BR102017009598A2

BR102017009598A2 - Gas turbine motor

Info

Publication number: BR102017009598A2
Application number: BR102017009598-3A
Authority: BR
Inventors: Frank Howarth Graham; Michael Roach Andrew; Robert Beasman Timothy
Original assignee: Mra Systems, Llc
Priority date: 2016-05-09
Filing date: 2017-05-08
Publication date: 2017-12-12
Also published as: CA2966039A1; US10563615B2; US20170321632A1; EP3244051B1; CN107355313A; EP3244051A1; CA2966039C; JP6903369B2; JP2017203457A

Abstract

trata-se de um motor de turbina a gás [10] e conjunto de reversor de empuxo [44] que tem uma série de portas externas [48] móveis entre uma posição neutra e uma posição implantada, em que a série de portas externas [48] se estende para fora da nacela [12] e uma série de portas bloqueadoras [50] móveis entre uma posição neutra e uma posição implantada, em que a série de portas bloqueadoras se estende para o interior de um conduto de fluxo de ar [31] definido pelo duto de desvio [30] para defletir o ar para fora.

Description

“MOTOR DE TURBINA A GÁS” Antecedentes da Invenção [001] Os motores de turbina e, particularmente, os motores de turbina de combustão ou a gás, são motores giratórios que extraem energia de um fluxo de gases queimados que passa através do motor em uma grande variedade de pás de turbina. Os motores de turbina a gás têm sido usados para locomoção em terra e náutica e para geração de potência, mas são mais comumente usadas para aplicações aeronáuticas, como para aeronaves, incluindo helicópteros. Em aeronaves, os motores de turbina a gás são usados para propulsão da aeronave. Em aplicações terrestres, os motores de turbina são, em geral, usados para geração de potência.

[002] Os conjuntos de reversor de empuxo são usados dentro de motores de turbina para fornecer um empuxo reverso, por exemplo, para desaceleração. O empuxo reverso é tipicamente alcançado implantando-se um conjunto de porta em um duto de desvio que diverte ar de uma direção para trás para direção anterior. O conjunto de porta é implantado com um conjunto de atuação para liberar a porta no duto de desvio.

[003] Tradicionalmente, a porta é parte de uma cobertura de translação que exige um conjunto de atuador separado que pode adicionar peso e ocupar espaço disponível dentro do motor. Desse modo, há uma necessidade de uma implantação de porta bloqueadora que usa um sistema de atuação menor e reduz o peso adicionado ao motor.

Breve Descrição da Invenção [004] Em um aspecto da presente revelação, um motor de turbina a gás inclui um núcleo de motor, uma nacela que circunda pelo menos uma porção do núcleo de motor, um duto de desvio definido por e entre a nacela e o núcleo de motor e que define um conduto de fluxo de ar, uma série de portas externas móveis entre uma posição neutra e uma posição implantada, em que a série de portas externas se estende para fora da nacela, uma série de portas bloqueadoras móvel entre uma posição neutra e uma posição implantada, em que a série de portas bloqueadoras se estende para o interior do conduto de fluxo de ar para defletir ar para fora, e um conjunto de atuador, e um sistema de ligação que acopla de modo operável o conjunto de atuador à série de portas externas e à série de portas bloqueadoras, em que a série de portas bloqueadoras inclui um número maior de portas que o número de portas na série de portas externas, e em que durante a operação, o conjunto de atuador é configurado para engatar o sistema de ligação de modo que a série de portas externas e a série de portas bloqueadoras sejam movidas seletivamente de modo simultâneo entre as posições acondicionada e implantada.

[005] De acordo com um segundo aspecto da presente revelação, um conjunto de reversor de empuxo para um motor de turbina a gás inclui uma série de portas externas móveis entre uma posição neutra e uma posição implantada, em que a série de portas externas se estende para fora da nacela, uma série de portas bloqueadoras móvel entre uma posição neutra e uma posição implantada, em que a série de portas bloqueadoras se estende para o interior de um conduto de fluxo de ar definido pelo duto de desvio para defletir o ar para fora, e um conjunto de atuador, e um sistema de ligação que acopla de modo operável o conjunto de atuador à série de portas externas e à série de portas bloqueadoras, em que a série de portas bloqueadoras inclui um número maior de portas que o número de portas na série de portas externas, e em que durante a operação, o conjunto de atuador é configurado para engatar o sistema de ligação de modo que a série de portas externas e a série de portas bloqueadoras sejam movidas seletivamente de modo simultâneo entre as posições acondicionada e implantada.

[006] De acordo com um terceiro aspecto da presente revelação, um método para operar um sistema de reversor de empuxo para uma aeronave, inclui implantar simultaneamente, por um único atuador, uma série de portas externas de uma posição neutra para uma posição implantada, em que a série de portas externas se estende para fora de uma nacela de um motor de turbina a gás da aeronave e uma série de portas bloqueadoras de uma posição neutra para uma posição implantada, em que a série de portas bloqueadoras se estende para o interior de um conduto de fluxo de ar definido por um duto de desvio definido por e entre a nacela e um núcleo de motor, e em que a série de portas bloqueadoras inclui um número maior de portas que o número de portas na série de portas externas, em que a série de portas bloqueadoras e a série de portas externas redirecionam fluxo de ar de duto de ventilador fazendo com que o fluxo de ar saia e avance, conforme guiado pela série implantada de portas externas.

Breve Descrição das Figuras [007] Nos desenhos: A Figura 1 é um diagrama em corte transversal esquemático de um motor de turbina a gás para uma aeronave que inclui um conjunto de reversor de empuxo em uma posição neutra de acordo com a presente revelação; A Figura 2 é uma vista em corte transversal do conjunto de reversor de empuxo da Figura 1 na posição neutra; A Figura 3 é uma vista em corte transversal do conjunto de reversor de empuxo da Figura 1 em uma posição implantada; A Figura 4 é uma vista anterior esquemática de porções do conjunto de reversor de empuxo da Figura 3; e A Figura 5 é um diagrama de fluxograma exemplificativo, que demonstra um método para operar um sistema de reversor de empuxo para uma aeronave de acordo com diversos aspectos descritos no presente documento.

Descrição Detalhada da Invenção [008] Os aspectos descritos da presente revelação são direcionados a um conjunto de reversor de empuxo, particularmente, em um motor de turbina a gás. Para propósitos de ilustração, a presente revelação será descrita em relação a um motor de turbina a gás de aeronaves. No entanto, será entendido que a presente revelação não é tão limitada e pode ter aplicabilidade geral em aplicações de não aeronaves, como outras aplicações móveis e aplicações industriais não móveis, comerciais e residenciais.

[009] Os reversores de empuxo tradicionais para motores turbofan meios a grandes utilizam um projeto de cobertura de translação no qual a cobertura de translação é empurrada de modo axial para trás para expor as cascatas. Uma série de portas bloqueadoras são giradas por essa ação para bloquear o duto de ventilador e redirecionar o fluxo através das cascatas, invertendo o fluxo para frente para fornecer empuxo reverso. O movimento axial é tipicamente alcançado com diversos atuadores elétricos, hidráulicos ou pneumáticos de telescópicos controlados e sincronizados em conjunto.

[010] De modo alternativo, um número menor de reversores de empuxo utiliza uma configuração de porta giratória, em que portas externas grandes são giradas para o fluxo externo que atua como um freio e a extremidade para trás da porta gira no duto de ventilador, bloqueando e redirecionando o fluxo de ventilador com base no formato e ângulo da porta.

[011] O reversor de empuxo da presente revelação utiliza um atuador com um veículo de ligação que se move de modo axial e é conectado às ligações que são conectadas às portas bloqueadoras internas e às portas externas. Nenhum movimento axial de cobertura é exigido e portas internas e externas se abrem de modo simultâneo. A cobertura de translação se toma um painel de cobertura fixo. O redirecionamento do fluxo de ventilador pode ser alcançado com o uso de apenas o ângulo e o formato das portas interna e externa, ou pode ser combinado em cascatas.

[012] Conforme usado no presente documento, o termo “para frente” ou “a montante” se refere ao movimento em uma direção em relação à entrada de motor, ou um componente que está relativamente mais próximo à entrada de motor em comparação com outro componente. O termo “para trás” ou “a jusante” se refere a uma direção em relação à parte de trás ou à saída do motor em relação à linha central de motor.

[013] Adicionalmente, conforme usado no presente documento, os termos “radial” ou “de modo radial” se referem a uma dimensão que se estende entre um eixo geométrico longitudinal central do motor e uma circunferência de motor externa.

[014] Deve ser adicionalmente entendido que “uma série” pode incluir qualquer número dos elementos respectivamente descritos, incluindo apenas um elemento.

[015] Todas as referências de direção (por exemplo, radial, axial, proximal, distai, superior, inferior, para cima, para baixo, esquerda, direita, lateral, frontal, atrás, topo, fundo, acima, abaixo, vertical, horizontal, sentido horário, sentido anti-horário, a montante, a jusante, para trás, etc.) são usadas somente para identificação de propósitos para auxiliar o entendimento do leitor da presente revelação e não para criar limitações, particularmente, quanto à posição, orientação ou uso da presente revelação. As referências de conexão (por exemplo, fixado, acoplado, conectado e unido) devem ser interpretadas de forma ampla e podem incluir membros intermediários entre uma coleção de elementos e de movimento relativo entre elementos a menos indicado de outro modo. Como tal, as referências de conexão não necessariamente inferem que dois elementos estão diretamente conectados e em relação fixa um com o outro. Os desenhos exemplificativos são para propósitos de ilustração apenas e as dimensões, posições, ordem e tamanhos relativos refletidos nos desenhos anexos podem variar.

[016] A Figura 1 representa esquematicamente um motor de turbina a gás 10 que inclui uma nacela 12 que circunda pelo menos uma porção de um núcleo de motor 14. O motor de turbina a gás 10 tem um eixo geométrico ou linha central que se estende, em geral, de modo longitudinal 36 que se estende da frente para trás. Um conjunto de ventilador 16 localizado na parte da frente do núcleo de motor 14 inclui um nariz giratório 18 que se projeta para frente a partir de uma matriz de pás de ventilador 20. O núcleo de motor 14 é esquematicamente representado como incluindo um compressor de pressão alta 22, um combustor 24, uma turbina de pressão alta 26 e uma turbina de pressão baixa 28. Uma porção grande do ar que entra no conjunto de ventilador 16 é desviada para a parte traseira do motor de turbina a gás 10 para gerar empuxo de motor adicional. O ar desviado passa através de um duto de desvio em formato anular 30 que define um conduto de fluxo de ar da frente para trás ou conduto de fluxo de ar 31 entre a nacela 12 e uma cobertura de núcleo interna 32, e sai do duto de desvio 30 através de um bocal de saída de ventilador 34. A cobertura de núcleo interna 32 define o limiar radialmente para dentro do duto de desvio 30, e fornece uma superfície de transição para um bocal de escape primário 38 que se estende para trás do núcleo de motor 14. A nacela 12 define o limiar radialmente para fora do duto de desvio 30. O ar de ventilador desviado flui através do conduto de fluxo de ar 31 antes de sofrer escape através do bocal de saída de ventilador 34.

[017] A nacela 12 pode incluir três elementos primários que definem os limiares externos da nacela 12: um conjunto de entrada 40, uma cobertura de ventilador 42 que faz interface com um invólucro de ventilador de motor que circunda as pás de ventilador 20, e um conjunto de reversor de empuxo 44 localizado para trás da cobertura de ventilador 42.

[018] O conjunto de reversor de empuxo 44 inclui três componentes primários: uma série de portas externas 48 montadas na nacela 12 e adaptadas para se estender para fora de posições neutras mostradas na Figura 1, um elemento em cascata opcional 52 esquematicamente representado em linha pontilhada dentro da nacela 12, e uma série de portas bloqueadoras 50 adaptadas para serem implantadas de modo giratório (Figura 3) de uma posição neutra, mostrada na Figura 1, em que a porta bloqueadora 50 está radialmente para dentro do elemento em cascata 52.

[019] O elemento em cascata opcional 52 pode ser uma estrutura fixa da nacela 12, enquanto que a porta externa 48 e a porta bloqueadora 50 são adaptadas para serem móveis e são acopladas a um conjunto de atuador 54. A cobertura de núcleo interna 32 do núcleo de motor 14 pode ser parte do conjunto de reversor de empuxo 44 se quando girada no duto de desvio 30 a extremidade anterior da porta bloqueadora 50 for girada em direção à cobertura de núcleo interna 32 quando a porta bloqueadora 50 é completamente implantada. De modo alternativo, a extremidade anterior pode ser adjacente a ou separada da cobertura de núcleo interna 32.

[020] Embora duas portas externas 48 e portas bloqueadoras 50 sejam mostradas na Figura 1, será entendido que uma série de portas externas 48 são tipicamente separadas de modo circunferencial ao redor da nacela 12 e uma série de portas bloqueadoras 50 são separadas de modo radial sobre o núcleo de motor 14. Dessa maneira, será entendido que o conjunto de reversor de empuxo 44 inclui uma série de portas externas 48 móveis entre uma posição neutra e uma posição implantada, em que a série de portas externas 48 se estende para fora da nacela 12 e uma série de portas bloqueadoras 50 móveis entre uma posição neutra e uma posição implantada, em que o conjunto de portas bloqueadoras 50 se estende para o interior do conduto de fluxo de ar 31 definido pelo duto de desvio 30 para defletir o ar para fora.

[021] Em conjuntos de reversor de empuxo tradicionais, uma porção de cobertura de translação é incluída e a mesma é transladada para trás para expor quaisquer elementos em cascata incluídos. Em contrapartida, na presente revelação, uma porção de cobertura externa fixa 46 é incluída na nacela. A porção de cobertura externa fixa 46 está para trás da porta externa 48 e da porta bloqueadora 50. Dessa maneira, a porção de cobertura externa fixa 46 pode ser considerada integrada com o restante da nacela 12. A porção de cobertura externa fixa 46 também pode fornecer alojamento para o conjunto de atuador 54.

[022] A Figura 2 ilustra uma vista em corte transversal de uma porção do conjunto de reversor de empuxo 44 no qual as portas externas 48 e as portas bloqueadoras 50 estão em uma posição neutra. O elemento em cascata foi removido para propósitos ilustrativos para permitir uma visualização mais clara do conjunto de atuador 54 e do conjunto de ligação ou sistema de ligação 70. As porções da nacela 12 que incluem a porção de cobertura externa fixa 46 podem fornecer sustentação estrutural para porções do conjunto de reversor de empuxo 44. Por exemplo, como exemplo ilustrado, a porção de cobertura externa fixa 46 fornece uma sustentação para trás para o conjunto de atuador 54, o que aprimora a eficácia estrutural e reduz o peso do sistema devido ao fato de que sustentações adicionais não são necessárias.

[023] Um atuador de fuso de esfera ou macaco de rosca 56 pode ser incluído no conjunto de atuador 54. Conforme ilustrado, uma haste rosqueada orientada de modo longitudinal 58 e um mecanismo de rotação 60 para ocasionar o movimento de rotação da haste rosqueada 58 podem ser incluídos no atuador de macaco de rosca 56. O mecanismo de rotação 60 pode ser qualquer mecanismo adequado para ocasionar a rotação da haste rosqueada 58. Por exemplo, o mecanismo de rotação pode ser um motor que tem uma saída acoplada de modo operável à haste rosqueada 58. Será entendido que o atuador de macaco de rosca 56 pode ser acionado por motor elétrico, hidráulico ou pneumático. O acionamento elétrico pode fornecer a simplicidade de instalação e controle.

[024] O mecanismo de rotação 60 do atuador de macaco de rosca 56 pode ser acoplado a um circuito de controle ou módulo de controle (não mostrado) que fornece meios para controlar esse atuador de macaco de rosca 56 da cabine para mover a série de portas externas 48 e a série de portas bloqueadoras 50 entre a posição neutra e posições implantadas.

[025] O sistema de ligação 70 acopla de modo operável o conjunto de atuador 54 à série de portas externas 48 e à série de portas bloqueadoras 50. Mais especificamente, uma primeira seção de ligação 72 é ilustrada como sendo acoplada de modo operável à série de portas externas 48 e uma segunda seção de ligação 74 é ilustrada como sendo acoplada de modo operável à série de portas bloqueadoras 50. O primeiro sistema de ligação 72 e a segunda seção de ligação 74 atuam como ligações de acionamento conectadas à série de portas externas 48 e à série de portas bloqueadoras 50.

[026] Um veículo de ligação ou veículo 76 também é incluído no sistema de ligação 70 e acopla de modo operável a primeira seção de ligação 72 e a segunda seção de ligação 74 ao atuador de macaco de rosca 56. O veículo 76 pode ser qualquer mecanismo ou transporte adequado que é preso sobre a haste rosqueada 58 do atuador de macaco de rosca 56. O veículo 76 é mecanicamente fixado ao primeiro sistema de ligação 72 e à segunda seção de ligação 74. O veículo 76 pode ser configurado para ser deslocado de modo longitudinal ao longo da haste rosqueada 58 entre uma posição localizada no lado para trás da dita haste rosqueada 58 na qual a série de portas externas 48 e a série de portas bloqueadoras 50 estão na posição neutra e uma posição localizada no lado da frente de haste rosqueada 58 na qual a série de portas externas 48 e a série de portas bloqueadoras 50 estão na posição implantada, conforme mostrado na Figura 3 (novamente com o elemento em cascata não ilustrado para maior clareza).

[027] A Figura 4 é uma vista adicional que ilustra as portas externas 48 e as portas bloqueadoras 50 localizadas de modo radial sobre a nacela 12. A Figura 4 ilustra que há múltiplas séries de conjuntos de aturadores 54, sistemas de ligação 70, séries de portas externas 48 e séries de portas bloqueadoras 50 separadas de modo radial sobre a nacela 12. O que também se torna mais claro é que a segunda seção de ligação 74 acopla de modo operável as duas portas bloqueadoras 50 ao veículo 76 enquanto a primeira seção de ligação 72 acopla de modo operável uma única porta externa 48 ao veículo 76.

[028] Será entendido que a primeira seção de ligação 72 e a segunda seção de ligação 74 podem ser configuradas de qualquer maneira adequada de modo que a série de portas externas 48 e a série de portas bloqueadoras 50 seja acoplada de modo móvel com o conjunto de atuador 54. No exemplo ilustrado, a primeira seção de ligação 72 inclui um elemento de ligação na forma de um conector bifurcado 80 que tem uma série de pontas 82 e uma haste principal 84. Uma ponta 82 pode ser acoplada de modo giratório a uma das séries de portas bloqueadoras 50. Será entendido que qualquer número de pontas pode ser incluído para acoplar qualquer número de portas bloqueadoras 50 através da haste principal 84 ao veículo 76. A haste principal 84 também pode ser acoplada de modo giratório ao veículo 76. A segunda seção de ligação 74 é ilustrada como incluindo um elemento de ligação na forma de uma haste de conexão com dobradiça dupla 86. A haste de conexão 86 liga de modo giratório a série de portas bloqueadoras 50, mostradas como ligando uma borda lateral de uma única porta bloqueadora 50 e o veículo 76.

[029] Dessa maneira, o atuador de macaco de rosca 56 pode ser acoplado de modo operável tanto à série de portas externas 48 quanto à série das portas bloqueadoras 50. Dessa maneira, o sistema de ligação 70 é configurado de modo que as duas portas bloqueadoras 50 e uma única porta externa 48 sejam movidas em conjunção. Adicionalmente, será entendido que a série de portas bloqueadoras 50 incluídas no conjunto de reversor de empuxo 44 incluem um número maior de portas que o número de portas na série de portas externas 48. Uma vez que as portas bloqueadoras 50 são previstas como sendo atuadas por ligações em conjunção do sistema de ligação 70, o número de atuadores exigido é limitado.

[030] A geometria, a quantidade de portas e atuadores e a eficácia da instalação são determinadas pelas exigências de desempenho de uma instalação específica de maneira convencional. É previsto que a geometria típica pode resultar em duas ou três portas externas 48 por metade do conjunto de reversor de empuxo com o dobro ou mais que o número de portas bloqueadoras 50 para alcançar boa eficácia de bloqueio. O número menor de portas externas 48 pode fornecer menos lacunas e etapas e freio aerodinâmico não sofre substancialmente durante a operação.

[031] Novamente em referência à Figura 2, em comando, o mecanismo de rotação 60 gira a haste rosqueada 58 e desloca o veículo 76 ao longo da haste rosqueada 58. O veículo 76 pode ser deslocado de modo longitudinal ao longo da haste rosqueada 58 entre uma posição localizada no lado para trás da dita haste rosqueada 58 na qual a série de portas externas 48 e a série de portas bloqueadoras 50 estão na posição neutra e uma posição localizada no lado da frente de haste rosqueada 58 na qual a série de portas externas 48 e a série de portas bloqueadoras 50 estão na posição implantada (Figura 3).

[032] A título de explicação adicional, quando forças de empuxo são desejadas, o atuador de macaco de rosca 56 é girado, acionando o veículo 76 para frente e puxando e girando a primeira seção de ligação 72 e a segunda seção de ligação 74 que podem, então, girar, respectivamente, a série de portas externas 48 e a série das portas bloqueadoras 50 na corrente de ar externa e interna, simultaneamente. A série de portas bloqueadoras 50 faz com que o ar flua de modo radial para fora, incluindo cascatas atravessantes que invertem o fluxo para frente. A abertura criada pela abertura de série de portas externas 48 permite que esse ar redirecionado saia e flua para frente e o ar é adicionalmente guiado pela porta que também fornece aumento de força de retardamento resultante de seu arrasto aerodinâmico.

[033] O atuador de macaco de rosca 56 pode ser configurado para mover de modo seletivo a porta externa 48 entre a posição neutra (Figura 2) e a posição implantada (Figura 3) para um ângulo que pode estar, a título de exemplo não limitante, entre 25 e 48 graus. A posição implantada (Figura 3) expõe o elemento em cascata 52 e permite que a porta externa 48 atue como um freio de ar que ocasiona um aumento em arrasto ou força que atuam opostos ao movimento relativo do motor de turbina a gás 10.

[034] O atuador de macaco de rosca 56 também pode mover de modo seletivo a porta bloqueadora 50 da posição neutra (Figura 2) para a posição implantada (Figura 3), em que o mesmo se encontra em um ângulo adjacente à cobertura de núcleo interna 32 para reduzir o estresse produzido por fluxo de ar de duto de ventilador 78. Em uma posição completamente implantada (Figura 3), a porta bloqueadora 50 bloqueia substancialmente o fluxo de ar de duto de ventilador 78 de passar através do conduto de fluxo de ar 31. Em vez disso, o ar dentro do duto de desvio 30 é redirecionado em direção ao elemento em cascata exposto 52 que fornece um efeito reverso de empuxo redirecionando-se o fluxo de ar de duto de ventilador 78 dentro do duto de desvio 30 para sair e para frente através do elemento em cascata 52 que se torna um fluxo de empuxo reverso 79. Ao redirecionar o ar desviado em uma direção para frente, é produzida uma força na direção oposta de deslocamento para garantir a desaceleração. É contemplado que o movimento da porta externa 48 e da porta bloqueadora 50 pode ser realizado de modo simultâneo ou em sequência.

[035] Dessa maneira, o motor de turbina a gás anteriormente descrito 10 e conjunto de reversor de empuxo 44 podem ser usados para implantar uma ou mais modalidades de um método, de acordo com a presente revelação. Por exemplo, a Figura 5 ilustra um fluxograma de um método 100 para operar um reversor de empuxo, como o conjunto de reversor de empuxo 44. O método 100 começa em 102 quando um sinal de controle para o conjunto de reversor de empuxo 44 for recebido em 102. O sinal de controle pode ser iniciado por um usuário incluindo, porém, sem limitação, um piloto na cabine da aeronave ou por um sistema de voo dentro da aeronave. O sinal de controle pode ser recebido por um sistema de controle para a aeronave ou um módulo de controle especificamente para o conjunto de reversor de empuxo 44 que inclui um módulo de controle (não mostrado) para o mecanismo de rotação 60. Em 104, o conjunto de atuador 54 é operado. Mais especificamente, o atuador de macaco de rosca 56 é girado e o sistema de ligação 70 é engatado de modo que a série de portas externas 48 e a série de portas bloqueadoras 50 sejam movidas seletivamente de modo simultâneo da posição neutra para a posição implantada, conforme indicado em 106 e 108.

[036] A sequência representada é para propósitos ilustrativos apenas e não se destina a limitar o método 100 de qualquer maneira que seja entendido que as porções do método podem prosseguir em uma ordem lógica diferente, porções adicionais ou de intervenção podem ser incluídas, ou porções descritas do método podem ser divididas em múltiplas porções, sem se afastar das modalidades da presente revelação. Por exemplo, o método 100 pode simplesmente incluir implantar de modo simultâneo uma série de portas externas 48 de uma posição neutra para uma posição implantada, em que a série de portas externas 48 se estende para fora de uma nacela 12 de um motor de turbina a gás 10 da aeronave e uma série de portas bloqueadoras 50 de uma posição neutra para uma posição implantada, em que a série de portas bloqueadoras 50 se estende no interior do conduto de fluxo de ar 31 definido pelo duto de desvio 30 definido por e entre a nacela 12 e um núcleo de motor 14, em que a série de portas bloqueadoras 50 inclui um número maior de portas que o número de portas na série de portas externas 48, e em que a série de portas bloqueadoras 50 e a série de portas externas 48 redirecionam o fluxo de ar de duto de ventilador que faz com que o fluxo de ar saia e se desloque para frente, conforme guiado pela série implantada de portas externas 48. Implantar o conjunto de portas bloqueadoras pode incluir implantar múltiplas portas bloqueadoras através de um sistema de ligação, como a título de exemplo não limitante do sistema de ligação 70. Adicionalmente, se um elemento em cascata estiver presente, a série de portas bloqueadoras 50 pode defletir ar através do elemento em cascata.

[037] O conjunto de reversor de empuxo revelado no presente documento fornece múltiplos benefícios, que podem impactar de modo positivo no custo, desempenho e capacidade de controle da aeronave. Primeiro, o comprimento de atuador geral e o curso podem ser significativamente reduzidos de projetos convencionais, resultando em custo e peso reduzidos. O uso de portas externas adiciona uma força de retardamento fornecida por arrasto adicional que pode ser utilizada para aumentar desempenho de empuxo reverso ou pode ser usado para deslocar a implantação de cascatas mais curtas para o mesmo empuxo reverso e, através disso, reduzir o comprimento da instalação de cobertura geral com redução comensurada em arrasto de voo. Adicionalmente, a presente revelação resulta em instalação simplificada geral e sistemas de controle, bem como necessidades de volume de empacotamento reduzidas na área de compartimento de cobertura de ventilador com potencial para tamanho e peso reduzidos.

[038] A presente revelação também fornece a flexibilidade para controle individual e operação dos atuadores, portas externas e portas internas associadas, o que significa que o fluxo de empuxo reverso interno pode ser mais prontamente personalizado para uma aeronave ou instalação de motor específicas, incluindo sobre as asas ou instalações próximas à fuselagem, solo ou asas. Além disso, usar ligações de porta bloqueadora alojadas no voo na cavidade de cobertura e não no duto de ventilador fornece redução em arrasto de voo com um aprimoramento relacionado em consumo de combustível específico. Desse modo, a presente revelação também permite linhas aéreas de duto de ventilador aprimoradas com reduções de arrasto aerodinâmico associadas. Esses benefícios combinados serão manifestados como consumo de combustível específico reduzido ou desempenho de motor aprimorado versus um reversorde empuxo convencional.

[039] Os benefícios de implantar tal reversor de empuxo incluem um empacotamento suficiente de um sistema que pode substituir um reversor de empuxo transladado de modo linear convencional. O espaço exigido para transladar a cobertura de translação na parte para trás não é mais necessário, permitindo espaço adicional dentro da cobertura externa para montar os acessórios necessários para implantar o conjunto de atuador.

[040] Deve ser verificado que a operação do conjunto de reversor de empuxo não é dependente de qualquer tipo particular de projeto de cascata e, de fato, a presente revelação podería ser instalada em um projeto de reversor de não cascata, no qual o ar desviado é redirecionado do duto de desvio através de aberturas de diversas configurações. Ademais, enquanto que a série de portas externas e a série de portas bloqueadoras são mostradas com uma construção rígida que não se curva, se flexiona ou se dobra intencionalmente durante sua implantação, as portas que têm qualquer uma dessas capacidades também estão dentro do escopo da presente revelação. Finalmente, também deve ser verificado que o conjunto de reversor de impulso e seus componentes individuais podem ser construídos a partir de diversos materiais, incluindo materiais metálicos, plásticos e de compósitos comumente usados em aplicações aeroespaciais e fabricados por usinagem, fundição, moldagem, laminação, etc., e combinações das mesmas.

[041] Em qualquer um dos diversos aspectos acima, um revestimento protetor, como um revestimento de barreira térmica ou sistema de revestimento protetor de múltiplas camadas podem ser aplicados às coberturas ou componentes de motor. Os diversos aspectos de sistemas, métodos e outros dispositivos relacionados à presente revelação e revelados no presente documento fornecem um conjunto de reversor de empuxo aprimorado, particularmente, em uma cobertura de ventilador.

[042] Esta descrição escrita usa exemplos para revelar a presente revelação, que incluem o melhor modo, e também para permitir que qualquer pessoa versada na técnica pratique a presente revelação, o que inclui produzir e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e realizar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da presente revelação é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram às pessoas versadas na técnica. Tais outros exemplos se destinam a estar dentro do escopo das reivindicações se possuírem elementos estruturais que não os diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se os mesmos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais em relação à linguagem literal das reivindicações.

Lista de Componentes 10 motor 12 nacela 14 núcleo de motor 16 conjunto de ventilador 18 nariz giratório 20 pás de ventilador 22 compressor de pressão alta 24 combustor 26 turbina de pressão alta 28 turbina de pressão baixa 30 duto de desvio 31 conduto de fluxo de ar 32 cobertura de núcleo interno 34 bocal de saída de ventilador 36 linha central 38 bocal de escape 40 conjunto de entrada 42 cobertura de ventilador 44 conjunto de reversor de empuxo 46 porção de cobertura externa 48 porta externa 50 porta bloqueadora 52 elemento em cascata 54 conjunto de atuador 56 atuador de macaco de rosca 58 haste rosqueada 60 mecanismo de rotação 70 sistema de ligação 72 primeira seção de ligação 74 segunda seção de ligação 76 veículo 78 fluxo de ar de duto de ventilador 79 fluxo de empuxo reverso 100 método 102 etapa um de método 104 etapa dois de método 106 etapa três de método 108 outra etapa três de método Reivindicações

Claims

1. MOTOR DE TURBINA A GÁS [10] caracterizado pelo fato de que compreende: um núcleo de motor [14]; uma nacela [12] que circunda pelo menos uma porção do núcleo de motor [14]; um duto de desvio [30] definido por e entre a nacela [12] e o núcleo de motor [14] e que define um conduto de fluxo de ar [31]; uma série de portas externas [48] móveis entre uma posição neutra e uma posição implantada, em que a série de portas externas [48] se estende para fora da nacela [12]; uma série de portas bloqueadoras [50] móveis entre uma posição neutra e uma posição implantada, em que o conjunto de portas bloqueadoras [50] se estende para o interior do conduto de fluxo de ar [31] para defletir o ar para fora; um conjunto de atuador [54]; e um sistema de ligação [70] que acopla de modo operável o conjunto de atuador [54] à série de portas externas [48] e à série de portas bloqueadoras [50]; em que a série de portas bloqueadoras [50] inclui um número maior de portas que o número de portas na série de portas externas [48], e durante a operação, o conjunto de atuador [54] é configurado para engatar o sistema de ligação [70] de modo que a série de portas externas [48] e a série de portas bloqueadoras [50] sejam movidas seletivamente de modo simultâneo entre as posições acondicionada e implantada.

2. MOTOR DE TURBINA A GÁS [10], de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de atuador [54] compreende um macaco de rosca [56].

3. MOTOR DE TURBINA A GÁS [10], de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o sistema de ligação [70] compreende adicionalmente uma primeira seção de ligação acoplada de modo operável à série de portas externas [48].

4. MOTOR DE TURBINA A GÁS [10], de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o sistema de ligação [70] compreende adicionalmente uma segunda seção de ligação [72] acoplada de modo operável à série de portas bloqueadoras [50].

5. MOTOR DE TURBINA A GÁS [10], de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a segunda seção de ligação [74] acopla de modo operável duas portas bloqueadoras [50] de modo que as duas portas bloqueadoras [50] se movam em conjunção.

6. MOTOR DE TURBINA A GÁS [10], de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o sistema de ligação [70] compreende adicionalmente um veículo de ligação [76] que acopla de modo operável a primeira seção de ligação [72] e a segunda seção de ligação [74] ao macaco de rosca [56].

7. MOTOR DE TURBINA A GÁS [10], de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de ligação [70] acopla de modo operável duas portas bloqueadoras [50] e uma única porta externa [48] ao conjunto de atuador [54].

8. MOTOR DE TURBINA A GÁS [10], de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que há múltiplas séries de conjuntos de aturadores [54], sistemas de ligação [70], portas externas [48] e portas bloqueadoras [50] separadas radialmente sobre a nacela [12].

9. MOTOR DE TURBINA A GÁS [10], de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um elemento em cascata [52] localizado dentro da nacela [12].

10. MOTOR DE TURBINA A GÁS [10], de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a nacela [12] compreende uma porção de cobertura externa [46] para trás da série de portas externas [48] e da série de portas bloqueadoras [50], e em que a porção de cobertura externa [46] é fixa.