IT9021738A1 - Sistema di azionamento per posizionare un ugello di scarico direzionale. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale

La presente invenzione riguarda ugelli di scarico di turbine a gas manovrabili in volo e, più particolarmente, dispositivi azionatori per posizionare gli alettoni di ugelli di scarico bidemensionali direzionabili.

Ugelli bidimensionali di scarico potenziato di motore a getto capaci di fornire direzionamento di spinta per manovrabilità in volo o direzionamento di spinta per decollo breve sono previsti per soddisfare una moltitudine di capacità operative entro il programma di volo, come illustrato dalle posizioni degli alettoni di scarico rappresentati nelle figure da 1 a 3. Nelle figure da 1 a 3 sono illustrate tre configurazioni di ugello di scarico 100 corrispondenti ad una spinta assiale diritta, una spinta diretta verso il basso e una spinta diretta verso l’alto rispettivamente. L'ugello 100 contiene alettoni convergenti 102 simmetricamente opposti e alettoni divergenti 104 posizionati tra pareti laterali 106. Gli alettoni convergenti opposti, gli alettoni divergenti opposti e le pareti laterali opposte definiscono un percorso di flusso di corrente di scarico dell'ugello di scarico 100 indicata da una freccia 120. Rispetto ad un asse centrale 108 dell’ugello 100, il percorso di flusso di corrente di scarico può essere diretto parallelo al medesimo per una pura spinta assiale senza potenziamento, o ad un angolo rispetto all'asse 108 per una spinta direzionata, come illustrato nelle figure 2 e 3. In aggiunta al direzionamento di spinta, è inoltre desiderabile modulare di alettoni divergenti in modo da ottimizzare l'area di uscita dell’ugello in funzione dell'area di gola.

Ugelli di scarico bidimensionali di tecnica anteriore capaci di soddisfare ciascuna delle configurazioni di alettoni illustrate nelle figure 1, 2 e 3 utilizzivano un sistema di azionamento indipendente per muovere ciascuno degli alettoni convergenti e divergenti. Questo porta ad un grande numero di sistemi di azionamento portanti ulteriormente a maggiori esigenze di carico idraulico e a riduzione di affidabilità.

Inoltre, gli ugelli di scarico direzionatori di spinta bidimensionali di tecnica anteriore montavano comunemente gli azionatori direzionatori per gli alettoni divergenti direttamente sugli alettoni convergenti. Questa configurazione risulta in addizionali problemi di affidabilità perchè il fluido idraulico deve essere inviato agli azionatori montati sugli alettoni covergenti mobili attraverso accoppiamenti rotanti o maniche flessibili. Tali accoppiamenti rotanti e maniche flessibili mostrano comunemente problemi di perdite, diminuendo perciò l'affidabilità del sistema..

Inoltre, un azionamento indipendente di ciascun ugello divergente può portare a problemi di sicurezza da guasti poiché uno degli alettoni divergenti potrebbe aprirsi se il suo sistema di azionamento si guastasse provocando spinta ridotta e direzionamento non voluto della corrente di gas di scarico. Di conseguneza, uno scopo della presente invenzione è di realizzare un semplificato sistema di azionamento per eseguire modulazione di alettoni divergenti senza l’uso di azionatori attaccati agli alettoni convergenti.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è di ridurre il numero totale di sistemi di azionamento necessari per la modulazione degli alettoni divergenti. Ancora un ulteriore scopo della presente invenzione è di realizzare un sistema di azionamento semplificato per modulazione di alettoni divergenti che sia anche capace di programmare il rapporto dell'area di sezione dell'uscita di ugello rispetto all’area di sezione della gola dell’ugello. Questo rapporto tra uscita e gola è critico per mantenere alti livelli di prestazioni durante il volo, specialmente volo supersonico ad alto rapporto pressione.

Addizionali scopi e pregi della presente invenzione verranno esposti nella descrizione che segue e in parte saranno ovvi dalla descrizione, o possono essere , imparati dalla realizzazione dell'invenzione. Gli scopi e pregi dellinvenzione possono essere realizzati ed ottenuti mediante strumenti e combinazioni particolarmente precisati nelle rivendicazioni qui in fondo. Per raggiungere i sopraddetti scopi e secondo gli scopi dell'invenzione come qui realizzati e largamenti descritti, si impiega un ugello di scarico bidimensionale di turbomotore a gas che contiene pareti laterali opposte, alettoni convergenti opposti a posizione variabile e alettoni divergenti opposti a posizione variabile definenti una porzione del percorso di flusso della corrente di scarico. Ugello di scarico contiene mezzi a manovella di alettoni convergenti per sostenere gli alettoni convergenti e mezzi a manovella, collegati girevolmente ai mezzi a manovella degli alettoni convergenti, per far ruotare gli alettoni divergenti. L’ugello di scarico contiene inoltre mezzi per azionare i mezzi a manovella di camme e mezzi di bracci di collegamento, sporgenti dai mezzi a manovella di camme verso gli alettoni divergenti, per trasportare il carico dei mezzi a manovella di camme in rotazione degli alettoni divergenti per direzionare la corrente di scarico.

Di preferenza, i mezzi a manovella di alettoni convergenti comprendono primi e secondi alberi di manovelle di alettoni convergenti disposti a rispettivi estremi a ponte degli opposti alettoni convergenti e i mezzi a manovella di camma contengono prime e seconde manovelle di camma attaccate girevolmente a quelle rispettive delle prime e seconde manovelle di alettoni, dove ciascuna delle manovelle di camma contengono, a ciascun estremo, un braccio di leva di manovella di camma con una superficie di camma.

Nella presente realizzazione preferita i mezzi per far ruotare i mezzi a manovella di camma contengono prime e seconde barre a slitta disposte adiacenti alle pareti laterali dell’ugello di scarico e colleganti estremi opposti rispettivi della prima e seconda manovella di camma tra di loro. Le prime e seconde barre a slitta hanno ciascuno un seguicamma ai loro estremi distanti che impegnano le rispettive superfici di camma e azionano le prime e seconde manovelle di camma. Primi mezzi azionatori sono realizzati per lo scopo di muovere la barre a slitta rispetto alle pareti laterali muovendo perciò i seguicamma lungo rispettive superfici di camma dei bracci di leva di manovelle di camma, per far ruotare le manovelle di camma e posizionare gli alettoni divergenti per uno scarico direzionato.

Il rapporto dell’area di gola rispetto all’area di uscita deU’ugello è programmato fissando l’area di uscita dell’ugello in funzione della posizione degli alettoni divergenti. La funzione è programmata nella sagoma delia superficie di camma in modo che quando gli alettoni convergenti sono posizionati, gli angoli di ciascun alettone divergente rispetto all’asse centrale dell’ugello sono regolati per mantenere una predeterminata area di uscita di ugello.

Gli allegati disegni, che sono incorporati e costituiscono parte della descrizione, illustrano una realizzazione presentemente preferita dell’invenzione e, assieme con la descrizione generale data sopra e la descrizione dettagliata della realizzazione preferita da sotto, servono a spiegare i principi dell'invenzione.

La figura 1 illustra schematicamente un convenzionale ugello di scarico con alettoni divergenti direzionabili posizionati per spinta assiale diritta;

la figura 2 illustra un ugello di scarico di figura 1 con alettoni divergenti direzionati verso il basso;

la figura 3 illustra l'ugello di scarico di figura 1 con alettoni divergenti direzionati verso l’alto;

la figura 4 è una vista isometrica concettuale di un ugello di scarico bidimensionale convergente e divergente contenente una realizzazione dei mezzi azionatori a camme della presente invenzione;

la figura 5 illustra una vista superiore di un ugello di scarico bidimensionale convergente e divergente contenente i mezzi azionatori a camma della presente invenzione;

la figura 6 illustra una vista laterale del’ugello di scarico di figura S;

la figura 7 illustra una vista anteriore parziale dell’ugello di scarico di figura 5;

le figure 8A, 8B e 8C illustrano schematicamente tre posizioni dei mezzi a manovella di camma e degli alettoni convergenti e divergenti di un ugello di scarico contenente gli insegnamenti della presente invenzione.

La figura 9 illustra una vista in sezione guardando dall’alto al basso di un ugello di scarico bidimensionale convergente e divergente contenente la barra a slitta e i mezzi azionatori della presente invenzione.

Si farà ora riferimento in dettaglio alla realizzazione presentemente preferita dell’invenzione illustrata negli allegati disegni, nei quali numeri di riferimento simili indicano parti simili o corrispondenti in tutti i parecchi disegni.

La figura 4 illustra componenti principali di un ugello di scarico 10 disposto generalmente attorno ad una linea centrale di ugello 8,' che può corrispondere ad un asse centrale, contenente gli insegnamenti della presente invenzione. L'ugello di scarico 10 contiene alettoni convergenti opposti 12 e 14 collegati gierevolmente ai loro estremi a valle a rispettivi alettoni divergenti opposti 16 e 18 mediante mezzi noti nella tecnica come, ma non limitati a, cerniere 17 e 19. Le pareti laterali dell’ugello di scarico 10 sono illustrate con linee a tratteggio in figura 4 per scopi di chiarezza. Nella configurazione attuale dell’ugello di scarico 10, gli alettoni convergenti e divergenti sporgerebbero lateralmente attraverso l'ugello tra le pareti laterali.

Secondo la presente invenzione, l'ugello di scarico 10 contiene primi e secondi mezzi a manovella di alettoni convergenti per sostenere e far ruotare gli alettoni convergenti 12 e 14. Come qui realizzati, i mezzi a manovella di alettoni comprendono una prima manovella 20 di alettone convergente e una seconda manovella 22 di alettone convergente, ciascuna sostenente uno rispettivo degli opposti alettoni convergenti 12 e 14. Ciascuna della prima e seconda manovella convergente 20 e 22 illustrate in figura 4 sono rappresentate come comprendenti alberi di manovelle relativamente diritti 21 e 23, per scopi di semplicità, e come aventi bracci di leva 60 e 62 ai loro rispettivi estremi. In una configurazione effettiva di un ugello di scarico contenente gli insegnamenti della presente invenzione, gli alberi di manovelle di alettoni convergenti potrebbero essere configurati con un piccolo rialzo da ciascun estremo verso il centro dell’ugello di scarico con il contorno interno di ciascun alettone convergente 12 e 14 corrispondente generalmente alla configurazione delle rispettive manovelle 20 e 22 di alettoni convergenti. Tale configurazione verrà descritta in maggior dettaglio qui sotto con riferimento alla figura 7.

Secondo la presente invenzione, mezzi di manovelle a camma, attaccati girevolmente ai mezzi a manovella di alettoni convergenti, sono impiegati per far ruotare gli alettoni divergenti. Come qui realizzati, i mezzi di manovelle a camma contengono una prima manovella a camma 24 e una seconda manovella a camma 26. La prima manovella a camma 24 contiene una prima barra a camma 25 che è sfalsata e attaccata girevolmente alla prima manovella 20 di alettone convergente mediante alette 27 di manovella a camma e alette 29 di barra a camma a perni 28. Similmente, una seconda manovella a camma 26 è attaccata girevolmente alla seconda manovella 22 di alettone convergente a perni 28 usando una simile coppia di alette o prolungamenti. I perni 30 sono illustrati come giunti a cavallotti e perni, ma si può utilizzare qualsiasi nota configurazione per i perni 28 e 30 che consenta alle rispettive manovelle a camma di girare rispetto al rispettivo albero di manovella di alettone convergente. Un albero 24 di manovella a camma ha attaccato al medesimo, a ciascun estremo, un braccio 31 di leva di albero a camma avente una superficie di camma sul medesimo per formare una guida di camma 32. Le configurazione di guide di camma 32 e 34 sono identiche e una descrizione più dettagliata della configurazione della guida di camma è fornita più avanti con riferimento alle figure rimanenti. In modo simile una manovella a camma 26 contiene un braccio di leva 33 e una guida di camma 34 disposti a ciascun suo estremo. Le sagome delle guide di camma 32 e 34 controllanti l’angolo di rotazione delle manovelle a camma 24 e 26 sono Identiche di costruzione e la loro configurazione verrà pure descritta in maggior dettaglio qui sotto.

Secondo la presente invenzione, l’ugello di scarico contiene mezzi far ruotare i mezzi a manovella di camma in unisono nella medesima direzione di rotazione attorno ai rispettivi perni 28 e 30 di ciascuna manovella di camma 24 e 26. Come qui realizzati, i mezzi per far ruotare le manovelle a camma in unisono comprendono prime e seconde barre a slitta 36 e 38. Ciascuna delle prime e seconde barre a slitta 36 e 38 contiene dei seguicamma 40 ai suoi estremi. I seguicamma 40 sono posizionati entro una rispettiva delle guide di camma 32 e 34 e sono mobili lungo il percorso delle rispettive guide di camma. Di preferenza, barre a slitta 36 e 38 sono disposte adiacenti ed entro una rispettiva parete laterale 66 dell’ugello 10. Mezzi a slitta SI, come illustrati in figura 9 sono impiegati per impedire movimento assiale e favorire movimento radiale delle barre a slitta 36, come illustrato ma non limitato, da mezzi 53 di guide e rotaie, dove una guida 55 attaccata alla parete laterale 66 guida la barra a slitta 36 che agisce sulla sua propria rotaia. Di preferenza la distanza tra seguicamma 40 delle barre a slitta 36 e 38 è fissa, mantenendo perciò una spaziatura minima relativamente fissa tra gruppi opposti di guide di camma 32 e 34 per una data posizione assiale e radiale delle barre a slitta. Questo fornisce un mezzo per far ruotare ulteriormente gli alettoni divergenti 16 e 18 in unisono ma in direzioni opposte, in modo da mantenere un rapporto desiderato o programmato tra l’area di uscita e l’area di gola. Ancora, le barre a slitta e gli associati seguicamma e guide di camma tendono ad assorbire sollecitazioni di trazione applicate sulle barre a slitta dall’alta pressione dei gas di scarico agenti sugli alettoni divergenti.

Secondo la presente invenzione, si impiegano primi mezzi azionatori per muovere le barre a slitta su e giù rispetto alle pareti laterali che, a loro volta, muovono i seguicamma lungo loro rispettive guide di camma delle manovelle a camma e fanno ruotare le manovelle a camma per posizionare gli alettoni divergenti per uno scarico direzionato. Come qui realizzati, i primi mezzi azionatori possono comprendere pistoni 42 azionati idraulicamente che sono fissati ad una rispettiva delle pareti laterali del'ugello mediante mezzi di fissaggio, come illustrati da un perno 43. Qualsiasi tipo convenzionale di pistone 42 azionato idraulicamente può essere utilizzato e, perciò, una descrizione dettagliata dei pistoni verrà qui omessa. I pistoni 42 di azionatori idraulici agiscono per muovere una rispettiva delle barre a slitta 36 e 38 verticalmente rispetto alle pareti laterali dell’ugello di scarico estendendo e ritraendo la sua asta di pistone 45. Questo movimento verticale delle barre a slitta serve a muovere le guide di camma 32 e 34 rispetto ai seguicamma 40 facendo ruotare perciò le manovelle a camma 24 e 26 in unisono nella medesima direzione attorno ai loro rispettivi perni 28 e 30. In unisono significa che ciascun alettone è fatto ruotare in senso orario o antiorario di circa il medesimo numero di gradi.

Secondo la presente invenzione, l’ugello di scarico contiene inoltre mezzi di bracci di collegamento sporgenti dai mezzi di manovelle a camma verso gli alettoni divergenti, per trasformare il percorso di rotazione dei mezzi di manovelle a camma in movimento degli alettoni divergenti allo scopo di direzione la corrente di scarico uscente dall’ugello di scarico 10. Come qui realizzati, i mezzi di bracci di collegamento, comprendenti primi bracci di collegamento 44, sono collegati in modo girevole e sporgono da una manovella a camma 24 mediante un giunto 46 di cavallotto di barra a camma e collegati all'alettone divergente 16. Ciascun braccio di collegamento 44 è collegato in modo girevole all'alettone divergente 16 mediante un giunto a perno o cavallotto 48. La configurazione del giunto o cavallotto 48 è standard e non critica per il funzionamento della presente invenzione e, perciò, verrà omessa la sua descrizione dettagliata. Similmente sul fondo dell’ugello, i mezzi di bracci di collegamento contengono inoltre bracci di collegamento 50 sporgenti da un giunto a cavallotto 52 di costruzione simile al giunto a cavallotto 46 del braccio di collegamento della barra a camma. Ciascuno dei bracci di collegamento SO sporge dal giunto a cavallotto 52 verso un alettone divergente 18 dove è collegato da un giunto a cavallotto o perno 54 simile al cavallotto 48 collegante i bracci di collegamento 44 all’alettone divergente 16. Benché due bracci di collegamento siano mostrati come sporgenti da rispettive manovelle a camma 24 e 26 verso alettoni divergenti 16 e 18, questo numero non è limitativo della presente invenzione e si può incorporare qualsiasi numero desiderato di bracci di collegamnento sporgenti da un qtialsiasi numero desiderato di giunti a cavallotto su barre a camma 24 e 26. Tuttavia, la configurazione illustrata fornisce un bilanciamento della forza dovuta alla pressione interna dei gas caldi di scarico agenti su ciascuno degli alettoni divergenti 16 e 18 contro la forza fornita dagli azionatori quando vengono posizionati per movimento dei rispettivi bracci di collegamento 44 e 50.

Infine, allo scopo di fornire addizionali capacità e configurazioni operative degli alettoni convergenti e divergenti definenti il percorso di flusso di gas di scarico dell’ugello 10 si impiega un secondo azionatore per far ruotare i mezzi di manovelle di alettoni convergenti allo scopo di posizionare perciò a scelta gli alettoni convergenti 12 e 14 per programmare il rapporto dell'area di sezione della gola 66 rispetto all’area di sezione 67 dell'uscita di ugello. Come qui realizzati, i secondi mezzi azionatori comprendono pistoni azionati idraulicamente 56 e 58 disposti entro le pareti laterali opposte dell’ugello 10. Gli azionatori idraulici 56 sono collegati ad un rispettivo estremo di ciascuna delle manovelle 20 e 22 di alettoni convergenti mediante primi bracci di leva 60 e 62, che sono a loro volta collegati al pistone mobile 64 di azionatori idraulici 56 e 58. Poiché ciascuno degli azionatori idraulici 56 e 58 e i loro rispettivi bracci di collegamento 60, 62 e pistone 64 sono di costruzione identica, verrà qui descritta la configurazione di solo uno di quegli azionatori.

Quando il pistone 64 dell’azionatore idraulico 56 è mosso longitudinalmente, o avanti e indietro, rispetto ad una parete laterale rispettiva dell’ugello di scarico 10 e all’asse centrale 108 del’ugello, i bracci di collegamento 60 e 62 sono fatti ruotare per far perciò ruotare la manovelle 20 e 22 degli alettoni convergenti. Questa rotazione delle manovelle 20 e 22 degli alettoni convergenti provoca un movimento degli alettoni convergenti 12 e 14, pur provocando un movimento contemporaneo degli alettoni divergenti 16 e 18 per rotazione dei perni 28 e 30 che sono attaccati a quelle rispettive delle manovelle 20 e 22. Per semplicità nella descrizione della presente invenzione, il movimento degli alettoni convergenti e divergenti può essere rappresentato come due operazioni separate che capiterebbero contemporaneamente con rotazione delle manovelle di alettoni convergenti. Primo, quando -le manovelle 20 e 22 degli alettoni convergenti sono fatte ruotare, gli estremi a monte degli alettoni convergenti 12 e 14 sono mossi tra di loro per allargare o ridurre l’area di sezione della gola 66 dell’ugello IO. Secondo, poiché i giunti a perni 28 e 30 sporgono rispettivamente dalle manovelle 20 e 22 degli alettoni convergenti, quei giunti a perno sono anche fatti ruotare quando gli alberi degli alettoni convergenti sono fatti ruotare per rotazione dei bracci di leva 60 e 62. Inoltre, questa rotazione dei giunti a perni 28 e 30 provoca rotazione delle guide di camma 24 e 26 che sono collegate girevolmente in loro corrispondenza a rispettivi alberi di manovelle di alettoni convergenti. Quindi, quando i giunti a perni 28 e 30 sono mossi in una differente posizione per rotazione delle manovelle 20 e 22 di alettoni convergenti, le manovelle a camma 24 e 26 sono pure mosse o fatte ruotare portando ad un movimento degli alettoni divergenti 16 e 18 attraverso i bracci di collegamento 44 e SO. Poiché le manovelle a camma 24 e 26 girano rispetto agli alberi delle manovelle 20 e 22 degli alettoni convergenti in rispettivi punti di rotazione 28 e 30, il percorso o movimento degli alettoni divergenti 16 e 18 è determinato dalla particolare configurazione degli alberi a camma 24( e 26, dove questi sono attaccati a giunti a perno 28 e 30. Inoltre, una rotazione addizionale degli alettoni divergenti 16 e 18 è controllata dall’angolo dei mezzi di manovelle a camma attorno a giunti girevoli 28 e 30, regolando l’angolo delle guide 32 che controllano la rotazione della manovella a camma attorno ai punti di rotazione 28 e 30. Una programmazione di questi angoli è eseguita disegnando la sagoma o curvatura delle guide a camma 32 che possono essere usate per programmare la configurazione ottimale del rapporto tra area di gola e area di uscita per le svariate posizioni degli alettoni convergenti o dell’area di gola. La pressione della corrente di scarico nell’ugello tende a spingere gli alettoni verticalmente fuori dall’asse centrale 108 dell'ugello, tuttavia, poiché sono incernierati o imperniati, o limitati in traslazione dagli svariati giunti e collegamenti, i rispettivi collegamenti controllano o limitano il grado in cui questi ruotano o traslano. Gli alettoni divergenti si aprirebbero fino ad un angolo di 90 gradi se la rotazione non fosse limitata dai bracci di leve o guide 32 a camma. Conformando le guide, gli angoli di rotazione degli alettoni divergenti sono pure controllati.

Mediante opportuna sagomatura della configurazione delle barre a camma 24 e 26 e delle guide di camma 32 e 34, il movimento delle barre a slitta 36 e 38 e dei loro rispettivi seguicamma 40 lungo le guide di camma 32 e 34 consentirà un posizionamento degli alettoni divergenti 16 e 18 per direzionamento di rollio della corrente di scarico uscente dall ’ugello 10 e per ottimizzare il rapporto dell’area di gola rispetto all’area di uscita dell’ugello. Tale configurazione corretta della manovelle a camma 24 e 26 e delle guide di camma 32 e 34. diventerà più chiara con riferimento alle sue figure e descrizioni che continuano qui sotto.

Con riferimento alle figure 5, 6 e 7 vengono illustrate, rispettivamente, una vista dall’alto, una vista laterale e una vista anteriore parziale di un ugello di scarico 10 contenente gli insegnamenti della presente invenzione. Con riferimento alla figura 5, viene illustrata una manovella a camma 24, una manovella 20 di alettone convergente e un perno 28 della manovella a camma 24 per la manovella 20 dell’alettone convergente. All’estremo più esterno della manovella a camma 24 la guida di camma 32 sporge longitudinalmente entro la parete laterale 68 dell’ugello 10. Similmente, benché non illustrato in figura 5, all’estremo opposto della manovella a camma 24 l'altra guida di camma 32 sporge longitudinalmente entro la parete laterale opposta. Dei bracci di collegamento 44 sono anche illustrati in figura 5 come sporgenti dal cavallotto 46 tra barra a camma e braccio di collegamento per l'alettone divergente 16.

Con riferimento alla figura 6, la barra a slitta 36 è mostrata estesa tra la guida di camma 32 e la guida di camma 34 con seguicamma 40 disposti in una rispettiva guida di camma. La figura 6 illustra inoltre un azionatore 42 a pistone idraulico per muovere la barra a slitta 36 in su e in giù nella figura 5 e un azionatore idraulico 56 collegante bracci di collegamento 60 e 62 all'albero 20 di manovella di alettone convergente. Quando il pistone 64 dell'azionatore 56 è mosso longitudinalmente, cioè da sinistra a destra e da destra a sinistra in figura 6, i bracci di collegamento 60 e 62 fanno ruotare gli alberi 20 e 22 dell’alettone convergente per posizionare gli alettoni convergenti e variare l'area di sezione della gola 66.

La figura 7 illustra una vista anteriore parziale di un ugello di scarico 10 delle figure 5 e 6, in cui la lieve salita verso l'alto della manovella 20 di alettone convergente è illustrata tra le pareti laterali 68e l'asse centrale 70 dell'ugello. Come illustrato in figura 7, l’alettone divergente 16 può anche essere configurato con un contorno lievemente piegato verso l’alto verso l’asse 70 per accogliere il contorno livemente piegato verso l’alto della manovella 20 di alettone convergente e dell’alettone convergente 12.

La corsa delle barre a slitta 36 e 38 e dei loro associati seguicamma 40 rispetto alle guide di camma 32 e 34 quando gli alettoni vengono mossi verso le svariate posizioni corrispondenti alle condizioni richieste dell'ugello di scarico 10 bidimensionale a scopi multipli viene meglio illustrata nelle figure 8A, 8B e 8C. In tutte e tre queste figure, le manovelle 20 e 22 di alettoni convergenti sono illustrate sopra e sotto' l'asse centrale 70 dell’ugello come due cerchi. In ciascun caso, uno dei due cerchi corrisponde ad una sezione della manovella di alettone convergente all’estremo più esterno della manovella, mentre l'altro cerchio corrisponde ad una sezione della manovella al suo centro. Due cerchi sono mostrati per rappresentare la manovella di alettone convergente dato che, come illustrato in figura 7 la manovella di alettone convergente è configurata con un lieve contorno o salita verso il centro dell’ugello da ciascun lato della manovella. Inoltre, in ciascuna delle figure 8A, 8B e 8C, la prima barra a slitta 36 è illustrata come una linea retta estendetesi tra la guida di camma 32 e la guida di camma 34 su entrambi i lati dell’asse centrale 70. In figura 8A, gli alettoni convergenti 12 e 14 sono posizionati per potenziamento massimo, cioè postbruciamento, dove l'area di gola 66 viene massimizzata. Gli alettoni divergenti 16 e 18 sono mostrati in posizione direzionata verso l’alto rispetto all’asse centrale 70 nella sua posizione di massimo potenziamento. Inoltre, i bracci di collegamento 62 sono spinti verso la loro posizione più in avanti da un secondo azionatore idraulico 56 per posizionare gii alettoni convergenti 12 e 14 allo scopo di massimizzare l’area di sezione della gola 66.

Con riferimento alla figura 8B, il pistone 64 del secondo azionatore idraulico 56 è stato ritirato per tirare i bracci di leva 60 e 62 all’ indietro lungo l’asse centrale 70 allo scopo di far ruotare la manovella 20 di alettone convergente in senso orario e di far ruotare l’albero 22 di manovella di alettone convergente in senso antiorario, come mostrato dalle frecce direzionali 72 e 74 rispettivamente. Tale rotazione degli alberi di manovelle 20 e 22 fornisce un movimento duplice degli alettoni convergenti e degli alettoni divergenti. Nal primo caso gli alettoni convergenti 12 e 14 sono tirati entro il percorso di flusso di corrente di scarico per ridurre l'area di sezione alla gola 66. In questo modo la configurazione della presente invenzione consente di programmare il rapporto dell'area di sezione della gola rispetto all’area di sezione all’uscita degli alettoni divergenti 16 e 18. Contemporaneamente, la rotazione degli alberi di manovelle 20 e 22, come mostrata in figura 8B muove giunti a perno 28 e 30 nella medesima direzione dato che quei giunti a perno sono attaccati ai rispettivi alberi di manovelle 20 e 22. Questo movimento, a sua volta, fa ruotare le manovelle a camma 24 e 26 e trasforma la rotazione delle manovelle a camma 24 e 26 in movimento degli alettoni divergenti 16 e 18 attraverso bracci di collegamento 44 e SO. Tuttavia, questa rotazione delle manovelle 20 e 22 degli alettoni convergenti non cambia il direzionamento o orientazione relativa degli alettoni divergenti 16 e 18 rispetto all’asse centrale 70 dato che tale cambiamento dell’orientazione degli alettoni divergenti per effettuare direzionamento è eseguito dal movimento delle barre a slitta 36 e 38 verso l’alto o verso il basso rispetto all’asse centrale 70 per muovere le guide di camma 32 e 34 rispetto a seguicamma 40 ad entrambi gli estremi delle barre a slitta.

Con riferimento alla figura 8C, gli alberi di manovelle 20 e 22 degli alettoni convergenti sono mostrati ulteriormente ruotati per addizionale rotazione dei bracci di collegamento 60 e 62 all’indietro lungo l'asse centrale 70. Questa ulteriore rotazione degli alberi di manovelle 20 e 22 di alettoni convergenti nelle direzioni 72 e 74 rispettivamente, agisce per portare gli alettoni divergenti 16 e 18 insieme sull’asse centrale 70, bloccando perciò il flusso della corrente di gas di scarico lungo l'asse centrale dell'ugello. Nella posizione mostrata in figura 8C, gli alettoni invertitori di spinta configurati nelle pareti laterali dell'ugello sono aperti e il percorso di flusso della corrente di scarico è diretto attraverso gli ugelli invertitori di spinta per applicazioni di decollo e atterraggio breve (STOL). Si precisa che in ciascuna delle configurazioni illustrate nelle figure 8A, 8B e 8C, lo spaziamento relativo delle guide di camma 32 e 34 è mantenuto dalle barre a slitta rigide 36 e 38. In entrambe le due configurazioni illustrate in figura 8A e 8B, il direzionamento degli alettoni divergenti 16 e 18 è eseguito da un movimento delle barre a spinta 36 e 38 verso l'alto e verso il basso mediante un primo azionatore idraulico 42.

Con la configurazione dei mezzi azionatori di camme della presente invenzione l’intera modulazione degli alettoni convergenti compresa la programmazione del rapporto dell’area di sezione della gola rispetto all’area di uscita dell’ugello, e direzionamento della corrente di scarico degli ugelli, richiede solo due sistemi di azionamento idraulico. In aggiunta, ciascuno degli azionatori idraulici è fissato alla struttura e non ruota evitando perciò una necessità di accoppiamenti flessibili che possono portare a problemi di affidabilità con perdita del fluido idraulico. Questo sistema semplificato di modulazione di alettoni nella presente invenzione mostra perciò i pregi di alta affidabilità, eccellenti prestazioni sicure da guasti, ridotte esigenze di carichi su azionatori idraulici e costi e peso ridotti, dato che si riduce il numero totale di sistemi di azionamento idraulico per manipolazione degli alettoni. Ancora, poiché gli alettoni divergenti sono collegati attraverso le barre a slitta, le forze di pressione sono equilibrate su ciascuno degli alettoni nel modo direzionato e sono sostanzialmente equilibrate nel modo non direzionato, richiedendo quindi una forza minima di azionatori idraulici per mantenere gli alettoni nella posizione non direzionatà. Questa porta ad una minore forza media di azionatore e a ridotte capacità idrauliche. Come sopra notato, tale bilanciamento di pressione degli alettoni durante la mancanza di direzionamento esalta anche le prestazioni sicure da guasti del sistema, per esempio, se uno degli azionatori idraulici viene perso, l’azionatore rimanente sarà capace di fornire un direzionamento parziale mediante movimento parziale di uno degli alettoni divergenti. Inoltre, una programmazione meccanica del rapporto tra area di gola e area di uscita come fornito dalla disposizione di albero a camma della presente invenzione fornisce addizionali capacità di sicurezza da guasti.

In particolare, un guasto completo degli azionatori di alettoni divergenti porta ad incapacità di direzionare lo scarico di ugello senza alterare le capacità di programmare il rapporto tra l’area di uscita e l'area di gola nel modo non direzionato.

Addizionali pregi e modifiche capiteranno facilmente agli esperti nel ramo, perciò, l'invenzione nei suoi aspetti più ampi non è limitata ai dettagli specifici, ai dispositivi rappresentativi e agli esempi illustrativi mostrati e descritti. Di conseguenza, si possono fare delle variazioni da tali dettagli senza allontanarsi dallo spirito o dal campo del concetto inventivo generale come definito dalle seguenti rivendicazioni e dai loro equivalenti.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Ugello di scarico bidimensionale di turbomotore a gas avente pareti laterali opposte, opposti alettoni -convergenti e opposti alettoni divergenti a posizione variabile definenti una porzione di un percorso di flusso di corrente di scarico, comprendente: mezzi di manovelle di alettoni convergenti per sostenere detti alettoni convergenti; mezzi, di manovelle a camma, attaccati girevolmente a detti mezzi di manovelle di alettoni convergenti, per posizionare detti alettoni divergenti; mezzi per far ruotare detti mezzi di manovelle a camma; mezzi di bracci di collegamento, sporgenti da detti mezzi di manovelle a camma verso detti alettoni divergenti, per trasformare il movimento di detti mezzi di manovelle a camma in movimento di detti alettoni divergenti per direzionare la corrente di scarico.
2. 2. L’ugello di scarico bidimensionale di rivendicazione 1, nel quale detti mezzi di manovelle di alettoni convergenti contengono prime e seconde manovelle di alettoni convergenti esposti a rispettivi estremi a monte di detti alettoni convergenti opposti, e detti mezzi di manovelle a camma contengono prime e seconde manovelle a camma collegate in modo girevole a quelle rispettive di dette prime e seconde manovelle di alettoni convergenti, ciascuna di dette manovelle a camma avendo una superficie a camma ad entrambi gli estremi.
3. 3. Ugello di scarico bidimensionale di rivendicazione 2, nel quale detti mezzi per far ruotare detti mezzi di manovelle a camma comprendono prime e seconde barre a slitta estendetesi adiacenti a dette pareti laterali e colleganti tra di loro rispettivi estremi opposti di dette prime e seconde manovelle a camma, dette prime e seconde barre a slitta avendo ciascuna un seguicamma ad entrambi i suoi estremi per accoppiarsi con rispettive superfici a camma di dette prime e seconde manovelle a camma.
4. 4. Ugello di scarico bidimensionale di rivendicazione 3, nel quale detti mezzi per far ruotare detti mezzi di manovelle a camma comprendono inoltre mezzi azionatori per muovere dette barre a slitta rispetto a dette pareti laterali allo scopo di muovere perciò detti seguicamma lungo rispettive superfici di camma di dette manovelle a camma e per far ruotare dette manovelle a camma allo scopo di posizionare detti alettoni divergenti per scarico direzionato.
5. 5. Ugello di scarico bidimensionale di turbomotore a gas avente pareti laterali opposte, opposti alettoni convergenti a posizione variabile e opposti alettoni divergenti a posizione variabile per definiere una porzione di un percorso di flusso di corrente di scarico, comprendente: mezzi di manovelle di alettoni convergenti per posizionare detti alettoni convergenti; mezzi per far ruotare detti mezzi di manovelle di alettoni convergenti; mezzi di manovelle a camma, collegati in modo girevole a detti mezzi di manovelle di alettoni convergenti, per posizionare detti alettoni divergenti; mezzi per far ruotare detti mezzi di manovelle a camma; mezzi di bracci di collegamento, estendentesi da detti mezzi di manovelle a camma verso detti alettoni divergenti, per trasformare il movimento di detti mezzi di manovelle a camma in movimento di detti alettoni divergenti allo scopo di direzionare la corrente di scarico.
6. 6. L'ugello di scarico bidimensionale di rivendicazione 5, nel quale detti mezzi di manovelle di alettoni convergenti contengono prime e seconde manovelle di alettoni convergenti disposte a rispettivi estremi a monte di detti opposti alettoni convergenti e detti mezzi di manovelle a camma contengono prime e seconde manovelle a camma collegate in modo girevole a quelle rispettive di dette prime e seconde manovelle di alettoni convergenti, ciascuna di dette manovelle a camma avendo una superficie di camma ad entrambi gli estremi.
7. 7. L'ugello di scarico bidimensionale di rivendicazione 6, nel quale detti mezzi per far ruotare detti mezzi di manovelle a camma contengono prime e seconde barre a slitta estendetesi tra adiacenti pareti laterali e colleganti tra di loro rispettivi estremi opposti di dette prime e seconde manovelle a camma, dette prime e seconde barre a slitta avendo ciascuna un seguicamma ad entrambi i suoi estremi per accoppiarsi con rispettive superfici a camma di dette prime e seconde manovelle di seguicamma.
8. 8. L'ugello di scarico bidimensionale di rivendicazione 7, nel quale detti mezzi per far ruotare detti mezzi di manovelle a camma contengono inoltre mezzi azionatori per muovere dette barre a slitta rispetto a dette pareti laterali, allo scopo di muovere perciò detti segui camma lungo rispettive superfici di camma di dette manovelle a camma e di far ruotare dette manovelle a camma allo scopo di posizionare detti alettoni divergenti per uno scarico direzionato.
9. 9. L'ugello di scarico bidimensionale di rivendicazione 5, nel quale detti mezzi per far ruotare detti mezzi di manovelle convergenti contengono primi e secondi alberi di manovelle esposti a rispettivi estremi a monte di ciascuno di detti opposti alettoni convergenti, mezzi di bracci a leva, estendetesi da almeno un estremo di ciascuno di detti alberi di manovelle e sostanzialmente adiacenti ad almeno una di dette pareti laterali, per far ruotare detti alberi di manovelle e mezzi azionatori per muovere detti mezzi di bracci a leva allo scopo di posizionare a scelta detti alettoni convergenti per regolare perciò l’area di sezione di detto percroso di flusso di corrente di scarico,