Турбомашина с воздушным(и) винтом (винтами) для летательного аппарата с системой для изменения шага воздушного винта



Турбомашина с воздушным(и) винтом (винтами) для летательного аппарата с системой для изменения шага воздушного винта
Турбомашина с воздушным(и) винтом (винтами) для летательного аппарата с системой для изменения шага воздушного винта
Турбомашина с воздушным(и) винтом (винтами) для летательного аппарата с системой для изменения шага воздушного винта

 


Владельцы патента RU 2604760:

ДжиИ АВИЭЙШН СИСТЕМЗ ЛИМИТЕД (GB)
СНЕКМА сосьете аноним (FR)

Изобретение относится к области авиации, в частности к устройствам изменения шага воздушных винтов. Турбомашина (1) содержит систему (23) для изменения шага лопастей воздушного винта, содержащую управляющий кольцевой гидравлический силовой цилиндр (25) линейного действия и механизм соединения (26), соединяющий силовой цилиндр с лопастями воздушного винта для изменения их ориентации. Кольцевой силовой цилиндр системы (25) жестко соединен с неподвижным корпусом (13), на котором удерживается упомянутый воздушный винт, и является внутренним по отношению к лопастям, установленным в наружной вращающейся втулке (14) воздушного винта. Механизм соединения (26) содержит подшипник передачи перемещения (31), прикрепленный с одной стороны к подвижной части силового цилиндра и взаимодействующий, с другой стороны, со средством соединения (32) механизма (26) с лопастями воздушного винта. Обеспечивается повышение герметичности, снижение габаритных размеров при гарантированной надежности в процессе эксплуатации. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к турбомашине с воздушным(и) винтом (винтами) для летательного аппарата с системой для изменения шага воздушного винта.

Точнее, хотя не исключительно, турбомашина представляет собой турбинный двигатель, оснащенный тяговыми воздушными винтами противоположного вращения, который называется, согласно английской терминологии, «open rotor» (англ. - открытый ротор) или «unducted fan» (англ. - некапотированный вентилятор), но он мог бы также являться, не выходя за рамки изобретения, турбовинтовым двигателем с одним или несколькими тяговыми воздушными винтами; причем система изменения шага лопастей адаптирована как к одному винту, так и к каждому воздушному винту турбомашины.

Турбинный двигатель типа «open rotor» в основном содержит внутри неподвижно установленной цилиндрической гондолы, удерживаемой конструкцией летательного аппарата (как, например, задней частью фюзеляжа самолета), «газогенераторную» часть и расположенную по одной линии сзади или перед ней «движительную» часть. Последняя содержит два соосных воздушных винта противоположного вращения, соответственно, расположенный выше по потоку (передний) и расположенный ниже по потоку (задний), которые приводятся во вращение, в противоположное относительно друг друга вращение, планетарным редуктором, который приводится в движение турбиной низкого давления газогенераторной части; причем лопасти воздушных винтов вытянуты по существу в радиальном направлении наружу за пределы гондолы.

Каждый воздушный винт обычно содержит втулку с наружным многоугольным кольцом, которая размещается вращающейся в неподвижно установленной гондоле и имеет радиальные цилиндрические места посадки, распределенные по ее периферии вокруг продольной оси турбинного двигателя. В местах посадки каждого кольца размещаются комли лопастей.

Для создания возможности оптимальной работы турбинного двигателя на различных существующих фазах полета лопасти воздушных винтов с противоположным вращением могут поворачиваться в радиальных местах посадки колец. С этой целью они приводятся во вращение вокруг их соответствующих осей вращения посредством соответствующей системы, позволяющей изменять угол установки лопастей во время полета, т.е. шаг воздушных винтов.

Данная система изменения шага лопастей воздушных винтов охватывает угловой диапазон вращения, расположенный между двумя крайними положениями, а именно крайним положением так называемого «реверсирования», в котором лопасти выходят на 30° за пределы поперечной плоскости оси турбинного двигателя (направление движения вперед самолета) для участия в торможении летательного аппарата типа обычных реверсоров тяги, и крайним так называемым «флюгерным» положением, в котором лопасти, таким образом, оптимально отведены назад относительно направления движения самолета вперед, например, в случае отказа двигателя, и обеспечивают, таким образом, наименее возможное сопротивление (лобовое сопротивление). Длина углового хода лопастей между флюгерным положением и положением реверсирования составляет, например, приблизительно 120°.

Были предложены различные технические решения изменения шага лопастей воздушных винтов на турбинных двигателях типа «open rotor» или других.

Например, из документа FR 2908451 известен турбинный двигатель, в котором система изменения ориентации лопастей каждого воздушного винта содержит, предпочтительно, только один кольцевой силовой цилиндр, устанавливаемый своим цилиндром на втулке с кольцом воздушного винта, в то время как его поршень соединен посредством механизма соединения системы, связанной с силовым цилиндром, с комлями различных лопастей. Перемещение поршня в результате действия гидравлического привода кольцевого силового цилиндра обеспечивает требуемый угловой поворот вокруг оси лопастей посредством механизма соединения, изменяя, таким образом, их шаг.

Такое техническое решение, хотя и позволяет получить приемлемые результаты, вместе с тем предполагает наличие кольцевого силового цилиндра и, таким образом, цилиндра (неподвижная часть) и поршневого штока (подвижная часть), имеющего большой диаметр в связи с его установкой на самой втулке воздушного винта, а также неизбежно большую массу ввиду его большого диаметра; причем он тем более должен быть усилен для выдерживания центробежных сил и недопущения риска возникновения овализации в результате вращения соответствующего воздушного винта.

Кроме того, деформации и проблемы, связанные с герметичностью, имеют тенденцию проявляться в связи с поворотной установкой кольцевого силового цилиндра на втулке винта и используемыми гидравлическими элементами (вращающиеся соединения и т.д.), в этих жестких условиях (большие механические и тепловые напряжения, высокая скорость вращения и т.д.). И, наконец, механизм соединения системы, состоящий из шаровых шарниров на уровне комлей лопастей и приемников, скользящих в кольцевой канавке поршня, приводит к возникновению явлений износа, которые следует контролировать в ходе эксплуатации для исключения опасности заклинивания.

Механизм изменения шага для узла воздушного винта самолета также известен из документа FR 2551023.

Целью настоящего изобретения является устранение этих недостатков, и оно относится к турбомашине с воздушным(и) винтом (винтами) для летательного аппарата, конструкторское решение системы изменения шага лопастей воздушного винта которого ограничивает проблемы, связанные, в частности, с герметичностью и габаритными размерами, гарантируя при этом надежность функционирования в процессе эксплуатации.

В связи с этим турбомашина, по меньшей мере, с одним воздушным винтом для летательного аппарата, относящаяся к типу, содержащему систему для изменения шага лопастей упомянутого воздушного винта, которая содержит кольцевой гидравлический силовой цилиндр с линейным управлением и механизм соединения, соединяющий силовой цилиндр с лопастями воздушного винта для изменения их ориентации, отличается, согласно изобретению, тем, что:

упомянутый кольцевой силовой цилиндр системы установлен жестко соединенным с неподвижным корпусом, удерживающим упомянутый воздушный винт, и является внутренним по отношению к нему в противоположность лопастям, установленным в наружной вращающейся втулке воздушного винта;

упомянутый механизм соединения, соединяющий подвижную часть упомянутого кольцевого силового цилиндра с лопастями вращающейся втулки воздушного винта, содержит промежуточный передаточный подшипник, прикрепленный, с одной стороны, к подвижной части силового цилиндра и взаимодействующий, с другой стороны, со средством соединения механизма с лопастями вращающейся втулки таким образом, что передаточный подшипник механизма, приводимый во вращение, передает перемещение поступательного движения подвижной части неподвижного силового цилиндра средству соединения вращающегося механизма для изменения ориентации лопастей воздушного винта;

средство соединения содержит совокупность тяг или аналогичных средств, распределенных вокруг кольцевого силового цилиндра и соединенных, с одной стороны, с передаточным подшипником, а с другой стороны, с вращающимися радиальными валами, жестко соединенными, соответственно, с комлями лопастей упомянутого воздушного винта, таким образом, чтобы приводить во вращение радиальные валы и соответствующие лопасти вследствие перемещения поступательного движения тяг механизма соединения;

упомянутые тяги шарнирно соединены с венцом средства соединения, который связан во вращении с вращающейся цилиндрической стенкой воздушного винта, а в осевом направлении свободен от нее.

Таким образом, благодаря изобретению, путем своего расположения на неподвижном корпусе или статоре, внутреннем относительно втулки воздушного винта, кольцевой силовой цилиндр системы ориентации имеет сильно уменьшенный габаритный размер и в связи с этим уменьшенную массу. Таким образом, помимо уменьшения массы турбомашины, силовой цилиндр менее чувствителен к центробежным силам турбомашины и, таким образом, к изменениям размеров, не прибегая при этом к элементам упрочения, первоначально необходимым в предшествующем практическом осуществлении. Кроме того, поскольку он является неподвижным, жестко соединенным со статором, легче обеспечивается его герметичность, радикально уменьшая при этом опасность утечки в результате устранения имеющихся гидравлических элементов и другого гидравлического передаточного подшипника, когда он соединен с вращающейся втулкой или ротором воздушного винта.

Как следствие, система предлагает более простое практическое осуществление только с одним силовым цилиндром и механизмом с подшипником и полностью механическим средством соединения, позволяющим «переводить» поступательное движение силового цилиндра во вращение лопастей с большой эксплуатационной надежностью (риск утечки равен почти нулю, силовой цилиндр неподвижен) и контролируемой массой, устраняя при этом недостатки предшествующих решений с тяжелыми и имеющими внушительные размеры кольцевыми силовыми цилиндрами, непосредственно жестко соединенными с втулкой воздушного винта, с оказывающими негативное воздействие центробежными силами. Кроме того, практическое осуществление средства соединения с тягами гарантирует безопасность и надежность функционирования в процессе эксплуатации без скольжения и (или) трения деталей друг о друга, как было в предшествующем уровне техники.

Предпочтительно, промежуточный передаточный подшипник механизма соединения является шарикоподшипником или аналогичными средствами, внутреннее кольцо которого установлено жестко соединенным в осевом направлении на подвижной части кольцевого силового цилиндра, в то время как наружное кольцо взаимодействует со средством соединения механизма, связанного во вращении с вращающейся цилиндрической стенкой, жестко соединенной с воздушным винтом и свободной в поступательном движении вдоль данной стенки, чтобы следовать за перемещением силового цилиндра. Отмечается простота практического осуществления подшипника, гарантирующая при этом оптимальную эксплуатационную надежность. Для передачи усилий без зазора между силовым цилиндром и лопастями воздушного винта может использоваться передаточный двухрядный шарикоподшипник или аналогичные средства.

Точнее, упомянутые тяги шарнирно соединены, с одной стороны, с венцом средства соединения, а с другой стороны, с поперечными цапфами, которые предусмотрены на вращающихся валах лопастей. Таким образом, вращение вокруг оси валов лопастей осуществляется посредством механизма типа тяга-цапфа, гарантирующего простоту и надежность функционирования.

Предпочтительно, соединение между венцом средства соединения механизма, в котором расположен передаточный подшипник, и вращающейся цилиндрической стенкой винта относится к типу соединения посредством шлиц или аналогичному, параллельных оси винта. Таким образом, такое соединение особенно надежно для направления механизма соединения при поступательном движении путем перемещения, которое обусловлено силовым цилиндром, позволяя при этом вращаться вместе с воздушным винтом посредством вращающейся цилиндрической стенки, жестко соединенной с винтом, таким образом, чтобы изменять ориентацию лопастей посредством упомянутого средства соединения.

Для максимально эффективного уменьшения габаритных размеров системы в турбомашине управляющий кольцевой силовой цилиндр расположен по существу по одной линии с втулкой воздушного винта, что уменьшает, в частности, длины тяг. Для препятствования вращению подвижной части, соединенной с передаточным подшипником, относительно неподвижной части силового цилиндра подвижная и неподвижная части кольцевого силового цилиндра застопорены от вращения относительно друг друга посредством, по меньшей мере, одного осевого штока, который проходит через две части параллельно упомянутому силовому цилиндру.

Фигуры прилагаемого чертежа позволят лучше понять, как может быть практически осуществлено изобретение, на которых:

- фиг. 1 представляет собой схематический вид осевого сечения турбинного двигателя с некапотированным вентилятором, расположенным ниже по потоку от газогенератора, со встроенной системой изменения шага лопастей согласно изобретению для одного из воздушных винтов вентилятора;

- фиг. 2 представляет собой осевой разрез половины задней части турбинного двигателя с упомянутой системой изменения шага расположенного выше по потоку воздушного винта в соответствии с изобретением в крайнем положении, в котором изображенная лопасть винта находится в так называемом «флюгерном положении»;

- фиг. 3 представляет собой осевой разрез половины задней части турбинного двигателя с упомянутой системой изменения шага расположенного выше по потоку винта в соответствии с изобретением в другом крайнем положении, в котором изображенная лопасть воздушного винта находится в так называемом положении «реверсирования».

Прежде всего, ссылка делается на фиг. 1, на которой схематически изображена турбомашина, такая как турбинный двигатель с некапотированным вентилятором 1, которая в английской терминологии называется «open rotor» (англ. - открытый ротор) или «unducted fan» (англ.- некапотированный вентилятор). Данный турбинный двигатель обычно содержит, если следовать спереди назад в направлении течения потока газов F внутри гондолы 2 турбинного двигателя, один или два компрессора 3 согласно компоновке одно- или двухступенчатого газогенератора, кольцевую камеру сгорания 4, турбину высокого давления или две турбины высокого давления и промежуточного давления 5 согласно упомянутой компоновке, а также одну свободную турбину низкого давления 6, которая приводит в движение посредством редуктора или коробки эпициклических передач 7, причем с противоположным вращением, два воздушных винта 8, 9, расположенных соосно по одной линии относительно продольной оси A турбинного двигателя и образующих вентилятор. Альтернативный вариант (не показан) турбинного двигателя мог бы привести, не выходя за рамки изобретения, к размещению воздушных винтов 8 и 9 и коробки эпициклических передач 7 выше по потоку от газогенератора; причем совокупность соединена со свободной турбиной низкого давления 6 посредством внутреннего вала.

Винты, а именно расположенный ниже по потоку винт 8 и расположенный выше по потоку винт 9, расположены в радиальных параллельных плоскостях, перпендикулярных оси A, и вращаются посредством турбины низкого давления 6 и редуктора 7 в противоположных направлениях вращения.

Для этого, как это показано на фиг. 1 и 2, расположенный выше по потоку винт 9 содержит вращающийся цилиндрический корпус 11, связанный во вращении с соответствующей частью редуктора для вращения в одном направлении. Данный вращающийся корпус 11 удерживается подшипниками 12 на неподвижном цилиндрическом корпусе 13. Окончанием корпуса 11, с противоположной редуктору 7 стороны, является вращающаяся втулка с многоугольным кольцом 14, которая обычно размещается в гондоле 2 и в которой, в цилиндрических местах посадки 17, размещаются комли 15 лопастей 16 воздушного винта 9, лопасти которого, таким образом, выступают наружу за пределы гондолы.

Аналогичным образом, расположенный ниже по потоку воздушный винт 8 содержит вращающийся цилиндрический корпус 18, с одной стороны, связанный во вращении с другой частью редуктора 7 для вращения, таким образом, в противоположном направлении. Данный вращающийся корпус 18 удерживается в том месте также подшипниками на неподвижном цилиндрическом корпусе 13 и внутри вращающегося корпуса 17. С другой стороны, корпус 18 оканчивается вращающейся втулкой с многоугольным кольцом 19, в которой, аналогично как в предшествующем случае, размещаются, в местах посадки 20, комли 21 лопастей 22 воздушного винта 8.

В процессе функционирования, вкратце, поток воздуха F, поступающий в турбинный двигатель 1, сжимается, затем смешивается с топливом и сжигается в камере сгорания 4. Образуемые газообразные продукты горения проходят затем в турбины 5 и 6 для приведения в противоположное вращение, посредством эпициклического редуктора 7, воздушных винтов 8, 9, которые обеспечивают бóльшую часть силы тяги.

Газообразные продукты горения удаляются через сопло 10 для увеличения, таким образом, силы тяги турбинного двигателя 1.

Кроме того, лопасти 16 и 22 расположенных выше и ниже по потоку винтов относятся к типу лопастей с изменяемым углом установки, т.е. они могут быть ориентированы вокруг их радиальных осей поворота B при помощи системы изменения или ориентации 23 шага лопастей таким образом, чтобы занимать оптимальное угловое положение в соответствии с рассматриваемыми условиями эксплуатации турбинного двигателя и соответствующими фазами полета. В настоящем описании будет приведена только система ориентации 23 лопастей, сопряженная с расположенным выше по потоку винтом 9. Расположенный ниже по потоку винт 8, который не изображен на фиг. 2 и 3, будет оснащен системой ориентации лопастей, аналогичной или отличающейся от системы, изложенной далее, применительно к расположенному выше по потоку винту.

В связи с этим, как это показано на фиг. 1 и 2, система 23 изменения шага лопастей (таким образом, их угла установки) предусмотрена внутри турбинного двигателя 1, во внутреннем пространстве, расположенном между неподвижным корпусом 13 и вращающимся корпусом 11, соответствующими статической части или статору и подвижной части или ротору воздушного винта 9, соответственно, для изменения углового положения лопасти и, таким образом, шага воздушного винта.

Как это видно на фиг. 2, данная система изменения 23 в основном содержит кольцевой силовой цилиндр 25 линейного действия по продольной оси A турбинного двигателя и механизм соединения 26, соединяющий силовой цилиндр с комлями 15 лопастей 16 расположенного выше по потоку винта 9.

Кольцевой силовой цилиндр 25 окружает статический цилиндрический корпус 13, будучи с ним жестко соединенным. В частности, неподвижная часть (или цилиндр) 27 данного силового цилиндра удерживается в соответствующем положении на статическом корпусе 13 при помощи любых соответствующих средств таким образом, чтобы быть застопоренной относительно него от вращения и поступательного движения. С этой целью предусмотрены упоры 28 в виде заплечика и кольца. Его подвижная часть (или поршневой шток) 29 расположена вокруг неподвижной части 27 для того, чтобы иметь возможность линейно перемещаться согласно оси A в результате действия гидравлического привода силового цилиндра 25 (не показан).

Таким образом, установлено, что поскольку кольцевой силовой цилиндр 25 расположен на части неподвижного корпуса 13 рядом с осью A турбинного двигателя 1 и внутри вращающейся втулки 14, его габаритные размеры и масса уменьшены по сравнению с его установкой непосредственно на данной втулке с многоугольным кольцом вращающегося корпуса 11.

Согласно другой компоновке (не показана), силовой цилиндр мог бы быть отделен от корпуса или неподвижной опоры 13, например, соединительными фланцами или аналогичными средствами и образовывать, таким образом, отдельный, неподвижный и, возможно, монолитный корпус силового цилиндра.

Для препятствования вращению подвижной части 29 (или поршневого штока) относительно неподвижной части 27 (или цилиндра) между двумя частями 27, 29 размещается, по меньшей мере, один осевой шток 39, который проходит через них для их, таким образом, стопорения от вращения относительно друг друга.

Вокруг данного поршневого штока 29, наружного относительно кольцевого силового цилиндра 25, установлена другая часть системы 23, а именно механизм соединения 26 силового цилиндра с лопастями, содержащий подшипник передачи движения 31 и средство соединения 32, в частности, представленное в виде совокупности шарнирных тяг 33.

Согласно данному варианту практического осуществления, подшипник 31 представляет собой двухрядный шарикоподшипник 34 с внутренним кольцом 35, которое удерживается при помощи подвижной части 29 неподвижного кольцевого силового цилиндра. На данной подвижной части 29 также предусмотрены упоры 36, которые служат для ограничения крайних перемещений. Поршневой шток должен иметь возможность располагаться в любой точке длины своей хода. Наружное кольцо 37 подшипника повернуто к вращающейся цилиндрической стенке 38 вращающегося корпуса 11 винта. Для того, чтобы позволить механизму соединения 26 следовать за перемещением, определяемым кольцевым силовым цилиндром 25, поворачиваясь при этом вместе с воздушным винтом, для изменения шага лопастей, как это будет видно в последующем, между наружным кольцом 37 и вращающейся цилиндрической стенкой 38 предусмотрена связь во вращении и свобода в осевом направлении по оси A.

С этой целью средство соединения 32 механизма 26 содержит, между тягами 33 и передаточным подшипником 31, венец 40, который с внутренней стороны окружает наружное кольцо 37 подшипника, а с внешней стороны соединено с внутренней стороной цилиндрической стенки 38 вращающегося корпуса 18 посредством соединения с помощью шлиц или выемок 41, 42, параллельных оси A и, таким образом, воздушному винту. Таким образом, шлицы 41, выполненные снаружи венца 40, могут скользить в пазах 42 цилиндрической стенки на длину хода, позволяя лопастям поворачиваться между двумя ранее определенными крайними положениями. Наружное кольцо 37 передаточного подшипника 31, кроме того, удерживается в осевом направлении в положении в венце 40 и связано с ним во вращении.

Средство соединения 32 механизма 26 содержит тяги 33, равномерно распределенные вокруг кольцевого силового цилиндра 25 и предназначенные для оказания воздействия на комли лопастей 16 для приведения их во вращение вокруг их оси B. Количество тяг соответствует количеству лопастей 16.

В частности, тяги 33 соединены одним из своих соответствующих концов с венцом 40 вокруг осей шарнирного соединения 44, параллельных осям B лопастей. Своим другим концом тяги 33 соединены посредством осей шарнирного соединения 45, параллельных предшествующим, с цапфами 46, которые предусмотрены для расположения приблизительно поперек в конце вращающихся радиальных валов 47, геометрическая ось которых соответствует оси вращения B лопастей, ортогональной оси A. Для этого с противоположной цапфам 46 стороны радиальные валы 47 соединены с комлями 15 соответствующих лопастей 16, установленных вращающимися в местах посадки 17 многоугольного кольца 14. Валы 47, кроме того, удерживаются в радиальном положении при помощи опорных поверхностей 48, предусмотренных на вращающемся корпусе 11 расположенного выше по потоку воздушного винта 9.

На фиг. 2 и 3 изображена, кроме того, кинематическая схема функционирования системы 23 между двумя крайними положениями, которые могут занимать лопасти 16 воздушных винтов, схематически изображенные в поперечном сечении на данных фигурах чертежа. Безусловно, лопасти воздушного винта 9 могут занимать любое другое промежуточное положение между этими двумя крайними положениями.

Предполагается, что, когда система 23 находится в положении, показанном на фиг. 2, в котором управляющий кольцевой силовой цилиндр 25 находится в убранном положении, лопасти 16 расположенного выше по потоку воздушного винта 9 занимают флюгерное положение, т.е. приблизительно по линии продолжения турбинного двигателя, для того, чтобы создавать как можно меньшее сопротивление (лобовое сопротивление). Такое флюгерное положение лопастей воздушного винта используется, например, в случае отказа двигателя, и на фиг. 2 показано поперечное сечение (схематически изображено штрихпунктирной линией) лопасти 16 во флюгерном положении.

Когда необходимо изменить ориентацию лопастей 16 расположенного выше по потоку воздушного винта 9, в действие приводится система изменения шага 23; и в этом контексте на кольцевой силовой цилиндр 25, жестко соединенный своей неподвижной частью 27 корпуса, образуя статор 13 турбинного двигателя, подается команда, приводящая в результате заполнения маслом под давлением соответствующей камеры кольцевого силового цилиндра 25 к поступательному перемещению подвижной части 29 силового цилиндра на требуемую длину хода, которая определена системой изменения шага. В примере, изображенном на фиг. 3, подвижная часть 29 перемещается до занятия максимального выпущенного положения, соответствующего положению реверсирования лопастей 16; причем штоки 39, препятствующие вращению между двумя частями, вместе с тем позволяют осуществлять скольжение подвижной части 29 по неподвижной части 27.

За счет осевого соединения внутреннего кольца 35 с подвижной частью 29 силового цилиндра передаточный подшипник 31 вынужденно осуществляет поступательное движение таким образом, что вращающееся наружное кольцо 37 подшипника, застопоренное в осевом направлении вместе с венцом 40 средства соединения 32 механизма 26, приводит к осуществлению им поступательного движения относительно цилиндрической стенки 38 вращающегося корпуса 18 посредством соединения шлицами или выемками 41, 42. Вполне очевидно, что благодаря присутствию передаточного подшипника 31, разъединяющего силовой цилиндр 25 от воздушного винта 9, механизм соединения 26, перемещаясь поступательным движением за счет шлицевого соединения 41 и 42, поворачивается вместе с корпусом 18 воздушного винта в результате этого же соединения 41, 42 и при помощи радиальных валов 47 лопастей с использованием тяг, в то время как кольцевой силовой цилиндр 25 является неподвижным во вращении, упрощая, кроме того, гидравлические соединения. Два ряда шариков 33 подшипника позволяют передавать без зазора нагрузки, даже если они большие.

Как это показано на фиг. 3, путем поступательного перемещения вправо механизма соединения 26 (подшипника 31 и средства соединения 32) тяги 33 вытягиваются посредством шаровых шарниров 44 и приводят в движение, за счет противоположных шаровых шарниров 45, поперечные цапфы 46, которые образуют плечи рычага типа обычного соединения тяга-кривошип, для облегчения их вращения. Цапфы 46, таким образом, поворачиваются вокруг геометрической оси B радиальных валов 47, с которыми они жестко соединены, в результате чего комли 15 лопастей 16 поворачиваются в их соответствующих местах посадки 17 многоугольного кольца вращающейся втулки 14.

Отмечается, что шаровые шарниры 45, соединяющие тяги 33 с цапфами 46, повторяют, таким образом, круговую траекторию T, центром которой являются оси B радиальных валов 47 поворота лопастей 16, с большим плечом рычага (расстояние между осью шарнирного соединения 45 и осью B), что позволяет передавать усилия (пары сил), уменьшая, как следствие, усилия, передаваемые тягам и силовому цилиндру, и иметь возможность в конечном счете без труда изменять шаг лопастей.

Лопасти 16 занимают, таким образом, одновременно в результате осевого перемещения совокупности тяг, приводимых в движение силовым цилиндром, заданное положение, которое схематично показано на поперечном разрезе на фиг. 3 штрихпунктирной линией одной из лопастей. Данное крайнее положение представляет собой положение реверсирования (фиг. 3), в котором лопасти повернуты по существу, в рамках предусмотренного диапазона, приблизительно 120°, относительно флюгерного положения (фиг. 2) для препятствования, таким образом, движению самолета вперед (образование силы тяги, противоположной скорости самолета) и участия в его торможении.

Кроме того, поскольку кольцевой силовой цилиндр 25 расположен по существу на одной линии с лопастями воздушного винта 9, длина тяг, необходимая для обеспечения вращения лопастей, таким образом, предпочтительно, уменьшена, что способствует получению системы с умеренной массой.

1. Турбомашина, по меньшей мере, с одним воздушным винтом для летательного аппарата, относящаяся к типу, содержащему систему (23) для изменения шага лопастей (16) упомянутого воздушного винта (9), которая содержит кольцевой гидравлический силовой цилиндр (25), жестко соединенный с неподвижным корпусом (13), удерживающим воздушный винт, с линейным управлением и механизм соединения (26), соединяющий кольцевой силовой цилиндр с лопастями вращательной втулки воздушного винта для изменения их ориентации, и содержащая промежуточный передаточный подшипник (31), прикрепленный, с одной стороны, к подвижной части (29) силового цилиндра и взаимодействующий, с другой стороны, со средством соединения (32) механизма с лопастями вращательной втулки таким образом, что передаточный подшипник механизма, приводимый во вращение, передает перемещение поступательного движения подвижной части неподвижного силового цилиндра средству соединения (32) вращательного механизма для изменения ориентации лопастей воздушного винта,
отличающаяся тем, что неподвижный корпус (13) является внутренним по отношению к воздушному винту и размещен близко к продольной оси А турбомашины в противоположность лопастям, установленным в наружной вращательной втулке (14) воздушного винта; тем, что упомянутое средство соединения (32) содержит совокупность тяг (33), распределенных вокруг кольцевого силового цилиндра (25) и соединенных, с одной стороны, с передаточным подшипником (31), а с другой стороны, с вращательными радиальными валами (47), жестко соединенными, соответственно, с комлями лопастей (16) воздушного винта (9), таким образом, чтобы приводить во вращение вращательные радиальные валы и соответствующие лопасти вследствие перемещения поступательного движения тяг механизма соединения (26); и тем, что тяги (33) шарнирно соединены с венцом (40) средства соединения (32), который связан во вращении с вращательной цилиндрической стенкой (38) воздушного винта, а в осевом направлении свободен от нее.

2. Турбомашина по п. 1, в которой промежуточный передаточный подшипник (31) механизма соединения (26) является шарикоподшипником, внутреннее кольцо (35) которого установлено в осевом направлении жестко соединенным на подвижной части (29) кольцевого силового цилиндра, в то время как наружное кольцо (37) взаимодействует со средством соединения (32) механизма, связанного во вращении с вращательной цилиндрической стенкой (38), жестко соединенной с воздушным винтом (9), и свободного в поступательном движении вдоль данной стенки, чтобы следовать за перемещением силового цилиндра.

3. Турбомашина по п. 2, в которой дорожка качения подшипника (31) содержит двойной ряд шариков (34).

4. Турбомашина по п. 1, в которой упомянутые тяги (33) шарнирно соединены, с одной стороны, с венцом (40) средства соединения (32), а с другой стороны, с поперечными цапфами (46), которые предусмотрены на вращательных валах (47) лопастей.

5. Турбомашина по предшествующему пункту, в которой соединение между венцом (40) средства соединения (32) механизма, в котором размещен передаточный подшипник (31), и вращательной цилиндрической стенкой (38) воздушного винта, относится к типу соединения посредством шлиц (41, 42), параллельных оси винта.

6. Турбомашина по п. 1, в которой управляющий кольцевой силовой цилиндр (25) размещен по существу по одной линии с втулкой (14) воздушного винта (9).

7. Турбомашина по п. 1, в которой, соответственно, подвижная (29) и неподвижная (27) части кольцевого силового цилиндра (25) застопорены от вращения относительно друг друга посредством, по меньшей мере, одного осевого штока (39), который проходит через две части параллельно упомянутому силовому цилиндру.

8. Турбомашина, относящаяся к типу, содержащему два соосных воздушных винта противоположного вращения, соответственно, расположенный выше по потоку и ниже по потоку, при этом, по меньшей мере, расположенный выше по потоку воздушный винт (9) оснащен системой (23) изменения шага лопастей (16), которая содержит кольцевой гидравлический силовой цилиндр (25) с линейным управлением, жестко соединенный с неподвижным корпусом (13), удерживающим воздушный винт, и механизм соединения (26), соединяющий кольцевой силовой цилиндр с лопастями вращательной втулки воздушного винта для изменения их ориентации, и содержащая промежуточный передаточный подшипник (31), прикрепленный, с одной стороны, к подвижной части (29) силового цилиндра и взаимодействующий, с другой стороны, со средством соединения (32) механизма с лопастями вращательной втулки таким образом, что передаточный подшипник механизма, приводимый во вращение, передает перемещение поступательного движения подвижной части неподвижного силового цилиндра средству соединения (32) вращательного механизма для изменения ориентации лопастей воздушного винта,
отличающаяся тем, что неподвижный корпус (13) является внутренним по отношению к воздушному винту и размещен близко к продольной оси А турбомашины в противоположность лопастям, установленным в наружной вращательной втулке (14) воздушного винта; тем, что упомянутое средство соединения (32) содержит совокупность тяг (33), распределенных вокруг кольцевого силового цилиндра (25) и соединенных, с одной стороны, с передаточным подшипником (31), а с другой стороны, с вращательными радиальными валами (47), жестко соединенными, соответственно, с комлями лопастей (16) воздушного винта (9), таким образом, чтобы приводить во вращение радиальные валы и соответствующие лопасти вследствие перемещения поступательного движения тяг механизма соединения (26); и тем, что тяги (33) шарнирно соединены с венцом (40) средства соединения (32), который связан во вращении с вращательной цилиндрической стенкой (38) воздушного винта, а в осевом направлении свободен от нее.

9. Турбомашина по п. 8, в которой промежуточный передаточный подшипник (31) механизма соединения (26) является шарикоподшипником, внутреннее кольцо (35) которого установлено в осевом направлении жестко соединенным на подвижной части (29) кольцевого силового цилиндра, в то время как наружное кольцо (37) взаимодействует со средством соединения (32) механизма, связанного во вращении с вращательной цилиндрической стенкой (38), жестко соединенной с воздушным винтом (9), и свободного в поступательном движении вдоль данной стенки, чтобы следовать за перемещением силового цилиндра.

10. Турбомашина по п. 9, в которой дорожка качения передаточного подшипника (31) содержит двойной ряд шариков (34).

11. Турбомашина по п. 8, в которой упомянутые тяги (33) шарнирно соединены, с одной стороны, с венцом (40) средства соединения (32), а с другой стороны, с поперечными цапфами (46), которые предусмотрены на вращающихся валах (47) лопастей.

12. Турбомашина по предшествующему пункту, в которой соединение между венцом (40) средства соединения (32) механизма, в котором размещен передаточный подшипник (31), и вращательной цилиндрической стенкой (38) воздушного винта, относится к типу соединения посредством шлиц (41, 42), параллельных оси винта.

13. Турбомашина по п. 8, в которой управляющий кольцевой силовой цилиндр (25) размещен по существу по одной линии с втулкой (14) воздушного винта (9).

14. Турбомашина по п. 8, в которой, соответственно, подвижная (29) и неподвижная (27) части кольцевого силового цилиндра (25) застопорены от вращения относительно друг друга посредством, по меньшей мере, одного осевого штока (39), который проходит через две части параллельно упомянутому силовому цилиндру.



 

Похожие патенты:

Устройство управления для ориентирования лопаток вентилятора турбовинтового двигателя включает набор лопаток вентилятора с регулируемой ориентацией, связанный с вращающимся кольцом, механически соединенным с ротором турбины, а также цилиндр, центрированный по оси вращающегося кольца и связанный во вращении с ротором турбины.

Ступица винта с лопастями с изменяемым углом установки для турбомашины содержит многоугольное кольцо для удержания лопастей и соединительное средство, связывающее многоугольное кольцо с элементом ротора турбины турбомашины.

Система изменения угла атаки лопаток рабочего колеса, смонтированных на втулке, вращающейся вдоль оси рабочего колеса, содержит бесщеточный электродвигатель и механические соединительные средства.

Устройство управления ориентацией лопастей вентилятора турбовинтового двигателя, содержащего по меньшей мере один узел (24a) лопастей (26) вентилятора с регулируемой ориентацией, неподвижно соединенный во вращении с вращающимся кольцом (28a), механически связанным с ротором турбины.

Турбомашина содержит, по меньшей мере, один винт без обтекателя с лопатками с изменяемым углом установки. Эти лопатки удерживаются цилиндрическими пластинами, установленными вращающимися вокруг их осей (В) в радиальных пазах кольцевого роторного элемента и соединенными их радиально внутренними концами с регулировочным кольцом.

Устройство управления ориентацией лопаток вентилятора турбовинтового двигателя, содержащего систему (24а) лопаток (26) вентилятора с регулируемой ориентацией, жестко соединенную при вращении с вращающимся кольцом (28а).

Система регулирования шага лопасти воздушного винта в турбовальном двигателе содержит первую и вторую кольцевые направляющие, активирующий элемент, а также первый и второй блокирующие элементы.

Изобретение относится к воздушному винту любого типа, применяемому в системе с одним воздушным винтом или в системе с контрвинтом, предпочтительно, авиационного турбореактивного или турбовинтового двигателя.

Изобретение относится к турбовинтовому двигателю с воздушными винтами изменяемого шага, в котором каждый воздушный винт содержит набор лопастей управляемого изменяемого шага.

Лопасть (l1) предназначена для установки на втулке (12, 13) винта турбомашины таким образом, что пустое пространство (18, I8A, 18B) предусмотрено между основанием (14A) лопасти (14) и стороной втулки (12, 13), противолежащей основанию (14A).

Изобретение относится к конструкциям турбовинтовых двигателей. Турбовинтовой двигатель содержит, по меньшей мере, один набор лопастей (26) вентилятора с изменяемым шагом, устройство для регулирования шага лопастей вентилятора, выполненного с принудительным вращением при помощи поворотного кольца (28b), центрированного по продольной оси (12) и механически присоединенного к ротору турбины.

Изобретение относится к области авиации, в частности к устройствам регулирования шага винтов. Устройство с винтами противоположного вращения, имеющее средство изменения шага, содержит пару винтов противоположного вращения с изменяемым шагом.

Изобретение относится к турбовинтовому двигателю с воздушными винтами изменяемого шага, в котором каждый воздушный винт содержит набор лопастей управляемого изменяемого шага.

Изобретение относится к устройству регулировки угла установки лопастей винта изменяемого шага, к винту изменяемого шага, к устройству управления для приведения в действие устройства регулировки, к способу регулировки угла установки лопастей винта, устройству управления и вычислительному устройству.

Изобретение относится к авиационной технике. .

Изобретение относится к авиации и, в частности, к системам управления несущим винтом винтокрылых летательных аппаратов. .

Изобретение относится к авиастроению, в частности к устройству для управления результирующей аэродинамической силой винта. .
Наверх