Результат интеллектуальной деятельности: РЕВЕРСИВНОЕ УСТРОЙСТВО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к турбореактивным двухконтурным двигателям и может быть использовано в авиационной промышленности.

Известно реверсивное устройство, в котором имеются неподвижный каркас и подвижный обтекатель с уплотнительными элементами между ними, поворотные створки, шарнирно соединенные двухзвенным рычажным механизмом с неподвижным каркасом и с контактными площадками (патент RU №1563310, F02K 1/68, опубл. 15.05.1994).

Недостатком известной конструкции является отсутствие удобного доступа к газогенератору двигателя и сложный съем реверсивного устройства вследствие того, что отсутствуют быстроразъемные замки, а элементы реверсивного устройства выполнены кольцевыми и неразборными.

Известна конструкция мотогондолы, в которой с целью обеспечения доступа к газогенератору сдвигается назад хвостовая часть, расположенная непосредственно за реверсивным устройством (патент RU №2135397, B64D 29/06, опубл. 27.08.1999).

Недостатком известной конструкции является то, что из-за неподвижности реверсивного устройства затруднен доступ к газогенератору, кроме того, сдвигаемая часть крепится за внутреннюю обшивку канала наружного контура, в результате чего в наружном контуре установлены стойки, вызывающие дополнительные потери при обтекании воздухом.

Также известно реверсивное устройство, в котором сдвигается наружная часть реверсивного устройства, кроме отклоняющих поток решеток (патент FR №2911372, F02K 1/72, опубл. 18.07.2008).

Недостатком известной конструкции является то, что неподвижные решетки осложняют работы с газогенератором, кроме того, проблематична установка перекрывающих створок реверсивного устройства вследствие того, что известные схемы перекрывающих створок для конструкций с решетчатыми реверсивными устройствами имеют крепление за переднюю неподвижную часть (или внутреннюю обшивку), которая не сдвигается.

Наиболее близким к заявляемому является реверсивное устройство, представляющее из себя две конструкции, первая из которых сдвигается относительно другой для перекладки на режиме обратной тяги и обратно на режим прямой тяги, а вторая сдвигается вместе с первой для проведения обслуживания (патент US №7484356, F02K 3/02, опубл. 03.02.2009). При этом реверсивное устройство включает подвижный обтекатель, перекрывающие створки, установленные со стороны наружного воздушного канала в двигателе, силовой каркас, выполненный в виде основной секции с отклоняющими решетками и разъемом.

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является то, что сдвигаемая конструкция, включающая подвижный обтекатель и решетки, крепится одновременно и к пилону, и к двигателю. Известно, что двигатель в процессе работы перемещается на некоторую величину совместно с установленным на нем реверсивным устройством относительно пилона крыла. Такое крепление может вызвать механическое воздействие на конструкцию реверсивного устройства от элементов пилона крыла и даже привести к поломке реверсивного устройства.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности работы и эксплуатационной технологичности реверсивного устройства за счет обеспечения возможности доступа к газогенератору, съема реверсивного устройства без съема двигателя, съема двигателя без съема реверсивного устройства, а также возможности съема и транспортировки двигателя совместно с реверсивным устройством.

Заявленный технический результат достигается тем, что реверсивное устройство турбореактивного двигателя, включающее подвижный обтекатель, перекрывающие створки, установленные со стороны наружного воздушного канала в двигателе, силовой каркас, выполненный в виде основной секции с отклоняющими решетками и разъемом, содержит дополнительную секцию, установленную в разъеме основной секции силового каркаса и образующую с основной секцией жесткую замкнутую кольцевую конструкцию, при этом дополнительная секция выполнена в виде рамки или нескольких отдельных поперечных элементов и прикреплена к основной секции силового каркаса болтовым соединением.

Основная или дополнительная секция силового каркаса выполнена с элементами фиксации на пилоне крыла самолета, преимущественно для закрепления со стороны створок мотогондолы и со стороны наружного сопла двигателя.

Ширина разъема основной секции силового каркаса выполнена на 10…100 мм больше ширины пилона крыла самолета.

Установка в разъеме основной секции силового каркаса дополнительной секции, образующей с основной секцией жесткую замкнутую кольцевую конструкцию и выполненной в виде рамки или нескольких отдельных поперечных элементов, позволяет исключить необходимость крепления основной секции каркаса с решетками за элементы пилона крыла, что исключает воздействие пилона на конструкцию мотогондолы при работе двигателя и его перемещениях относительно пилона крыла, что в целом повышает надежность работы реверсивного устройства. Наличие дополнительной секции силового каркаса позволяет осуществлять съем двигателя с пилона и его транспортировку как совместно с реверсивным устройством, так и без него.

Крепление дополнительной секции к основной секции силового каркаса болтовым соединением позволяет отсоединять секцию с решетками, подвижным обтекателем и всеми имеющимися в конструкции направляющими от дополнительной секции (поперечных балок), что позволяет дополнительно повысить эксплуатационную технологичность всей конструкции.

Установка в верхней части основной или дополнительной секций силового каркаса специальных элементов для фиксации на пилоне крыла, по меньшей мере, в двух местах, преимущественно со стороны створок мотогондолы и со стороны наружного сопла двигателя, дает возможность при проведении техобслуживания сдвигать часть силового каркаса вместе с подвижным обтекателем вдоль оси двигателя, что также позволяет повысить эксплуатационную технологичность реверсивного устройства.

Выполнение ширины разъема основной секции силового каркаса на 10…100 мм больше ширины пилона крыла исключает повреждение деталей об элементы пилона, что повышает надежность реверсивного устройства. При увеличении ширины разъема >100 мм уменьшается пространство для установки отклоняющих решеток.

На фиг.1 изображен внешний вид реверсивного устройства авиационного двигателя на прямой тяге.

На фиг.2 - внешний вид реверсивного устройства авиационного двигателя на режиме реверсирования тяги.

На фиг.3 - внешний вид реверсивного устройства авиационного двигателя при обслуживании.

На фиг.4 - продольный разрез реверсивного устройства на прямой тяге.

На фиг.5 - продольный разрез реверсивного устройства на режиме реверсирования тяги.

На фиг.6 - элемент I на фиг.4 в увеличенном виде.

На фиг.7 - силовой каркас реверсивного устройства.

На фиг.8 - элемент II на фиг.7 в увеличенном виде.

На фиг.9 - дополнительная секция силового каркаса.

На фиг.10 - внешний вид реверсивного устройства без дополнительной секции.

Реверсивное устройство 1 двухконтурного турбореактивного двигателя 2 находится в задней части двигателя за створками мотогондолы 3 и совмещено с наружным соплом двигателя 2. Реверсивное устройство 1 состоит из подвижного обтекателя 4, основной секции 5 силового каркаса 6 с отклоняющими решетками 7, перекрывающих створок 8, установленных со стороны наружного воздушного канала 9 в двигателе, дополнительной секции 10 силового каркаса 6. Подвижный обтекатель 4 состоит из двух корпусов: наружного 11 и внутреннего 12, соединенных между собой в зоне наружного сопла. В передней части подвижного обтекателя 4 имеется площадка для организации герметичного уплотнения воздушного канала 9 в режиме прямой тяги. Подвижный обтекатель 4 выполнен в форме разомкнутого цилиндра. Такая форма обусловлена тем, чтобы при сдвигании обтекателя 4 он мог проходить по обе стороны от пилона 13 крыла самолета с необходимым зазором. Основная секция 5 силового каркаса 6 с отклоняющими решетками 7 содержит в себе передний шпангоут 14 в виде незамкнутого кольца, задний шпангоут 15 также в виде незамкнутого кольца. Между шпангоутами 14 и 15 расположены жестко установленные отклоняющие решетки 7. На шпангоутах 14 и 15 силового каркаса 6 установлены от 3-х до 8-ми направляющих элементов 16 для возможности перемещения подвижного обтекателя 4. Элементы 16 придают дополнительную жесткость силовому каркасу 6. На каркасе 6 выполнены также направляющие элементы 17 для сдвигания каркаса при проведении обслуживания. На переднем шпангоуте 14 со стороны расположения решеток 7 установлен эластичный элемент 18 для организации герметичного уплотнения воздушного канала 9. Ширина разъема С основной секции 5 силового каркаса 6 выполнена на 10…100 мм больше ширины пилона 13 крыла самолета. Основная секция 5 силового каркаса 6 соединяется с дополнительной секцией 10 болтовым соединением 19 и образует с ней замкнутую цилиндрической формы конструкцию, обладающую жесткостью, необходимой для надежной работы конструкции. Реверсивное устройство 1 крепится на двигателе 2 быстроразъемным замком 20, соединяющим фланец переднего шпангоута 14 и фланец 21 двигателя. На передней части подвижного обтекателя 4 со стороны воздушного канала 9 шарнирными соединениями 22 установлены створки 8 реверсивного устройства, соединенные двухзвенным рычажным механизмом 23 с передним шпангоутом 14. Двухзвенный механизм 23 состоит из переднего 24 и заднего 25 рычагов по потоку воздуха 26. Передний рычаг 24 соединен с передним шпангоутом 14 шарнирным соединением 27, задний рычаг 25 соединен с передним рычагом 24 шарнирным соединением 28 и со створкой 8 шарнирным соединением 29. Створка 8 и задний рычаг 25 выполнены с контактными площадками 30 и 31 соответственно, по которым они контактируют при раскрытии реверсивного устройства 1.

Основная секция 5 или дополнительная секция 10 силового каркаса 6 в верхней своей части имеет специальные элементы 32 фиксации для крепления на пилоне 13 крыла самолета, минимум в двух местах, преимущественно со стороны створок мотогондолы 3 и со стороны наружного сопла двигателя 2.

Реверсивное устройство турбореактивного двигателя работает следующим образом.

При работе на режиме прямой тяги подвижный обтекатель 4 расположен передней кромкой внутреннего корпуса 12 вблизи эластичного элемента 18 с обеспечением герметичного уплотнения. Двухзвенный рычажный механизм 23 находится в сложенном положении и не создает препятствий потоку 26. Основная секция 5 силового каркаса 6 с решетками 7 и с подвижным обтекателем 4 соединена с дополнительной секцией 10 и представляет собой жесткую замкнутую кольцевую конструкцию.

При перекладке на режим обратной тяги подвижный обтекатель 4 смещается по направляющим 16 силового каркаса 6 по направлению потока 26, двухзвенный рычажный механизм 23 раскладывается, створки 8 перекрывают воздушный канал 9 и одновременно открывают отклоняющие решетки 7 для прохождения воздушного потока 26 и создания обратной тяги.

При необходимости проведения технических работ и доступа к двигателю силовой каркас 6, состоящий из основной секции 5 и дополнительной секции 10, фиксируется в верхней своей части на пилоне 13 крыла самолета специальными элементами 32, расположенными на основной секции 5 или дополнительной секции 10 (см. фиг.9), быстроразъемный замок 20 открывается, отсоединяя передний шпангоут 14 основной секции 5 силового каркаса 6. После этого основная секция 5 силового каркаса 6 с отклоняющими решетками 7 и с подвижным обтекателем 4 смещается в сторону сопла по направляющим 17 силового каркаса 6 и создает пространство 33 (см. фиг.3) для работы с двигателем, а двигатель 2 при необходимости может быть снят без реверсивного устройства 1.

При необходимости съема реверсивного устройства 1 разбирается болтовое соединение 19, после чего реверсивное устройство 1 может быть снято, а дополнительная секция 10 (или отдельные поперечные балки) при транспортировке реверсивного устройства 1 может использоваться как технологический элемент для фиксации незамкнутой части конструкции.

При необходимости снятия двигателя 2 совместно с реверсивным устройством 1 разъединяются места подвески двигателя, и двигатель 2 снимается. Силовой каркас 6 и быстроразъемное соединение замком 20 обеспечивают целостность конструкции двигателя 2 и реверсивного устройства 1 при транспортировке.