончания послепосадочного пробега самолета при минимальной мощности двигателя (режиме малого газа) и выполняется при отключении питания электромагнитных клапанов 13 и 32 по команде из борта самолета.

В результате этого полости над золотником 17 фиксатора шага и золотником 31 реверса соединяются соответственно по каналам 70 и 71 через жиклеры 45 со сливом, что приводит к перемещению указанных золотников в верхнее положение под действием усилия пружин и как следствие к соединению канала 48 через расточку золотника 17 фиксатора шага с каналом 65, находящимся под высоким давлением, и канала 33 через расточку золотника 31 реверса со сливом.

Золотник 30 также переместится вверх под действием усилия пружины, так как полость над ним будет сообщена со сливом по каналам 72 и 71 через жиклер 45, что приведет к исходной схеме подключения каналов 46 большого шага и 47 малого шага к золотнику 12 тахометра.

Высокое давление по каналу 48 через распределительный клапан 28, по каналу 82, через верхнюю расточку золотника 23, который находится в нижнем положении под действием кулачка 10, поступает по каналу 83 в полость над золотником 26 вывода из реверса и перемещает его в нижнее положение.

Сообщение канала 33 со сливом приведет к падению давления в полости над плунжером 8 до сливного через каналы 63 и 74 и полость над золотником 23, что вызовет перемещение вверх указанного плунжера и клапана 7 и закрытие последнего под действием пружины 84.

Одновременно упадет до сливного давление в полости над клапаном 22 подключения маслонасоса винтовентилятора через распределительный клапан 27, по каналам 73 и 77, через расточку находящегося в нижнем положении золотника 24, каналы 76 и 33. Упомянутый золотник переместится вверх ( в исходное положение ), так как полость над ним по каналу 79 соединится со сливным давлением в канале 77.

Однако вышеотмеченное не приведет к перемещению клапана 22 вверх, так как в полость над ним поступит высокое давление из канала 48 по каналу 64 через распределительный клапан 27. Таким образом, маслонасос 20 винтовентилятора и дополнительная полость 21 большого шага будут по-прежнему выключены из работы, так как каналы 63 и 62 будут сообщены со сливом через клапан 22.

Отмеченное выше перемещение золотника 26 вниз приведет к сообщению полости 4 большого шага со сливом через нижнюю расточку указанного золотника и канал 56.

В этот же момент высокое давление из канала 83 через полость над золотником 26, канал 59, расточку золотника 25 поступит в полость 35 над клапаном 7 и, преодолев усилие пружины 84, откроет его, что обеспечит поступление высокого давления по каналу 57 в полость 5 малого шага.

Под действием высокого давления в полости 5 малого шага поршень 2 будет перемещаться влево, переводя лопасти 34 посредством траверсы 3 из реверсного положения в сторону рабочих углов через флюгер. Однако при достижении лопастями флюгерного положения кулачок 10 прекратит взаимодействие со штоком золотника 23 и последний под действием усилия пружины переместится вверх. При этом в полость над плунжером 8 подводится высокое давление из канала 48 через распределительный клапан 28, верхнюю расточку золотника 23 и канал 68. При перемещении вниз плунжер 8 откроет клапан 7 гидравлического фиксатора шага. В тот же момент полость над золотником 26 вывода из реверса по каналу 83, через нижнюю расточку золотника 23 сообщится со сливом и указанный золотник под действием пружины переместится вверх. Вследствие этого канал 46 большого шага через нижнюю расточку золотника 26 и канал 56 соединится с полостью 4 большого шага, а канал 47 малого шага через верхнюю расточку указанного золотника, канал 59, расточку золотника 25, канал 58, клапан 7 и канал 57 подключится к полости 5 малого шага.

Так как двигатель на режиме вывода лопастей из реверсного положения работает при минимальной мощности двигателя (как было отмечено выше) и частота вращения винтовентилятора ниже равновесной, то из-за уменьшения центробежной силы грузиков 13 золотник 12 тахометра под действием пружины находится в нижнем положении. По этой причине полость 4 большого шага по ранее изложенному пути сообщается со сливом через верхнюю расточку золотника 12, а полость 5 малого шага также по известному пути подключается через среднюю расточку золотника 12 с каналом 53 высокого давления. В результате поршень 2 продолжает перемещаться влево и через траверсу 3 поворачивать лопасти в сторону уменьшения углов их установки до минимального значения, определяемого упором 35.

В дальнейшем система управления работает как описано выше (режим прямой тяги).

Флюгирование винтовентилятора выполняется с одновременным остановом двигателя после подачи команды на включение флюгерного насоса (не показан) с борта самолета. (Исходное положение элементов системы при описании режима флюгирования соответствует их положению на режиме прямой тяги).

После включения флюгерного насоса (на время, достаточное для флюгирования) масло с высоким давлением по каналу 86 подается к селекторному клапану 39, перемещает его вправо и поступает по каналу 87 через распределительный клапан 40 и канал 51 к фильтру 43. Одновременно масло подается к редукционному клапану 44, который ограничивает максимальную величину давления в системе. Очищенное фильтром 43 масло по каналу 52 подводится к золотнику 14 флюгера, а также по каналу 88, через расточку селекторного клапана 39, по каналу 89, через распределительный клапан 41, по каналу 90, через расточку золотника 15 вывода из флюгера, по каналу 91 в полость над золотником 14 флюгера. Переместившись вниз, указанный выше золотник соединит через верхнюю расточку канал 52 с каналом 46 большого шага и, тем самым, подаст по раннее отмеченному пути высокое давление в полость 4 большого шага.

Вследствие этого поршень 2 будет перемещаться вправо и через траверсу 3 поворачивать лопасти в сторону увеличения угла их установки. Одновременно масло из полости 5 малого шага будет вытесняться на слив по каналу 57 через клапан 7, канал 58, расточку золотника 25, канал 59, верхнюю расточку золотника 26, канал 47 и нижнюю расточку золотника 14.

Движение поршня 2 вправо будет продолжаться до момента перемещения вниз золотника 23 кулачком 10, положение которого определяет угол флюгера. После этого полость над плунжером 8 по каналу 68, через полость над золотником 23, по каналу 33, через расточку золотника 31 соединится со сливом и клапан 7 под действием усилия пружины 84 переместится вверх и перекроет выход масла из полости 5 малого шага по каналу 57, тем самым лопасти 34 будут зафиксированы во флюгерном положении. В связи с тем, что время работы флюгерного насоса, обеспечиваемое соответствующей автоматикой, заведомо больше потребного времени флюгирования, нахождение полости 4 большого шага под высоким давлением после постановки лопастей на угол флюгера является нежелательным, так как подпираемое поршнем 2 масло в закрытой клапаном 7 полости 5 малого шага будет вытесняться из нее в полость слива через уплотнения, а это вызовет смещение поршня 2 вправо и уход лопастей 34 с выбранного угла флюгера. Исключение данного нежелательного явления обеспечивается тем, что при перемещении золотника 23 в нижнее положение высокое давление из канала 48 по каналу 82, через верхнюю расточку упомянутого золотника и канал 83 поступает в полость над золотником 26, который переместится вниз. Последнее приведет к тому, что полость 4 большого шага по каналу 56 сообщится со сливом через нижнюю проточку золотника 26.

Вывод винтовентилятора из флюгера осуществляется после подачи с борта самолета команд на включение флюгерного насоса и электромагнитного клапана 16. При этом масло высокого давления от флюгерного насоса проходит в канал 52 по пути, изложенному при описании режима флюгирования. Далее высокое давление по каналу 67, через распределительный клапан 42, каналы 66 и 69, через открытый электромагнитный клапан 16 и каналу 92 поступает в полость над золотником 15 вывода из флюгера и перемещает его в нижнее положение. При этом полость над золотником 14 по каналу 91, каналу 93, выполненному в золотнике 15, пружинную полость последнего, соединяется со сливом, а канал 90 высокого давления (поступающего из канала 52 через расточку селекторного клапана 39, канал 89 и распределительный клапан 41) отключается от канала 91.

Этим обеспечивается верхнее положение золотника 14. Одновременно высокое давление из канала 52 подается по каналу 53 к средней расточке золотника 12 тахометра. Так как вывод из флюгера производится на остановленном двигателе, то грузики 13 и следовательно золотник 12 находятся в нижнем положении, что обеспечивает проход высокого давления из канала 53 в канал 61 и далее по ранее изложенному пути в полость 5 малого шага. Полость 4 большого шага по ранее изложенному пути сообщается при этом со сливом через верхнюю расточку золотника 12. Вследствие этого поршень 2 перемещается влево, обеспечивая вывод лопастей 34 из флюгерного положения в сторону рабочих углов. Если вывод лопастей из флюгера выполняется при запуске двигателя в воздухе, то при достижении винтовентилятором номинальной частоты вращения, заданной настройкой регулятора, центробежная сила грузиков 13 преодолевает усилие пружины над золотником 12, перемещает последний вверх и с этого момента система управления поддерживает равновесную частоту вращения, как это изложено выше при описании режима прямой тяги.

Промышленная применимость заявляемой системы управления соосным реверсивным винтовентилятором подтверждается тем, что входящие в нее узлы и отдельные детали апробированы на аналогичных элементах, используемых в системах управления отечественных и зарубежных воздушных винтов и винтовентиляторов.

Формула изобретения

1. Система управления соосным реверсивным винтовентилятором газотурбинного двигателя со сверхвысокой степенью двухконтурности, имеющим две противоположно вращающиеся втулки с лопастями, содержащая размещенный в каждой втулке гидромеханизм изменения положения лопастей с поршнем, полостями большого шага, малого шага и слива, кулачками, расположенными на поршне в местах, взаимосвязанных с углами установки лопастей, а также клапаном гидравлического фиксатора шага с плунжером, и установленный на двигателе регулятор, соединенный каналами большого шага, малого шага и фиксатора шага с гидромеханизмом изменения положения лопастей и включающий маслонасос, золотники тахометра и флюгера, золотники вывода из флюгера и фиксатора шага с управляющими электромагнитными клапанами, каналы связи с распределительными клапанами, отличающаяся тем, что в конструкцию каждой втулки введены маслонасос винтовентилятора, дополнительная полость большого шага, клапан подключения маслонасоса винтовентилятора, золотник постановки лопастей на угол флюгера, золотник ограничения угла реверса, золотник перелива и золотник вывода из реверса, а регулятор снабжен золотником переключения каналов большого и малого шага, золотником реверса с управляющим электромагнитным клапаном и каналом реверса, при этом полость высокого давления маслонасоса винтовентилятора связана с дополнительной полостью большого шага и клапаном подключения маслонасоса винтовентилятора, полость над которым подключена каналами связи к регулятору, канал большого шага через золотник вывода из реверса связан с полостью большого шага, а канал малого шага через золотник вывода из реверса, золотник перелива и клапан гидравлического фиксатора шага соединен с полостью малого шага, золотники постановки лопастей на угол флюгера и ограничения угла реверса кинематически связаны с кулачками, причем полость большого шага выполнена с возможностью соединения с полостью малого шага через клапаны перелива и гидравлического фиксатора шага.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что клапан подключения маслонасоса винтовентилятора выполнен в виде дифференциального подпружиненного плунжера.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что полость над клапаном подключения маслонасоса винтовентилятора соединена через распределительный клапан с каналом фиксатора шага и выходом из золотника ограничения угла реверса.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что вход золотника ограничения угла реверса подключен к каналу реверса и полости слива, а выход через распределительный клапан к пружинной полости клапана перелива.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что золотники постановки лопастей на угол флюгера и вывода из реверса выполнены с двумя управляющими расточками.

6. Система по п.5, отличающаяся тем, что к верхней расточке золотника постановки лопастей на угол флюгера подключены полость над плунжером клапана гидравлического фиксатора шага и через распределительный клапан канал фиксатора шага и полость высокого давления маслонасоса винтовентилятора, а к нижней расточке указанного золотника подключены полости над золотником вывода из реверса и слива, при этом к полости над золотником постановки лопастей на угол флюгера подключен канал реверса.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что пружинная полость золотника вывода из реверса подключена к каналу реверса.

8. Система по п.4, отличающаяся тем, что полость над золотником перелива подключена к каналу реверса.

9. Система по п.8, отличающаяся тем, что пружинная полость золотника перелива дополнительно связана с каналом фиксатора шага.

10. Система по п.1, отличающаяся тем, что канал малого шага подключен к верхней расточке золотника вывода из реверса.

11. Система по п.1, отличающаяся тем, что канал большого шага подключен к нижней расточке золотника вывода из реверса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3