Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ ЗАКРЫТИЯ И СТОПОРЕНИЯ ДЛЯ РЕВЕРСОРА ТЯГИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ, РЕВЕРСОР ТЯГИ И ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Область техники

Настоящее изобретение относится к области реверсоров тяги турбореактивного двигателя летательного аппарата и, в частности, касается стопорных устройств и систем обнаружения закрытия и стопорения таких реверсоров.

Настоящее изобретение относится как к реверсорам с поворотными створками, которыми оборудован двухконтурный турбореактивный двигатель, показанный на фиг.1, так и к реверсорам с решетками, защищенными раздвижными обтекателями (на чертеже не показан), и к реверсорам с подвижными капотами (на чертеже не показан), установленным на выходе фюзеляжа.

Как показано на фиг.1, реверсоры 1 турбореактивного двигателя 2, как правило, содержат элементы 3, выполненные подвижными между закрытым положением 4 и открытым положением 5. Закрытое положение 4 позволяет воздушному потоку или потоку горячих газов, выбрасываемому назад, свободно проходить для придания за счет реактивной силы турбореактивному двигателю 2 тяги для движения вперед летательного аппарата. Открытое положение 5 позволяет отклонять полностью или частично поток по бокам вперед, чтобы получить реверсирование тяги турбореактивного двигателя 2, предназначенное для торможения летательного аппарата во время посадки.

Необходимо, чтобы подвижные элементы 3 реверсоров 1 тяги оставались закрытыми в течение всего времени взлета и полета самолета.

Предшествующий уровень техники

Известные подвижные элементы реверсоров тяги удерживаются в закрытом положении при помощи избыточной системы стопорения, содержащей устройства первичного, вторичного и, в случае необходимости, третичного стопорения, описанного, например, в патенте ЕР-А-0843089.

В этой системе используется большое число датчиков для наблюдения за состоянием всех затворов, а также за закрытием каждого подвижного элемента реверсора, при этом один датчик установлен соответственно на каждом первичном, вторичном и третичном затворе, а вблизи положения закрытия подвижного элемента дополнительно устанавливают другие датчики для управления его закрытием.

Эти датчики соединены с центральным пунктом наблюдения («мониторинг») для того, чтобы из кабины пилота можно было убедиться в закрытии и стопорении реверсоров тяги двигателей самолета.

Недостаток заключается в том, что центральный пункт содержит ограниченное число входов, и только один или два входа предназначены для каждого подвижного элемента, и в том, что из-за большого числа датчиков невозможно непосредственно соединить все эти датчики с центральным пунктом наблюдения.

Следовательно, центральный пункт управления можно соединить только с одним или двумя датчиками на каждом подвижном элементе, чтобы одновременно контролировать закрытие подвижного элемента и срабатывание стопорения.

В патенте FR-A-2488335 описано, в частности, стопорное устройство подвижного элемента решеточного реверсора, оборудованного системой, позволяющей одновременно обнаруживать переход подвижного элемента в положение закрытия и срабатывание стопорного устройства. Стопорное устройство содержит:

- крюк, неподвижно соединенный с подвижным элементом;

откидную защелку, оборудованную захватным выступом, взаимодействующим с крюком; и

- систему двойного обнаружения закрытия и стопорения подвижного элемента реверсора, при этом система содержит датчик, на который действует рычаг, приводимый в действие при закрытии подвижного элемента и при срабатывании стопорной защелки.

Рычаг шарнирно соединен с откидной частью стопорной защелки и содержит два плеча, одно из которых находится в контакте с основанием крюка подвижного элемента, а другое - с датчиком.

Недостатком этой системы обнаружения является то, что она не позволяет обнаружить отказ при повреждении одной из взаимодействующих при стопорении деталей. В таких случаях, например, если изогнутый конец крюка сломан или если захватный выступ вырван, или если подвижный элемент (створка) перекошен, устройства обнаружения известного типа могут сигнализировать о том, что подвижные элементы закрыты и стопора включены, тогда как плохо застопоренный подвижный элемент может открыться в полете, в частности, при взлете, что приводит к наихудшим последствиям.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков известных технических решений и создание системы обнаружения закрытия и стопорения подвижного элемента реверсора тяги турбореактивного двигателя, позволяющей обнаружить поломку деталей, взаимодействующих при стопорении, в частности, поломку детали устройства первичного стопорения с крюком и стопорным выступом, в частности поломку изогнутого конца крюка и/или разрушение стопорного выступа.

В частности, речь идет об использовании только одного датчика обнаружения для обеспечения двойной функции: обнаружения присутствия стопорного выступа в положении закрытия и присутствия конца стопорного крюка в положении срабатывания, чтобы получить один или два сигнала для каждого наблюдаемого подвижного элемента реверсора и соединить напрямую системы обнаружения закрытия и стопорения подвижных элементов с несколькими входами, предусмотренными для этих целей на центральном пункте наблюдения («мониторинг»), аналогичном устанавливаемым в настоящее время на самолетах.

Сущность изобретения

В соответствии с настоящим изобретением эти задачи решаются при помощи стопорного устройства с крюком и стопорным выступом, при этом стопорное устройство оборудовано системой двойного обнаружения, позволяющей одновременно убедиться в закрытии подвижного элемента и в срабатывании стопорения за счет комбинации средства обнаружения закрытия захватного выступа подвижного элемента и средства обнаружения конца стопорного крюка в положении зацепления с выступом, при этом средства обнаружения действуют в комбинации на датчик, при этом датчик срабатывает только тогда, когда стопорный выступ находится в положении закрытия и когда изогнутый конец крюка находится в положении зацепления с выступом.

Таким образом, система двойного обнаружения выполняет функции, с одной стороны, обнаружения присутствия стопорного выступа в месте, соответствующем концу хода закрытия подвижного элемента и соответствующем его положению зацепления с крюком, и, с другой стороны, обнаружения присутствия конца изогнутой части крюка в месте, соответствующем его положению зацепления с выступом.

Предпочтительно такая система позволяет контролировать совокупное условие, при котором стопорный выступ находится в положении закрытия и при котором стопорный крюк находится в положении зацепления, что является комбинированным условием, позволяющим убедиться, что подвижный элемент находится в закрытом положении с исправным стопорным выступом и что стопорение действительно произошло с крюком, остающимся исправным до самого своего конца.

Настоящее изобретение касается стопорного устройства подвижного элемента реверсора тяги, содержащего:

- стопорный крюк, содержащий изогнутый конец;

стопорный выступ, предназначенный для

установки на подвижном элементе и для взаимодействия с упомянутым крюком; и

систему двойного обнаружения закрытия и стопорения, содержащую датчик,

отличающегося тем, что дополнительно содержит первое средство обнаружения стопорного выступа и приведения в действие второго средства обнаружения изогнутого конца крюка.

Предпочтительно, чтобы первое средство обнаружения содержало рычаг взведения.

Предпочтительно, чтобы крюк и рычаг взведения были шарнирно соединены вокруг одной и той же оси.

Предпочтительно, чтобы рычаг взведения содержал два плеча, расположенные по обе стороны от оси, при этом первое плечо содержало конец, выполненный с возможностью вхождения в контакт с захватной деталью, а второе плечо содержало конец, соединенный со вторым средством обнаружения.

Предпочтительно, чтобы второе средство обнаружения содержало плавающую деталь, выполняющую роль щупа, и/или, по меньшей мере, одну подвижную деталь, соединенную с датчиком для обнаружения присутствия изогнутой части крюка на месте положения зацепления.

Изобретение применяется в устройстве первичного стопорения подвижного элемента.

Настоящее изобретение касается также реверсора тяги, содержащего, по меньшей мере, один подвижный элемент, оборудованный таким стопорным устройством.

Изобретение касается также турбореактивного двигателя, оборудованного реверсором тяги, содержащим такое стопорное устройство.

Описание чертежей

Другие отличительные признаки или преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 изображает вид в частичном разрезе турбореактивного двигателя, оборудованного реверсорами тяги с поворотными створками известного типа, при этом в верхней части фигуры показана створка реверсора в закрытом положении, а в нижней части - открытая створка реверсора.

Фиг.2 - вид снизу створки реверсора, удерживаемой в закрытом положении стопорным устройством, оборудованным системой обнаружения закрытия и стопорения в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3 и 4 изображают вид снизу стопорного устройства и системы обнаружения в соответствии с настоящим изобретением соответственно в открытом и закрытом положении затвора створки.

Фиг.5-9 - вид в плане стопорного устройства, оборудованного системой обнаружения в соответствии с настоящим изобретением, во время фазы закрытия, при этом на фигурах показано устройство, когда соответственно:

- створка открыта, стопорный выступ находится в положении расцепления;

- створка находится в процессе закрытия, при этом выступ входит в контакт с системой обнаружения;

- выступ входит в зацепление с системой обнаружения;

- стопорный крюк входит в зацепление с выступом створки;

- стопорный крюк полностью зацеплен и приводит в действие систему обнаружения закрытия и стопорения в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.10 изображает вид в плане стопорного устройства, оборудованного системой обнаружения в соответствии с настоящим изобретением, когда стопорный выступ и стопорный крюк находятся в зацеплении, но изогнутый конец сломан.

Фиг.11 - вид в плане стопорного устройства, оборудованного системой обнаружения в соответствии с настоящим изобретением, когда стопорный выступ отсутствует.

Подробное описание варианта осуществления изобретения

На фиг.2 показан подвижный элемент 3 реверсора тяги турбореактивного двигателя, выполненный в данном примере в виде поворотной створки 3, содержащей затвор 14, оборудованный стопорным выступом 6, при этом подвижный элемент удерживается в закрытом положении стопорным устройством 7 с откидным крюком 8, оборудованным системой 10 комбинированного обнаружения закрытия и стопорения в соответствии с настоящим изобретением. Система позволяет одновременно убедиться, что стопорный выступ 6 подвижного элемента 3 находится в положении закрытия и что изогнутая часть 13 стопорного крюка 8 находится в положении зацепления.

Показанный на чертеже подвижный элемент 3 в данном случае может быть левой створкой реверсора, если смотреть снизу, или правой створкой, если смотреть сверху. Подвижный элемент 3 установлен на оси А, установленной на промежуточном каркасе I (поперечный пояс) рамы гондолы турбореактивного двигателя. Подвижный элемент 3 открывается наружу (верхняя часть фигуры) поворотным движением, показанным пунктирной линией М-М под действием привода, такого как силовой цилиндр 9, показанный на фиг.1. Как правило, подвижный элемент 3 удерживается устройством вторичного стопорения, блокирующим силовой цилиндр, устройством третичного стопорения (на чертеже не показано), установленным в центральной части наружного борта подвижного элемента 3, и двумя устройствами 7 первичного стопорения, закрепленными в двух противоположных бортах створки. На переднем плане фиг.2 показано только одно стопорное устройство 7.

Стопорное устройство 7 содержит откидной стопорный крюк 8, неподвижно соединенный с рамой гондолы, и стопорный выступ 6 (или любую другую деталь захватного типа), неподвижно соединенный с затвором 14, закрепленным на подвижном элементе 3.

Согласно варианту выполнения, показанному на фиг.3 и 5, крюк 8 поворачивается вокруг оси С, установленной на элементе J, неподвижно соединенном с продольной балкой L рамы гондолы реверсора турбореактивного двигателя. По одну сторону от оси С крюк 8 содержит приводную часть 11, соединенную с приводным силовым цилиндром 12, и по другую сторону от оси С - изогнутую часть 13, содержащую гнездо для стопорного выступа 6 и заканчивающуюся концом, пересекающим в поперечном направлении линию траектории М-М выступа.

Стопорный выступ 6 выполнен на затворах 14, неподвижно соединенных с подвижным элементом 3, при этом ось стопорного выступа 6 является по существу параллельной оси А подвижного элемента 3.

Как показано на фиг.4, система 10 комбинированного обнаружения закрытия створок, связанная со стопорным устройством 7, содержит датчик 15. Датчик 15 выполнен, например, в виде электрического контактора или бесконтактного преобразователя. Предусмотрено, чтобы система двойного обнаружения в соответствии с настоящим изобретением вырабатывала электрический сигнал только в том случае, когда стопорный выступ 6 находится в положении зацепления (это значит, что подвижный элемент 3 находится в закрытом положении) и когда приведен в действие крюк 8. Таким образом, как показано на фиг.4, датчик 15 находится в замкнутом состоянии, которое позволяет передать электрический сигнал, когда система 10 одновременно обнаруживает присутствие стопорного выступа 6 в положении закрытия и присутствие изогнутого конца 13 крюка 8 в положении зацепления (совокупное условие).

Согласно варианту выполнения, показанному на фиг.2-11, система 10 обнаружения содержит откидной рычаг 16, плавающую деталь 17, выполняющую роль щупа, и механическую приводную трансмиссию 18, соединенную с датчиком 15 электромеханического типа.

Рычаг 16 установлен параллельно крюку 8 с возможностью поворота вокруг оси, совпадающей в данном случае с осью С крюка. Рычаг 16 содержит два плеча, расположенные по обе стороны от поворотной оси С, при этом первое плечо рычага 16 совпадает по направлению с крюком 8 и расположено поперечно к траектории М-М выступа, а второе плечо 20 своим концом шарнирно соединено с плавающей деталью 17. Деталь 17 установлена с возможностью свободного вращения на шарнирной оси В на конце второго плеча 20. Рычаг 16 имеет форму бумеранга, при этом оба плеча образуют тупой угол. Плавающая деталь 17 содержит две части с каждой стороны оси В ее шарнирного соединения с рычагом 16, при этом первая часть образует головку 21 с уплощенной гранью, которая в состоянии покоя находится на периферии траектории М-М выступа, а вторая часть плавающей детали 17 шарнирно соединена с тягами механической приводной трансмиссии 18, соединенной с угловой передачей 19, действующей на датчик 15.

Первая пружина (на фигурах не показана) стремится отжать первое плечо рычага 16 в направлении стопорного выступа 6 (вращение рычага 16 против часовой стрелки). Вторая пружина (на фигурах не показана) действует на плавающую деталь 17 и на детали механической трансмиссии 18 привода датчика 15, отводя второе плечо угловой передачи 19 от датчика 15 (вращение плавающей детали 17 по часовой стрелке).

Механическая трансмиссия 18 содержит тягу, угловую передачу 19 и две серьги 22, 23, соединяющие соответственно вторую часть плавающей детали 17 с одним концом тяги механической приводной трансмиссии 18 и второй конец тяги механической приводной трансмиссии 18 с первым плечом угловой передачи 19. Угловая передача 19 содержит второе плечо, находящееся рядом с датчиком 15 и предназначенное для воздействия на этот датчик.

Когда, как показано на фиг.3 и 5, подвижный элемент 3 находится в открытом положении, то есть стопорный выступ 6 находится за пределами своего положения закрытия, а стопорный крюк 8 не задействован (разблокировка), плавающая деталь 17 отведена рычагом 16 за пределы траектории М-М выступа и за пределы досягаемости крюка 8. Угловая передача 19 на датчик 15 не действует.

Когда, как показано на фиг.4, подвижный элемент 3 находится в закрытом и застопоренном положении, то есть стопорный выступ 6 находится в положении закрытия вместе с крюком 8, а крюк 8 находится в положении зацепления, рычаг 16 оттягивает плавающую деталь в направлении крюка, и конец 13 крюка заставляет плавающую деталь 17 повернуться таким образом, чтобы механическая трансмиссия 18, содержащая угловую передачу 19, действовала на датчик 15. Датчик оказывается в замкнутом состоянии, обеспечивающем передачу электрического сигнала, указывающего на реализацию двойной функции: обнаружение присутствия стопорного выступа 6 в положении закрытия и обнаружение присутствия изогнутого конца 13 крюка в положении зацепления, что свидетельствует о закрытии и стопорении створки.

На фиг.5-9 детально показаны последовательные конфигурации системы 10 обнаружения во время фазы закрытия подвижного элемента.

На фиг.5 детально показано состояние системы 10 обнаружения, когда подвижный элемент 3 находится в открытом положении, то есть стопорный выступ 6 находится далеко от своего положения закрытия с крюком 8, а стопорный крюк 8 не задействован. Под действием первой пружины рычаг 16 отводит плавающую деталь 17 за пределы траектории М-М выступа и на расстояние от положения, которое занимает конец 13 крюка 8 в состоянии зацепления. Механическая трансмиссия 18 толкает угловую передачу 19 за счет действия второй пружины и не действует на датчик 15 (контакт не замкнут), который не вырабатывает никакого сигнала.

На фиг.6 подвижный элемент закрывается и стопорный выступ 6 входит в контакт с рычагом 16.

Когда, как показано на фиг.7, подвижный элемент полностью достигает своего закрытого положения, стопорный выступ 6 приходит в положение Р закрытия и толкает рычаг 16, который направляет плавающую деталь 17 внутрь траектории М-М выступа и к крюку 8. Вместе с тем такое смещение плавающей детали 17 не приводит к созданию тягового усилия на механическую трансмиссию 18. Действительно, плавающая деталь 17, а также серьга 22 между этой деталью 17 и трансмиссионной тягой 18 при повороте имеют люфт. Под действием второй возвратной пружины трансмиссия 18 удерживает угловую передачу 19 на удалении от датчика 15 (контакт не замкнут, сигнала нет).

На фиг.8 стопорный выступ 6 находится в положении Р закрытия, и силовой цилиндр (на фигуре не показан) действует на крюк 8 в направлении его положения зацепления для стопорения выступа 6 в положении Р закрытия и для удержания подвижного элемента. Пока конец 13 крюка не дошел до головки 21 плавающей детали 17, угловая передача 19 трансмиссии 18 не оказывает действия на датчик 15.

На фиг.9 показана конфигурация устройства 7 стопорения и системы 10 комбинированного обнаружения закрытия створок в соответствии с настоящим изобретением, когда крюк 8 полностью достигает положения V зацепления и изогнутый конец 13 крюка 8 толкает плавающую деталь 17, головка 21 которой до этого занимала упомянутое положение V.

Головка 21 плавающей детали 17 содержит уплощенную грань, поперечную и предпочтительно по существу перпендикулярную к ходу крюка 13, то есть по существу параллельную траектории М-М выступа 6.

Когда крюк 8 полностью приходит в положение V зацепления, изогнутый конец 13 крюка толкает уплощенную грань головки 21 плавающей детали 17 и выталкивает ее из положения V зацепления за пределы траектории М-М выступа. Плавающая деталь 17 поворачивается вокруг своей шарнирной оси В соединения с рычагом 16, который удерживается на месте стопорным выступом 6. Поворот плавающей детали 17 создает тяговое усилие, действующее на весь узел механической трансмиссии 18 (серьги, тяга и угловая передача), и тянет угловую передачу 19, несмотря на действие второй возвратной пружины. Угловая передача 19 действует на датчик 15, контакт которого замыкается и который передает электрический сигнал.

Таким образом, система 10 двойного обнаружения при помощи всего лишь одного сигнала позволяет убедиться в реализации комбинированного условия, согласно которому стопорный выступ 6 находится в положении Р закрытия, а изогнутый конец 13 крюка 8 находится в положении V зацепления.

Таким образом, устройство стопорения, оборудованное системой обнаружения в соответствии с настоящим изобретением, позволяет убедиться одновременно, что стопорный выступ не поврежден и находится в положении закрытия и что стопорный крюк не поврежден и находится в положении зацепления, то есть что подвижный элемент закрыт и застопорен.

На фиг.10 показана работа системы 10 обнаружения в соответствии с настоящим изобретением в случае отказа на уровне крюка 8, например, когда силовой цилиндр не приводит в действие крюк или когда происходит поломка наиболее слабой части крюка 8, образованной заостренным концом изогнутой части, что и показано в данном случае. Стопорный выступ 6 подвижного элемента находится в положении закрытия и толкает рычаг 16, который увлекает плавающую деталь 17 внутрь траектории М-М. Крюк 8 срабатывает на стопорение за счет действия силового цилиндра 12, но плавающая деталь 17, выполняющая роль щупа, обнаруживает отсутствие конца изогнутой части крюка 8 в месте, которое обычно соответствует его положению зацепления. На плавающую деталь 17 и на механическую трансмиссию 18 не действуют никакие усилия, и угловая передача 19 не действует на датчик 15 (контакт не замкнут), который не передает сигнала.

Таким образом, система позволяет обнаружить случаи отказа, при которых изогнутая часть крюка в положении зацепления отсутствует, даже если стопорный выступ находится в положении закрытия.

На фиг.11 показан другой случай отказа стопорного выступа, например, если выступ отсутствует, разрушен, или если створка перекошена и выступ не доходит до своего положения зацепления.

Из-за отсутствия стопорного выступа рычаг 16 смещает плавающую деталь вне досягаемости крюка за пределы нормальной траектории выступа, показанной пунктирной линией М-М. Когда крюк 8 под действием силового цилиндра 12 достигает места, соответствующего в нормальных условиях его положению зацепления (конец хода крюка), конец 13 крюка не может действовать на плавающую деталь 17, и на механическую приводную трансмиссию 18 усилие не действует. Датчик 15 находится с состоянии размыкания контакта и не вырабатывает сигнал.

Таким образом, система двойного обнаружения в соответствии с настоящим изобретением за счет отсутствия сигнала позволяет обнаружить и указать на все случаи отказа, при которых изогнутая часть крюка отсутствует в положении зацепления или при которых захватная деталь отсутствует в положении закрытия.

Система двойного обнаружения в соответствии с настоящим изобретением может обнаруживать и другие случаи отказа, в частности, одновременный отказ крюка и стопорного выступа, например, когда происходит вырывание этих двух дополняющих друг друга деталей.

Систему двойного обнаружения в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно применяют в устройствах первичного стопорения, обычно устанавливаемых на обоих боковых бортах рамы каждого подвижного элемента реверсора тяги турбореактивного двигателя.

Следует отметить, что это двойное обнаружение обеспечивается одним датчиком, который вырабатывает единый сигнал, и этот сигнал активируется (контакт замкнут), когда отсутствуют неисправности, в соответствии с правилами обнаружения неисправностей в области авиации.

Предпочтительно настоящее изобретение позволяет оборудовать каждый подвижный элемент двумя системами обнаружения, установленными на двух боковых устройствах первичного стопорения подвижного элемента, и соединить два соответствующих датчика обоих систем двойного обнаружения в соответствии с настоящим изобретением с двумя входами центрального пункта наблюдения, в частности, типа FADEC или цифрового электронного блока управления типа DECU («Digital Electronic Control Unit») для контроля за состоянием каждого из подвижных элементов реверсоров самолета.

Вместе с тем систему двойного обнаружения в соответствии с настоящим изобретением можно устанавливать на другие типы устройств стопорения подвижного элемента реверсора, в частности, на устройство вторичного или третичного стопорения.

Кроме того, хотя пример выполнения, описанный в настоящей заявке, касается поворотной створки, изобретение может применяться для любого другого типа подвижного элемента реверсора тяги, в частности, для панельных реверсоров или реверсоров с раздвижными обтекателями и реверсоров с подвижными капотами, установленных на выходе некоторых одноконтурных турбореактивных двигателей.

Необходимо отметить, что в состоянии покоя на устройство в соответствии с настоящим изобретением не действует никакое механическое усилие, кроме опорного усилия рычага 16 обнаружения на стопорный выступ 6 и опорного усилия конца 13 крюка на плавающую деталь 17 системы обнаружения. Следовательно, при нормальных условиях работы система лишь в незначительной степени подвергается воздействию механической усталости и имеет большой срок службы.