RU2562896C2 - Турбовинтовой двигатель и устройство управления для ориентирования лопаток вентилятора турбовинтового двигателя - Google Patents
Турбовинтовой двигатель и устройство управления для ориентирования лопаток вентилятора турбовинтового двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2562896C2 RU2562896C2 RU2012141656/06A RU2012141656A RU2562896C2 RU 2562896 C2 RU2562896 C2 RU 2562896C2 RU 2012141656/06 A RU2012141656/06 A RU 2012141656/06A RU 2012141656 A RU2012141656 A RU 2012141656A RU 2562896 C2 RU2562896 C2 RU 2562896C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotating ring
- rotation
- fan blades
- orientation
- axis
- Prior art date
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 210000001991 scapula Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
- F04D29/322—Blade mountings
- F04D29/323—Blade mountings adjustable
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
- B64C11/30—Blade pitch-changing mechanisms
- B64C11/32—Blade pitch-changing mechanisms mechanical
- B64C11/325—Blade pitch-changing mechanisms mechanical comprising feathering, braking or stopping systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
- B64C11/46—Arrangements of, or constructional features peculiar to, multiple propellers
- B64C11/48—Units of two or more coaxial propellers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D27/026—Aircraft characterised by the type or position of power plants comprising different types of power plants, e.g. combination of a piston engine and a gas-turbine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D7/00—Rotors with blades adjustable in operation; Control thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/20—Adaptations of gas-turbine plants for driving vehicles
- F02C6/206—Adaptations of gas-turbine plants for driving vehicles the vehicles being airscrew driven
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
- B64D2027/005—Aircraft with an unducted turbofan comprising contra-rotating rotors, e.g. contra-rotating open rotors [CROR]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
- F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
- F05D2220/325—Application in turbines in gas turbines to drive unshrouded, high solidity propeller
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/18—Mechanical movements
- Y10T74/18568—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary
- Y10T74/18784—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including bevel gears
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Устройство управления для ориентирования лопаток вентилятора турбовинтового двигателя включает набор лопаток вентилятора с регулируемой ориентацией, связанный с вращающимся кольцом, механически соединенным с ротором турбины, а также цилиндр, центрированный по оси вращающегося кольца и связанный во вращении с ротором турбины. Каждая лопатка набора для управления ее ориентацией соединена с опорой комля лопатки, установленной с возможностью поворота на вращающемся кольце посредством конической зубчатой передачи. Зубчатая передача состоит из первого и второго зубчатых колес. Первое зубчатое колесо связано с опорой комля лопатки и центрировано по оси радиально к вращающемуся кольцу. Второе зубчатое колесо связано с вращающимся кольцом, центрировано по оси, направленной по касательной к вращающемуся кольцу, и имеет противовес, который является нецентрированным относительно своей оси вращения. Шток цилиндра соединен с каждым противовесом посредством соединительных рычагов, чтобы передавать синхронное угловое движение набору противовесов относительно оси вращения их соответствующего зубчатого колеса. Каждый соединительный рычаг имеет радиальное звено, имеющее один конец, соединенный с соответствующим противовесом, и другой конец, соединенный с рычагом кривошипа, другой рычаг которого соединен со штоком цилиндра. Другое изобретение группы относится к турбовинтовому двигателю, содержащему турбину, имеющую два ротора с противоположным вращением и два набора лопаток вентилятора, имеющих регулируемую ориентацию, соединенных во вращении с двумя вращающимися кольцами, соответственно соединенными с роторами. Управление ориентированием лопаток вентилятора, по меньшей мере, одного из наборов обеспечивают указанным выше устройством управления. Группа изобретений позволяет повысить надежность и снизить массу устройства управления лопаток вентилятора. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Уровень техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к общей области турбовинтовых двигателей, содержащих по меньшей мере один набор лопаток вентилятора с изменяемой ориентацией. Более конкретно оно относится к управлению ориентацией лопаток вентилятора спаренного пропеллерного турбовинтового двигателя летательного аппарата.
В известном виде спаренный пропеллерный турбовинтовой двигатель летательного аппарата включает в себя турбину с двумя винтами противоположного вращения, каждый из которых приводит в действие один набор лопаток вентилятора без обтекателя. Предлагается ссылка, например, на документ GB 2129502, в котором описаны различные варианты осуществления такого турбовинтового двигателя.
В этом виде турбовинтового двигателя ориентация лопаток вентилятора каждого набора (также используют термин управление шагом) составляет один из параметров, позволяющих управлять тяговым усилием турбовинтового двигателя.
Известны различные турбовинтовые двигатели, см., например, патент RU 2359132, в котором раскрывается газотурбинный двигатель, содержащий турбокомпрессор с компрессором, камерой сгорания, выход из которой соединен газовым трактом с турбиной. В турбину встроен электрогенератор. Перед компрессором установлен электродвигатель, который соединен валом с воздушным винтом. Электрогенератор установлен на статоре турбины, а система постоянных магнитов электрогенератора закреплена на рабочих лопатках турбины. Обмотки электрогенератора заключены в кожух, к которому подведена система воздушного охлаждения. Изобретение направлено на повышение КПД и надежности турбовинтового газотурбинного двигателя.
Однако в данном решении не раскрывается управление ориентированием лопаток вентилятора турбовинтового двигателя.
Цель и сущность изобретения
Настоящее изобретение в качестве своей основной цели предлагает решение для управления ориентацией лопаток вентилятора турбовинтового двигателя, который является простым для выполнения и при этом является надежным и имеет малую массу.
Эта цель достигнута благодаря устройству управления ориентацией лопаток вентилятора турбовинтового двигателя, включающему в себя по меньшей мере один набор лопаток вентилятора с регулируемой ориентацией, причем набор связан во вращении с вращающимся кольцом, механически соединенным с ротором турбины, отличающемуся тем, что каждая лопатка набора соединена, для управления ее ориентацией, с опорой комля лопатки, установленной с возможностью поворота на вращающемся кольце посредством конической зубчатой передачи, состоящей из первого зубчатого колеса, связанного с опорой комля лопатки и центрированного по оси, радиально к вращающемуся кольцу, и второго зубчатого колеса, связанного с вращающимся кольцом, центрированным по оси, направленной по касательной к упомянутому вращающемуся кольцу, и имеющего противовес, который является нецентрированным относительно своей оси вращения, устройство также включает в себя цилиндр, центрированный по оси вращения вращающегося кольца, связанный во вращении с ротором турбины, и шток цилиндра соединен с каждым противовесом посредством соединительных рычагов, чтобы синхронизированно под углом смещать все противовесы относительно оси вращения их соответствующего зубчатого колеса.
Такое устройство управления имеет многочисленные преимущества. В частности, оно является надежным и легким, потому что имеет относительно немного частей с простыми механическими соединениями. В частности, нет никаких промежуточных частей для направления в процессе вращения или в процессе перемещения, которые было бы трудно регулировать и которые подвергались бы явлениям изнашивания. Дополнительно обслуживание такого устройства является особенно простым, потому что противовесы, которые размещены на внешней стороне вращающегося кольца, легкодоступны.
Каждый соединительный рычаг может включать в себя радиальное звено, имеющее один конец, соединенный с соответствующим противовесом, и другой конец, соединенный с одним рычагом кривошипа, другой рычаг которого соединен со штоком цилиндра.
Предпочтительно радиальное звено каждого соединительного рычага проходит радиально через плечо турбовинтового корпуса.
Также предпочтительно, чтобы для каждой опоры комля лопатки количество зубцов первого зубчатого колеса конической зубчатой передачи было равно по существу удвоенному количеству зубцов второго зубчатого колеса.
Флюгерное положение лопаток может соответствовать угловому положению противовесов, направленных радиально наружу от вращающегося кольца. Аналогично положение 0° лопаток соответствует нестабильному угловому положению противовесов, направленных радиально внутрь от вращающегося кольца.
Соединительные рычаги можно равномерно распределять относительно оси вращения вращающегося кольца. Наконец, набор может включать в себя десять лопаток вентилятора.
Изобретение также относится к спаренному пропеллерному турбовинтовому двигателю, содержащему турбину, имеющую два ротора с противоположным вращением и два набора лопаток вентилятора с управляемой ориентацией, соединенных с двумя вращающимися кольцами, соответственно соединенными с роторами, управление ориентацией лопаток вентилятора по меньшей мере одного из наборов осуществляется устройством управления, таким как это определено ранее.
Краткое описание чертежей
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут понятны из приведенного ниже описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют один его вариант осуществления без какого-либо ограничения. На чертежах:
фиг.1 - схематичный вид в продольном разрезе спаренного пропеллерного турбовинтового двигателя, оснащенного пропеллерным ориентирующим устройством управления в соответствии с изобретением;
фиг.2 - увеличенное представление фиг.1, показывающее наборы управления ориентацией пропеллера выше по потоку и ниже по потоку;
фиг.3A и 3B - соответственно виды в перспективе и с радиальным разрезом, показывающие управление ориентацией одной лопатки вентилятора турбовинтового двигателя, показанного на фиг.1, использующего устройство в соответствии с изобретением;
фиг.4A и 4B показывают схематично динамику устройства управления в соответствии с изобретением; и
фиг.5A-5D иллюстрируют различные установленные положения лопатки как функции углового положения противовеса, соединенного с ней.
Подробное описание вариантов осуществления
На фиг.1 очень схематично показан пример выполнения турбовинтового двигателя летательного аппарата спаренного пропеллерного типа.
Такой турбовинтовой двигатель известен и поэтому не будет описываться подробно. Турбовинтовой двигатель 10 включает в себя, в частности, продольную ось 12 и кольцевую гондолу 14, выполненную соосно относительно продольной оси. Турбовинтовой двигатель 10 также включает в себя, сверху вниз по потоку, компрессор 16, камеру 18 сгорания и турбину 20, имеющую два ротора 22a, 22b с противоположным вращением, эти различные элементы также выполнены соосно относительно продольной оси 12 турбовинтового двигателя.
Турбовинтовой двигатель 10 также включает в себя расположенный выше по потоку (или передний) набор 24a и расположенный ниже по потоку (или задний) набор 24b лопаток 26 вентилятора, имеющих регулируемую ориентацию. Более точно лопатки 26 вентилятора каждого набора 24a, 24b установлены на вращающемся кольце 28a, 28b в форме кольцевой платформы, центрированной по продольной оси 12 турбовинтового двигателя.
Дополнительно лопатки 26 вентилятора каждого набора равномерно расположены на расстоянии по окружности и продолжаются радиально от поверхности соответствующего вращающегося кольца 28a, 28b (они без обтекателя). Каждый ротор 22a, 22b турбины 20 несет и приводит во вращение одно из вращающихся колец 28a, 28b, на котором установлен один из наборов 24a, 24b лопаток вентилятора, имеющих регулируемую ориентацию.
Турбовинтовой двигатель также включает в себя устройство управления ориентацией лопаток вентилятора каждого набора 24a, 24b. Устройство управления в соответствии с изобретением обеспечивает возможность управления ориентацией лопаток вентилятора и расположенного выше по потоку набора 24a и расположенного ниже по потоку набора 24b. Однако его можно использовать для управления ориентацией лопаток только одного из упомянутых наборов.
Как показано более точно на фиг.2, устройство управления в соответствии с изобретением включает в себя два цилиндра 30a, 30b, приводящих в действие механизмы для изменения ориентации лопаток вентилятора, расположенного выше по потоку и расположенного ниже по потоку наборов, упомянутые механизмы основаны главным образом на звеньях, описанных ранее.
Цилиндры 30a, 30b (гидравлический, пневматический или электрический) устройства управления являются соосными, центрированными по продольной оси 12 и связанными во вращении с валом одного из роторов 22a, 22b турбины 20 (в описанном здесь примере цилиндры связаны во вращении с валом ротора 22b, приводящего в движение расположенный выше по потоку набор 24b).
Соответствующие штоки 32a, 32b этих двух цилиндров перемещаются аксиально вдоль продольной оси 12, шток 32a внешнего цилиндра 30a устанавливает ориентацию лопаток вентилятора, расположенного выше по потоку набора 24a, а шток 32b внутреннего цилиндра 30b устанавливает ориентацию лопаток вентилятора, расположенного ниже по потоку набора 24b.
Следует отметить, что поскольку эти два цилиндра 30a, 30b соединены с ротором 22b, они поэтому вращаются относительно продольной оси 12 в направлении вращения лопаток вентилятора, расположенного ниже по потоку набора 24b. Однако теперь механизм изменения ориентации лопаток вентилятора, расположенного выше по потоку набора 24a, с которым соединен цилиндр 32a, приводится во вращение в противоположном направлении. Поэтому (шариковый или конический роликовый) подшипник 34 качения устанавливается между штоком 32a внутреннего цилиндра и механизмом изменения ориентации лопаток вентилятора упомянутого расположенного выше по потоку набора для передачи осевого тягового усилия внутреннего цилиндра, при этом оставляя эти два объекта свободными для вращения в противоположных направлениях.
Более конкретно, внутреннее кольцо 36 подшипника 34 качения устанавливают на валу ротора 22b, приводящего во вращение расположенный ниже по потоку набор 24b через шпоночные канавки 38, и соединяют со штоком 32a внутреннего цилиндра. Что касается внешнего кольца 40 подшипника 34, то его соединяют с механизмом изменения ориентации лопаток вентилятора, расположенного выше по потоку набора. Таким образом, подшипник 34 качения следует за вращением вала ротора 22b относительно вала ротора 22a, приводящего во вращение расположенный выше по потоку набор 24a.
Теперь в связи с фиг.3A, 3B, 4A и 4B будут описаны механизмы изменения ориентации лопаток вентилятора, расположенного выше по потоку и расположенного ниже по потоку наборов. Эти механизмы идентичны расположенному выше по потоку набору и расположенному ниже по потоку набору.
Каждая лопатка 26 наборов 24a, 24b соединена с опорой 42 комля лопатки, установленной с возможностью поворота на вращающемся кольце 28a, 28b посредством конической зубчатой передачи 44. Как показано на фиг.3A и 3B, эта коническая зубчатая передача состоит из первого зубчатого колеса 46, соединенного с опорой 42 комля лопатки и центрированного на оси 48 радиально к вращающемуся кольцу, и второго зубчатого колеса 50, соединенного с вращающимся кольцом и центрированного по оси 52 по касательной к вращающемуся кольцу.
Количество зубцов первого зубчатого колеса 46 такой конической зубчатой передачи 44 выбирают так, чтобы оно составляло по существу удвоенное количество зубцов второго зубчатого колеса 50. Таким образом, поворот на 90° второго зубчатого колеса вызовет поворот примерно на 45° первого зубчатого колеса.
Кроме того, второе зубчатое колесо 50 каждой конической зубчатой передачи несет вес, действующий как противовес 54, причем упомянутый противовес является нецентрированным относительно оси вращения 52 колеса. Масса этого противовеса предварительно определена, в частности, в соответствии с характеристиками лопаток вентилятора.
Каждый механизм изменения ориентации лопатки вентилятора также имеет множество соединительных рычагов, которые соединяют шток 32a, 32b цилиндра 30a, 30b, соответствующего противовесу 54 соответствующего набора лопаток вентилятора.
Эти соединительные рычаги имеют функцию преобразования аксиального движения цилиндрического штока в синхронизированное вращение противовесов соответствующего набора лопаток вентилятора относительно их соответствующей оси вращения 52.
С этой целью каждый соединительный рычаг включает в себя радиальное звено 56a, 56b, проходящее через плечо 57a, 57b корпуса турбовинтового двигателя и имеющее один конец, соединенный с соответствующим противовесом, и другой конец, соединенный с одним рычагом кривошипа 58a, 58b, другой его рычаг соединен со штоком 32a, 32b соответствующего цилиндра. Каждый соединительный рычаг также имеет ведущее звено 60a, 60b, один конец которого соединен со звеном между двумя рычагами кривошипа, а другой его конец действует в качестве направляющей опоры радиального звена 56a, 56b.
Динамика движения соединительных рычагов показана на фиг.4A и 4B.
На фиг.4A противовес 54 второго зубчатого колеса 50 повернут вверх (который направлен к внешней стороне вращающегося кольца, на котором установлена соответствующая опора комля лопатки). Как описано подробно ниже, это положение противовеса соответствует, например, флюгерному положению соединенной лопатки.
На фиг.4B противовес повернут под углом вплоть до приблизительно 3/4 поворота по часовой стрелке относительно положения, показанного на фиг.4A (для размещения соответствующей лопатки в положение реверсирования тяги). Это вращение получают, управляя цилиндром, который совершает аксиальное смещение штока 32a, 32b цилиндра в направлении стрелки F, причем упомянутое смещение вызывает движение вытягивания Т на радиальном звене 56a, 56b соединительного рычага.
Конечно, другие угловые положения противовесов (и поэтому другие промежуточные положения лопатки) можно получать, соответственно смещая шток 32a, 32b соответствующего цилиндра.
Для такой кинематики для правильного функционирования необходимо выполнение следующих геометрических условий:
X=Y=Z (где X и Y являются длинами рычагов кривошипа 58a, 58b, а Z - длиной ведущего звена 60a, 60b); и
β=2×α (где β является углом, образованным между рычагами кривошипа, а α - углом, образованным между радиальным звеном 56a, 56b и продольной осью 12, по которой центрирован соответствующий шток 32a, 32b цилиндра).
Теперь в связи с фиг.5A-5D будут описаны различные возможные конфигурации размещения лопатки вентилятора, которые можно достигать устройством управления в соответствии с изобретением.
На фиг.5A показано флюгерное положение лопатки 26 (также названное положением минимального угла установки), то есть положение, в котором лопатку устанавливают (вдоль продольной оси 12) в направлении перемещения летательного аппарата, чтобы свести к минимуму градиент. Это положение является безопасным положением.
Флюгерное положение лопатки 26 предпочтительно связано с повернутым вверх угловым положением соответствующего противовеса 54, направленного радиально наружу от вращающегося кольца, на котором устанавливают опору комля лопатки (радиальное направление наружу показано схематично стрелкой R на чертежах). Таким образом, такая конфигурация имеет несколько преимуществ. В частности, в случае поломки радиального звена 56a, 56b, противовес 54 установится непосредственно вверх (фиг.5A) под влиянием центробежной силы из-за вращения вращающегося кольца, приводящего к установке во флюгерное положение соответствующей лопатки. Таким образом, в случае отказа безопасность устройства управления в соответствии с изобретением гарантирована. Дополнительно поскольку противовесы будут стремиться, в действии, размещаться непосредственно вверх, радиальные звенья изготавливают по определенному размеру, чтобы они работали на растяжение, а не на сжатие или на скручивание так, что они могут иметь меньший диаметр.
На фиг.5B противовес 54 повернут на одну четверть оборота по часовой стрелке относительно своей оси вращения 52 относительно фиг.5A, что соответствует, принимая во внимание передаточное отношение между зубчатыми колесами конической зубчатой передачи, повороту на 45° лопатки 26 относительно ее флюгерного положения. Этот поворот противовеса получают, как описано ранее, в связи с фиг.4A и 4B. Такое размещение лопатки 26 соответствует полетному положению, в котором лопатка вытягивается, чтобы создавать тяговое усилие.
И снова на фиг.5C противовес 54 повернут по часовой стрелке на одну четверть оборота относительно фиг.5B, что соответствует повороту на 90° лопатки 26 по сравнению с ее флюгерным положением (поэтому соответствует угловому положению противовеса, направленного радиально внутрь от вращающегося кольца). Однако это размещение, названное "положением 0°" лопатки 26, должно переходить во время перемещения в положение реверсирования тяги (положение, показанное на фиг.5D), потому что имеется риск превышения скорости, если это размещение поддерживается в течение продолжительного периода. Причем противовес выровнен с радиальным направлением R, он не подвергнут вращающему моменту и поэтому находится в равновесии. Однако это равновесие нестабильное, потому что противовес стремится, под влиянием центробежной силы, повернуться вверх, с одной стороны или с другой. Поэтому лопатка 26 стремится переместиться от положения 0°, которое является гарантом безопасности. Таким образом, это положение 0° может быть только временным во время движения к положению реверсирования тяги.
Поэтому на фиг.5D показана лопатка 26 в положении реверсирования тяги (также названного положением "реверса"). С таким размещением лопатка ориентируется назад для создания противодействия тяговому усилию, чтобы помочь торможению летательного аппарата. Чтобы достигнуть такой установки, начиная с полетного положения лопатки, все, что необходимо, это натяжение радиального звена в достаточной мере на противовес 54 для возврата лопатки в положение 0°, показанное на фиг.5C: по инерции противовес продолжит свое движение для перемещения в другую сторону и таким образом приведет лопатку в положение реверса благодаря воздействию центробежной силы вращения вращающегося кольца.
В качестве дополнения можно рассмотреть добавление электропривода (поворотного двигателя или некоторого другого типа), который будет помогать противовесу перемещаться в другую сторону, когда инерция механизма будет недостаточной, тогда электропривод, возможно, будет обеспечен энергией посредством противообледенительного контура пропеллера.
Следует отметить, что на чертеже показан пример конфигурации турбовинтового двигателя, в котором набор лопаток, в котором расположено устройство управления в соответствии с изобретением, содержит десять лопаток 26 вентилятора, управляемых равным количеством соединительных рычагов, равномерно расположенных относительно продольной оси 12 турбовинтового двигателя.
Кроме того, выше изобретение было описано в связи с турбовинтовым двигателем, имеющим турбину с противоположным вращением, непосредственно соединенную с пропеллерами. Конечно, изобретение также относится к спаренным пропеллерным турбовинтовым двигателям, пропеллеры которых приводятся в действие редуктором с планетарной передачей.
Claims (8)
1. Устройство управления для ориентирования лопаток вентилятора турбовинтового двигателя, включающего в себя по меньшей мере один набор лопаток вентилятора с регулируемой ориентацией, причем упомянутый набор связан во вращении с вращающимся кольцом, механически соединенным с ротором турбины, при этом каждая лопатка набора для управления ее ориентацией соединена с опорой комля лопатки, установленной с возможностью поворота на вращающемся кольце посредством конической зубчатой передачи, состоящей из первого зубчатого колеса, связанного с опорой комля лопатки и центрированного по оси радиально к вращающемуся кольцу, и второго зубчатого колеса, связанного с вращающимся кольцом, центрированного по оси, направленной по касательной к упомянутому вращающемуся кольцу, и имеющего противовес, который является нецентрированным относительно своей оси вращения, устройство также включает в себя цилиндр, центрированный по оси вращения вращающегося кольца, связанный во вращении с ротором турбины, шток цилиндра соединен с каждым противовесом посредством соединительных рычагов, чтобы передавать синхронное угловое движение набору противовесов относительно оси вращения их соответствующего зубчатого колеса, каждый соединительный рычаг имеет радиальное звено, имеющее один конец, соединенный с соответствующим противовесом, и другой конец, соединенный с рычагом кривошипа, другой рычаг которого соединен со штоком цилиндра.
2. Устройство по п. 1, в котором радиальное звено каждого соединительного рычага проходит радиально через плечо корпуса турбовинтового двигателя.
3. Устройство по п. 1, в котором соединительные рычаги равномерно распределены относительно оси вращения вращающегося кольца.
4. Устройство по п. 1, в котором, для каждой опоры комля лопатки, количество зубцов первого зубчатого колеса конической зубчатой передачи равно по существу удвоенному количеству зубцов второго зубчатого колеса.
5. Устройство по п. 1, в котором флюгерное положение лопаток соответствует угловому положению противовесов, которые направлены наружу от вращающегося кольца.
6. Устройство по п. 1, в котором положение 0° лопаток соответствует нестабильному угловому положению противовесов, направленных радиально внутрь от вращающегося кольца.
7. Устройство по п. 1, в котором набор включает в себя десять лопаток вентилятора.
8. Спаренный пропеллерный турбовинтовой двигатель, содержащий турбину, имеющую два ротора с противоположным вращением и два набора лопаток вентилятора, имеющих регулируемую ориентацию, соединенных во вращении с двумя вращающимися кольцами, соответственно соединенными с роторами, причем управление ориентированием лопаток вентилятора по меньшей мере одного из наборов достигают устройством по п. 1.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1051458A FR2956854B1 (fr) | 2010-03-01 | 2010-03-01 | Dispositif de commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur par contrepoids. |
FR1051458 | 2010-03-01 | ||
PCT/FR2011/050348 WO2011107691A1 (fr) | 2010-03-01 | 2011-02-18 | Dispositif de commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur par contrepoids |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012141656A RU2012141656A (ru) | 2014-04-10 |
RU2562896C2 true RU2562896C2 (ru) | 2015-09-10 |
Family
ID=42751605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012141656/06A RU2562896C2 (ru) | 2010-03-01 | 2011-02-18 | Турбовинтовой двигатель и устройство управления для ориентирования лопаток вентилятора турбовинтового двигателя |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8932018B2 (ru) |
EP (1) | EP2542470B1 (ru) |
CN (1) | CN102869570B (ru) |
BR (1) | BR112012022237B1 (ru) |
CA (1) | CA2791640C (ru) |
FR (1) | FR2956854B1 (ru) |
RU (1) | RU2562896C2 (ru) |
WO (1) | WO2011107691A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU222735U1 (ru) * | 2023-07-19 | 2024-01-17 | Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Конструкторское бюро машиностроения" | Многовинтовой грузовой беспилотный летательный аппарат |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2964943B1 (fr) * | 2010-09-20 | 2012-10-05 | Snecma | Dispositif d'etancheite a fourreau pour la traversee de cloison par une biellette d'un systeme de commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur |
FR2967397B1 (fr) * | 2010-11-16 | 2012-11-16 | Snecma | Dispositif de passage d'une helice en reverse comportant un actuateur agissant sur un maneton |
FR2978953B1 (fr) * | 2011-08-08 | 2013-09-20 | Snecma | Systeme de commande hydraulique de l'orientation de pales de soufflante |
FR2996586A1 (fr) * | 2012-10-10 | 2014-04-11 | Snecma | Helice comportant un systeme de contrepoids pourvu de moyens de reprise d'efforts |
FR3009710B1 (fr) * | 2013-08-14 | 2017-04-14 | Snecma | Rotor pour helice de turbomachine avec dispositif de mise en drapeau des pales de l'helice |
FR3066559B1 (fr) * | 2017-05-18 | 2019-06-07 | Safran Aircraft Engines | Module de soufflante a pales a calage variable |
US11674435B2 (en) | 2021-06-29 | 2023-06-13 | General Electric Company | Levered counterweight feathering system |
US11795964B2 (en) | 2021-07-16 | 2023-10-24 | General Electric Company | Levered counterweight feathering system |
FR3130746A1 (fr) * | 2021-12-20 | 2023-06-23 | Safran Aircraft Engines | Module de soufflante a pales a calage variable |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU24251A1 (ru) * | 1929-04-05 | 1931-11-30 | Л.И. Сапельков | Пропеллер с автоматическими поворотными лопаст ми |
US2844303A (en) * | 1952-08-27 | 1958-07-22 | Nordisk Ventilator | Axial blowers or fans |
US3549272A (en) * | 1967-12-12 | 1970-12-22 | Snecma | Improvements in or relating to blading arrangement for turbomachines |
SU565104A1 (ru) * | 1974-01-03 | 1977-07-15 | Предприятие П/Я А-1270 | Осева лопаточна машина |
US4718823A (en) * | 1987-02-24 | 1988-01-12 | United Technologies Corporation | Pitch changing mechanism for fan blades |
US4913623A (en) * | 1985-11-12 | 1990-04-03 | General Electric Company | Propeller/fan-pitch feathering apparatus |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE476486A (ru) | 1947-05-09 | |||
FR953591A (fr) | 1947-09-29 | 1949-12-08 | Clavette pour manivelles de cycles et autres usages | |
US3990809A (en) * | 1975-07-24 | 1976-11-09 | United Technologies Corporation | High ratio actuation linkage |
NL8303401A (nl) | 1982-11-01 | 1984-06-01 | Gen Electric | Aandrijfturbine voor tegengesteld draaiende propellers. |
GB2218747B (en) * | 1988-05-20 | 1993-01-27 | Gen Electric | Propeller/fan pitch feathering apparatus |
US5174716A (en) * | 1990-07-23 | 1992-12-29 | General Electric Company | Pitch change mechanism |
FR2712250B1 (fr) * | 1993-11-10 | 1995-12-29 | Hispano Suiza Sa | Procédé et dispositif de commande de variation du pas des pales d'un rotor. |
FR2964944B1 (fr) | 2010-09-20 | 2013-05-24 | Snecma | Dispositif d'etancheite a soufflet pour la traversee de cloison par une biellette d'un systeme de commande de l'orientation des pales de soufflante d'un turbopropulseur |
-
2010
- 2010-03-01 FR FR1051458A patent/FR2956854B1/fr active Active
-
2011
- 2011-02-18 CN CN201180021729.1A patent/CN102869570B/zh active Active
- 2011-02-18 CA CA2791640A patent/CA2791640C/fr active Active
- 2011-02-18 WO PCT/FR2011/050348 patent/WO2011107691A1/fr active Application Filing
- 2011-02-18 RU RU2012141656/06A patent/RU2562896C2/ru active
- 2011-02-18 EP EP11712605.2A patent/EP2542470B1/fr active Active
- 2011-02-18 BR BR112012022237-6A patent/BR112012022237B1/pt active IP Right Grant
- 2011-02-18 US US13/582,254 patent/US8932018B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU24251A1 (ru) * | 1929-04-05 | 1931-11-30 | Л.И. Сапельков | Пропеллер с автоматическими поворотными лопаст ми |
US2844303A (en) * | 1952-08-27 | 1958-07-22 | Nordisk Ventilator | Axial blowers or fans |
US3549272A (en) * | 1967-12-12 | 1970-12-22 | Snecma | Improvements in or relating to blading arrangement for turbomachines |
SU565104A1 (ru) * | 1974-01-03 | 1977-07-15 | Предприятие П/Я А-1270 | Осева лопаточна машина |
US4913623A (en) * | 1985-11-12 | 1990-04-03 | General Electric Company | Propeller/fan-pitch feathering apparatus |
US4718823A (en) * | 1987-02-24 | 1988-01-12 | United Technologies Corporation | Pitch changing mechanism for fan blades |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU222735U1 (ru) * | 2023-07-19 | 2024-01-17 | Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Конструкторское бюро машиностроения" | Многовинтовой грузовой беспилотный летательный аппарат |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102869570A (zh) | 2013-01-09 |
CA2791640C (fr) | 2017-07-25 |
BR112012022237A2 (pt) | 2016-07-05 |
FR2956854B1 (fr) | 2012-08-17 |
EP2542470A1 (fr) | 2013-01-09 |
BR112012022237B1 (pt) | 2020-11-24 |
US8932018B2 (en) | 2015-01-13 |
US20130047756A1 (en) | 2013-02-28 |
FR2956854A1 (fr) | 2011-09-02 |
RU2012141656A (ru) | 2014-04-10 |
WO2011107691A1 (fr) | 2011-09-09 |
EP2542470B1 (fr) | 2016-08-17 |
CA2791640A1 (fr) | 2011-09-09 |
CN102869570B (zh) | 2015-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2562896C2 (ru) | Турбовинтовой двигатель и устройство управления для ориентирования лопаток вентилятора турбовинтового двигателя | |
RU2523515C2 (ru) | Устройство с подвижным силовым цилиндром для управления ориентацией лопатками вентилятора турбовинтового двигателя | |
JP5490881B2 (ja) | ターボプロップのファンブレードのピッチを制御する装置 | |
RU2522752C2 (ru) | Стационарное устройство исполнительного механизма для регулирования шага лопастей вентилятора в турбовинтовом двигателе | |
RU2604760C2 (ru) | Турбомашина с воздушным(и) винтом (винтами) для летательного аппарата с системой для изменения шага воздушного винта | |
RU2703888C2 (ru) | Компрессор осевого газотурбинного двигателя с ротором противоположного вращения | |
US10119409B2 (en) | System for changing the pitch of the contra-rotating propellers of a turboshaft engine | |
KR850000935B1 (ko) | 풍동 터어빈 날개피치 조절 시스템 | |
EP3165452A1 (en) | Centerline-mounted hydraulic pitch change mechanism actuator and correspodning method | |
RU2525039C2 (ru) | Винт без обтекателя с лопатками с изменяемым углом установки для турбомашины | |
JP2742113B2 (ja) | ロータ翼調節装置を備えるプロップファン/ターボプロップエンジン | |
US9090336B2 (en) | Device for controlling the pitch of turboprop fan blades | |
GB2490852A (en) | Variable-pitch mechanism for the blades of a system of contrarotary fans and system of contrarotary fans comprising at least one such mechanism | |
US10036262B2 (en) | Turbomachine impellor rotor with device for feathering the blades of the impellor | |
US9677408B2 (en) | System for controlling the pitch of the propeller blades of a turbomachine, and a turbomachine with a propeller for an aircraft with such a system | |
CN105317736B (zh) | 具有远程配重的可变桨距转子 | |
US10858993B2 (en) | Variable vane device maintenance method and variable vane device | |
EP2525046A2 (en) | Propulsion engine | |
US11428199B2 (en) | Turbomachine module for a variable pitch blade propeller and turbomachine comprising it | |
US20130181452A1 (en) | Turbomachine drive arrangement | |
US11052994B2 (en) | System for changing the pitch of a turboprop engine comprising an upstream pair of contrarotating propellers | |
GB2554015A (en) | Device with radial shaft for controlling the orientation of the fan blades of an unducted fan turbomachine | |
CN113479315A (zh) | 叶片螺距致动机构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |