Электромеханический реверсор тяги турбореактивного двигателя с системой синхронизации фиксирующих устройств
Изобретение относится к турбореактивным двигателям, в частности к реверсорам тяги. Реверсор тяги для турбореактивного двигателя, содержащий две створки, выполненные с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями реверсора тяги, причем каждая створка управляется электронным блоком (18а, 18b) управления, связанным с вычислительным устройством (20) управления с полной ответственностью, и два фиксатора (36а, 36b), позволяющих каждый фиксировать положение створки, с которой он связан. Каждый фиксатор выполнен с возможностью срабатывания исключительно по командам, подаваемым одновременно от двух электронных блоков (18а, 18b) управления. Изобретение обеспечивает повышение безопасности путем синхронизации управления первичными фиксаторами. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области реверсоров тяги для турбореактивного двигателя с потоками первичного и вторичного воздуха. В более узком аспекте изобретение относится к электромеханическому реверсору тяги, содержащему, по меньшей мере, два перемещаемых элемента, которые в открытом положении реверсора тяги взаимодействуют для создания тяги реверса. Такой реверсор тяги может быть решетчатым, створчатым или ковшовым.
Уровень техники
Реверсоры тяги, которыми оснащаются турбореактивные двигатели, использующие потоки первичного и вторичного воздуха, хорошо известны в авиации. Они служат для повышения безопасности самолета путем создания силы торможения во время его приземления (см., например, RU 2145387, F 02 K 1/56, 07.05.1995; RU 2150595, F 02 K 1/72, 01.09.1997; RU 2150596, F 02 K 1/76, 10.03.1996).
Реверсоры тяги обычно выполнены в виде, по меньшей мере, двух подвижных элементов, таких как скользящие створки. Створки могут перемещаться относительно капота турбореактивного двигателя посредством силовых цилиндров управления таким образом, чтобы при работе в режиме реверса тяги, то есть в открытом положении, образовывать препятствие для части потока газов, исходящих из турбореактивного двигателя, направляя его вперед таким образом, чтобы создавать для самолета отрицательную тягу реверса (см., например, патент США №6439504, F 02 K 3/02, 27.08.2002, в котором описан ближайший аналог настоящего изобретения).
Реверсоры тяги оснащены различными уровнями фиксации, которые позволяют независимо обеспечивать удержание створок реверсора. Обычно эти уровни фиксации реализованы посредством трех фиксирующих устройств (фиксаторов) на каждый реверсор: первичного фиксатора, вторичного фиксатора и третичного фиксатора. Каждый из этих фиксаторов предназначен для восприятия нагрузок створок в случае отказа двух других фиксаторов. Первичные и вторичные фиксаторы управляются индивидуально блоком управления реверсора тяги, а третичный фиксатор управляется непосредственно из кабины самолета.
Для достижения абсолютной безопасности во время открытия и закрытия реверсора тяги необходимо обеспечить для створок синхронизацию управления их фиксаторами, а именно их первичными фиксаторами. В реверсорах тяги известного типа первичные фиксаторы управляются параллельно во время последовательного процесса открытия и закрытия реверсора. Не существует средств, позволяющих реально синхронизировать управление ими таким образом, чтобы в том случае, если один первичный фиксатор заблокировался, ничто не мешало бы воздействию на другой первичный фиксатор. Отсутствие такой синхронизации между управлением первичными фиксаторами может быть особенно неблагоприятным для реверсора тяги, в частности, в случае отказа или блокировки одного из фиксаторов.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении указанного недостатка за счет создания реверсора тяги, позволяющего получить действительную синхронизацию в управлении первичными фиксаторами в целях обеспечения абсолютной безопасности, в частности, в случае отказа одного из блоков управления створками реверсора тяги.
В соответствии с изобретением для решения поставленной задачи предлагается реверсор тяги для авиационного турбореактивного двигателя. Реверсор по изобретению характеризуется тем, что содержит две створки, выполненные с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями реверсора тяги, причем каждая створка управляется электронным блоком управления, связанным с вычислительным устройством управления с полной ответственностью. Реверсор содержит также два фиксатора, каждый из которых позволяет фиксировать положение створки, с которой он связан, и выполнен с возможностью срабатывания исключительно по командам, подаваемым одновременно от двух электронных блоков управления.
При отсутствии одной из этих двух команд управление фиксатором каждой створки невозможно. Благодаря этому управление фиксаторами каждой створки может быть синхронизировано с высокой точностью. Кроме того, в случае отказа одного из двух электронных блоков управления фиксаторы остаются в положении фиксации (если отказ происходит в начале последовательности открытия реверсора тяги) или же автоматически тормозят створки (если отказ происходит в процессе перемещения реверсора тяги), что повышает безопасность реверсора тяги.
Предпочтительно каждый электронный блок управления содержит блок электропитания, взаимодействующий с фиксатором створки, который связан с ним через прерыватель, и блок синхронизации, управляющий замыканием и размыканием прерывателя, связанного с фиксатором другой створки.
Предпочтительно каждый фиксатор фиксирует положение створки, с которой он связан, если он не питается электрическим током. Фиксатор освобождает створку в том случае, когда блок электропитания электронного блока управления этой створкой подает на него электрическое напряжение и одновременно блок синхронизации электронного блока управления другой створкой подает команду замыкания прерывателя, связанного с данным фиксатором.
Каждый блок синхронизации связан с каждым из двух каналов связи электронного вычислительного устройства управления с полной ответственностью.
Предпочтительно с каждой створкой связан упорный фиксатор, управляемый из кабины самолета.
Другие свойства и достоинства настоящего изобретения станут ясны из нижеследующего описания, содержащего ссылки на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют пример осуществления изобретения, не вносящий каких-либо ограничений. На чертежах:
фиг.1 представляет собой схему, иллюстрирующую пример выполнения реверсора тяги по изобретению,
фиг.2 представляет собой частичную функциональную схему реверсора тяги в примере выполнения по фиг.1.
Осуществление изобретения
Пример выполнения реверсора тяги в соответствии с изобретением показан на фиг.1.
Реверсор тяги содержит две створки 10а, 10b, каждая из которых может перемещаться между открытым и закрытым положениями посредством, по меньшей мере, одного силового цилиндра 12 управления (на фиг.1 представлен вариант с тремя силовыми цилиндрами управления - один центральный силовой цилиндр и два силовых цилиндра, расположенные на двух боковых краях каждой створки).
Кроме того, реверсор тяги содержит два электродвигателя 14а, 14b, каждый из которых управляет перемещением одной створки. Эти электродвигатели связаны с силовыми цилиндрами 12 управления каждой створкой 10а, 10b с помощью передаточных валов 16, связывающих между собой силовые цилиндры управления каждой створкой.
Каждый электродвигатель 14а, 14b установлен непосредственно на электронном блоке 18а, 18b управления, который управляет всей последовательностью перемещения двух створок и регулирует скорость вращения электродвигателя. Каждый электронный блок 18а, 18b управления имеет электрическую связь с одним из двух каналов 20а, 20b связи электронного вычислительного устройства 20 управления с полной ответственностью, известного под названием FADEC (Full Authority Digital Engine Control). Порядок выдвижения или втягивания реверсора тяги передается вычислительным устройством FADEC электронным блокам 18а, 18b управления. Возможен также вариант, когда электронные блоки 18а, 18b управления встроены в вычислительное устройство FADEC.
Электропитание электронных блоков 18а, 18b управления осуществляется по электрической шине 22, подсоединенной к электрической сети 24 самолета, на котором установлен турбореактивный двигатель. Электронные блоки управления преобразуют электрический сигнал, адаптируя его для питания электродвигателей 14а, 14b.
Силовые цилиндры 12 управления створками реверсора тяги являются силовыми цилиндрами электромеханического типа. Они приводятся коробками 26 передач, установленными на каждом силовом цилиндре. Закон управления (по скорости или в двоичном режиме "включено-выключено") створками 10а, 10b реверсора тяги передается от электронных блоков управления на каждый силовой цилиндр 12 управления через посредство электродвигателей 14а, 14b, передаточных валов 16 и коробок 26 передач (называемых также приводными коробками).
Для обеспечения возможности ручного управления створкой, связанной с силовым цилиндром управления, в частности, во время операций по техническому обслуживанию реверсора тяги, на уровне одного из силовых цилиндров 12 управления может быть предусмотрено приводное устройство 28. В показанном на фиг.1 примере выполнения центральный силовой цилиндр 12 управления оснащен таким приводным устройством 28 на уровне своей приводной коробки 26. Поскольку коробки передач (приводные коробки) каждой створки связаны между собой, это приводное устройство позволяет оператору по обслуживанию производить управление открытием и/или закрытием створок реверсора тяги, например, с помощью одной рукоятки. Доступ к приводному устройству 28 каждой створки может быть электрически связан с электронным блоком 18а, 18b управления таким образом, чтобы прерывать электропитание во время операций по обслуживанию с тем, чтобы избежать всякого риска несвоевременного выдвижения реверсора тяги.
Кроме того, электронные блоки 18а, 18b управления могут обмениваться данными между собой по линии 30 электрической связи типа шины. Этот обмен данными между двумя электронными блоками управления позволяет, в частности, обеспечить сравнение информации о текущих положениях двух створок. Для облегчения синхронизации перемещения двух створок могут быть предусмотрены механическая связь 32 между двумя створками 10а, 10b и гибкий вал 34 синхронизации, соединяющий между собой силовые цилиндры каждой створки.
Реверсор тяги содержит три уровня фиксации, что позволяет обеспечивать независимое удерживание реверсора тяги.
Первый уровень фиксации выполняется механическим фиксирующим устройством 36а, 36b, называемым первичным фиксатором, который связан с каждой створкой реверсора тяги. Каждый первичный фиксатор установлен непосредственно на электродвигателе 14а, 14b и управляется электронным блоком 18а, 18b управления. Эти первичные фиксаторы 36а, 36b позволяют обеспечивать независимую фиксацию створок, с которыми они связаны. Первичные фиксаторы относятся к типу фиксаторов с электрическим управлением и действуют по принципу отсутствия тока, то есть они остаются нормально закрытыми в положении фиксации створки, если электричество не подается. В качестве примера они могут быть выполнены в виде дискового тормоза или блокирующего устройства, препятствующего движению передаточного вала.
В соответствии с изобретением и как показано на фиг.2, каждый первичный фиксатор 36а, 36b связан посредством прерывателя 38а, 38b соответственно с блоком 40а, 40b электропитания, управляемым электронным блоком 18а, 18b управления. Каждый блок 40а, 40b электропитания получает входное напряжение переменного тока (например, приблизительно 115 В) от электрической сети 24 самолета через электрическую шину 22. Это входное напряжение выпрямляется и фильтруется для подачи непрерывного выходного напряжения (например, приблизительно 270 В) для питания первичных фиксаторов 36а, 36b.
В дополнение к блокам электропитания каждый электронный блок 18а, 18b управления содержит блок 42а, 42b синхронизации, который позволяет управлять размыканием и замыканием прерывателя 38а, 38b первичного фиксатора створки, управляемого другим электронным блоком управления. Таким образом, команда на первичные фиксаторы 36а, 36b должна быть выдана одновременно двумя электронными блоками 18а, 18b управления. Действительно, для срабатывания каждый первичный фиксатор должен одновременно получить два сигнала: с одной стороны, сигнал электропитания от электронного блока управления, который связан с ним через посредство его блока 40а, 40b электропитания (этот сигнал реализуется посредством подачи электрического напряжения), и, с другой стороны, сигнал от блока 42а, 42b синхронизации (этот сигнал подается посредством замыкания связанного с ним прерывателя 38а, 38b). При отсутствии одного из этих двух сигналов управление первичным фиксатором каждой створки невозможно. Управление каждым из двух первичных фиксаторов 36а, 36b санкционируется двумя электронными блоками 18а, 18b управления благодаря распределению электропитания и подаче электрической команды на эти два электронных блока управления.
Кроме того, учитывая, что две створки 10а, 10b связаны механически посредством связей 32 и 34, первичный фиксатор 36а, 36b одной из створок 10а, 10b является вторым уровнем фиксации для другой створки, для которой он образует вторичный фиксатор. Вторичный фиксатор предназначен для восприятия нагрузок на данную створку в случае отказа первичного фиксатора. Таким образом, если фиксатор одной из створок рассматривать как первичный фиксатор, фиксатор другой створки может рассматриваться как вторичный фиксатор, и наоборот.
Третий уровень фиксации осуществляется упорным фиксатором 44 (см. фиг.1), называемым третичным фиксатором, который расположен на боковом краю каждой створки 10а, 10b или одной створки. Эти третичные фиксаторы могут быть связаны с электронными блоками 18а, 18b управления, с вычислительным устройством 20 FADEC и/или непосредственно с кабиной самолета. Предпочтительно управлять данными фиксаторами непосредственно из кабины с тем, чтобы обеспечить достаточную безопасность функционирования в различных типовых ситуациях. Действительно, будучи связанными с FADEC или с кабиной самолета, третичные фиксаторы остаются действующими даже в случае отказа электронных блоков управления. Они позволяют осуществить управление створками реверсора тяги в случае отказа первичного и вторичного фиксаторов.
Согласно выгодной особенности изобретения каждый блок 42а, 42b синхронизации электронных блоков 18а, 18b управления связан с двумя каналами 20а, 20b связи электронного вычислительного устройства 20 управления с полной ответственностью. Таким образом, вычислительное устройство FADEC посылает две команды управления: первую команду к одному из двух блоков 42а, 42b синхронизации и вторую команду к другому блоку синхронизации. За счет этого обеспечивается постоянная возможность управления реверсором тяги даже в случае отказа одного из двух каналов связи вычислительного устройства FADEC.
Синхронизация управления первичными фиксаторами 36а, 36b каждой створки в соответствии с изобретением дает ряд преимуществ, в частности, указанные ниже.
В случае отказа одного из электронных блоков 18а, 18b управления в начале последовательности открытия реверсора тяги два первичных фиксатора 36а, 36b остаются в положении фиксации створок, что повышает безопасность реверсора тяги. Действительно, в этом случае один из первичных фиксаторов больше не получает электропитания, поэтому другой первичный фиксатор не может получить подтверждение команды от блока синхронизации.
С учетом того, что первичные фиксаторы 36а, 36b действуют по принципу отсутствия тока, любая неполадка в электроснабжении, ведущая к выходу из строя одного из двух электронных блоков управления во время перемещения реверсора тяги, автоматически вызывает фиксацию створок первичными фиксаторами. Действительно, один из фиксаторов закроется из-за прекращения электропитания, которое необходимо для его открытого положения, в то время как другой фиксатор также закроется в результате аннулирования команды на открытие. Это преимущество проявляется в особенности в частном случае выявления излишне высокой скорости вращения одного из электродвигателей 14а, 14b. При этом возможно аннулирование электрической команды, позволяющей удерживать первичные фиксаторы открытыми для того, чтобы вызвать их обратное закрытие.
1. Реверсор тяги для турбореактивного двигателя, отличающийся тем, что содержит две створки (10а, 10b), выполненные с возможностью перемещения между открытым и закрытым положениями реверсора тяги, причем каждая створка управляется электронным блоком (18а, 18b) управления, связанным с вычислительным устройством (20) управления с полной ответственностью, и два фиксатора (36а, 36b), каждый из которых позволяет фиксировать положение створки (10а, 10b), с которой он связан, и выполнен с возможностью срабатывания только по командам, подаваемым одновременно от двух электронных блоков (18а, 18b) управления.
2. Реверсор тяги по п.1, отличающийся тем, что каждый электронный блок (18а, 18b) управления содержит блок (40а, 40b) электропитания, взаимодействующий с фиксатором (36а, 36b) створки, который связан с ним через прерыватель (38а, 38b), и блок (42а, 42b) синхронизации, управляющий замыканием и размыканием прерывателя, связанного с фиксатором другой створки.
3. Реверсор тяги по п.2, отличающийся тем, что каждый фиксатор (36а, 36b) выполнен так, что фиксирует положение створки (10а, 10b), с которой он связан, если он не питается электрическим током, и освобождает указанную створку в том случае, когда блок (40а, 40b) электропитания электронного блока (18а, 18b) управления этой створкой подает на него электрическое напряжение и одновременно блок (42а, 42b) синхронизации электронного блока управления другой створкой подает команду замыкания прерывателя (38а, 38b), связанного с указанным фиксатором.
4. Реверсор тяги по п.3, отличающийся тем, что каждый блок (42а, 42b) синхронизации связан с каждым из двух каналов (20а, 20b) связи электронного вычислительного устройства (20) управления с полной ответственностью.
5. Реверсор тяги по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что с каждой створкой (10а, 10b) связан упорный фиксатор (44), управляемый из кабины самолета, на котором установлен турбореактивный двигатель.
