RU2157906C2

RU2157906C2 - Turbo-jet thrust reverser

Info

Publication number: RU2157906C2
Application number: RU98121708/06A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Павлов; М.Г. Хабибуллин; С.Г. Маргулис; А.Ш. Шмерлин; В.И. Рогов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Казанское моторостроительное производственное объединение"
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2000-10-20

Abstract

FIELD: aeronautical engineering. SUBSTANCE: thrust reverser has inner swivel doors for shutting-off gas- air passage and blade cascades for deflection of gas-and-air flow. Longitudinal walls in form of thin plates are mounted on inner surface of each door in parallel with its plane of symmetry; each door is provided with at least two walls, 8 to 12 % of diameter of flow section of this device. EFFECT: avoidance of instability of gas-and-air flow and unstable operation of engine; reduced consumption of fuel. 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике и касается устройств для реверсирования тяги турбореактивного двигателя (ТРД). The present invention relates to aircraft and relates to devices for reversing the thrust of a turbojet engine (turbojet engine).

Известно "Устройство для реверсирования тяги "ТРД", расположенное до среза сопла и содержащее две внутренние поворотные створки для перекрытия газовоздушного тракта на режиме реверсирования и лопаточные решетки для отклонения потока газов вперед, расположенные в двух диаметрально противоположных выхлопных окнах в корпусе двигателя, см. книгу Святогоров А.А, Попов К. Н., Хвостов Н.И. Устройство для отклонения реактивных струй турбореактивных двигателей. М.: Машиностроение, 1968, с. 30. Known "Device for reversing the thrust" turbojet engine ", located before the nozzle exit and containing two internal rotary shutters for blocking the gas-air path in the reversing mode and vanes for deflecting the gas flow forward, located in two diametrically opposite exhaust windows in the engine casing, see book Svyatogorov A.A., Popov K.N., Khvostov N.I. A device for deflecting jet jets of turbojet engines.M.: Mashinostroenie, 1968, p. 30.

Особенностью устройств этого типа является то, что для обеспечения устойчивости течения газовоздушного потока на заданных режимах реверсирования тяги их конструкция выполнена таким образом, что при перекладке створок в положение "обратная тяга" газовоздушный тракт перекрывается не полностью, а остается щель между створками. A feature of devices of this type is that to ensure the stability of the gas-air flow at predetermined thrust reversal modes, their design is made in such a way that when the flaps are moved to the “reverse thrust” position, the gas-air path does not completely overlap, but the gap between the flaps remains.

Недостатком известного устройства является то, что перепуск части газов через щель между створками в сопло приводит к уменьшению коэффициента реверсирования тяги, как следствие, к снижению эффективности использования реверсивного устройства при торможении самолета и увеличению расхода топлива при заданной величине отрицательной тяги, хотя перепуск части газов в сопло и оказывает стабилизирующее влияние на течение газовоздушного потока в реверсивное устройство. A disadvantage of the known device is that bypassing part of the gases through the gap between the valves into the nozzle reduces the thrust reversal coefficient, as a result, reduces the efficiency of using the reversing device when braking the aircraft and increases fuel consumption at a given negative thrust, although bypassing some of the gases in nozzle and has a stabilizing effect on the flow of air flow into the reversing device.

Наиболее близким к заявленному изобретению является реверсивное устройство турбореактивного двигателя, содержащее внутренние поворотные створки для перекрытия газовоздушного тракта, лопаточные решетки для отклонения газовоздушного потока, известное из заявки Франции 2757570, кл. F 02 K 1/56. Closest to the claimed invention is a reversing device of a turbojet engine containing internal rotary flaps for blocking the air duct, vanes for deflecting the air flow, known from French application 2757570, cl. F 02 K 1/56.

Недостатком является нарушение устойчивости течения газа и воздуха в газовоздушном тракте, при реверсировании тяги. The disadvantage is the violation of the stability of the flow of gas and air in the gas-air tract, with reverse thrust.

Нарушение устойчивости течений заключается в возникновении пульсации давлений в газовоздушном потоке, увеличении гидравлических потерь давлений, уменьшении эффективной площади решеток реверса, снижении обратной тяги и повышении температуры газов за турбиной. Violation of the stability of the flows consists in the occurrence of pressure pulsation in the gas-air flow, an increase in hydraulic pressure losses, a decrease in the effective area of the reverse gratings, a decrease in the return thrust, and an increase in the temperature of the gases behind the turbine.

Задачи, решаемые изобретением, - устранение неустойчивости газовоздушного потока при реверсировании тяги и нестабильной работе двигателя, повышение эффективности использования реверсивного устройства при торможении самолета, уменьшение расхода топлива при реверсировании тяги. The problems solved by the invention are the elimination of the instability of the gas flow during thrust reversal and unstable engine operation, increasing the efficiency of using the reversing device when braking the aircraft, reducing fuel consumption during thrust reversal.

Решение поставленных задач достигается тем, что устройство для реверсирования тяги турбореактивного двигателя содержит внутренние поворотные створки для перекрытия газовоздушного тракта и лопаточные решетки для отклонения газовоздушного потока, согласно изобретению на внутренней поверхности каждой створки параллельно плоскости симметрии устанавливаются продольные стенки в виде тонких пластин, а на каждой створке устанавливаются не менее 2-х стенок высотой 8-12% диаметра проточной части данного устройства. The solution of these problems is achieved by the fact that the device for reversing the thrust of a turbojet engine contains internal rotary flaps for blocking the gas-air duct and blade grilles for deflecting the gas-air flow, according to the invention, longitudinal walls in the form of thin plates are installed on the inner surface of each leaf parallel to the plane of symmetry, and on each at least 2 walls with a height of 8-12% of the diameter of the flow part of this device are installed on the sash.

На фиг. 1 представлена схема устройства, содержащего две поворотные створки и две отклоняющие решетки, расположенные до среза сопла двухконтурного ТРД. Створки находятся в положении "Прямая тяга". In FIG. 1 shows a diagram of a device containing two pivoting flaps and two deflecting grids located before the nozzle exit of the bypass turbofan engine. The flaps are in the forward thrust position.

На фиг. 2 показано сечение А-А фиг. 1, на фиг.3 - схема устройства в режиме реверсирования тяги. In FIG. 2 shows a section AA of FIG. 1, figure 3 is a diagram of a device in thrust reversal mode.

Устройство для реверсирования тяги ТРД 1 содержит в корпусе 2 выхлопные окна 3, расположенные в них лопаточные решетки 4 и внутренние поворотные створки 5. На створках 5 установлены продольные стенки 6. The device for reversing the thrust of the turbojet engine 1 contains exhaust windows 3 in the casing 2, blade lattices 4 located therein and internal rotary flaps 5. The longitudinal walls 6 are installed on the flaps 5.

Устройство работает следующим образом. На режиме прямой тяги (фиг.1, 2) створки реверса 5 перекрывают выхлопные окна 3 и потоки газа внутреннего контура двигателя и поток воздуха внешнего контура движутся через сопло ТРД. Ребра 6 расположены вдоль по газовоздушному потоку. При включении устройства для реверсирования тяги (фиг.3) створки 5 перекрывают газовоздушный тракт, направляя газовоздушный поток в выхлопные окна 3 на лопаточные решетки 4. Часть газов перепускается через щель между створками 7 в сопло. С помощью продольных стенок 6 происходит локализация вихревого течения, а именно уменьшается вращательное движение газового потока после турбины и закручивание потока в парные спирали при повороте на створках реверса. Тем самым обеспечивается более организованное натекание потока на решетки реверса и устраняются причины нарушения устойчивости газовоздушного течения. В процессе экспериментальных стендовых исследований на полноразмерных двигателях оптимизирована компоновка створок по количеству и высоте стенок. The device operates as follows. In direct thrust mode (FIGS. 1, 2), the reverse flaps 5 cover the exhaust windows 3 and the gas flows of the internal circuit of the engine and the air flow of the external circuit move through the nozzle of the turbojet engine. The ribs 6 are located along the gas flow. When you turn on the device for reversing the thrust (figure 3), the shutters 5 overlap the gas-air path, directing the gas-air flow into the exhaust windows 3 to the blade grills 4. Some of the gases are passed through the gap between the shutters 7 into the nozzle. With the help of the longitudinal walls 6, the vortex flow is localized, namely, the rotational movement of the gas stream after the turbine decreases and the flow twists into paired spirals when turning on the reverse flaps. This ensures a more organized flow flow on the reverse gratings and eliminates the causes of the violation of the stability of the gas flow. In the process of experimental bench research on full-size engines, the layout of the valves according to the number and height of the walls was optimized.

Предлагаемое изобретение устраняет следующие недостатки:
- устраняется нестабильность работы двигателя вследствие неустойчивости газовоздушного течения при реверсировании тяги за счет того, что на внутренней поверхности каждой створки реверсивного устройства вдоль по потоку устанавливаются продольные стенки (ребра), в результате чего происходит локализация вихревого течения в реверсивном устройстве, газовоздушное течение носит более организованный характер и устраняются предпосылки для возникновения пульсаций давления в газовоздушном потоке (газодинамической неустойчивости);
- повышается эффективность работы реверсивного устройства при торможении самолета на посадке за счет того, что устранение неустойчивости газозоздушного течения при установке продольных стенок на створках реверса позволяет уменьшить щель между створками реверса и тем самым увеличить коэффициент реверсирования тяги, т. е. повысить обратную тягу двигателя; увеличение обратной тяги позволяет сократить дистанцию послепосадочного пробега самолета;
- снижается расход топлива при реверсировании тяги за счет того, что уменьшение центральной щели между створками реверса уменьшает перепуск газов в сопло, что позволяет понизить режим работы двигателя при заданной величине обратной тяги;
- оптимизированная геометрия стенок по количеству на створке и по их высоте позволяет обеспечить минимальные затраты на изготовление данного устройства и стабильную работу двигателей на режиме обратной тяги с учетом их производственного разброса по геометрии проточной части.The present invention eliminates the following disadvantages:
- eliminates the instability of the engine due to the instability of the gas-air flow during reverse thrust due to the fact that longitudinal walls (ribs) are installed along the flow on the inner surface of each leaf of the reversing device, as a result of which the vortex flow is localized in the reversing device, the gas-air flow is more organized the nature and conditions for the appearance of pressure pulsations in the gas-air flow (gas-dynamic instability) are eliminated;
- increases the efficiency of the reversing device when braking the aircraft on landing due to the fact that eliminating the instability of the gas-air flow when installing longitudinal walls on the flaps of the reverse allows you to reduce the gap between the flaps of the reverse and thereby increase the coefficient of thrust reversal, i.e., increase the reverse thrust of the engine; an increase in reverse thrust reduces the distance of the landing run of the aircraft;
- reduced fuel consumption during thrust reversal due to the fact that a decrease in the central gap between the reverse flaps reduces the bypass of gases into the nozzle, which allows lowering the engine operating mode for a given amount of reverse thrust;
- the optimized geometry of the walls in terms of quantity on the sash and their height makes it possible to ensure minimum costs for manufacturing this device and stable operation of the engines in the reverse thrust mode, taking into account their production spread in the geometry of the flow part.

Claims

A device for reversing the thrust of a turbojet engine, containing internal rotary flaps for blocking the gas-air path and scapular grilles for deflecting the gas-air flow, characterized in that longitudinal walls in the form of thin plates of at least 2 height are installed on the inner surface of each leaf parallel to its plane of symmetry; 8 - 12% of the diameter of the flow part of this device.