RU2237184C2

RU2237184C2 - By-pass turbojet engine outer circuit reverser assembly

Info

Publication number: RU2237184C2
Application number: RU2002127099/06A
Authority: RU
Inventors: Н.Л. Кокшаров (RU); Н.Л. Кокшаров; В.А. Кузнецов (RU); В.А. Кузнецов; В.Л. Сандрацкий (RU); В.Л. Сандрацкий; В.М. Рогов (RU); В.М. Рогов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Авиадвигатель"
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2004-09-27

Abstract

FIELD: air and space craft.

SUBSTANCE: proposed reverser assembly of turbojet engine outer circuit contains fixed and movable housings and rotary doors hinge-connected with front fixed housing through two-link leverage. Rotary door and rear lever of leverage are provided with contact flats. Flat on rotary door is made in space open to side of outer circuit channels, and that on rear lever, on its side surface.

EFFECT: improved reliability of reverser assembly by provision of gas-dynamic locking of reverser assembly in case of failure of hydraulic system and fixing locks.

4 dwg

Description

Изобретение относится к реверсивным устройствам двухконтурных турбореактивных двигателей.The invention relates to reversible devices of dual-circuit turbojet engines.

Известно реверсивное устройство, состоящее из рычагов и двух закрепленных на них створок, с помощью которых осуществляется реверсирование потока газа на выходе из двигателя [1].A reversible device is known, consisting of levers and two flaps fixed to them, with the help of which the gas flow is reversed at the engine outlet [1].

Недостатком известного устройства является большой вес и низкий коэффициент реверсирования (малая обратная тяга).A disadvantage of the known device is its large weight and low reversion coefficient (low reverse draft).

Наиболее близким к заявляемому является решетчатое реверсивное устройство, включающее в себя передний и задний неподвижные корпуса, соединенные отклоняющей решеткой, подвижный в осевом направлении корпус и поворотные створки, соединенные с передним неподвижным корпусом с помощью двухзвенного рычажного механизма, один конец которого шарнирно закреплен на переднем корпусе, а другой - на середине створки [2].Closest to the claimed is a lattice reversing device, including front and rear fixed housings connected by a deflecting grid, axially movable housing and rotary flaps connected to the front fixed housing using a two-link lever mechanism, one end of which is pivotally mounted on the front housing and the other in the middle of the sash [2].

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является низкая надежность из-за возможности самопроизвольного открытия реверсивного устройства на работающем двигателе в случае выхода из строя гидросистемы реверсивного устройства, а также замков, фиксирующих устройство в закрытом положении, т.е. на режиме прямой тяги двигателя. Это связано с тем, что для обеспечения герметичности реверсивного устройства в режиме прямой тяги двигателя эластичный уплотнительный элемент на переднем корпусе выполнен на большем диаметре по отношению к уплотнительному элементу на заднем корпусе. Результирующая газовых сил, действующая при работе двигателя на подвижный корпус и створки, может привести к самопроизвольному переходу на режим реверсирования тяги двигателя, т.е. к открытию реверсивного устройства, что может привести к падению самолета в случае отказа гидросистемы и замков, фиксирующих реверсивное устройство.A disadvantage of the known design adopted as a prototype is its low reliability due to the possibility of spontaneous opening of the reversing device on a running engine in case of failure of the hydraulic system of the reversing device, as well as locks that lock the device in the closed position, i.e. in direct thrust mode of the engine. This is due to the fact that to ensure the tightness of the reversing device in direct thrust mode of the engine, the elastic sealing element on the front housing is made on a larger diameter with respect to the sealing element on the rear housing. The resulting gas forces acting during the operation of the engine on the movable body and wings can lead to spontaneous transition to the engine thrust reversal mode, i.e. to the opening of the reversing device, which can lead to the crash of the aircraft in the event of a failure of the hydraulic system and locks securing the reversing device.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности работы реверсивного устройства путем обеспечения газодинамического запирания реверсивного устройства в случае отказа гидросистемы и фиксирующих замков.The technical problem to be solved by the claimed invention is aimed at increasing the reliability of the reversing device by providing gas-dynamic locking of the reversing device in the event of a failure of the hydraulic system and locking locks.

Сущность технического решения заключается в том, что в реверсивном устройстве наружного контура турбореактивного двигателя, содержащем неподвижные и подвижные корпуса, а также поворотные створки, шарнирно соединенные двухзвенным рычажным механизмом с передним неподвижным корпусом, согласно изобретению поворотная створка и задний рычаг рычажного механизма выполнены с контактными площадками, при этом контактная площадка на поворотной створке выполнена в полости, открытой в сторону канала наружного контура, а на заднем рычаге - на боковой его поверхности.The essence of the technical solution lies in the fact that in the reversing device of the outer contour of the turbojet engine, which contains fixed and movable bodies, as well as pivoting leaves pivotally connected by a two-link lever mechanism with a front fixed body, according to the invention, the pivoting door and the rear lever of the lever mechanism are made with contact pads while the contact area on the rotary shutter is made in the cavity open towards the channel of the outer contour, and on the rear lever on the side howling of its surface.

Контактные площадки на поворотной створке и на заднем рычаге, контактирующие в процессе открытия реверсивного устройства, обеспечивают газодинамическое запирание реверсивного устройства в случае отказа гидросистемы и фиксирующих замков.The contact pads on the rotary wing and on the rear lever, which are in contact during the opening of the reversing device, provide gas-dynamic locking of the reversing device in the event of a failure of the hydraulic system and locking locks.

Выполнение контактной площадки на поворотной створке в полости, открытой в сторону канала наружного контура, позволяет уменьшить гидравлические потери при течении воздуха в канале наружного контура.The implementation of the contact pad on the rotary flap in the cavity open towards the channel of the external circuit, allows to reduce hydraulic losses during air flow in the channel of the external circuit.

Выполнение контактной площадки на заднем рычаге, на боковой его поверхности, позволяет только частично самопроизвольно раскрыться реверсивному устройству в случае отказа гидравлической системы и фиксирующих замков, т.е. до положения, в котором газодинамические силы, действующие на подвижные элементы реверсивного устройства, уравновешивают друг друга, что повышает надежность устройства.The implementation of the contact pad on the rear lever, on its lateral surface, allows only partially spontaneous opening of the reversing device in the event of a failure of the hydraulic system and locking locks, i.e. to a position in which the gas-dynamic forces acting on the movable elements of the reversing device balance each other, which increases the reliability of the device.

На фиг.1 изображено реверсивное устройство в закрытом положении, т.е. на режиме прямой тяги двигателя.Figure 1 shows the reversing device in the closed position, i.e. in direct thrust mode of the engine.

На фиг.2 - реверсивное устройство в открытом положении, т.е. на режиме обратной тяги двигателя.Figure 2 - reversing device in the open position, i.e. in reverse thrust mode.

На фиг.3 - промежуточное положение реверсивного устройства, т.е. в процессе открытия реверсивного устройства.Figure 3 is an intermediate position of the reversing device, i.e. in the process of opening a reversing device.

На фиг.4 - элемент I на фиг.3 в увеличенном виде.Figure 4 - element I in figure 3 in an enlarged view.

Реверсивное устройство 1 наружного контура турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков содержит неподвижные передний 2, задний 3 и внутренний 4 корпуса, причем передний 2 и задний 3 корпуса соединены между собой отклоняющей решеткой 5, а также подвижные в осевом направлении внутренний корпус 6 и наружный корпус 7, который является внешним обтекателем реверсивного устройства. Внутренний 6 и наружный 7 корпуса перемещаются в осевом направлении и удерживаются от самопроизвольного перемещения с помощью гидроцилиндров 8. На внутреннем корпусе 6 с помощью шарнирных соединений 9 своими передними концами 10 установлены поворотные створки 11, расположенные на режиме прямой тяги заподлицо с внутренней поверхностью 12 канала наружного контура 13, а на режиме обратной тяги - перекрывающие канал 13. Своей центральной частью поворотные створки 11 соединены через шарнирные соединения 14 и 15 с передним корпусом 2 с помощью двухзвенного рычажного механизма 16, состоящего из переднего рычага 17 и заднего рычага 18, соединенных между собой шарнирным соединением 19. На боковой поверхности 20 заднего рычага 18 выполнена контактная площадка 21 с контактной поверхностью 22, а в центральной части створки 11 - ответная ей контактная площадка 23 с контактной поверхностью 24, расположенная в полости 25 створки 11. Полость 25, открытая в сторону канала наружного контура 13, выполнена для размещения в ней заднего рычага 18 в режиме прямой тяги для уменьшения гидравлических потерь при течении воздуха в канале 13 наружного контура. Створки 11 на своих задних концах 26 выполнены со скосами 27, контактирующими при открытии реверсивного устройства со скосами 28 на заднем неподвижном корпусе 3. Уплотняется реверсивное устройство на режиме прямой тяги с помощью переднего 29 и заднего 30 эластичных уплотнительных элементов, контактирующих с подвижным корпусом 6 и установленных на переднем 2 и заднем 3 неподвижных корпусах.The reversing device 1 of the outer contour of a turbojet bypass engine with flow mixing contains fixed front 2, rear 3 and inner 4 casings, the front 2 and rear 3 casings interconnected by a deflecting grill 5, as well as axially movable inner casing 6 and outer casing 7 which is the external fairing of the reversing device. The inner 6 and outer 7 of the housing are axially moved and are prevented from spontaneous movement by means of hydraulic cylinders 8. On the inner housing 6 by means of articulated joints 9, their front ends 10 are equipped with pivoting flaps 11 located flush with the inner surface 12 of the outer channel 12 contour 13, and in the reverse thrust mode, they overlap the channel 13. With their central part, the rotary flaps 11 are connected via hinges 14 and 15 to the front housing 2 using two links of the lever mechanism 16, consisting of a front lever 17 and a rear lever 18, interconnected by a pivot joint 19. On the side surface 20 of the rear lever 18 there is a contact pad 21 with a contact surface 22, and in the central part of the leaf 11 is a contact pad 23 with a contact surface 24 located in the cavity 25 of the flap 11. The cavity 25, open towards the channel of the outer contour 13, is made to accommodate the rear lever 18 in it in direct traction mode to reduce hydraulic losses during transport ear in the channel 13 of the outer contour. The flaps 11 at their rear ends 26 are made with bevels 27 in contact when opening the reversing device with bevels 28 on the rear fixed body 3. The reversing device is sealed in direct traction mode using the front 29 and rear 30 elastic sealing elements in contact with the movable body 6 and mounted on the front 2 and rear 3 fixed bodies.

Работает устройство следующим образом. При работе двигателя на режиме прямой тяги, при этом передний эластичный уплотнительный элемент 29 расположен на большем диаметре, чем задний эластичный уплотнительный элемент 30, из-за перепада давлений на подвижный внутренний корпус 6 действует сила Р1, под действием которой в случае отказа гидравлической системы, управляющей гидроцилиндрами 8, а также в случае отказа замков (не показано), фиксирующих корпус 6 в осевом направлении, подвижный корпус 6 совместно со створками 11 начинает двигаться назад по направлению действия силы Р1. При этом корпус 6 перестает контактировать с уплотняющими элементами 29 и 30, воздух из канала 13 наружного контура начинает свободно обтекать подвижный корпус 6, давление воздуха с внутренней и внешней сторон корпуса 6 выравнивается и величина силы Р1 существенно уменьшается. При этом створки 11 своими задними концами 26 скользят своими скосами 27 по скосам 28 заднего неподвижного корпуса 3, частично перекрывая канал 13 наружного контура, а рычажный механизм 16 раскладывается в положение 31, в результате чего створки 11 и рычаги 18 начинают контактировать между собой по контактным площадкам 21, 23 по поверхностям 22, 24, т.е. рычаги 18 таким образом фиксируются неподвижно относительно створок 11, находящихся в положении 32. При дальнейшем раскрытии реверсивного устройства, например, в положение 33 створки 11 поворачиваются совместно с рычагом 18 относительно шарнирных соединений 9 и 19, более интенсивно перекрывая канал наружного контура 13. Однако при этом резко возрастает угол α между внутренней поверхностью 34 створки 11 и направлением движения воздуха 35, за счет динамического напора которого возникает сила Р2, возвращающая створки 11 в положение 32.The device operates as follows. When the engine is operating in direct thrust mode, the front elastic sealing element 29 is located on a larger diameter than the rear elastic sealing element 30, due to the pressure difference on the movable inner casing 6, the force P1 acts, under which in the event of a hydraulic system failure, controlling the hydraulic cylinders 8, and also in the case of a failure of locks (not shown) that fix the housing 6 in the axial direction, the movable housing 6 together with the flaps 11 starts to move backward in the direction of action of the force P1. In this case, the housing 6 ceases to be in contact with the sealing elements 29 and 30, the air from the channel 13 of the external circuit begins to flow freely around the movable housing 6, the air pressure from the inner and outer sides of the housing 6 is leveled off and the magnitude of the force P1 is substantially reduced. In this case, the flaps 11 with their rear ends 26 slide with their bevels 27 along the bevels 28 of the rear fixed body 3, partially overlapping the channel 13 of the outer contour, and the lever mechanism 16 is expanded to position 31, as a result of which the flaps 11 and levers 18 begin to contact each other by contact pads 21, 23 along surfaces 22, 24, i.e. the levers 18 are thus fixed motionless with respect to the flaps 11 located in position 32. When the reversing device is further opened, for example, in position 33, the flaps 11 are rotated together with the lever 18 relative to the hinges 9 and 19, more intensively blocking the channel of the outer contour 13. However, with this sharply increases the angle α between the inner surface 34 of the sash 11 and the direction of movement of air 35, due to the dynamic pressure of which there is a force P2, returning the sash 11 to position 32.

Таким образом, реверсивное устройство 1 не может самопроизвольно раскрыться полностью в случае отказа гидравлической системы и фиксирующих замков, а раскрывается только частично до положения, в котором газодинамические силы, действующие на подвижные элементы реверсивного устройства, уравновешивают друг друга. Открывшаяся площадь F1 решеток 5 при положении 32 створок 11 при этом существенно меньше площади выходного сопла (не показано) турбореактивного двигателя, а также меньше кольцевой площади F2 наружного контура, и поэтому двигатель сохраняет прямую тягу, хотя и меньшую, чем при закрытом реверсивном устройстве. Т.е. самопроизвольное открытие реверсивного устройства не может привести к отказу двигателя и потере его прямой тяги, так как при частичном самопроизвольном его открытии происходит газодинамическое запирание за счет газовых сил, действующих на поворотные створки.Thus, the reversing device 1 cannot spontaneously fully open in the event of a failure of the hydraulic system and the locking locks, but only partially opens to the position in which the gas-dynamic forces acting on the movable elements of the reversing device counterbalance each other. The opened area F1 of the gratings 5 at the 32-leaf position 11 is substantially smaller than the area of the output nozzle (not shown) of the turbojet engine, and also less than the annular area F2 of the external circuit, and therefore the engine retains direct thrust, although less than with the closed reversing device. Those. spontaneous opening of the reversing device cannot lead to engine failure and loss of its direct thrust, since when it is partially spontaneously opened, gas-dynamic locking occurs due to gas forces acting on the rotary flaps.

Источники информацииSources of information

1. С.А. Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных ГТД. М.: Машиностроение, 1989 г., стр. 482, рис.10.6.1. S.A. Loaches. Design and engineering of aircraft gas turbine engines. M: Engineering, 1989, p. 482, Fig. 10.6.

2. SU, патент №1563310 А1 от 19.04.88 г. - прототип.2. SU, patent No. 1563310 A1 of 04.19.88, the prototype.

Claims

A reversible device of the outer contour of a turbojet engine, containing fixed and movable bodies, as well as pivoting leaves, hingedly connected by a two-link lever mechanism with a front fixed body, characterized in that the pivoting leaf and the rear lever of the lever mechanism are made with contact pads, with the platform on the pivoting flap made in a cavity open towards the channel of the outer contour, and on the rear lever on its side surface.