Кромка воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя

Авторы патента:


Кромка воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя
Кромка воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя
Кромка воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя
Кромка воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя
Кромка воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя
Кромка воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя
Кромка воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя

 


Владельцы патента RU 2492115:

ЭРСЕЛЬ (FR)

Изобретение относится к области авиации, в частности к противообледенительным системам воздухозаборников. Кромка (4а) воздухозаборника (4) гондолы (1) турбореактивного двигателя имеет на своей внутренней поверхности электрическое противообледенительное устройство (11), содержащее, по меньшей мере, одну панель, в состав которой входят ячеистая структура (13) из электропроводящего материала и электрические соединительные средства (21, 22), подключенные к ячеистой структуре. Ячейки (15) ячеистой структуры (13) расположены перпендикулярно плоскости панели. Ячеистая структура выполнена из ряда смежных полос (16), причем две смежные полосы (16) поочередно сходятся друг с другом и отходят друг от друга с формированием при этом ячеек. Полосы (16) могут быть скреплены друг с другом с помощью клеевого соединения или методом сварки. Панель содержит первое и второе электрические соединительные средства (21, 22), причем первые концы каждой полосы (16) соединены с первым электрическим соединительным средством (21), а вторые концы каждой полосы соединены со вторым электрическим средством (22). Панель снабжена электроизолирующими элементами (23), закрывающими края ячеистой структуры. Устройство (11) способно одновременно выполнять функции удаления льда и ослабления звука. Обеспечивается удаление льда с кромки воздухозаборника и ослабление звука. 8 з.н. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к кромке воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя.

Самолет приводится в движение с помощью одной или нескольких силовых установок, включающих в себя турбореактивный двигатель, помещенный в трубчатую гондолу. Каждая силовая установка крепится к самолету с помощью специальной стойки, находящейся, как правило, под крылом или в зоне фюзеляжа.

Гондола имеет, как правило, трубчатую структуру с воздухозаборником, помещенным перед турбореактивным двигателем, средней секцией, охватывающей вентилятор турбореактивного двигателя, и задней секцией, в которую помещены средства реверсора тяги и которая охватывает камеру сгорания турбореактивного двигателя, и заканчивается обычно реактивным соплом, выход которого находится за турбореактивным двигателем.

Воздухозаборник снабжен, во-первых, входной кромкой, обеспечивающей оптимальный захват воздуха, необходимого для питания вентилятора и внутренних компрессоров турбореактивного двигателя, и его циркуляцию в сторону турбореактивного двигателя, и, во-вторых, задней конструкцией, на которой крепится указанная кромка и которая обеспечивает надлежащее направленное перемещение воздуха в сторону лопастей вентилятора. Весь описанный узел крепится перед кожухом вентилятора, являющимся частью передней секции гондолы.

В зависимости от температурно-влажностных условий в полете, может происходить обледенение гондолы в зоне нахождения кромки воздухозаборника. Из-за наличия льда или инея изменяются аэродинамические характеристики воздухозаборника и нарушается поступление воздуха к вентилятору. Кроме того, в ряде случаев возможно отделение от кромки воздухозаборника кусков льда, которые могут ударяться о компоненты турбореактивного двигателя, в частности, с лопастями вентилятора.

Поскольку от количества и качества воздуха, захватываемого кромкой воздухозаборника, зависят эксплуатационные показатели турбореактивного двигателя, совершенно необходимо в случае образования на этой кромке льда или инея принимать меры к его удалению.

Одно из технических решений проблемы противообледенительной защиты кромки воздухозаборника описано в патенте US 4688757. Оно состоит в отборе горячего воздуха в зоне компрессора турбореактивного двигателя и в его подаче в зону кромки воздухозаборника, при этом он будет нагревать ее стенки, циркулируя по внутреннему каналу указанной кромки. Однако для такого устройства требуется наличие специальной системы трубопроводов для транспортирования горячего воздуха от турбореактивного двигателя к воздухозаборнику, а также системы отвода этого горячего воздуха в зоне кромки воздухозаборника, а использование такой системы приводит к нежелательному увеличению веса силовой установки.

Кроме того, применение описанной системы ведет к ухудшению рабочих характеристик турбореактивного двигателя вследствие отбора из него некоторого количества воздуха.

Следует также иметь в виду, что, поскольку температура горячего воздуха, отбираемого из турбореактивного двигателя, составляет обычно порядка 400°C, металлические детали гондолы оказываются подверженными в зоне расположения воздухозаборника действию высокого температурного градиента, что создает в этих деталях значительные термические напряжения.

Еще одно следствие наличия рассматриваемой системы заключается в том, что во избежание увеличения количества точек входа и выхода горячего воздуха кромку воздухозаборника приходится выполнять в виде монолитной детали, которую придется, соответственно, целиком менять в случае изменения ее наружного контура, например, после соударения с какими-либо внешними объектами (мелкими камнями, градом, птицами и прочими).

Другое решение, описанное в патенте EP 1495963, предусматривает наложение на наружную стенку кромки воздухозаборника специального нагревательного элемента, получающего электропитание от отдельного источника в гондоле. Благодаря этой технологии удается получить кромку воздухозаборника в модульном исполнении, состоящую из нескольких базовых структур.

Однако дело в том, что подобные нагревательные элементы подвержены многочисленным воздействиям, которые могут привести к их преждевременному износу и даже к нарушению их функционирования.

Следствие подобной неисправности нагревательного элемента может стать скопление на кромке воздухозаборника льда или инея с последующим ухудшением эксплуатационных характеристик турбореактивного двигателя.

Целью изобретения является полное или частичное устранение указанных выше недостатков.

Положенная в его основу техническая задача состоит предпочтительно в разработке кромки воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя, которая была бы снабжена несложным, надежным и легким противообледенительным устройством.

Для достижения указанной цели предложена кромка воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя, отличающаяся тем, что она имеет на своей внутренней поверхности электрическое противообледенительное устройство, содержащее, по меньшей мере, одну панель, в состав которой входят ячеистая структура из электропроводящего материала и электрические соединительные средства, подключенные к ячеистой структуре.

Когда электрические соединительные средства подключены к источнику электропитания, ячеистая структура панели образует нагревательный элемент, обеспечивающий удаление льда с очищаемой поверхности, находящейся вблизи от противообледенительного устройства.

Благодаря выполнению противообледенительного устройства из панели, снабженной ячеистой структурой, удается получить большую поверхность нагрева и, следовательно, уменьшить температуру, необходимую для удаления льда с очищаемой поверхности определенной площади, что дает выигрыш в энергозатратах и в надежности.

Следует отметить, что ячеистая структура образует собой конструкцию с ослаблением звуковых колебаний.

Таким образом, главное преимущество предлагаемого противообледенительного устройства состоит в том, что оно одновременно выполняет функции удаления льда и ослабления звука.

В результате противообледенительное устройство согласно изобретению можно использовать для замены конструкций для ослабления звука, традиционно размещаемых в воздухозаборнике гондолы турбореактивного двигателя.

Для работы такого противообледенительного устройства не требуется никаких дополнительных нагревательных приспособлений, что дает экономию веса.

Кроме того, в случаях, когда предлагаемое противообледенительное устройство используется в качестве конструкции, обеспечивающей ослабление звука в воздухозаборнике, его помещают внутри воздухозаборника, вследствие чего оно оказывается защищенным от внешних неблагоприятных воздействий.

Предпочтительно, чтобы ячейки ячеистой структуры располагались, по существу, перпендикулярно к плоскости панели.

Целесообразно, чтобы ячеистая структура была выполнена из ряда смежных полос, располагающихся в общем основном направлении, причем две смежных полосы должны поочередно соприкасаться друг с другом и отходить друг от друга с формированием при этом ячеек.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, панель содержит первое и второе электрические соединительные средства, причем первые концы каждой полосы соединены с первым электрическим соединительным средством, а вторые концы каждой полосы соединены со вторым электрическим соединительным средством.

В соответствии с первым из двух альтернативных вариантов, полосы скреплены друг с другом с помощью клеевых слоев, находящихся в зонах их соприкосновения, причем клей, предназначенный для склеивания полос друг с другом, является предпочтительно электроизолирующим.

В соответствии со вторым альтернативным вариантом, полосы скреплены друг с другом методом сварки в месте расположения зон их соприкосновения.

Целесообразно, чтобы панель была снабжена первым и вторым электроизолирующими листами, которые должны закрывать ячеистую структуру с закупоркой ячеек ячеистой структуры.

Предпочтительно, чтобы панель была снабжена электроизолирующими элементами, закрывающими края ячеистой структуры.

Сущность изобретения станет более понятной в ходе чтения нижеследующего описания, приводимого со ссылками на приложенные схематические чертежи, где в качестве примера, не имеющего ограничительного характера, иллюстрируется один из вариантов осуществления рассматриваемых кромки и противообледенительного устройства.

Фиг.1 представляет собой схематическое изображение в аксонометрии гондолы турбореактивного двигателя;

фиг.2 - поперечный разрез в увеличенном масштабе конструкции кромки воздухозаборника, содержащей противообледенительное устройство согласно изобретению;

фиг.3 - вид в аксонометрии противообледенительного устройства по фиг.2;

фиг.4 и 5 - виды в аксонометрии, иллюстрирующие два варианта крепления полос, образующих ячеистую структуру противообледенительного устройства;

фиг.6 и 7 - иллюстрации двух вариантов выполнения предлагаемого противообледенительного устройства.

Гондола 1 согласно изобретению, показанная на фиг.1, представляет собой трубчатое вместилище для турбореактивного двигателя (не показан), обеспечивая направленную циркуляцию создаваемых им воздушных потоков. Эта гондола находится под крылом 2, к которому она прикреплена с помощью стойки 3. В нее помещены также различные компоненты, необходимые для работы турбореактивного двигателя.

Если говорить точнее, гондола 1 имеет конструкцию, которая включает в себя переднюю секцию, которая образует воздухозаборник 4, среднюю секцию 5, которая охватывает вентилятор (не показан) турбореактивного двигателя, и заднюю секцию 6, которая охватывает турбореактивный двигатель и в которую помещена система реверса тяги (не показана).

Воздухозаборник 4 разделен на две части, одна из которых кромка 4а входного отверстия, обеспечивающая оптимальный захват воздуха, необходимого для питания вентилятора и внутренних компрессоров турбореактивного двигателя, и его циркуляцию в сторону турбореактивного двигателя, а вторая - задняя конструкция 4b, на которой крепится кромка 4a и которая обеспечивает надлежащую циркуляцию воздуха в сторону лопастей вентилятора. Весь описанный узел крепится перед кожухом вентилятора, являющимся частью средней секции 5 гондолы 1.

Как видно на фиг.1 и 2, кромка 4а воздухозаборника 4 выполнена с помощью конструкций 7, которые закреплены на задней конструкции 4b по всему периметру гондолы 1.

В рассматриваемом случае кромка 4а воздухозаборника 4 выполнена из четырех конструкций 7, хотя совершенно очевидно, что ее можно выполнить и из двух конструкций, в виде единой детали или же из большего, чем четыре, числа конструкций.

Каждая конструкция 7 имеет стенку 10, форма которой выбрана таким образом, чтобы придать кромке 4a нужный профиль, а также снабжена электрическим противообледенительным устройством 11. Стенка 10 может быть выполнена из металла или композитного материала.

Электрическое противообледенительное устройство 11 соприкасается с той зоной стенки 10, которая обращена к входной стороне вентилятора, и снабжена рядом отверстий 12, распределенных с равными интервалами.

Как показано на фиг.2-7, противообледенительное устройство 11 образовано панелью, которая снабжена ячеистой структурой 13 сотового типа, выполненной из электропроводящего материала, например, углерода, и электрическими соединительными средствами 14, подключенными к указанной ячеистой структуре.

Ячеистая структура 13 выполнена практически плоской, а ее ячейки 15 расположены, по существу, перпендикулярно к плоскости панели. Указанная структура образует собой конструкцию с ослаблением звуковых колебаний.

Рассматриваемая ячеистая структура 13 выполнена из ряда смежных полос 16, располагающихся в общем основном направлении, причем две смежных полосы поочередно соприкасаются друг с другом и отодвигаются одна от другой с формированием при этом ячеек 15.

В соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, продемонстрированным на фиг.4, полосы 16 скреплены друг с другом с помощью клеевых слоев, находящихся в зонах 17 их соприкосновения, причем используемый для этого клей является предпочтительно электроизолирующим. В данном случае каждая полоса 16 образует своего рода резистор, а все смежные полосы вместе формируют группу резисторов, расположенных параллельно друг другу.

В соответствии со вторым вариантом, представленным на фиг.5, полосы 16 скреплены друг с другом методом сварки в месте расположения зон 17 их соприкосновения. В этом случае совокупность смежных полос 16 образует группу резисторов, размещенных последовательно-параллельно.

Как более четко показано на фиг.2 и 3, панель противообледенительного устройства снабжена первым и вторым электроизолирующими листами 18 и 19, которые закрывают ячеистую структуру с закупоркой ее ячеек 15. В качестве таких листов предпочтительно использовать листы стекловолокна.

Во втором листе 19, выполненном с возможностью соприкосновения со стенкой 10 конструкции 7, имеется ряд отверстий 20, распределенных с равными интервалами.

Следует иметь в виду, что толщина первого листа 18 превышает толщину второго листа 19. В результате этого первый образует теплоизоляционный элемент, способствующий передаче тепла, излучаемого ячеистой структурой 13 в направлении стенки 10.

Противообледенительное устройство 11 подключено к гнезду электропитания (не показано) задней конструкции 4b через посредство специального разъема (не показан), который соединен питающим кабелем с проводящими перемычками 21 и 22, находящимися в контакте с ячеистой структурой.

В соответствии с первым вариантом выполнения ячеистой структуры 13, показанным на фиг.6, она выполнена прямоугольной, при этом ее поперечные края находятся в контакте с первой и второй проводящими перемычками 21 и 22. В этом случае боковые края ячеистой структуры 13 закрыты электроизолирующими элементами 23.

В соответствии со вторым вариантом выполнения ячеистой структуры 13, показанным на фиг.7, она имеет практически U-образную форму, при этом первая и вторая проводящие перемычки 21 и 22 находятся в контакте со свободными концами ветвей указанной U-образной конструкции. В данном случае края ячеистой структуры 13 закрыты электроизолирующими элементами 23. Следует заметить, что предусмотрен также один электроизолирующий элемент 23, помещаемый между ветвями U-образной конструкции с целью обеспечения их электрической изоляции друг от друга.

Разумеется, изобретение не ограничивается единственным вариантом осуществления рассмотренной кромки, которая была описана выше лишь в качестве примера, а, напротив, охватывает всевозможные разновидности выполнения и применения, основанные на том же принципе.

1. Кромка (4а) воздухозаборника (4) гондолы (1) турбореактивного двигателя, отличающаяся тем, что она имеет на своей внутренней поверхности электрическое противообледенительное устройство (11), содержащее, по меньшей мере, одну панель, в состав которой входят ячеистая структура (13) из электропроводящего материала и электрические соединительные средства (21, 22), подключенные к ячеистой структуре.

2. Кромка по п.1, в которой ячейки (15) ячеистой структуры (13) расположены, по существу, перпендикулярно плоскости панели.

3. Кромка по любому из пп.1 и 2, в которой ячеистая структура (13) выполнена из ряда смежных полос (16), расположенных в общем основном направлении, причем две смежные полосы (16) поочередно сходятся друг с другом и отходят друг от друга с формированием при этом ячеек.

4. Кромка по п.3, в которой панель содержит первое и второе электрические соединительные средства (21, 22), причем первые концы каждой полосы (16) соединены с первым электрическим соединительным средством (21), а вторые концы каждой полосы соединены со вторым электрическим соединительным средством (22).

5. Кромка по п.4, в которой полосы (16) скреплены друг с другом с помощью клеевых слоев, находящихся в зонах (17) их соприкосновения.

6. Кромка по п.5, в которой клей, предназначенный для склеивания полос друг с другом, является электроизолирующим.

7. Кромка по п.4, в которой полосы (16) скреплены друг с другом методом сварки в месте расположения зон (17) их соприкосновения.

8. Кромка по любому из пп.1, 2, 4-7, в которой панель снабжена первым и вторым электроизолирующими листами (18, 19), которые закрывают ячеистую структуру (13) с закупоркой ячеек (15) ячеистой структуры.

9. Кромка по любому из пп.1, 2, 4-7, в которой панель снабжена электроизолирующими элементами (23), закрывающими края ячеистой структуры (13).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству, позволяющему обнаруживать и удалять слой льда, образуемый на внешней поверхности авиационной конструкции, или наличие жидкости внутри конструкции и/или проникшей в материал конструкции, при этом предлагаемое изобретение, в частности, применимо к авиационным конструкциям сложных форм и во время полета самолета.

Изобретение относится к подаче электричества на электрическое оборудование в двигателе летательного аппарата и/или в окружении. .

Изобретение относится к кромке воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя, прикрепленной к задней по потоку секции воздухозаборника и содержащей противообледенительный электронагревательный элемент, а также к соответствующей задней по потоку секции и к гондоле турбореактивного двигателя.

Изобретение относится к способу управления абсорбцией влажности в изделии, установленном на летательном аппарате. .

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к системе борьбы с обледенением и защиты от обледенения гондолы двигателя летательного аппарата, система содержит воздухозаборник (2), оборудованный закраиной (3), за которой выполнена трубчатая деталь (4) воздухозаборника, содержащая панель (5) акустической изоляции.

Изобретение относится к области авиастроения, более конкретно, способу изготовления акустической панели для кромки воздухозаборника самолета, а также к кромке воздухозаборника, снабженной такой панелью, и гондоле газотурбинного двигателя. Способ изготовления акустической панели (12) для кромки (2) воздухозаборника гондолы (1) включает в себя этапы создания перфорированного противообледенительного узла (14), содержащего сетку из проводящих элементов, полученную методом фотолитографии, причем указанный противообледенительный узел (14) крепят к структуре (13) с ячеистой сердцевиной. Технический результат заключается в упрощении процесса изготовления акустической панели. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области авиастроения, более конкретно к способу изготовления противообледенительного элемента гондолы. Способ изготовления элемента (2) гондолы включает в себя следующие этапы: (А) на подложке, используя метод фотолитографии, формируют матрицу нагревательных резисторов; (В) на матрицу, полученную на этапе А, накладывают лист (50, -52) композиционного материала; (С) на изготовленный таким образом противообледенительный узел (13) накладывают внутреннюю оболочку (12). Технический результат заключается в упрощении процесса изготовления противообледенительного элемента гондолы. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к способу контроля и управления, по меньшей мере, одним резистивным нагревательным элементом (1), входящим в состав противообледенительной системы гондолы самолетного турбореактивного двигателя, отличающемуся тем, что он включает этапы: получение параметров наружных условий полета от самолетного центрального блока управления (6), определение тепловой модели, соответствующей полученным условиям полета. В зависимости от выбранной тепловой модели, подают необходимую электрическую мощность (4) на резистивный нагревательный элемент. Обеспечивается оптимизация расхода электрической мощности и повышение надежности. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Заявленное изобретение относится к области авиации, более конкретно к способу выполнения противообледенительной системы на панели (22) гондолы. Способ включает в себя следующие этапы: A) с помощью позиционирующего средства (35) на наружной обшивке (24) позиционируют вокруг отверстия или отверстий сетку из резистивных элементов; B) с помощью средства для нанесения наносят сетку из резистивных элементов в определенное на этапе A место для формирования противообледенительной системы; C) на полученную противообледенительную систему наносят поверхностное покрытие. Технический результат заключается в повышении эффективности удаления льда противообледенительной системой. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к противообледенительному устройству для одного из элементов гондолы турбореактивного двигателя. Устройство содержит электротермический противообледенитель, соединенный источником электропитания (3) и образующий таким образом группу (1) электротермических противообледенителей. Группа электротермических противообледенителей включает в себя одну или несколько подгрупп электротермических противообледенителей, каждая из которых включает в себя, в свою очередь, один или несколько электротермических противообледенителей группы, причем отдельные подгруппы электротермических противообледенителей имеют разные значения омического сопротивления. Технический результат заключается в упрощении конструкции гондолы и снижении ее веса. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Цепь подачи электропитания летательного аппарата содержит сеть (17) распределения мощности на борту летательного аппарата для электрических устройств (5b), расположенных в авиационном двигателе или вблизи упомянутого двигателя, и генератор (27) подачи мощности, встроенный в авиационный двигатель с тем, чтобы подавать мощность переменного тока в противооблединительную или антиобледенительную систему (5а). Генератор подачи мощности соединен с электромеханическим приводом реверсора тяги (5с) через выпрямитель (1) для подачи мощности постоянного тока в упомянутый привод. Уменьшаются технические требования к выпрямителю. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к оборудованию летательного аппарата. Противообледенительное устройство (1) для гондолы летательного аппарата содержит электрические ленты (5), каждая из которых выполнена из основного проводника (7), ориентированного вдоль ленты (5), которая включает прямолинейные элементы (13) и изогнутые элементы (17. Ленты (5) включают спирали (15), образованные сочетанием нескольких изогнутых элементов (17). Смежные ленты (5) встроены попарно и получают питание от разных источников. Воздухозаборная кромка летательного аппарата включает противообледенительное устройство (1). Группа изобретений направлена на предотвращение образования больших кусков льда. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Электроимпульсное противообледенительное устройство может использоваться для удаления льда с листовых металлических поверхностей, например с обшивок крыльев самолетов. Заявленное устройство содержит ряд индукторов, расположенных вблизи от очищаемой ото льда металлической поверхности. Индукторы связаны с выходами соответствующих модулей, входы которых через выключатель подключены к питающей сети. Каждый из модулей включает в себя зарядное устройство, накопительный конденсатор, управляемый ключ, защитный диод и генератор управляющих импульсов. Вход зарядного устройства соединен с выходом модуля, а выход - с накопительным конденсатором. Выход накопительного конденсатора через управляемый ключ связан с выходом модуля. Параллельно модулю подключен защитный диод. Кроме того, заявленное устройство снабжено блоком регулируемой задержки управляющих импульсов и маломощным источником питания. С входом источника питания соединен вход модуля, а с выходом - питающие входы генератора и блока регулируемой задержки управляющих импульсов. Генератор и блок регулируемой задержки управляющих импульсов соединены последовательно. К выходу блока регулируемой задержки управляющих импульсов подключен вход управляющего ключа. Предлагаемое устройство позволяет обеспечить равномерное распределение работы модулей во времени, а также снижает нагрузку на питающую сеть. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам предотвращения обледенения и запотевания стекла кабины. При способе обогрева лобового стекла летательного аппарата устанавливают три температурных датчика на лобовом стекле и датчик положения шасси, передают в вычислитель показания датчика шасси и любых двух датчиков из трех на лобовом стекле, расхождение между которыми не превышает 3°C. Если условие не выполняется, то выбирают другую пару датчиков из трех датчиков на лобовом стекле. В вычислителе на основе полученной информации определяют среднее значение показаний выбранной пары датчиков с лобового стекла, формируют управляющую информацию и передают ее на выключатель для включения или отключения обогрева лобового стекла. При этом при выпущенном шасси температуру лобового стекла поддерживают в диапазоне 6-15°C, а в полете - в диапазоне 28-38°C. Обеспечивается точное поддержание температуры лобового стекла при неравномерном его обдуве, а также минимальная загрузка вычислителя. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх