Гондола с регулируемой выпускной секцией

Гондола (1) турбореактивного двигателя содержит заднюю секцию (5) с внутренней неподвижной конструкцией (9), расположенной вокруг хвостовой части двигательного отсека и образующей совместно с реактивным соплом (6) откалиброванную выпускную секцию (10) для вентиляции двигательного отсека с помощью расположенных в выпускной секции разделительных средств. Указанные разделительные средства подразделены на жесткие разделители (11, 12), предназначенные для обеспечения постоянного интервала, и компенсирующие элементы (13), которые компенсируют взаимные перемещения турбореактивного двигателя и гондолы. Компенсирующие элементы состоят из совокупности элементов, первый конец которых прикреплен к жестким разделителям, а второй конец свободен. Снижается нагрузка на гондолу, возникающая в результате относительного перемещения и деформирования турбореактивного двигателя. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Данное изобретение относится к гондоле турбореактивного двигателя для летательного аппарата.

Летательный аппарат приводится в движение посредством одного или нескольких турбореактивных двигателей, каждый из которых размещен в гондоле, в которой также находится ряд сопряженных исполнительных устройств, обеспечивающих работу двигателя и выполняющих различные функции во время работы двигателя или при его выключении. К таким сопряженным исполнительным устройствам относится, в частности, механическая система привода реверсора тяги.

Гондола, как правило, имеет трубчатую конструкцию, включает в себя воздухозаборник перед турбореактивным двигателем, среднюю секцию, расположенную вокруг вентилятора турбореактивного двигателя, и заднюю секцию, в которой размещены средства реверсора тяги и которая окружает камеру сгорания турбореактивного двигателя, и, кроме того, в конце гондолы обычно находится реактивное сопло, выпускное отверстие которого расположено позади турбореактивного двигателя.

Современные гондолы часто используют для размещения в них турбовентиляторного двигателя, способного генерировать посредством лопастей вращающегося вентилятора горячий воздушный поток (первичный поток), выходящий из камеры сгорания турбореактивного двигателя.

Гондола обычно содержит наружную неподвижную конструкцию (ННК), которая вместе с внутренней концентрической конструкцией задней секции, называемой внутренней неподвижной конструкцией (ВНК), расположенной вокруг участка турбореактивного двигателя, примыкающего к задней части вентилятора, образует кольцевой канал потока, также известный как канал вторичного потока, предназначенный для направления движения вторичного потока холодного воздуха вокруг внешней поверхности турбореактивного двигателя.

Неподвижная внутренняя конструкция и реактивное сопло образуют выпускную секцию для вентиляции двигательного отсека, основная функция которой заключается в обновлении воздуха, проходящего между ВНК и двигателем, но которую можно использовать для восстановления тяги, потерянной в результате отбора воздуха из канала вторичного потока, путем регулирования геометрии поперечного сечения воздушного потока. Для этого в выпускной секции расположены разделительные средства в виде жестких разделителей, закрепленных на месте за счет ленточного соединения.

Гондола, содержащая выпускную секцию, в которой предусмотрены указанные разделительные средства, известна, например, из документов ЕР 0867366 А и US 5906097 А. Однако, поскольку в полете турбореактивный двигатель часто меняет свое положение относительно гондолы, двигательный отсек создает весьма существенные нагрузки на подобную гондолу.

Задача настоящего изобретения заключается в устранении данной проблемы. Для этого предложена гондола турбореактивного двигателя, содержащая заднюю секцию с внутренней неподвижной конструкцией, расположенной вокруг хвостовой части двигательного отсека и образующей совместно с реактивным соплом откалиброванную выпускную секцию для вентиляции двигательного отсека с помощью разделительных средств, расположенных в выпускной секции, причем гондола отличается тем, что разделительные средства подразделены на жесткие разделители, предназначенные для обеспечения постоянного интервала, и компенсирующие элементы, которые компенсируют взаимные перемещения турбореактивного двигателя и гондолы.

Таким образом, подобное разграничение разделительных средств позволяет значительно ограничить нагрузки, которые испытывает гондола в связи с деформированием турбореактивного двигателя.

Предпочтительно компенсирующие элементы прикреплены к жестким разделителям.

Компенсирующие элементы также предпочтительно образуют клапан. Такое решение обеспечивает значительное преимущество, поскольку вследствие этого компенсирующие элементы способны приспосабливаться к увеличению давления, возникающему в двигательном отсеке. Таким образом, компенсирующие элементы установлены с возможностью отвода назад под действием указанного увеличения давления с тем, чтобы открыть дополнительный канал для увеличения выпускного воздушного потока.

В первом варианте осуществления изобретения жесткие разделители установлены во внутренней неподвижной конструкции.

Во втором варианте осуществления изобретения жесткие разделители установлены в реактивном сопле.

Жесткие разделители предпочтительно состоят из совокупности U-образных элементов, образующих разделители, распределенные по периферии выпускной секции.

В соответствии с признаком изобретения компенсирующие элементы состоят из совокупности элементов, первый конец которых присоединен к жестким разделителям, а второй конец свободен.

Компенсирующие элементы предпочтительно выполнены в форме кольца, содержащего ряд продольных пазов, образующих продольные пальцы.

В соответствии с первым вариантом осуществления изобретения свободный второй конец каждого элемента прижат к реактивному соплу.

В соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения свободный второй конец каждого элемента прижат к внутренней неподвижной конструкции.

Данное изобретение также относится к летательному аппарату, который отличается тем, что содержит, по меньшей мере, одну предлагаемую в данном изобретении гондолу.

Пример осуществления изобретения раскрыт на основании подробного описания, приведенного ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

фиг.1 схематически изображает продольное сечение гондолы в соответствии с изобретением в закрытом состоянии;

фиг.2 представляет собой увеличенный схематический вид в аксонометрии на заднюю секцию гондолы, показанной на фиг.1;

фиг.3 представляет собой увеличенный схематический вид на выпускную секцию со стороны задней секции гондолы, показанной на фиг.2;

фиг.4 представляет собой частичный схематический вид спереди выпускной секции, показанной на фиг.3;

фиг.5 схематически изображает продольное сечение выпускной секции гондолы, показанной на фиг.1; и

фиг.6 представляет собой схематический вид по аналогии с фиг.5, при увеличении давления в камере сгорания турбореактивного двигателя.

Предлагаемая гондола 1 летательного аппарата, как показано на фиг.1 и 2, имеет, по сути, известную из уровня техники переднюю секцию 2 с воздухозаборником, среднюю секцию 3, расположенную вокруг вентилятора, и заднюю секцию 5, окружающую двигательный отсек (не показанный), заканчивающийся реактивным соплом 6, выходное отверстие которого расположено в задней части турбореактивного двигателя.

Гондола 1 содержит наружную неподвижную конструкцию 7, или ННК, которая совместно с концентрической внутренней неподвижной конструкцией 9, или ВНК, расположенной вокруг участка турбореактивного двигателя, примыкающего к задней части вентилятора 4, образует кольцевой канал 8 потока.

Внутренняя неподвижная конструкция 9 и реактивное сопло 6 образуют выпускную секцию 10 для вентиляции двигательного отсека, которую используют для восстановления некоторой тяги, потерянной в результате отбора воздуха из кольцевого канала 8, путем регулирования геометрии поперечного сечения воздушного потока.

С этой целью, и как показано более точно на фиг.3-6, в выпускной секции 10 расположены разделительные средства, изготовленные из металла, в частности из титана.

Эти разделительные средства подразделены на жесткие разделители 11, 12, предназначенные для обеспечения постоянного интервала, и компенсирующие элементы 13, которые компенсируют взаимные перемещения турбореактивного двигателя и гондолы 1.

В частности, жесткие разделители 11, 12 состоят из совокупности U-образных элементов, образующих разделители.

Жесткие разделители 11 расположены так, что свободные плечи U-образных элементов расположены параллельно оси 14 гондолы 1 и направлены вперед.

Жесткие разделители 12 расположены в плоскости, поперечной оси 14 гондолы 1.

Жесткие разделители 11, 12 равномерно распределены в одной плоскости по периферии выпускной секции 10 так, что один жесткий разделитель 12 вставлен между двумя жесткими разделителями 11, как показано более точно на фиг.3 и 4.

Каждый из жестких разделителей 11, 12 соединен заклепкой с внутренней неподвижной конструкцией 9, как показано схематически на фиг.5, крепление указано под номером 20 позиции.

Интервалы между различными жесткими разделителями 11, 12, соответственно, образуют каналы для осуществления калиброванной вентиляции в выпускной секции 10.

То же самое относится к промежутку, образованному в каждом жестком разделителе 12, который также образует канал для осуществления калиброванной вентиляции в выпускной секции 10.

В соответствии с фиг.4 компенсирующие элементы 13 выполнены в форме кольца 15, состоящего из совокупности продольных пазов 16, образующих продольные пальцы 17, параллельные оси 14.

Это кольцо 15 закреплено заклепками 18 к каждому из жестких разделителей 11, 12 передним концом каждого пальца 17, при этом свободный задний конец пальца прижат к наружной поверхности реактивного сопла 6.

Таким образом, разделители 11 выполняют в случае значительных перемещений двигателя относительно гондолы 1 функцию упоров помимо того, что они удерживают на месте передний конец каждого пальца 17. При этом разделители 12 удерживают на месте передние концы пальцев 17 без закрытия вентиляционной выпускной секции 10.

В частности, каждый палец 17 условно состоит из первого или переднего участка 17а, присоединенного ко второму, или заднему, участку 17b посредством изгиба 19.

Этот палец 17 выполнен таким образом, что после закрепления кольца 15 в жестких разделителях 11, 12 второй участок 17b необходимо отвести радиально в сторону для того, чтобы прижать его к реактивному соплу 6. Таким образом, каждый палец 17 постоянно работает на растяжение, так как второй участок 17b стремится восстановить свое исходное положение, условно показанное штрихпунктирной линией на фиг.5.

Таким образом, подразделение разделительных средств на жесткие разделители 11, 12, с одной стороны, и компенсирующие элементы 13, с другой стороны, существенно ограничивает нагрузки, которые испытывает гондола 1 в связи с деформированием турбореактивного двигателя.

Кроме того, указанные пальцы 17 образуют клапан. Такое решение обеспечивает значительное преимущество, поскольку вследствие этого компенсирующие элементы 13 способны приспосабливаться к увеличению давления, возникающему в двигательном отсеке, как показано на фиг.6. В частности, под воздействием этого увеличения давления второй участок 17b каждого пальца 17 способен перемещаться радиально от реактивного сопла 6 и, соответственно, открывать дополнительный канал, обозначенный стрелкой, с целью увеличения выпускного воздушного потока.

Несмотря на то что данное изобретение раскрыто на основании конкретных иллюстративных вариантов осуществления, вполне очевидным является то, что оно не ограничивается этими вариантами и что в его состав входят устройства, технически эквивалентные описанным устройствам, и их сочетания, в случае если они попадают в объем охраны изобретения.

1. Гондола (1) турбореактивного двигателя, содержащая заднюю секцию (5) с внутренней неподвижной конструкцией (9), расположенной вокруг хвостовой части двигательного отсека и образующей совместно с реактивным соплом (6) откалиброванную выпускную секцию (10) для вентиляции двигательного отсека с помощью расположенных в выпускной секции разделительных средств, отличающаяся тем, что разделительные средства подразделены на жесткие разделители (11, 12), предназначенные для обеспечения постоянного интервала, и компенсирующие элементы (13), которые компенсируют взаимные перемещения турбореактивного двигателя и гондолы, причем компенсирующие элементы (13) состоят из совокупности элементов, первый конец которых прикреплен к жестким разделителям (11), а второй конец свободен.

2. Гондола (1) по п.1, отличающаяся тем, что компенсирующие элементы (13) прикреплены к жестким разделителям (11, 12).

3. Гондола (1) по п.1, отличающаяся тем, что компенсирующие элементы (13) образуют клапан.

4. Гондола (1) по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что жесткие разделители (11, 12) установлены во внутренней неподвижной конструкции (9).

5. Гондола (1) по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что жесткие разделители установлены в реактивном сопле.

6. Гондола (1) по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что жесткие разделители (11, 12) состоят из совокупности U-образных элементов, образующих разделители, распределенные по периферии выпускной секции (10).

7. Гондола (1) по п.1, отличающаяся тем, что компенсирующие элементы (13) выполнены в форме кольца (15), содержащего ряд продольных пазов (16), образующих продольные пальцы (17).

8. Гондола (1) по п.4, отличающаяся тем, что свободный второй конец каждого элемента прижат к реактивному соплу (6).

9. Гондола (1) по п.5, отличающаяся тем, что свободный второй конец каждого элемента прижат к внутренней неподвижной конструкции.

10. Летательный аппарат, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, одну гондолу (1) по любому из пп.1-9.