Реверсор тяги турбореактивного двигателя

 

Использование: турбореактивные двигатели. Сущность изобретения: реверсор тяги турбореактивного двигателя содержит перемещаемые элементы в виде створок, которые в закрытом положении составляют одно целое с наружной стенкой канала турбореактивного двигателя, а в открытом положении могут отводить поток, проходящий по вышеуказанному каналу. Элементы в форме лопаток расположены внутри каждого перемещаемого элемента с передней стороны. Эти лопатки распределены равномерно по длине указанного перемещаемого элемента и располагаются с ориентацией в общем направлении, параллельном геометрической оси реверсора таким образом, что они образуют отражающие перегородки, обеспечивающие направление слоев обратного потока. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к реверсору тяги турбореактивного двигателя.

Первый пример применения относится к двухконтурному турбореактивному двигателю.

В этом виде турбореактивного двигателя, содержащего первичный канал, по которому циркулируют, так называемые, горячие газы, составляющие главную выбрасываемую струю и кольцевой канал, расположенный соосно с первичным каналом, по которому проходят газы, называемые холодным потоком, на выходе, например, из вентилятора, расположенного на входе турбореактивного двигателя, и образующие вторичную выбрасываемую струю главным образом в момент, когда степень двухконтурности достигает высокого значения, реверс тяги осуществляет в основном отклонение вторичного холодного потока.

На фиг. 2 приведен известный пример выполнения реверсора тяги этого типа, состоящий из трех главных частей: неподвижной части 1, расположенной в передней части в продолжении наружной стенки канала вторичного потока, который ограничен внутри кожухом центральной конструкции турбореактивного двигателя, подвижной части и заднего неподвижного кольца 3. Вышеуказанная неподвижная передняя часть содержит наружную панель 4 гондолы, внутреннюю панель 5, которая ограничивает снаружи струю вторичного потока, и переднюю рамку 6, которая обеспечивает соединения панелей 4 и 5. Рамка 6 служит также опорой для устройства управления перемещениями подвижной части 2, которая состоит, в основном, из нескольких перемещаемых элементов или же створок, называемых обычно дверцами 7. В зависимости от частных случаев применения могут применяться, например, две, три или четыре створки 7, образующие кольцевою узел, в случае необходимости в сочетании с неподвижной частью, в зависимости от способа установки узла двигательной установки, являющейся турбореактивным двигателем самолета [1] На фиг. 1 представлен пример применения указанного реверсора тяги на двухконтурном турбореактивном двигателе. В этом случае реверсор содержит четыре створки 7 в закрытом положении, соответствующем режиму работы на прямой тяге. Каждая створка 7 соединена со средством управления перемещениями, таким, как силовые цилиндра 7а.

За неподвижной частью 1, причем передняя и задняя части определяются относительно нормального направления прохождения газов при прямой тяге, следует отклоняющий борт 8, служащий продолжением конструкции. Он закреплен под рамкой 6 и предназначен для обеспечения адекватной ориентации течения потока в положении реверса тяги. Каждая створка 7 состоит из наружной панели 9, устанавливающейся в положение прямой струи и образующей продолжение наружной панели 4 неподвижной передней части 1 для образования непрерывной аэродинамической стенки, которая ограничивает наружный поток к мотору, изображенный стрелкой 10; из внутреннего элемента 11 и внутренней конструкции, образованной из элементов жесткости 12, обеспечивающих связь панели 9 с элементами 11. Дополнительно к створкам 7 установлен узел дефлекторов, предназначенных для направления обратного потока в момент, когда реверсор находится в положении реверса тяги, а створка 7 в открытом или развернутом положении. Этот узел содержит расположенный в передней части створки 7 подкрылок 13, состоящий из лобовой части, соединенной или же не соединенной с боковыми частями. Для того, чтобы створка обеспечивала в открытом положении реверсирования тяги необходимые технические характеристики, необходимо также, как и в известном примере, изображенном на фиг. 2, чтобы передняя часть внутренней панели 11 была отклонена от теоретической поверхности, которая изображена линией 14, в радиальном направлении наружу и соответствует теоретической ограничивающей непрерывной совершенной оболочки струи вторичного потока газов, обозначенного стрелкой 15, которая находится в закрытом положении, соответствующем прямой тяге. В передней части она ограничивается подкрылком 13 створки и отклоняющим бортом 8 неподвижной передней части 1, а с наружной стороны, передней частью внутреннего элемента 11 створки и с радиальной внутренней стороны теоретической поверхностью 14. Отклоняющий борт 8 вынуждает часть потока входить в полость 15, создавая, таким образом, изменение потока и завихрения, что приводит к аэродинамическим потерям, которые отрицательно влияют на работу при прямой тяге.

Другие примеры выполнения реверсов тяги турбореактивного двигателя с откидывающимися створками описаны, в частности, в патентах FR-A2 486153, FR-A2 506843 и FR-A2 559838. Были предложены также решения для улучшения профиля струи в соответствии с правильной аэродинамической оболочкой струи при работе на прямой тяге.

В частности, в патенте FR-A2 621083 описывается створка реверсора, содержащая по крайней мере в своей передний части подвижную панель, которая приспосабливается к струе при работе на прямой тяге, закрытая таким образом полость 16, убирается при работе на реверсированной тяге для обеспечения необходимых технических характеристик.

Другая проблема относится к контролю реверсированной струи при работе при реверсе тяги. В приведенном выше патенте FR-A2 559838 были предприняты попытки найти решение с помощью различных конструктивных изменений формы краев колодца реверса, открывающегося в обтекатель при открытии створок реверсора. Также известно, что с этой целью используют систему отражателей, присоединенных к каждой створке, такую как изображенный на фиг. 2 лобовой отражатель 13. Однако в некоторых вариантах применения эти известные ранее конструкции не обеспечивают требуемых летно-технических характеристик.

Кроме того, могут быть отмечены различные помехи, в частности, в некоторых случаях, при низком расположении обратная струя сталкивается с поверхностью Земли под большим углом, что создает сложности на некоторых этапах захода самолета на посадку.

На фиг. 3 показана такая конфигурация, иллюстрирующая турбореактивный двигатель 17, установленный под крылом 19 самолета, при этом створки 7 реверсора тяги открыты для обеспечения прохождения обратного потока, в верхней части соответственно 15a и 15b и в нижней части 15c и 15d. Потоки 15c и 15d сталкиваются с Землей S под относительно большим углом.

Целью изобретения является решение этих различных проблем, устраняя влияние вышеупомянутых недостатков известных решений с учетом требований, предъявляемых к использованию самолетных двигателей, в частности, двигателей с минимальной массой и минимальными размерами.

Изобретение может также применяться в случае других типов реверсов тяги, для которых необходимо решить также такие же задачи.

В этом случае реверсирование тяги осуществляется с помощью створок, которые убираются в положении прямой тяги в наружную стенку канала, по которому циркулируют газы, а в положении реверсирования тяги служат продолжением этой стенки и закрывают заднюю часть вышеуказанного канала для отклонения потока.

В случае применения реверсора с поворотными створками вышеуказанные элементы в форме лопаток обычно имеют треугольную форму и одной стороной закреплены на внутренней стенке лобового подкрылка, а другой стороной закреплены на внутренней стенке наружной панели створки.

Другие цели и преимущества изобретения поясняются описанием примера выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: на фиг. 1 изображен перспективный вид в перспективе реверсора тяги, выполненный согласно указанной конструкции, показанной в собранном положении и с закрытыми створками; на фиг. 2 половина вида в продольном разрезе по плоскости, проходящей через ось вращения турбореактора, соединенного с реверсом тяги с поворачивающимися створками в закрытом положении, выполненным согласно известной конструкции и описанным ранее; на фиг. 3 схематический вид потоков с противотоком; на фиг. 4 частично вид в перспективе переднего конца створки реверсора тяги согласно варианту выполнения изобретения; на фиг. 5 разрез А-А на фиг. 4; на фиг. 6 вид потоков с противотоком в случае, когда реверсор снабжен створками.

Реверсор тяги, выполненный согласно варианту изобретения, установленный на турбореактивном двигателе 17 и работа которого схематически изображена на фиг. 6, содержит согласно известной конструкции узлы и детали, которые были ранее описаны в известном примере выполнения, представленном на фиг. 2 и, в частности, подвижная часть состоящая в представленном примере из створок 7, к конструкции которых относится непосредственноизобретение. Как схематически изображено на фиг. 4 и 5, створка 7 реверсора тяги содержит прежде всего, уже известный и используемые прежде элементы, в частности наружную панель 9 и лобовой неподвижный подкрылок 13, который в представленном примере продлен также на стороны створки 7 за счет отогнутых бортов 13a и 13b.

Как известно, в частности, из приведенного ранее патента FR-A2 621082, створка 7 содержит помимо прочего по крайней мере в своей передней части подвижную панель 20, выполняющую две функции, в положении 20B, соответствующем закрытой створке 7 при работе на прямой тяге, когда в положении восстановления аэродинамической стенки по профилю струи, и в положении 20A, соответствующем открытой створке 7 при работе на реверсе тяги, когда осуществляется функция направления обратного потока. Между подвижной панелью 20 и створкой средств управления предусмотрены соединительные средства, также предусмотрены средства управления перемещением подвижной панели 20 между положением реверса потока 20A и положением прямой тяги 20B, которые обозначены на фиг. 5, при этом перемещение створок 7 осуществляется также, как в известном способе, с помощью силового цилиндра 7a, т.к. это было описано ранее в соответствии с фиг. 2.

С целью улучшения управления струями обратного потока, согласно изобретению, было внесено несколько изменений в створку 7 реверсора, в частности в переднюю часть, как представлено на фиг. 4 и 5. Действительно элементы в виде лопаток 23 установлены во внутреннем пространстве, расположенном перед створкой 7, которое ограничено частью конца 22 внутренней стенки наружной панели 9 створки и поверхностью, находящейся между линией контакта 9A подвижной панели 20A в убранном положении с внутренней стенкой наружной панели 9 створки и бортом 13b конца лобового подкрылка 13 при контакте конца подвижной панели 20B в положении, соответствующем закрытой створки.

Каждый элемент в форме лопатки 23 имеет обычную треугольную форму и закреплен с одной стороны стороной 24 на внутренней стороне 21 лобового подкрылка 13 и с другой стороны другой стороной 25 на части конца 22 внутренней стенки наружной панели 9 створки. Профиль третьей стороны 26 выбирается таким образом, чтобы полностью избежать взаимодействия с концом подвижной панели 20 при ее перемещениях. Таким образом, одна вершина элемента в виде лопатки располагается в положении 9A на внутренней стенке наружной панели 9 створки, другая вершина оказывается расположена на борту 13b на конце лобового подкрылка 13, а третья вершина в угле соединения наружной стенки 9 створки и лобового подкрылка 13. Однако профиль лопатки каждого элемента 23 определяется таким образом, чтобы обеспечить наилучшие летно-технические показатели реверсора при работе с реверсом струи и, в частности, таким образом, чтобы обеспечить требуемые характеристики управления слоями обратного потока. Эти элементы 23 в виде лопаток образуют таким образом отражающие перегородки, расположенные равномерно по длине створки 7 на ее переднем борту.

На фиг. 6 изображен пример улучшения результатов для выходящих потоков обратной струи. Из сравнения схем, представленных на фиг. 3 и 6, в случае, когда нижние створки 7 реверсора тяги были изменены и выполнены согласно изобретению, отмечается. что углы наклона i1 относительно почвы S соответствующих обратных потоков 15 d1 и 15 C1 были значительно уменьшены и, следовательно, были устранены недостатки, присущие аналогам.

Формула изобретения

1. Реверсор тяги турбореактивного двигателя, содержащий поворотные створки, образующие в закрытом положении единое целое с наружной стенкой кольцевого канала вторичного потока и в открытом положении отклоняющие вторичный поток и состоящие по крайней мере из наружной панели, снабженной по крайней мере лобовым подкрылком и внутренним элементом, который дублируется по крайней мере в своей передней части подвижной панелью, устанавливаемой при закрытом положении створки, соответствующем положению прямой тяги реверсора вдоль теоретической поверхности аэродинамического ограничения профиля проходящей струи вторичного потока и при открытом положении створки, соответствующем положению реверсора реверсирования тяги, при котором ее передний конец располагается напротив внутреннего торца наружной панели створки, освобождая, таким образом, передний конец указанной наружной панели, а также указанный лобовой подкрылок, отличающийся тем, что элементы в форме лопаток расположены внутри каждой створки с передней стороны перпендикулярно панели створки и равномерно по длине указанной створки и ориентированы в общем направлении параллельно продольной геометрической оси реверсора для образования отражающих перегородок, обеспечивающих направление струи обратного потока.

2. Реверсор по п. 1, отличающийся тем, что указанные элементы в виде лопаток имеют общую треугольную форму и закреплены одной стороной на внутренней стенке указанного лобового подкрылка и другой стороной на внутренней стенке указанной наружной панели створки.

3. Реверсор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что указанные элементы в форме лопаток расположены так, что вершина размещена на свободном конце указанного лобового подкрылка и другая вершина находится на линии контакта подвижной панели створки на наружной панели створки в положении реверсирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6