PL226824B1

PL226824B1 - Układ isposób regulacji skoku smigła

Info

Publication number: PL226824B1
Application number: PL413810A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Miszkiewicz
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2017-09-29
Also published as: CA2940042A1; CN106499522B; US10793255B2; PL413810A1; US20170066523A1; CN106499522A; BR102016020541A2; EP3138771A1; JP2017095081A

Description

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy układu i sposobu regulacji śmigła silnika turbogazowego, a w szczególności układu i sposobu ograniczania skoku śmigła.

Silniki turbogazowe zwykle zawierają silnik rdzeniowy zasilający turbinę do obracania jednej albo więcej łopat wentylatora lub śmigła. Jeden z rodzajów silnika turbogazowego, znany jako konstrukcja z „wirnikiem otwartym”, działa w sposób podobny do tradycyjnych konstrukcji turbowentylatorowych oraz turbośmigłowych, lecz przy wydajności paliwowej większej od obydwu konstrukcji. Silnik turbowentylatorowy działa na takiej zasadzie, że centralny rdzeń turbogazowy napędza wentylator dwuprzepływowy, przy czym wentylator jest umieszczony w położeniu promieniowym między gondolą silnika a rdzeniem silnika. Jednak w konstrukcji z wirnikiem otwartym śmigło „dwuprzepływowe” jest zamontowane na zewnątrz gondoli silnika. Pozwala to na wykorzystanie większych objętości powietrza przez śmigło oraz na wytwarzanie większego ciągu niż w przypadku tradycyjnego silnika turbo wentylatorowego. W niektórych silnikach z wirnikiem otwartym śmigło „dwuprzepływowe” zawiera dwa przeciwbieżne zespoły wirnikowe, przy czym każdy zespół wirnikowy zawiera układ łopat śmigła zlokalizowany poza gondolą silnika.

Układ regulacji skoku może być przyłączony do śmigieł do zmieniania kąta skoku śmigła zgodnie z pożądaną charakterystyką lotu. Optymalny osiąg wymaga, aby takie układy miały wysoką dokładność. Jednak żądany zakres skoku może się różnić w zależności od warunków otoczenia lub stanu działania. Idealny skok śmigła dla jednych warunków może doprowadzić do katastroficznej usterki w innych warunkach.

Zatem pożądane są udoskonalone układy i sposoby regulacji skoku. W szczególności korzystne byłyby układy i sposoby regulacji skoku dla silników turbogazowych, które selektywnie ograniczają kąt skoku.

Aspekty i zalety niniejszego wynalazku zostaną przedstawione w części w poniższym opisie lub mogą one w sposób oczywisty wynikać z opisu lub będzie je można wywieść przez realizację wynalazku.

Zasadniczo przedstawiono układ i sposób regulacji skoku śmigła, który ogranicza kąt skoku śmigła w wybranych trybach pracy.

Zgodnie z jedną z postaci wykonania układ regulacji skoku zawiera siłownik liniowy połączony z wałem korbowym łopaty śmigła w celu zmiany skoku łopaty śmigła. Siłownik zawiera cylinder mający uszczelnioną hydraulicznie ścianę cylindra, jak również tłok przymocowany z możliwością ruchu postępowego do wału korbowego łopaty śmigła. Tłok zawiera kołnierz umieszczony wewnątrz cylindra w celu wyznaczenia komory przedniej oraz komory tylnej cylindra, występ biegnący od kołnierza przez komorę tylną cylindra, oraz zgrubną rurę obrotową przymocowaną do tłoka i biegnącą przez komorę przednią cylindra. Zawiera również łożysko olejowe (OTB, ang.: oil transfer bearing,), umieszczone wzdłuż osi środkowej i połączone ze ścianą cylindra w połączeniu płynu z komorą przednią. Ponadto zawiera kołnierz z precyzyjnym zatrzymaniem, umieszczony pierścieniowo wokół OTB i określający odrębny pierwszy i drugi kanał przepływowy. Pierwszy kanał przepływowy jest w połączeniu płynu z OTB oraz z komorą przednią w trybie pracy naziemnej, a drugi kanał przepływowy jest w połączeniu płynu z OTB oraz z komorą przednią w trybie pracy podczas lotu.

Zgodnie z inną postacią wykonania stosuje się silnik turbogazowy. Silnik turbogazowy zawiera silnik rdzeniowy, biegnący wzdłuż osi środkowej, co najmniej jeden rząd łopat śmigła, zamontowanych na ramie obrotowej, obwodowo względem osi środkowej, zawierający co najmniej jedną łopatę śmigła i wał korbowy, obracające się wokół osi promieniowej łopaty, oraz siłownik liniowy umieszczony równolegle do osi środkowej. Siłownik liniowy zawiera cylinder mający uszczelnioną hydraulicznie ścianę cylindra, tłok przymocowany z możliwością wykonywania ruchu postępowego do wału korbowego łopaty śmigła oraz zgrubną rurę obrotową, przymocowaną do tłoka. Tłok zawiera kołnierz umieszczony wewnątrz cylindra w celu wyznaczenia komory przedniej oraz komory tylnej cylindra, występ biegnący od kołnierza biegnie przez komorę tylną cylindra, oraz zgrubną rurę obrotową, biegnącą przez komorę przednią cylindra. Zawiera również łożysko olejowe (OTB), umieszczone wzdłuż osi środkowej i połączone ze ścianą cylindra w połączeniu płynu z komorą przednią. Ponadto zawiera kołnierz z precyzyjnym zatrzymaniem, umieszczony pierścieniowo wokół OTB i określający odrębny pierwszy i drugi kanał przepływowy. Pierwszy kanał przepływowy jest w połączeniu płynu z OTB oraz z komorą przednią w trybie pracy naziemnej, a drugi kanał przepływowy jest w połączeniu płynu z OTB oraz z komorą przednią w trybie pracy podczas lotu.

PL 226 824 B1

Zgodnie z inną postacią wykonania przedstawiono sposób regulacji kąta skoku rzędu łopat śmigła. Łopaty śmigła są zamontowane na ramie obrotowej obwodowo względem osi środkowej, w tym co najmniej jedna łopata śmigła i wał korbowy mogą się obracać wokół osi promieniowej łopaty. Sposób obejmuje etap inicjowania trybu pracy naziemnej albo trybu pracy podczas lotu dla siłownika zawierającego tłok mający kołnierz umieszczony wewnątrz cylindra w celu określenia komory przedniej i komory tylnej, przy czym tłok jest przymocowany do zgrubnej rury obrotowej umieszczonej wewnątrz cylindra, przy czym komora przednia cylindra jest w połączeniu płynu z łożyskiem olejowym (ang. oil transfer bearing, OTB), równoległym do zgrubnej rury obrotowej. Obejmuje również etapy wybierania funkcji zmiany skoku oraz warunkowej odpowiedzi zgodnie z etapem inicjowania. Przy założeniu, że zainicjowano tryb pracy naziemnej, etap odpowiedzi obejmuje niezależne przenoszenie płynu hydraulicznego przez zgrubną rurę obrotową i przez pierwszy kanał płynu kołnierza z precyzyjnym zatrzymaniem przy ograniczeniu przenoszenia płynu hydraulicznego do odrębnego drugiego kanału płynu kołnierza z precyzyjnym zatrzymaniem, przy czym kołnierz z precyzyjnym zatrzymaniem jest umieszczony na OTB. Przy założeniu, że zainicjowano tryb pracy podczas lotu, etap odpowiedzi obejmuje niezależne przenoszenie płynu hydraulicznego przez zgrubną rurę obrotową i przez drugi kanał płynu przy ograniczeniu przenoszenia płynu hydraulicznego z pierwszego kanału płynu. Ponadto obejmuje etap przemieszczania w ruchu postępowym OTB, zgrubnej rury obrotowej i tłoka razem, w kierunku równoległym do osi środkowej, podczas przenoszenia płynu hydraulicznego między komorą tylną cylindra a zgrubną rurą obrotową; jak również przekształcania ruchu postępowego tłoka w ruch obrotowy wału korbowego wokół osi promieniowej łopaty.

Te i inne cechy, aspekty i zalety niniejszego wynalazku staną się bardziej zrozumiałe po zapoznaniu się z poniższym opisem i załączonymi zastrzeżeniami patentowymi. Na załączonych rysunkach, które stanowią część opisu, przedstawiono postacie wykonania wynalazku i wraz z opisem służą one wyjaśnieniu zasad wynalazku.

Poniżej przedstawiono skierowane do specjalisty ujawnienie pełne i umożliwiające zrozumienie niniejszego wynalazku, włączając najlepszy jego tryb realizacji, które odnosi się do załączonych figur, na których:

fig. 1 przedstawia widok perspektywiczny silnika rotacyjnego przeciwbieżnego z wirnikiem otwartym;

fig. 2 przedstawia widok schematyczny przekroju osiowego silnika rotacyjnego przeciwbieżnego z wirnikiem otwartym;

fig. 3 przedstawia widok osiowy postaci wykonania układu regulacji skoku wirnika tylnego;

fig. 4 przedstawia schematycznie postać wykonania w widoku osiowym układu regulacji skoku z fig. 3; i fig. 5 przedstawia widok perspektywiczny wycinka postaci wykonania z fig. 3.

Odnosząc się teraz szczegółowo do niniejszych postaci wykonania wynalazku, na załączonych rysunkach przedstawiono jeden lub więcej przykładów. W opisie szczegółowym użyto oznaczeń liczbowych i liter w odniesieniu do cech na rysunkach. Takich samych lub podobnych oznaczeń na rysunkach i w opisie użyto w odniesieniu do takich samych lub podobnych części wynalazku. Konkretne postacie wykonania tutaj omówione służą jedynie ilustracji szczególnych sposobów wykonania i stosowania wynalazku, a nie po to, aby ograniczyć zakres wynalazku.

W celu ułatwienia zrozumienia niniejszego ujawnienia, poniżej zdefiniowano kilka określeń. Zdefiniowane określenia należy rozumieć jako mające znaczenie powszechnie uznawane przez specjalistę właściwego dla niniejszego wynalazku.

Określenia „zawiera” i „zawierający” w zamierzeniu mają znaczenie włączające, podobnie jak określenie „obejmujący”. Podobnie określenie „lub” w zamierzeniu ma zasadniczo znaczenie włączające (to znaczy, „A lub B” należy rozumieć jako „A lub B lub obydwa”). Wyrażenie „w jednej z postaci wykonania” nie koniecznie odnosi się do tej samej postaci wykonania, chociaż może.

Określenia „pierwszy”, „drugi” i „trzeci” można stosować zamiennie, aby odróżnić jeden element składowy od innego, przy czym nie mają one za zadanie wskazać jednoznacznie położenia lub ważności poszczególnych elementów. Określenia „powyżej” (w górę) i „poniżej” (w dół) odnoszą się do względnego kierunku przepływu w odniesieniu do przepływu płynu na ścieżce przepływu. Na przykład, „powyżej” odnosi się do kierunku przepływu, z którego nadpływa płyn, a „poniżej” odnosi się do kierunku przepływu, w którym płynie płyn.

Ponadto, stosowane tutaj określenia „osiowy” lub „osiowo” odnoszą się do wymiaru wzdłuż osi podłużnej silnika. Określenia „promieniowy” lub „promieniowo” odnoszą się do wymiaru między środkową

PL 226 824 B1 osią podłużną silnika a obwodem zewnętrznym silnika. Określenie „przedni” („do przodu”) stosowane w połączeniu z określeniem „osiowy” lub „osiowo” odnosi się do kierunku ku wlotowi silnika lub do elementu składowego, położonego względnie bliżej wlotu silnika w porównaniu z innym elementem składowym silnika. Określenie „tylny” („w tył”) stosowane w połączeniu z określeniem „osiowy” lub „osiowo” odnosi się do kierunku ku dyszy silnika lub do elementu składowego, położonego względnie bliżej dyszy silnika w porównaniu z innym elementem składowym. O ile nie zaznaczono inaczej, określenia położenia „powyżej''/”poniżej”, „w górę”/„w dół”, „zewnętrzny”/„wewnętrzny” oraz „na zewnątrz”/„do wewnątrz” odnoszą się do promieniowego położenia i kierunku względem osi środkowej.

Stosowane tutaj określenie „regulator”, „obwód regulacji” i „zespół obwodów regulacji” mogą się odnosić lub być realizowane za pomocą lub w inny sposób zawarte w urządzeniu, taki jak procesor ogólnego przeznaczenia, procesor sygnałów cyfrowych (DSP), układ ASIC (ang. application specific integrated circuit), układ FPGA (ang. field programmable gate array) lub inne programowalne urządzenie logiczne, dyskretne układy logiczne oparte na bramkach lub tranzystorach, dyskretne elementy sprzętowe lub dowolna ich kombinacja, zaprojektowana i zaprogramowana do wykonywania lub wywołania działania opisanych tutaj funkcji. Procesor ogólnego przeznaczenia może stanowić mikroprocesor, ale alternatywnie procesor może stanowić sterownik, mikrokontroler lub maszyna stanowa, ich kombinacje lub tym podobne. Procesor może być zaimplementowany jako kombinacja urządzeń liczących, na przykład kombinacja procesora DSP i mikroprocesora, wielu mikroprocesorów, jednego lub większej liczby mikroprocesorów w połączeniu z rdzeniem DSP, lub jakakolwiek inna taka konfiguracja.

Odnosząc się teraz do figur, fig. 1 przedstawia przykładowy silnik turbogazowy 10 z wirnikiem otwartym, wyznaczający oś środkową 12. Wokół osi środkowej 12 umieszczono wiele oddalonych od siebie w kierunku osiowym przednich i tylnych przeciwbieżnych pierścieniowych zespołów wirnikowych 14, 16. Zespoły 14, 16 zawierają przednie i tylne łopaty śmigła, odpowiednio 18, 20, które są rozmieszczone promieniowo na zewnątrz osłony lub gondoli zewnętrznej 22. Przednie i tylne pierścieniowe zespoły wirnikowe 14, 16 przedstawiono tutaj jako mające dwanaście śmigieł przednich 18 i dziesięć śmigieł tylnych 20, ale można również użyć śmigieł w innej liczbie. Gondola 22 zawiera owiewkę przednią 24, która jest połączona i może się obracać wraz ze śmigłami przednimi 18, oraz owiewkę tylną 26, która jest połączona i może się obracać ze śmigłami tylnymi 20. Gondola 22 zawiera ponadto owiewkę dystansową umieszczoną między owiewką przednią i tylną 24, 26, jak również dziób gondoli 30, umieszczony promieniowo na zewnątrz oraz otaczający silnik rdzeniowy 32. Dziób 30 gondoli zawiera wlot 34 dziobu, który kieruje powietrze otoczenia do silnika rdzeniowego 32. Gondola 22 zapewnia odpowiednie charakterystyki przepływu powietrza, aby zoptymalizować osiągi śmigieł 18, 20.

Samolotowy silnik turbogazowy 10 z wirnikiem otwartym, pokazany na fig. 1-2, stanowi silnik typu pchającego, mający odsunięte od siebie przeciwbieżne przednie i tylne pierścieniowe zespoły wirnikowe 14, 16, przednich i tylnych łopat śmigła 18, 20, znajdujące się zasadniczo na tylnym końcu 36 silnika i z tyłu silnika rdzeniowego 32 oraz dziobu 30 gondoli. Przednie i tylne pierścieniowe zesp oły wirnikowe 14, 16 przednich i tylnych śmigieł 18, 20 są typu przeciwbieżnego pchającego. Zasadniczo zespoły wirnikowe 14, 16 są stosowane do przenoszenia sił ciągu wytwarzanych przez przednie i tylne łopaty śmigieł 18, 20 na statek powietrzny (nie pokazany), i stąd określenie pchacz. Chociaż układ pchający opisano jedynie w celach ilustracyjnych, przewiduje się, że zastrzegany układ może być również stosowany do układów ciągnących, gdzie łopaty śmigła są umieszczone zasadniczo na ramie przedniej turbiny, aby skutecznie „ciągnąć” samolot do przodu, o czym wiadomo specjaliście. Jak pokazano na fig. 2, silnik rdzeniowy 32 tworzy część silnika turbogazowego wraz z jedną lub większą liczbą sprężarek 33, komorą spalania 35 oraz turbinami 37, 39 wysokiego i niskiego ciśnienia w rozmieszczeniu osiowym wzdłuż przepływu F powietrza. Turbiny 37, 39 niskiego i wysokiego ciśnienia są połączone czynnościowo ze sprężarką 33 tak, że ruch obrotowy turbin 37, 39 napędza sprężarkę 33. Ponadto turbiny 37, 39 są również połączone czynnościowo z przekładnią obiegową 41, która obraca przeciwbieżne zespoły wirnikowe 14, 16.

W trakcie działania przepływ strumienia ściśliwego płynu (na przykład gazu) F rozpoczyna się u wlotu 34 dziobu gondoli. Stamtąd strumień gazu przemieszcza się przez jedną lub większą liczbę sprężarek 33, zanim dojdzie do spalenia z paliwem w pierścieniowej komorze spalania 35. W wyniku spalania obraca się turbina 37 wysokiego ciśnienia i turbina 39 niskiego ciśnienia przed wyrzuceniem spalin z układu wydechowego 43. Ruch obrotowy turbin 37, 39 napędza sprężarki 33 i przekładnię 41, która następnie obraca przeciwbieżne zespoły wirnikowe 14, 16.

PL 226 824 B1

Łopaty 18, 20 przedniego i tylnego śmigła są typu o zmiennym kącie ustawienia, to znaczy, mogą być one ustawiane wokół ich odpowiednich promieniowych osi obrotu 38 za pomocą układu 40 regulacji skoku tak, że łopaty przyjmują optymalne położenie kątowe stosownie do warunków pracy silnika i odpowiednich faz lotu. Układ 40 regulacji skoku jest przymocowany do ramy wewnętrznej 44, która pozostaje nieruchoma podczas ruchu obrotowego łopat 18, 20 śmigła i regulacji ich skoku. W niektórych postaciach wykonania kolumna nośna 42 łopat biegnie poniżej łopat 18, 20 wzdłuż promieniowych osi 38 i łączy łopaty 18, 20 z układem 40 regulacji skoku.

W niniejszym opisie przedstawiony zostanie jedynie układ 40 do ustawiania łopat powiązanych z tylnym zespołem wirnikowym 16. Przedni zespół wirnikowy 14, którego nie pokazano na fig. 3-5, może być wyposażony w układ do ustawiania łopat, który jest podobny lub różni się od tego opisanego poniżej w odniesieniu do tylnego zespołu wirnikowego 16.

Wracając do fig. 3-5, układ 40 regulacji skoku zawiera siłownik liniowy 45, który przemieszcza się w ruchu postępowym wzdłuż osi środkowej 12. Płyn hydrauliczny jest dostarczany ze zbiornika płynu (nie pokazano) zgodnie z wybranym trybem pracy w celu przemieszczania części siłownika do pożądanego położenia względem nieruchomej ramy wewnętrznej 44.

Zasadniczo siłownik 45 zawiera cylinder 46, który co najmniej częściowo otacza tłok 48. Podczas działania cylinder 46 pozostaje osiowo nieruchomy (to znaczy, nieruchomy w stosunku do ramy wewnętrznej 44), podczas gdy tłok 48 może się przemieszczać ruchem postępowym wzdłuż osi środkowej 12. Ściana 50 cylindra uszczelnia hydraulicznie obszar wokół tłoka 48. W opcjonalnych postaciach wykonania ściana 50 jest wykonana jako jednostka integralna albo, alternatywnie, zawiera elementy rozłączne, w tym szczelną hydraulicznie nasadkę 52, umożliwiającą selektywny dostęp do wnętrza cylindra 46. Wewnątrz cylindra kołnierz 54 tłoka biegnie promieniowo na zewnątrz, wyznaczając wraz ze ścianką 50 cylindra dwie oddzielone hydraulicznie komory 56, 58. Po zmontowaniu kołnierz 54 pewnych postaci wykonania łączy się ze ścianą cylindra 50 i tworzy przesuwne uszczelnienie hydrauliczne między komorą przednią 56 a komorą tylną 58.

Jak pokazano, niektóre postacie wykonania tłoka 48 zawierają występ 60 biegnący osiowo od kołnierza 54 i przez komorę tylną 58. Pierwszy otwór 62A w ścianie 50 pozwala na wystawanie występu 60 przez tylny koniec ściany cylindra 50, utrzymując jednocześnie szczelne zamknięcie hydrauliczne wokół występu 60. Wnęka 64 tłoka jest opcjonalnie zdefiniowana wzdłuż osi środkowej 12 w obszarze poniżej kołnierza 54 i komory tylnej 58. Występ 60 może wyznaczyć jeden lub większą liczbę otworów promieniowych 66 nad wnęką 64. Otwór 66 biegnie promieniowo na zewnątrz od wnęki 64 i do komory tylnej 58. W rezultacie, podczas pracy, otwór 66 pozwala na umożliwienie na przemieszczanie się płynu między komorą tylną 58 a wnęką tłoka 64.

Zgrubna rura obrotowa 68 jest połączona z tłokiem 48 w połączeniu płynu z wnęką 64 tłoka. W pewnych postaciach wykonania zgrubna rura obrotowa 68 biegnie przez komorę przednią 56 cylindra i ścianę 50 cylindra. Podczas operacji zmiany skoku zgrubna rura obrotowa 68 przemieszcza się w ruchu postępowym wraz z tłokiem 48. Podczas obrotu łopat 20 rura obrotowa 68 i tłok 48 są obracane wokół osi środkowej 12 oraz względem nieruchomej ściany 50 cylindra. Chociaż zgrubna rura obrotowa 68 kieruje płyn do/z komory tylnej 58 cylindra, to rura obrotowa 68 jest hydraulicznie odcięta (to jest, jest oddzielona) od płynu przenoszonego do komory przedniej 56. W pewnych postaciach wykonania drugi otwór 62B w ścianie 50 cylindra umożliwia przejście zgrubnej rury obrotowej 68 przez ścianę 50 w połączeniu płynu ze zbiornikiem płynu.

Jak pokazano, łożysko olejowe 70 (OTB, ang.: oil transfer bearing) jest również umieszczone wzdłuż osi środkowej 12. Co najmniej część OTB 70 biegnie powyżej oraz jest umieszczona pierścieniowo wokół części zgrubnej rury obrotowej 68. OTB 70 zawiera wirnik obrotowy 72 i stojan obrotowostatyczny 74. Wirnik 72 i stojan 74 OTB są połączone współosiowo i z zablokowanym ruchem postępowym. Chociaż wirnik 72 obraca się swobodnie w obrębie (oraz względem) stojana 74, to jednocześnie wykonują ruch postępowy. Zatem podczas operacji zmiany skoku przesunięcie jednego spośród wirnika 72 albo stojana 74 powoduje przesunięcie drugiego elementu. W opcjonalnych postaciach wykonania między wirnikiem 72 a stojanem 74 umieszczony jest promieniowo jeden lub więcej pierścieni łożyskowych 76 w celu utrzymania ustalonej odległości promieniowej między nimi. Aby ułatwić ruch obrotowy, w pierścieniach łożyskowych można zastosować jedno lub więcej łożysk kulkowych, łożysk igiełkowych lub innych konstrukcji o niskim współczynniku tarcia.

Oprócz mocowania do stojana 74 OTB, wirnik 72 OTB jest też połączony z zgrubną rurą obrotową 68 w stałym równoległym połączeniu. Ruch obrotowy rury obrotowej 68 jest przenoszony na wirnik 72. Podobnie ruch postępowy zgrubnej rury obrotowej 68 powoduje ruch postępowy wirnika 72.

PL 226 824 B1

Ponieważ wirnik 72 jest przymocowany do stojana 74, ruch postępowy rury 68 pociąga za sobą również ruch postępowy stojana 74.

Wirnik 72 oraz stojan 74 OTB wyznaczają każdy jeden lub więcej otworów promieniowych 78, 80. Po zmontowaniu otwory 78 wirnika i otwory 80 stojana układu są wyrównane w kierunku osiowym. Ponadto, chociaż wirnik 72 może się obracać wokół stojana 74, to otwory 78 wirnika i otwory 80 stojana są doprowadzane do cyklicznego wyrównania w kierunku promieniowym. W rezultacie, podczas pracy, ruch obrotowy wirnika 72 tworzy powtarzany cykl, przy czym otwory 78, 80 są wyrównywane zarówno osiowo, jak i promieniowo. Gdy do tego dojdzie, płyn może być kierowany z jednego otworu 78/80 do drugiego 80/78.

Niektóre postacie wykonania wirnika 72 zawierają ponadto przegrodę 82, przymocowaną obrotowo do ściany 50 cylindra. W pewnych postaciach wykonania przegroda biegnie przez drugi otwór 62B w ścianie, podczas gdy otaczająca część ściany 50 tworzy uszczelnienie hydrauliczne wokół przegrody 82. Wraz ze zgrubną rurą obrotową 68 przegroda 82 wyznacza kanał 84 przegrody, biegnący od otworu 78 wirnika do komory przedniej 56 cylindra. Płyn hydrauliczny może przemieszczać się z otworu 78 wirnika i przez kanał 84 przegrody do komory przedniej 56.

Powyżej OTB 70 znajduje się kołnierz 86 z precyzyjnym zatrzymaniem. Kołnierz 86 z precyzyjnym zatrzymaniem pozostaje nieruchomy w ruchu postępowym względem ramy 44 i sprzęga się z OTB 70 w połączeniu płynu między nimi. W rezultacie ruch postępowy względem OTB 70 nie jest przenoszony na kołnierz 86. Konstrukcyjnie, kołnierz 86 określa dwa niezależne kanały przepływowe 88, 90, oddzielone od siebie osiowo i rozmieszczone równolegle. W szczególności, każdy kanał 88, 90 jest równoległy do osi środkowej 12. Kanały 88, 90 są rozmieszczone pierścieniowo wokół co najmniej części OTB 70. W miarę jak OTB 70 przemieszcza się w ruchu postępowym poniżej kołnierza 86, otwory promieniowe 78, 80 ustawiają się osiowo z kanałami 88, 90. Każdy kanał 88, 90 cechuje odmienny i niezależny zasięg osiowy, w jakim kanał ten jest połączeniu płynu z otworami promieniowymi 78, 80. W trybie pracy naziemnej otwory promieniowe 78, 80 OTB znajdują się w osiowym zasięgu (to znaczy, są w połączeniu płynu) pierwszego kanału przepływowego 88. W trybie pracy podczas lotu otwory promieniowe 78, 80 znajdują się w osiowym zasięgu (to znaczy, są połączeniu płynu) drugiego kanału przepływowego 90.

Jedna lub więcej rur wlotu płynu jest zdolna do kierowania płynu hydraulicznego do i z kanałów 88, 90. W pewnych postaciach wykonania precyzyjna rura wlotowa 92 trybu naziemnego kieruje płyn do pierwszego kanału przepływowego 88, zaś odrębna precyzyjna rura wlotowa 94 trybu w locie kieruje płyn do drugiego kanału przepływowego 90. Ponadto w pewnych postaciach wykonania, zgrubna rura wlotowa 96 kieruje płyn do zgrubnej rury obrotowej 68. W opcjonalnych postaciach wykonania zgrubna rura wlotowa 96 jest nieruchoma względem nieruchomej ramy 44. W pewnych postaciach wykonania zgrubna rura wlotowa 96 biegnie współosiowo do wnętrza zgrubna rury obrotowej 68 i umożliwia obracanie rury obrotowej 68 wokół zgrubnej rury wlotowej 96.

Jak pokazano na fig. 3 i 5, niektóre postacie wykonania układu 40 zawierają wodzik 98 przymocowany do tłoka 48. Opcjonalnie wodzik 98 jest przymocowany do występu 60 w celu poruszania się wraz z nim. Mocowanie może być realizowane za pomocą połączenia integralnego (na przykład, z użyciem spawu lub korpusu łączonego monolitycznie) lub może stanowić selektywne połączenie, umożliwiające sprawne rozdzielenie i ponowne połączenie (na przykład, połączenie gwintowane, śruba i nakrętka lub inne złącze mechaniczne). Po zamocowaniu, ruch postępowy występu 60 podczas operacji zmiany skoku podobnie przemieszcza wodzik 98 w ruchu postępowym.

Po przymocowaniu do występu 60 jeden lub więcej palców 110 biegnie promieniowo na zewnątrz od występu 60 (to znaczy, do położenia w kierunku promieniowym nad występem) i łączy się z jednym lub większą liczbą drążków korbowych 112. Każdy drążek korbowy 112 jest przymocowany obrotowo do wału korbowego 114 łopaty śmigła. Wał korbowy 114 jest ustalony obrotowo względem kolumny nośnej 114. W rezultacie ruch postępowy drążków korbowych 112 wymusza na wale korbowym 114 ruch obrotowy kolumny 42 wokół osi 38 łopaty. Ruch obrotowy wału korbowego 114 wokół osi 38 łopaty zmienia w ten sposób skok (β) łopaty. Podczas pracy silnika, ruch obrotowy (ω) łopat 20 ma miejsce również wokół osi środkowej 12. Ten ruch obrotowy (ω) łopat 20 śmigła wokół osi środkowej 12 równocześnie obraca połączone drążki korbowe 112, wodzik 98 i tłok 48.

W trybie naziemnym płyn hydrauliczny może być dostarczany przez precyzyjną rurę wlotową 92 trybu naziemnego i przez pierwszy kanał przepływowy 88. Otwory promieniowe 78, 80 kierują płyn do OTB 70 i przez kanał 84 przegrody do komory pierwszej 56. Jednocześnie płyn w komorze drugiej 58 przemieszcza się w sposób wymuszony przez otwór 66 tłoka i do zgrubnej rury obrotowej 68 z wykorzystaniem

PL 226 824 B1 wnęki 64 tłoka. Po wejściu do zgrubnej rury obrotowej 68 płyn hydrauliczny jest zdolny do przejścia do zgrubnej rury wlotowej 96 przed powrotem do źródła płynu.

W trybie pracy podczas lotu płyn hydrauliczny może być dostarczany przez precyzyjną rurę wlotową 94 trybu podczas lotu i przez drugi kanał przepływowy 90. Otwory promieniowe 78, 80 kierują płyn do OTB 70 i przez kanał 84 przegrody do komory pierwszej 56. Jednocześnie płyn w drugiej komorze 58 przemieszcza się w sposób wymuszony przez otwór 66 tłoka i do zgrubnej rury obrotowej 68 z wykorzystaniem wnęki 64 tłoka. Po wprowadzeniu do zgrubnej rury obrotowej 68 płyn hydrauliczny jest zdolny do przejścia do zgrubnej rury wlotowej 96 przed powrotem do źródła płynu.

Ciśnienie hydrauliczne może funkcjonalnie ograniczać ruch postępowy układu 40. W rezultacie, przepływ do lub z kanałów 88, 90 jest selektywnie ograniczany w celu ograniczenia ruchu postępowego wewnątrz układu 40 i późniejszych zmian skoku (ω) śmigła.

Dla celów ilustracyjnych poniżej zostanie opisany przykładowy sposób działania układu 40 regulacji sterowania skoku. Po zapewnieniu opisanego wyżej układu 40, inicjuje się w regulatorze układu (nie pokazano) w sposób selektywny tryb pracy naziemnej albo podczas lotu i określa się pożądany kąt skoku. Określenie kąta skoku może obejmować obliczenie pożądanej zmiany skoku oraz niezbędnego położenia tłoka w ruchu postępowym na podstawie pierwszego zmierzonego położenia skoku i/albo pierwszego zmierzonego położenia tłoka.

W zależności od tego, w którym trybie inicjuje się działanie, wybiera się funkcję zmiany skoku w celu kierowania płynu hydraulicznego przez układ 40. Układ 40 warunkowo odpowiada na bezpośredni przepływ płynu hydraulicznego przez niego.

Zakładając, że zainicjowano tryb pracy naziemnej, płyn hydrauliczny jest transportowany przez precyzyjną rurę wlotową 92 trybu naziemnego i zgrubną rurę wlotową 96. Jeśli wymagane położenie tłoka w ruchu postępowym znajduje się z przodu w kierunku osiowym względem zmierzonego położenia, to płyn hydrauliczny jest transportowany przez precyzyjną rurę wlotową 92 trybu naziemnego do pierwszego kanału przepływowego 88, podczas gdy płyn jest jednocześnie transportowany z komory tylnej cylindra 58 do zgrubnej rury obrotowej 68. Jeśli wymagane położenie tłoka w ruchu postępowym znajduje się z tyłu w kierunku osiowym względem zmierzonego położenia, to płyn hydrauliczny jest transportowany z komory przedniej 56 cylindra do kanału 84 przegrody, podczas gdy płyn jest jednocześnie transportowany ze zgrubnej rury wlotowej 96 do zgrubnej rury obrotowej 68 i do komory tylnej 56 cylindra. W trybie pracy naziemnej transport płynu hydraulicznego do drugiego kanału przepływowego 90 jest ograniczony, przy czym zapobieżono ruchowi otworów promieniowych 78, 80 OTB w zakresie ruchu postępowego drugiego kanału przepływowego. Określone wcześniej ciśnienie w trybie pracy naziemnej jest utrzymywane w drugim kanale przepływowym 90.

Zakładając, że zainicjowano tryb pracy podczas lotu, to płyn hydrauliczny będzie transportowany przez precyzyjną rurę wlotową 94 trybu pracy podczas lotu i zgrubną rurę wlotową 96. Jeśli wymagane położenie tłoka w ruchu postępowym znajduje się z przodu względem zmierzonego położenia, to płyn hydrauliczny jest transportowany przez precyzyjną rurę wlotową 94 tryby trybie pracy podczas lotu do drugiego kanału przepływowego 90, podczas gdy płyn jest jednocześnie transportowany z komory tylnej 58 cylindra do zgrubnej rury obrotowej 68. Jeśli wymagane położenie tłoka w ruchu postępowym znajduje się z tyłu w kierunku osiowym względem zmierzonego położenia, to płyn hydrauliczny jest transportowany z komory przedniej 56 cylindra do kanału 84 przegrody, podczas gdy płyn jest jednocześnie transportowany ze zgrubnej rury wlotowej 96 do zgrubnej rury obrotowej 68 i komory tylnej 58 cylindra. W trybie pracy podczas lotu transport płynu hydraulicznego do pierwszego kanału przepływowego 88 jest ograniczony, przy czym zapobieżono ruchowi otworów promieniowych 78, 80 OTB w zakresie ruchu postępowego pierwszego kanału przepływowego. Określone wcześniej ciśnienie w trybie pracy podczas lotu jest utrzymywane w pierwszym kanale przepływowym 88.

W momencie gdy płyn jest przekazywany między komorą tylną 58 cylindra a zgrubną rurą obrotową 68, OTB 70, zgrubna rura obrotowa 68 i tłok 48 są przemieszczane w ruchu postępowym jednocześnie i w uzgodnieniu, aby uzyskać niezbędne położenie tłoka w ruchu postępowym.

Ruch postępowy tłoka 48 jest przenoszony na drążki korbowe 112, gdzie jest przekształcany kinematycznie w ruch obrotowy wałów korbowych 114 wokół odpowiednich osi promieniowych 38 łopat.

W pewnych postaciach wykonania, sposób obejmuje ponadto etap obracania rzędu śmigieł 18, 20 wokół osi środkowej 12. Obejmuje również etap obracania wirnika 72 OTB, zgrubnej rury obrotowej 68 i tłoka 48 wokół osi środkowej 12 w uzgodnieniu z ruchem obrotowym śmigieł 18, 20, podczas

PL 226 824 B1 gdy kołnierz 86 z precyzyjnym zatrzymaniem i stojan 74 OTB są utrzymywane w położeniu zablokowanym obrotowo względem osi środkowej 12.

Niniejszy opis wykorzystuje przykłady w celu ujawnienia wynalazku, w tym najlepszy tryb, jak również by umożliwić specjaliście realizację wynalazku, w tym wytwarzanie i stosowanie jakichkolwiek urządzeń lub układów oraz realizację jakichkolwiek zawartych sposobów. Zakres wynalazku możliwy do opatentowania zdefiniowano przez zastrzeżenia, przy czym może on obejmować również inne przykłady, które nasuną się specjaliście. Takie inne przykłady w zamierzeniu są objęte zakresem zastrzeżeń patentowych, o ile zawierają elementy konstrukcyjne, które nie różnią się od przedstawionych w zastrzeżeniach w sposób dosłowny, lub jeśli zawierają równoważne elementy konstrukcyjne, różniące się w sposób nieistotny od przedstawionych dosłownie w zastrzeżeniach.

Claims

1. Układ regulacji skoku, zawierający:

siłownik liniowy połączony z wałem korbowym łopaty śmigła do zmiany skoku łopaty śmigła, przy czym siłownik zawiera:

cylinder zawierający uszczelnioną hydraulicznie ścianę cylindra, tłok przymocowany z możliwością ruchu postępowego do wału korbowego łopaty śmigła, gdzie tłok zawiera kołnierz umieszczony wewnątrz cylindra w celu wyznaczenia jego komory przedniej oraz komory tylnej, występ biegnący od kołnierza przez komorę tylną cylindra, oraz zgrubną rurę obrotową przymocowaną do tłoka i biegnącą przez komorę przednią cylindra;

łożysko olejowe (OTB), umieszczone wzdłuż osi środkowej, przy czym OTB jest połączone ze ścianą cylindra w połączeniu płynu z komorą przednią; oraz kołnierz z precyzyjnym zatrzymaniem umieszczony pierścieniowo nad OTB, przy czym kołnierz z precyzyjnym zatrzymaniem określa odrębny pierwszy i drugi kanał przepływowy, przy czym pierwszy kanał przepływowy jest w połączeniu płynu z OTB i z komorą przednią w trybie pracy naziemnej, a drugi kanał przepływowy jest w połączeniu płynu z OTB i z komorą przednią w trybie pracy podczas lotu.

2. Układ regulacji skoku według zastrz. 1, w którym OTB zawiera wirnik obrotowy oraz stojan obrotowo-statyczny, umieszczony wokół wirnika, przy czym wirnik jest połączony ze ścianą cylindra równolegle do zgrubnej rury obrotowej.

3. Układ regulacji skoku według zastrz. 2, w którym wirnik OTB wyznacza co najmniej jeden promieniowy otwór wirnika, a stojan OTB wyznacza co najmniej jeden promieniowy otwór stojana z zastosowaniem połączenia w połączeniu płynu z promieniowym otworem wirnika.

4. Układ regulacji skoku według zastrz. 3, w którym OTB zawiera ponadto co najmniej jeden pierścień łożyskowy umieszczony promieniowo między wirnikiem a stojanem i w którym stojan OTB jest zablokowany w ruchu postępowym względem wirnika OTB.

5. Układ regulacji skoku według zastrz. 1, który zawiera ponadto: wodzik przymocowany do występu tłoka i zawierający co najmniej jeden palec biegnący promieniowo na zewnątrz od niego; oraz drążek korbowy biegnący wzdłużnie od palca wodzika, przy czym wał korbowy łopaty śmigła jest połączony obrotowo z drążkiem korby do kierowania ruchem obrotowym łopaty śmigła wokół osi promieniowej łopaty.

6. Układ regulacji skoku według zastrz. 1, w którym pierwszy kanał przepływowy kołnierza z precyzyjnym zatrzymaniem jest umieszczony równolegle do drugiego kanału przepływowego oraz w pewnej odległości od niego w kierunku osiowym; i w którym OTB biegnie z możliwością ruchu postępowego przez kołnierz z precyzyjnym zatrzymaniem i może się łączyć na przemian z pierwszym kanałem przepływowym i z drugim kanałem przepływowym.

7. Układ regulacji skoku według zastrz. 3, w którym otwory promieniowe OTB mają zasięg osiowy ruchu postępowego między pierwszym kanałem przepływowym a drugim kanałem przepływowym, a ponadto w którym tryb pracy naziemnej ogranicza połączenie płynu do drugiego kanału przepływowego, a ponadto w którym tryb pracy podczas lotu działania ogranicza połączenie płynu z pierwszego kanału przepływowego.

PL 226 824 B1

8. Układ regulacji skoku według zastrz. 1, który zawiera ponadto: zgrubną rurę wlotową współosiowo przymocowaną do zgrubnej rury obrotowej w połączeniu płynu między nimi;

precyzyjną rurę wlotową trybu naziemnego przymocowaną do kołnierza z precyzyjnym zatrzymaniem z połączeniem płynu z pierwszym kanałem przepływowym; oraz precyzyjną rurę wlotową trybu podczas lotu, przymocowaną do kołnierza z precyzyjnym zatrzymaniem z połączeniem płynu z drugim kanałem przepływowym.

9. Układ regulacji skoku według zastrz. 8, w którym tłok wyznacza co najmniej jeden otwór, przez który zgrubna rura obrotowa i komora tylna są w połączeniu płynu.

10. Silnik turbogazowy, zawierający: silnik rdzeniowy biegnący wzdłuż osi środkowej; co najmniej jeden rząd łopat śmigła, zamontowanych obwodowo względem osi środkowej, zawierający co najmniej jedną łopatę śmigła oraz wał korbowy obracający się wokół osi promieniowej łopaty;

liniowy siłownik umieszczony równolegle do osi środkowej i zawierający: cylinder zawierający uszczelnioną hydraulicznie ścianę cylindra, tłok przymocowany z możliwością ruchu postępowego do wału korbowego łopaty śmigła, zawierający kołnierz umieszczony wewnątrz cylindra do wyznaczenia komory przedniej oraz komory tylnej cylindra, występ biegnący od kołnierza przez komorę tylną cylindra, zgrubną rurę obrotową przymocowaną do tłoka obrotowa, biegnącą przez komorę przednią;

łożysko olejowe (OTB), umieszczone wzdłuż osi środkowej, przy czym OTB jest połączone ze ścianą cylindra w połączeniu płynu z komorą przednią; oraz kołnierz z precyzyjnym zatrzymaniem umieszczony pierścieniowo nad OTB, przy czym kołnierz z precyzyjnym zatrzymaniem określa odrębny pierwszy i drugi kanał przepływowy, przy czym pierwszy kanał przepływowy jest w połączeniu płynu z OTB oraz z komorą przednią w trybie pracy naziemnej, a drugi kanał przepływowy jest w połączeniu płynu z OTB oraz z komorą przednią w trybie pracy podczas lotu.

11. Silnik turbogazowy według zastrz. 10, w którym OTB zawiera wirnik obrotowy i stojan obrotowo-statyczny, umieszczony wokół wirnika, przy czym wirnik jest połączony ze ścianą cylindra równolegle do zgrubnej rury obrotowej.

12. Silnik turbogazowy według zastrz. 11, w którym wirnik OTB wyznacza co najmniej jeden promieniowy otwór wirnika, a stojan OTB wyznacza co najmniej jeden promieniowy otwór stojana z połączeniem płynu z promieniowym otworem wirnika.

13. Silnik turbogazowy według zastrz. 12, w którym OTB zawiera ponadto co najmniej jeden pierścień łożyskowy umieszczony promieniowo między wirnikiem a stojanem i w którym stojan OTB jest zablokowany w ruchu postępowym względem wirnika OTB.

14. Silnik turbogazowy według zastrz. 10, zawierający ponadto: wodzik przymocowany do występu tłoka i zawierający co najmniej jeden palec biegnący promieniowo na zewnątrz od niego; oraz drążek korbowy biegnący wzdłużnie od palca wodzika, przy czym wał korbowy łopaty śmigła jest połączony obrotowo z drążkiem korbowym do kierowania ruchem obrotowym łopaty śmigła wokół osi promieniowej łopaty.

15. Silnik turbogazowy według zastrz. 10, w którym pierwszy kanał przepływowy kołnierza z precyzyjnym zatrzymaniem jest umieszczony równolegle do drugiego kanału przepływowego oraz w pewnej odległości od niego w kierunku osiowym; i w którym OTB biegnie z możliwością ruchu postępowego przez kołnierz z precyzyjnym zatrzymaniem i może się łączyć na przemian z pierwszym kanałem przepływowym i z drugim kanałem przepływowym.

16. Silnik turbogazowy według zastrz. 12, w którym otwory promieniowe OTB mają zasięg osiowy ruchu postępowego między pierwszym kanałem przepływowym a drugim kanałem przepływowym, a ponadto w którym tryb pracy naziemnej ogranicza połączenie płynu do drugiego kanału przepływowego, a ponadto w którym tryb pracy podczas lotu działania ogranicza połączenie płynu z pierwszego kanału przepływowego.

17. Silnik turbogazowy według zastrz. 10, zawierający ponadto: zgrubną rurę wlotową współosiowo przymocowaną do zgrubnej rury obrotowej w połączeniu płynu między nimi;

PL 226 824 B1 precyzyjną rurę wlotową tryby naziemnego, przymocowaną do kołnierza z precyzyjnym zatrzymaniem z połączeniem płynu z pierwszym kanałem przepływowym; oraz precyzyjną rurę wlotową trybu podczas lotu, przymocowaną do kołnierza z precyzyjnym zatrzymaniem z połączeniem płynu z drugim kanałem przepływowym.

18. Silnik turbogazowy według zastrz. 17, w którym tłok wyznacza co najmniej jeden otwór, przez który zgrubna rura obrotowa i komora tylna są w połączeniu płynu.

19. Silnik turbogazowy według zastrz. 10, w którym silnik rdzeniowy zawiera ponadto: sprężarkę zamontowaną wokół ramy nieruchomej, komorę spalania umieszczoną za sprężarką do odbierania z niej sprężonego płynu, oraz turbinę umieszczoną za komorą spalania i połączoną czynnościowo z rzędem łopat śmigieł tak, że ruch obrotowy turbiny jest przenoszony na rząd łopat śmigła.

20. Sposób regulacji kąta skoku rzędu łopat śmigła zamontowanych obwodowo wokół osi środkowej, zawierającego co najmniej jedną łopatę śmigła i wał korbowy obracający się wokół osi promieniowej łopaty, przy czym sposób obejmuje następujące etapy:

zainicjowanie trybu pracy naziemnej albo trybu pracy podczas lotu w odniesieniu do siłownika zawierającego tłok mający kołnierz umieszczony wewnątrz cylindra do określenia komory przedniej i komory tylnej, gdzie tłok jest przymocowany do zgrubnej rury obrotowej umieszczonej wewnątrz cylindra, przy czym komora przednia cylindra jest w połączeniu płynu z łożyskiem olejowym (OTB), równoległym do zgrubnej rury obrotowej;

wybranie funkcji zmiany skoku;

warunkowe odpowiedzenie na etap wybrania zgodnie z etapem zainicjowania, obejmujące: zakładając, że zainicjowano tryb pracy naziemnej, niezależne przenoszenie płynu hydraulicznego przez zgrubną rurę obrotową i przez pierwszy kanał przepływowy kołnierza z precyzyjnym zatrzymaniem przy ograniczeniu przenoszenia płynu hydraulicznego do oddzielnego drugiego kanału przepływowego kołnierza z precyzyjnym zatrzymaniem, przy czym kołnierz z precyzyjnym zatrzymaniem jest umieszczony na OTB, oraz zakładając, że zainicjowano tryb pracy podczas lotu, niezależne przenoszenie płynu hydraulicznego przez zgrubną rurę obrotową i przez drugi kanał przepływowy przy ogran iczeniu przenoszenia płynu hydraulicznego z pierwszego kanału przepływowego; przemieszczanie w ruchu postępowym OTB, zgrubnej rury obrotowej i tłoka razem, w kierunku równoległym do osi środkowej, podczas przenoszenia płynu hydraulicznego między komorą tylną cylindra a zgrubną rurą obrotową; oraz przekształcanie ruchu postępowego tłoka w ruch obrotowy wału korbowego wokół osi promieniowej łopaty.