воздухозаборный узел гондолы для двигателя летательного аппарата

Описание изобретения к патенту

Данная заявка относится к воздухозаборному узлу гондолы, предназначенной для двигателя летательного аппарата.

Общий вид гондолы, оснащенной таким узлом, представлен на Фиг.0.

Как следует из этого чертежа, воздухозаборный узел 1 расположен в верхней по потоку части гондолы и обеспечивает забор воздуха из атмосферы и его пропускание к вентилятору 2 двигателя летательного аппарата.

Из уровня техники известно, что воздухозаборный узел 1 (см. фиг.1-3) может включать в себя воздухозаборную структуру 3 и размещенный ниже по потоку от нее акустический кожух 5.

В состав воздухозаборной структуры 3 входят воздухозаборная кромка 7, т.е. периферический элемент, образующий переднюю кромку этой структуры, и внешняя панель 9, которая является продолжением наружной поверхности воздухозаборной кромки 7.

Акустический кожух 5 по сути представляет собой панель со звукопоглощающими свойствами (имеющую, например, сотовую структуру), которая является по существу цилиндрической и неподвижно установлена на корпусе вентилятора (не показан) двигателя летательного аппарата.

Воздухозаборная структура может быть установлена с возможностью смещения скольжением в направлении D вдоль оси двигателя с переводом между рабочим положением (показано на фиг.1-3), при котором акустический кожух продолжает собой внутренний край кромки, и положением проведения техобслуживания, при котором эта структура смещена вверх по потоку от акустического кожуха.

Когда структура находится в рабочем положении (см. фиг.1-3) важно, чтобы нижний край кромки был как можно более точно совмещен с акустическим кожухом, поскольку в этом случае обеспечиваются: непрерывность линий обтекания, надлежащая герметичность кромки по отношению к кожуху, а также корректное демпфирование усилий, передаваемых на акустический кожух через воздухозаборную структуру.

Как следует из фиг.1-3, в гондолах известного уровня техники для обеспечения их герметичности используют самые разнообразные средства сопряжения между кромкой 7 и кожухом 5, а именно: уплотнение 13 между кромкой 7 и верхним по потоку краем кожуха 5 (фиг.1); соединительный штырь 15 между отбортовкой кромки 7 и кожухом 5 (фиг.2); или уплотнение 17 между скошенным краем кромки 7 и монолитной частью кожуха 5 (фиг.3).

Это значит, что между указанными кромкой и кожухом необходимо предусмотреть некоторый минимальный зазор. Однако здесь возникает проблема, заключающаяся в том, что такой зазор может обуславливать заедание воздухозаборной структуры во время ее раскрытия для проведения работ по техобслуживанию, тогда как во время закрытия этой структуры он может осложнять процедуру ее надвигания на акустический кожух.

В связи с вышесказанным, задача настоящего изобретения заключается в устранении указанного недостатка.

Поставленная задача решена путем разработки воздухозаборного узла гондолы для двигателя летательного аппарата, содержащего воздухозаборную структуру, имеющую воздухозаборную кромку, и акустический кожух, который проходит вниз по потоку от этой воздухозаборной кромки и выполнен с возможностью установки на неподвижном конструктивном элементе, причем указанная воздухозаборная структура выполнена с возможностью перемещения относительно неподвижного конструктивного элемента между рабочим положением, при котором указанная кромка находится в контакте с кожухом, и положением проведения техобслуживания, при котором кромка сдвинута вверх по потоку от этого кожуха. Предложенный узел характеризуется тем, что он снабжен средствами качения, обеспечивающими центрирование указанной кромки относительно указанного кожуха.

Указанные средства качения позволяют исключить возможность заедания воздухозаборника при его открытии и возможность его заклинивания при закрытии, и это несмотря на наличие минимального зазора между кромкой и кожухом.

В соответствии с другими возможными вариантами заявляемого воздухозаборного узла:

- указанные средства качения включают в себя ролики, прикрепленные к воздухозаборной структуре;

- указанные ролики установлены на воздухозаборной кромке;

- указанные ролики установлены внутри добавочного сегмента указанной кромки, причем в этом добавочном сегменте предусмотрены отверстия, через которые выступает активная часть указанных роликов;

- указанный добавочный сегмент имеет скошенный конец;

- указанные ролики установлены на внутренней перегородке указанной кромки;

- на кожухе закреплены опорные пластины для роликов;

- указанные опорные пластины прикреплены к монолитной части указанного кожуха;

- указанные средства качения содержат ролики, выполненные с возможностью установки на неподвижном конструктивном элементе;

- указанные средства качения содержат ролики, установленные на кожухе;

- указанная кромка содержит опорный добавочный сегмент для роликов;

- указанные средства качения содержат роликовые каналы, прикрепленные к указанному кожуху, и штыри, которые прикреплены к указанной кромке и установлены с возможностью введения в указанные каналы;

- в узле предусмотрены регулировочные средства, обеспечивающие регулировку положения указанных средств качения;

- в узле предусмотрены средства упругого возврата, обеспечивающие возврат указанных средств качения в опорное положение.

Предметом изобретения является также гондола для двигателя летательного аппарата, снабженная воздухозаборным узлом, выполненным в соответствии с вышесказанным.

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения вытекают из ознакомления с последующим описанием, изложенным со ссылкой на сопутствующие чертежи, на которых:

фиг.0 упрощенно в разрезе изображает типовую гондолу известного уровня техники, упоминаемую в начале данного описания;

фиг.1-3 упрощенно в продольном разрезе изображают зону Z показанной на фиг.0 гондолы, иллюстрируя разные типы воздухозаборных узлов известного уровня техники, упоминаемых в начале данного описания;

фиг.4-14 упрощенно в продольном разрезе изображают предложенные воздухозаборные узлы, соответствующие разным вариантам изобретения;

фиг.4bis, 7bis, 11bis, 12bis, 14bis в поперечном сечении, взятом по показанным на фиг.4, 7, 11, 12, 14 соответствующим плоскостям Р, иллюстрируют варианты воздухозаборного узла, представленные на упомянутых фигурах;

фиг.15 и 16 в поперечном сечении, взятом по показанным на фиг.13, 14 соответствующим плоскостям Р, иллюстрируют два варианта выполнения роликового канала.

На всех чертежах одинаковые или сходные элементы или группы элементов обозначены одними и теми же номерами позиций.

Необходимо отметить, что используемые в данной заявке термины «нижний по потоку» и «верхний по потоку» следует понимать как относящиеся к направлению протекания воздуха относительно воздухозаборного узла, т.е. в случае всех приложенных чертежей слева направо.

На фиг.4 и 4bis показан ролик 19, установленный при помощи кронштейна 27 с возможностью поворота внутри добавочного сегмента 21 кромки 7.

В добавочном сегменте 21 имеется отверстие 23, благодаря которому ролик 19 может взаимодействовать с опорной пластиной 25, обеспечивающей удержание этого ролика на акустическом кожухе 5.

Добавочный сегмент 21 в предпочтительном случае проходит по всей или почти по всей окружности кромки 7.

Соответственно, по этой окружности распределены несколько роликов, аналогичных описанному выше ролику 19.

Согласно варианту, показанному на фиг.5, добавочный сегмент 21 имеет форму обычной отходящей от кромки 7 отбортовки, на которой закреплены кронштейны 27 для удержания роликов 19.

В варианте, показанном на фиг.6, кронштейны 27, удерживающие ролики 19, закреплены на акустическом кожухе 5 и взаимодействуют с Г-образным добавочным сегментом 21 кромки 7.

В соответствии с вариантом, показанным на фиг.7 и 7bis, кронштейны 27 и связанные с ними ролики 19 установлены на добавочном сегменте 21 кромки 7, нижний по потоку край которого выполнен скошенным, что облегчает надвигание кромки 7 на акустический кожух 5 в процессе перемещения этой кромки из положения проведения техобслуживания в обычное рабочее положение.

Следует иметь в виду, что в этом случае, подобно варианту, показанному на фиг.4 и 4bis, в добавочном сегменте 21 предусмотрены отверстия 23, через которые могут выступать ролики 19, что обеспечивает возможность их взаимодействия с опорной пластиной 25.

В соответствии с вариантом, представленным на фиг.8, верхний по потоку край 29 акустического кожуха 5 имеет сплюснутую, так называемую «монолитную», конструкцию, которая характеризуется исключительной компактностью и прочностью.

В этом случае пластины 25 могут быть закреплены на указанном крае 29, при этом добавочный сегмент 21 будет располагаться на продолжении внутренней поверхности 31 кромки 7.

В соответствии с вариантом, представленным на фиг.9, каждый узел, состоящий из кронштейна 27 и ролика 19, закреплен на внутренней перегородке 33 воздухозаборной кромки. В качестве такой перегородки можно использовать, например, перегородку, ограничивающую отсек 35, обеспечивающий защиту воздухозаборной кромки от обледенения.

В варианте, показанном на фиг.9, опора роликов 19 на акустический кожух 5 обеспечивается посредством пластин 25, расположенных на верхнем по потоку монолитном крае этого кожуха, что соответствует системе, показанной на фиг.8.

Согласно варианту, представленному на фиг.10, опорные пластины 25 выступают вверх по потоку от акустического кожуха 5, при этом от перегородки 33 отходит отбортовка 36, обеспечивающая неразрывность между воздухозаборной кромкой 7 и акустическим кожухом 5.

Фиг.11 и 11bis изображают вариант, который схож с вариантом показанным на фиг.7 и 7bis, но отличается от него тем, что каждый ролик 19 размещен на подвижном кронштейне 37, установленном с возможностью регулирования его положения внутри неподвижного кронштейна 27.

Между неподвижным кронштейном 27 и подвижным кронштейном 37 предусмотрены регулировочные средства типа винтов 39, которые обеспечивают возможность регулирования роликов 19 в радиальном направлении (т.е. в направлении, обозначенном на рассматриваемых чертежах стрелкой R).

В варианте, представленном на фиг.12 и 12bis, вместо описанных выше регулировочных средств 39 использованы средства упругого возврата 41 типа пружин. Эти средства упругого возврата размещены между неподвижным кронштейном 27 и подвижным кронштейном 37 и обеспечивают возврат роликов 19 в положение контакта с пластинами 25.

Согласно варианту, показанному на фиг.13, нижний по потоку край воздухозаборной кромки 7 снабжен группой штырей 43, которые взаимодействуют с соответствующими каналами 45, образованными в верхнем по потоку крае акустического кожуха 5.

Каждый канал 45 снабжен средствами качения типа шариков 46, выполненными с возможностью взаимодействия со штырями 43.

Ввод штырей 43 в соответствующие каналы 45 облегчает скошенная форма концов этих штырей.

В соответствии с вариантом, представленным на фиг.14 и 14bis, штыри 43 закреплены на радиальном добавочном сегменте 21 кромки 7 и взаимодействуют с роликовыми каналами 45, прикрепленными к внешней (в радиальном направлении) поверхности акустического кожуха 5.

Как видно из фиг.15, указанные прикрепленные роликовые каналы 45 обычно содержат корпус 47, внутри которого установлены, в данном примере под углом по существу 120°, три цилиндрических ролика 49а, 49b, 49с, взаимодействующие с соответствующими штырями 43.

Количество используемых роликов не ограничено тремя; оно определяется специалистом с учетом углов передачи усилий, имеющих место в конструкции рассматриваемой системы центрирования.

Согласно варианту, показанному на фиг.16, ролики 49а, 49b, 49с установлены внутри корпуса 47 при помощи упругих удерживающих средств 51а, 51b, 51с, обеспечивающих некоторую податливость в направлении, перпендикулярном осям вращения этих роликов.

Согласно другому варианту изобретения (на чертежах не показан), ролики 49а, 49b, 49с установлены на своих соответствующих осях при помощи эластомерных элементов, обеспечивающих по существу тот же эффект, что и упругие средства 51а, 51b, 51с.

Далее раскрываются принцип использования предложенной структуры и присущие ей преимущества, которые непосредственным образом вытекают из приведенного выше описания.

При проведении работ по техобслуживанию может потребоваться сдвинуть воздухозаборную кромку 7 вверх по потоку от акустического кожуха 5, с тем чтобы получить доступ к компонентам, находящимся, например, внутри кромки воздухозаборной 7 или с внешней стороны от акустического кожуха 5.

Во время этого сдвигания ролики 19, шарики 46 или ролики 49 ослабляют трение воздухозаборной кромки об акустический кожух и, тем самым, облегчают сдвигание и устраняют даже малейшую возможность заедания.

Если требуется вернуть воздухозаборную кромку в обычное рабочее положение, т.е. сдвинуть ее вниз по потоку к акустическому кожуху 5, то ролики 19, шарики 46 или ролики 49 обеспечивают беспрепятственное заведение этой кромки на кожух, даже несмотря на наличие зазора между указанными группами компонентов, который проектируется с приданием ему по возможности минимального размера, с тем чтобы он отвечали требованиям герметичности, оптимального протекания воздуха и корректной передачи усилий.

Благодаря использованию пластин 25 становится возможным распределять усилия, передаваемые роликами 19, по акустическому кожуху 5.

Благодаря наличию регулировочных средств 39 становится возможным регулировать положение роликов 19 в радиальном направлении в процессе первоначальной установки воздухозаборной кромки 7 на акустический кожух и/или на более поздних этапах, в частности, в случае некоторой деформации воздухозаборной кромки 7 и/или акустического кожуха 5.

Благодаря наличию средств 41 упругого возврата (или средств 51а, 51b, 51с) становится возможным несколько демпфировать усилия, передаваемые между воздухозаборной кромкой 7 и акустическим кожухом 5, в частности, в случае неисправности двигателя, связанного в этим воздухозаборником.

Следует понимать, что объем правовой охраны изобретения не ограничивается описанными выше и проиллюстрированными на чертежах вариантами, которые приведены лишь в качестве пояснительных примеров.

Так, например, указанные ролики могут быть размещены между внешней панелью воздухозаборной структуры и какой-либо неподвижной структурой, удерживающей акустический кожух (в частности, фланцем для крепления кожуха или корпусом вентилятора).

Кроме того, принципы данного изобретения, изложенные в отношении перемещения воздухозаборной кромки относительно акустического кожуха, можно в равной степени применять в отношении других подвижных частей гондолы двигателя летательного аппарата.

Все изложенные выше принципы можно реализовывать как по отдельности, так и в комбинации друг с другом, в частности, их можно комбинировать с принципами построения традиционных системам центрирования, представленных, например, штырями, взаимодействующими с соответствующими отверстиями.

1. Воздухозаборный узел (1) гондолы для двигателя летательного аппарата, содержащий воздухозаборную структуру (3), имеющую воздухозаборную кромку (7), и акустический кожух (5), который проходит вниз по потоку от этой воздухозаборной кромки (7) и выполнен с возможностью установки на неподвижном конструктивном элементе (2), причем указанная воздухозаборная структура (3) выполнена с возможностью перемещения относительно неподвижного конструктивного элемента (2) между рабочим положением, при котором указанная кромка (7) находится в контакте с указанным кожухом (5), и положением проведения техобслуживания, при котором указанная кромка (7) сдвинута вверх по потоку от этого кожуха (5), отличающийся тем, что он снабжен средствами (19; 46; 49а-49с) качения, обеспечивающими центрирование кромки (7) относительно кожуха (5).

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что указанные средства качения содержат ролики (19), прикрепленные к воздухозаборной структуре (3).

3. Узел по п.2, отличающийся тем, что указанные ролики (19) установлены на воздухозаборной кромке (7).

4. Узел по п.3, отличающийся тем, что указанные ролики (19) установлены внутри добавочного сегмента (21) указанной кромки (7), причем в этом добавочном сегменте предусмотрены отверстия (23), через которые выступает активная часть указанных роликов (19).

5. Узел по п.4, отличающийся тем, что указанный добавочный сегмент (21) имеет скошенный конец.

6. Узел по любому из пп.2-5, отличающийся тем, что указанные ролики (19) установлены на внутренней перегородке (33) указанной кромки (7).

7. Узел по любому из пп.2-5, отличающийся тем, что на кожухе (5) закреплены опорные пластины (25) для роликов (19).

8. Узел по п.7, отличающийся тем, что указанные опорные пластины (25) прикреплены к монолитной части (29) указанного кожуха (5).

9. Узел по п.1, отличающийся тем, что указанные средства качения содержат ролики (19), выполненные с возможностью установки на неподвижном конструктивном элементе (2).

10. Узел по п.1, отличающийся тем, что указанные средства качения содержат ролики (19), установленные на кожухе (5).

11. Узел по п.10, отличающийся тем, что указанная кромка (7) содержит опорный добавочный сегмент (21) для роликов (19).

12. Узел по п.1, отличающийся тем, что указанные средства качения содержат роликовые каналы (45), прикрепленные к кожуху (5), и штыри (43), которые прикреплены к указанной кромке (7) и установлены с возможностью введения в эти каналы (45).

13. Узел по любому из пп.2-5 и 8-12, отличающийся тем, что в нем предусмотрены регулировочные средства (39), обеспечивающие регулировку положения указанных средств (19) качения.

14. Узел по любому из пп.2-5 и 8-12, отличающийся тем, что в нем предусмотрены средства (41; 51а-51с) упругого возврата, обеспечивающие возврат указанных средств (19; 49а-49с) качения в опорное положение.

15. Гондола для двигателя летательного аппарата, отличающаяся тем, что она снабжена воздухозаборным узлом (1) по любому из пп.1-14.