葉柵式反推力裝置平面作動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究

何寶明 羅彬

摘要：基于典型葉柵式反推力裝置作動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，研究了葉柵式反推力裝置平面作動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。葉柵式反推力裝置平面作動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律包括兩個(gè)階段：第一階段主要作用是實(shí)現(xiàn)阻流門的平動(dòng)，保證反推的排氣面積;第二階段主要作用是實(shí)現(xiàn)阻流門的轉(zhuǎn)動(dòng)，直至阻流門完全賭塞外涵道，從而產(chǎn)生反推力。本研究具有一定的工程參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：葉柵式;反推力裝置;作動(dòng)機(jī)構(gòu);運(yùn)動(dòng)副

0 引言

反推力裝置是大型運(yùn)輸機(jī)和大型客機(jī)短艙的重要組成部件，其主要功能是通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流動(dòng)方向來獲得反向推力，使飛機(jī)能夠高效、可靠的減速，顯著縮短飛機(jī)的著落滑跑距離，這在潮濕和結(jié)冰跑道上的效果尤為突出，因而反推力裝置可降低飛機(jī)對(duì)機(jī)場(chǎng)的要求，提高機(jī)場(chǎng)的使用效率，同時(shí)還可以應(yīng)用于飛機(jī)的中斷起飛，提高飛機(jī)工作的安全性。其中，葉柵式反推力裝置雖然機(jī)械協(xié)調(diào)件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但反推效率較高，可靠性高，對(duì)不同發(fā)動(dòng)機(jī)工況的適應(yīng)性強(qiáng)，因而應(yīng)用廣泛[1-3]。相較于國(guó)外反推力裝置研究比較成熟的現(xiàn)狀，目前國(guó)內(nèi)對(duì)反推力裝置的研究依舊較少[4-6]。本文以葉柵式反推力裝置的平面作動(dòng)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，分析了平面作動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有一定的工程參考價(jià)值。

1 葉柵式反推力裝置結(jié)構(gòu)介紹

葉柵式反推力裝置機(jī)構(gòu)包含移動(dòng)外罩、阻流門、牽引桿等活動(dòng)構(gòu)件與葉柵、核心機(jī)艙罩等固定構(gòu)件。反推裝置在收起狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)外罩與阻流門等結(jié)構(gòu)一起形成外涵道型面，氣流從外涵道向后流出，產(chǎn)生正推力;反推裝置在展開狀態(tài)時(shí)，阻流門阻擋外涵流道，氣流經(jīng)阻流門折流后通過葉柵向斜前方排出，產(chǎn)生反推力。葉柵式反推力裝置示意圖如圖1所示。

2 典型葉柵式反推力裝置平面作動(dòng)機(jī)構(gòu)

典型葉柵式反推力裝置平面作動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示。該平面作動(dòng)機(jī)構(gòu)中，連桿（a）、控制桿（b）、牽引桿（c）、移動(dòng)外罩支座（d）為活動(dòng)構(gòu)件;核心機(jī)艙罩支座（e）為機(jī)架之一。典型葉柵式反推力裝置平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副如表1所示，確定運(yùn)動(dòng)副A～D的位置，即可確定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。

3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律

葉柵式反推力裝置平面作動(dòng)機(jī)構(gòu)在搖桿滑塊機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)連桿，機(jī)構(gòu)自由度為：

F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-0=2

式中，n為機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件數(shù);PL為低副個(gè)數(shù);PH為高副個(gè)數(shù)。

由于機(jī)構(gòu)自由度大于1，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律不唯一，為了使該機(jī)構(gòu)具有唯一的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在轉(zhuǎn)動(dòng)副B上設(shè)置了扭簧，并在阻流門和控制桿（b）上設(shè)計(jì)了限位約束，使反推力裝置平面作動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律唯一。該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分為兩個(gè)階段：

第一階段的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖3所示，該階段主要作用是實(shí)現(xiàn)阻流門的平動(dòng)，保證反推的排氣面積;該階段連桿（a）與移動(dòng)外罩支座（d）一起做平移運(yùn)動(dòng)且相對(duì)靜止，可將連桿（a）與移動(dòng)外罩支座（d）等效為一個(gè)滑塊（a&d），滑塊（a&d）與機(jī)架之間為移動(dòng)副，滑塊（a&d）與控制桿（b）之間為轉(zhuǎn)動(dòng)副?？刂茥U（b）在第一階段起始時(shí)刻與終止時(shí)刻與水平方向的角度相同，因此，第一階段起始時(shí)刻牽引桿（c）水平方向的投影尺寸為第1階段移動(dòng)副E移動(dòng)位移L的1/2，如圖3所示。

第二階段的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖4所示，該階段主要作用是實(shí)現(xiàn)阻流門的轉(zhuǎn)動(dòng)，直至阻流門完全堵塞外涵流道，從而產(chǎn)生反推力。該階段連桿（a）在移動(dòng)外罩支座（d）的帶動(dòng)下做平面運(yùn)動(dòng)，此時(shí)連桿（a）與控制桿（b）在扭簧的作用下一起運(yùn)動(dòng)且相對(duì)靜止，可將連桿（a）與控制桿（b）等效為一個(gè)連桿（a&b），連桿（a&b）與移動(dòng)支座（d）之間為轉(zhuǎn)動(dòng)副，連桿（a&b）與連桿（c）之間為轉(zhuǎn)動(dòng)副。

4 結(jié)語

本文研究了典型葉柵式反推力裝置平面作動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，具有一定的工程設(shè)計(jì)參考價(jià)值。

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收稿日期：2020-05-06

作者簡(jiǎn)介：何寶明（1982—），男，河北萬全人，碩士，工程師，研究方向：反推力裝置設(shè)計(jì)。