ГЛАВА 8-РЕВЕРСИВНЫЕ УСТРОЙСТВА


8 Системы реверса
8.1 Работа реверсов тяги
8.1.1 Основные принципы
Для обеспечения хорошей эффективности торможения самолета, в том числе, на загрязненных ВПП (с наличием воды или грязи), и для снижения износа тормозов транспортные самолеты оборудуются реверсами тяги. Реверс при выпуске позволяет создавать обратную тягу. Для этого он перенаправляет поток выхлопных газов на угол, приблизительно равный 120 градусам. На рис. 8.1 показано направление воздушного потока время работы реверса. У ТРДД с высокой степенью двухконтурности реверс меняет направление только вторичного потока, т.к. этот поток газа создает наибольшую долю тяги двигателя. Это приводит к созданию достаточно высокой силы обратной тяги, которой достаточно для торможения. Для изменения направления только вторичного потока не требуется установка механических компонентов в горячем газовом потоке. Все это упрощает кинематику реверса и уменьшает его вес.

Рис. 8.1. Направление вторичного воздушного потока для создания обратной силы тяги
Т.к. эффект обратной тяги не зависит от трения, реверс обеспечивает хорошее торможение самолета на загрязненной ВПП с пониженным коэффициентом трения.При нормальном состоянии ВПП, с использованием реверса требуется меньшая нагрузка на тормоза для того же снижения скорости. Это приводит к уменьшению износа тормозов колес и продлению ресурса тормозных дисков.
Чтобы получить описанные преимущества, придется принять повышение веса мотогондолы. С целью минимизации недостатка неизбежного прироста веса из-за установки реверса, конструкторы используют высокий процент композитных материалов в конструкции реверса и мотогондолы.
Обычно все двигатели самолета оборудованы реверсом тяги. Но это не является обязательным правилом. Исключение составляет А380. Для снижения веса данный самолет имеет только два реверсивных устройства. Они установлены на двух внутренних двигателях.
8.1.2 Работа реверса
Система реверса тяги разработана для использования только на земле. Система оборудована предохраняющими устройствами для предотвращения выпуска реверса в полете. Во время посадки пилот выполняет краткосрочную активацию реверса после касания. Наилучший тормозной эффект достигается на повышенных скоростях посадочного пробега, т.к. тяговый КПД реверса имеет более высокие значения при высоких скоростях прямого перемещения. При понижении скорости самолета эффективность реверса также снижается.
Во время типичной летной эксплуатации реверс выпускается после снижения скорости до 80 узлов. Пилот выбирает такую тягу, которая необходима. Данная процедура обеспечивает работу с наивысшим тяговым КПД и предотвращает засасывание грязи на низких скоростях руления. Это самый эффективный способ использования реверса в контексте расхода топлива и износа тормозов.
8.2 Типы реверсов
Реверсивные устройства могут отличаться по типам подсистем. Существуют следующие подсистемы:
- Система отражения воздушного потока;
- Система привода;
- Система управления.
Система отражения воздушного потока включает конструктивные элементы, необходимые для отражения потока во время работы двигателя в режиме реверса. Для изменения режима между прямой и обратной тягой компоненты отражения потока подвижны. Чтобы создать такое перемещение, устанавливается система привода. Она разработана для перемещения компонентов реверса в одно из двух положений: прямая тяга (убранное положение) или обратная тяга (выпущенное положение).
8.2.1. Системы отражения воздушного потока
Для систем отражения потока применяются различные варианты конструкции. У ТРДД больших размеров используются два основных типа механизмов:
- Решетчатый;
- Створчатый.

Рис. 8.2 Реверс решетчатого типа V2500-A5 на А320 в положении обратной тяги. Переносные рукава перемещены назад, и блокирующие створки выдвинуты во вторичный газовый поток
Реверс решетчатого типа имеет подвижные передаточные рукава, которые перемещаются назад, чтобы обнажить решетки, установленные на неподвижной конструкции вокруг канала вторичного потока. На рис. 8.2 показан данный принцип отражения. На передаточных рукавах установлены блокировочные створки. Они разворачиваются в поток, в то время как рукава перемещаются назад. В таком положении блокировочные створки перекрывают проходной канал перемещения вторичного потока по тракту. Т.о. вторичный газовый поток двигателя выходит через решетки реверсивного устройства, которые отражают и ускоряют поток в финальном направлении. Реверс такого типа создает низкие нагрузки на привод и позволяет осуществлять очень точное управление потоком во время работы на обратной тяге.
Реверс створчатого типа имеет четыре поворотные створки, установленные в отверстиях неподвижной конструкции. на рис. 8.3 представлен реверс такого типа самолета Airbus А320. В открытом положении задние части поворотных створок блокируют канал воздушного потока по тракту. Вся створка в целом работает как дефлектор для потока. Реверс створчатого типа имеет меньше подвижных элементов и упрощенную кинематику по сравнению с решетчатым реверсом. Необходимые дополнительные усиливающие профили могут быть изготовлены с более низким весом. В открытом положении реверс создает высокое сопротивление, и нагрузка на привод выше, по сравнению с решетчатым реверсом такого же размера.
Реверсы створчатого типа были впервые использованы на самолете Airbus А320. Они также применяются на А340-200/-300 с двигателем CFM56-5Cи на А330 с двигателями Trent 700. Решетчатые реверсы используются на большинстве вариантов конструкции самолетов, и поэтому представляю собой самый распространенный тип.

Рис. 8.3. Реверс CFM56-5F/5B на самолете Airbus A320 с четырьмя поворотными створками в положении обратной тяги
8.2.2 Системы привода
Для привода реверса больших ТРДД широко применяется два типа систем:
- Гидравлическая;
- Пневматическая.
Гидравлическая система состоит из нескольких приводов, модуля распределительного клапана и блокирующих устройств. Приводы перемещают переносные рукава или поворотные створки и устанавливаются в конструкции реверса. Гидравлическими клапанами распределительного модуля управляет система управления реверса.
На рис. 8.4 показаны компоненты системы привода реверса V2500. Модуль распределительного клапана данной системы установлен на внутренней стороне пилона двигателя перед конструкцией реверса. Распределительными клапанами управляет компьютер системы FADEC.
В убранном положении во время работы на прямой тяге давление в систему привода реверса не подается. Подвижные части зафиксированы в данном положении при помощи механических замков. Замки также являются компонентами системы привода. Они могут представлять собой либо отдельно устанавливаемые компоненты, либо встроенные в приводы, либо оба варианта конструкции, используемые совместно в одной системе.

Рис. 8.4. Система гидравлического привода реверса V2500-A5

Рис. 8.5. Компоненты реверса с пневматическим приводом CF6-80C2, используемого на А300-600
Пневматическая система привода состоит из одного или двух пневмодвигателей, которые через гибкие валы приводят шарико-винтовые активаторы. Воздух в пневмодвигатели подается из КВД двигателя. Шарико-винтовые активаторы перемещают переносные рукава. Система привода такого типа используется только в решетчатых реверсах. Для данной системы привода используется система, которая управляет воздушными клапанами для подачи воздуха и управления потоками.
Функцию блокировки в убранном положении выполняет тормоз, установленный на пневмодвигателе. В большинстве вариантов конструкции пневмодвигатель встроен в единый корпус с зубчатым колесом, тормозом и клапаном управления потоками. Эти три компонента формируют пневматический привод системы реверса. На рис. 8.5 представлена подобная система, используемая на А300-600.
8.2.3 Системы управления реверса
Применяемые системы управления реверса базируются либо на бортовых цепях управления, либо на логике управления реверса в компьютере FADEC. Система управления реверса управляет переключением гидравлических или пневматических клапанов и обеспечивает необходимую индикацию в кабине пилотов.
8.3 Конструкция реверса
8.3.1 Неподвижная конструкция
Капоты ТРДД покрывают газогенератор двигателя и формируют газовый тракт для вторичного потока из силового корпуса вентилятора (или промежуточного корпуса) к выходному устройству с его внешним корпусом или цилиндром. Они состоят из двух половин, навешенных на пилон. Поэтому капоты легко открыть для доступа к газогенератору во время ТО двигателя. Из-аза формы поперечного сечения половин капотов (если смотреть сзади) они также называются С-образными каналами (С-ducts). Система отражения воздушного потока реверса интегрирована во внешний цилиндр капотов. Поэтому они часто называются капотами реверса. Конструкция капотов реверса состоит из неподвижной и подвижной структуры.
Неподвижную конструкцию формирует внутренний цилиндр, передний силовой каркас, продольные балки и, в зависимости от конструкции, детали внешнего цилиндра. Внутренний цилиндр выполняет функцию корпуса газогенератора. Передний силовой каркас повышает жесткость всей конструкции вместе с продольными балками и передает эксплуатационные нагрузки на силовой корпус вентилятора двигателя. Он присоединен к силовому корпусу вентилятора с помощью креплений с фиксаторами. На рис. 8.6 показана неподвижная конструкция реверса V2500 со снятыми переносными рукавами.

Рис. 8.6. Неподвижная конструкция реверса решетчатого типа

Рис. 8.7. Поперечное сечение решетчатого реверса в положении обратной тяги. Блокировочные створки развернуты в газовый тракт вторичного потока. Виден один из приводов. Его передний конец закреплен к переднему силовому каркасу
8.3.2 Подвижная конструкция и компоненты системы привода
Подвижная конструкция реверса решетчатого типа состоит из переносных рукавов с блокировочными створками. На рис. 8.7 показаны данные компоненты в положении обратной тяги. В положении прямой тяги переносные рукава закрывают решетки, и блокировочные створки расположены в один уровень с внутренней поверхностью рукавов. В положении обратной тяги решетки открыты, и блокировочные створки развернуты в газовый тракт для перекрытия потока в прямом направлении. Т.о. вторичный газовый поток двигателя выходит через решетки в направлении, которое они задают.
У реверса створчатого типа подвижную конструкцию составляют четыре поворотные створки. На рис. 8.8 показано поперечное сечение створчатого реверса со створками в положении обратной тяги. В положении прямой тяги они закрывают отверстия в неподвижной конструкции. В положении обратной тяги створки отражают вторичный газовый поток двигателя в направлении, определяемом углом установки створки и острой кромки (отбортовки) на переднем конце створки.
Приводы всегда устанавливаются на передний силовой каркас. Если в конструкции предусмотрены отдельные замки, они также устанавливаются на передний силовой каркас. Гидравлические магистрали и гибкие валы, соединяющие приводы, обычно устанавливаются в передней части силового каркаса.
Для определения положения блокировочной створки или переносного рукава устанавливаются переключатели. У реверсов решетчатого типа для определения положения переносного рукава компьютером FADEC применяется LVDT (преобразователь линейных перемещений).

Рис. 8.8. Реверс створчатого типа А320. Каждая поворотная створка имеет собственный привод
8.4 Система управления реверса
Чтобы познакомить читателя с системой управления реверса, в качестве примеров далее описаны системы В737 и А320. Сравнительный анализ двух систем продемонстрирует различия двух философий. Обе системы реверса имеют гидравлическое управление.
8.4.1 Система управления В737-600
Система управления реверса В737 в основном состоит из переключателей, которые активируются с помощью рычага реверса (на РУД) и контуров реле. Последние реализуют логику управления системой для выпуска и уборки. На рис. 8.9 показана упрощенная схема данной системы управления.
Каждый реверс В737 имеет 6 гидравлических приводов. Они соединены гибкими валами для синхронизации и предотвращения заклинивания рукава. Без такой синхронизации рукава могут застрять в перекошенном состоянии. Переносные рукава блокируются в убранном положении с помощью двух замков в верхних приводах и двух синхронизирующих замков. Последние предотвращают проворачивание валов синхронизации приводов, и соответственно, предотвращают перемещение самих приводов. Синхронизирующие замки включаются электрически. Гидравлическим давление на приводах управляют через модуль гидравлического распределительного клапана. Входной сигнал «воздух/земля», необходимый для выпуска реверса, передается в логику управления реверса из логической системы самолета. Для выпуска реверса необходимо удовлетворение следующих условий:
- Сигнал на выпуск от переключателей РУД;
- Гидравлическое давление и электрическая энергия;
- Самолет на земле или ниже 10 футов над землей.
Операция выпуска системы начинается с подъема рычага реверса. Это возможно только, когда РУД в положении малого газа и передает сигнал на выпуск в логику управления. Если условия для выпуска реверса удовлетворены, логика переключает гидравлические клапаны в положение выпуска. Параллельно система управления выпускает синхронизирующие замки. Они предотвращают случайную операцию выпуска без логической команды. Такая ситуация может возникнуть в случае отказа электрической, гидравлической или механической системы.
ЕЕС определяет положение переносных рукавов. Когда они полностью выпущены, блок ЕЕС активирует соленоид блокировки рычага реверса. При помощи дальнейшего подъема рычага реверса по командам пилота увеличивается частота N1 с уменьшением угла РУД.
Для уборки реверса пилот полностью опускает рычаг реверса в соответствующее положение. Гидравлические клапаны переключаются для операции уборки, и двигатель замедляется до малого газа. Когда переносные рукава устанавливаются в убранное положение, срабатывают замки внутри приводов. Сразу после достижения убранного положения логика управления отключает гидравлическое давление и питание от синхронизирующих замков.

Рис. 8.9. Система управления реверса В737-600 (упрощенная)
Данные для индикации положения реверса генерирует ЕЕС. Блок определяет положение переносного рукава с помощью соответствующих датчиков. Если во время работы реверса происходит отказ, логика управления включает лампочку отказа реверса в кабине. Эта лампочка также загорается в случае не установки на замки во время работы на прямой тяге (например, отказ первичного замка в приводе).
8.4.2 Система управления А320Реверсивными устройствами самолетов семейства А320 управляет ЕЕС соответствующего двигателя. На рис. 8.10 приведена упрощенная схема системы. Данный базовый конструктивный принцип используется для всех самолетов Airbus с системой FADEC.
Самолеты семейства А320 с двигателями CFM56 оборудованы реверсами створчатого типа. Они имеют четыре привода створок и четыре механических замка, которые выпускаются от гидравлического давления. ЕЕС напрямую управляет гидравлическими клапанами распределительного модуля. Блок также соединен с переключателями выпущенного и убранного положения четырех поворотных створок. Гидравлическое давление для системы реверса перекрывается выше по потоку от распределительного модуля с помощью изоляционного клапана. Он открывается, только если соответствующий компьютер определяет, что угол РУД соответствует диапазону обратной тяги и РУД другого двигателя в диапазоне малого газа. Для выпуска реверса необходимо удовлетворение следующих условий:
- Угол РУД в диапазоне обратной тяги;
- РУД другого двигателя в диапазоне малого газа;
- Двигатель работает;
- Гидравлическое давление доступно;
- Сигнал земли от систем самолета.
Реверс может быть выпущен только на работающем двигателе у самолета на земле. После перемещения РУД в диапазон обратной тяги, ЕЕС переводит гидравлические клапаны для операции выпуска. Гидравлическое давление сначала снимает блокировку замков створок, а затем подается в привод. Когда поворотные створки переходят в выпущенное положение, ЕЕС закрывает изоляционный клапан в распределительном модуле для отключения давления в системе. Поворотные створки удерживаются в открытом положении воздушным потоком. Во время выпуска створок ЕЕС поддерживает работу двигателя на малом газе. После того, как ЕЕС определит, что все створки полностью выпущены, он разгоняет двигатель до выбранного уровня обратной тяги. Во время выбора обратной тяги РУД может быть перемещен непосредственно до желаемой настройки мощности, т.к. он не имеет внутренней блокировки. В программном обеспечении ЕЕС предусмотрена функция встроенной блокировки для замедления разгона двигателя. Поэтому внутренний стопор для РУД не требуется. Данная конструкция сохраняет простоту кинематической схемы РУД.

Рис. 8.10. Система управления реверса самолетов семейства А320 (упрощенная)
После перемещения РУД в диапазон прямой тяги ЕЕС полностью убирает поворотные створки и отключает гидравлическое давление. Если все створки правильно встали на замки, они остаются в убранном положении. В противном случае, незаблокированная створка будет поднята на несколько градусов эластичным уплотнением и давлением воздуха. Произойдет переключение датчика уборки в незаблокированное положение, для уборки створки ЕЕС снова подаст давление в систему. В течение всего периода, когда ЕЕС определяет незаблокированное положение створки, блок посылает предупредительное сообщение в кабину.
Во время работы реверса ЕЕС направляет данные положения в систему индикации в кабине. Если блок ЕЕС определяет отказ в системе реверса, он направляет соответствующее сообщение в систему предупреждения.
Наихудшим отказом в системе будет отказ замка первичной или вторичной блокировки поворотной створки во время работы на прямой тяге. В этом случае створка откроется под действием воздушного потока. Реакцией ЕЕС будет команда перевода двигателя на малый газ для минимизации сопротивления от открытой створки.

Приложенные файлы

  • docx 15663052
    Размер файла: 698 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий