叶栅式反推力装置平面作动机构运动规律研究

何宝明 罗彬

摘要：基于典型叶栅式反推力装置作动机构的结构形式，研究了葉栅式反推力装置平面作动机构运动规律。叶栅式反推力装置平面作动机构运动规律包括两个阶段：第一阶段主要作用是实现阻流门的平动，保证反推的排气面积;第二阶段主要作用是实现阻流门的转动，直至阻流门完全赌塞外涵道，从而产生反推力。本研究具有一定的工程参考价值。

关键词：叶栅式;反推力装置;作动机构;运动副

0 引言

反推力装置是大型运输机和大型客机短舱的重要组成部件，其主要功能是通过改变发动机排气流动方向来获得反向推力，使飞机能够高效、可靠的减速，显著缩短飞机的着落滑跑距离，这在潮湿和结冰跑道上的效果尤为突出，因而反推力装置可降低飞机对机场的要求，提高机场的使用效率，同时还可以应用于飞机的中断起飞，提高飞机工作的安全性。其中，叶栅式反推力装置虽然机械协调件多，结构复杂，但反推效率较高，可靠性高，对不同发动机工况的适应性强，因而应用广泛[1-3]。相较于国外反推力装置研究比较成熟的现状，目前国内对反推力装置的研究依旧较少[4-6]。本文以叶栅式反推力装置的平面作动机构为研究对象，分析了平面作动机构的运动规律，有一定的工程参考价值。

1 叶栅式反推力装置结构介绍

叶栅式反推力装置机构包含移动外罩、阻流门、牵引杆等活动构件与叶栅、核心机舱罩等固定构件。反推装置在收起状态时，移动外罩与阻流门等结构一起形成外涵道型面，气流从外涵道向后流出，产生正推力;反推装置在展开状态时，阻流门阻挡外涵流道，气流经阻流门折流后通过叶栅向斜前方排出，产生反推力。叶栅式反推力装置示意图如图1所示。

2 典型叶栅式反推力装置平面作动机构

典型叶栅式反推力装置平面作动机构简图如图2所示。该平面作动机构中，连杆（a）、控制杆（b）、牵引杆（c）、移动外罩支座（d）为活动构件;核心机舱罩支座（e）为机架之一。典型叶栅式反推力装置平面机构的运动副如表1所示，确定运动副A～D的位置，即可确定机构的结构形式。

3 机构运动规律

叶栅式反推力装置平面作动机构在摇杆滑块机构的基础上增加了一个连杆，机构自由度为：

F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-0=2

式中，n为机构中活动构件数;PL为低副个数;PH为高副个数。

由于机构自由度大于1，机构运动规律不唯一，为了使该机构具有唯一的运动规律，在转动副B上设置了扭簧，并在阻流门和控制杆（b）上设计了限位约束，使反推力装置平面作动机构在运动中的运动规律唯一。该机构的运动规律分为两个阶段：

第一阶段的机构运动简图如图3所示，该阶段主要作用是实现阻流门的平动，保证反推的排气面积;该阶段连杆（a）与移动外罩支座（d）一起做平移运动且相对静止，可将连杆（a）与移动外罩支座（d）等效为一个滑块（a&d），滑块（a&d）与机架之间为移动副，滑块（a&d）与控制杆（b）之间为转动副。控制杆（b）在第一阶段起始时刻与终止时刻与水平方向的角度相同，因此，第一阶段起始时刻牵引杆（c）水平方向的投影尺寸为第1阶段移动副E移动位移L的1/2，如图3所示。

第二阶段的机构运动简图如图4所示，该阶段主要作用是实现阻流门的转动，直至阻流门完全堵塞外涵流道，从而产生反推力。该阶段连杆（a）在移动外罩支座（d）的带动下做平面运动，此时连杆（a）与控制杆（b）在扭簧的作用下一起运动且相对静止，可将连杆（a）与控制杆（b）等效为一个连杆（a&b），连杆（a&b）与移动支座（d）之间为转动副，连杆（a&b）与连杆（c）之间为转动副。

4 结语

本文研究了典型叶栅式反推力装置平面作动机构的组成与机构运动规律，具有一定的工程设计参考价值。

[参考文献]

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收稿日期：2020-05-06

作者简介：何宝明（1982—），男，河北万全人，硕士，工程师，研究方向：反推力装置设计。