BR112017005088B1 - Caixa de ventoinha para um motor de aeronave - Google Patents

Caixa de ventoinha para um motor de aeronave Download PDF

Info

Publication number
BR112017005088B1
BR112017005088B1 BR112017005088-9A BR112017005088A BR112017005088B1 BR 112017005088 B1 BR112017005088 B1 BR 112017005088B1 BR 112017005088 A BR112017005088 A BR 112017005088A BR 112017005088 B1 BR112017005088 B1 BR 112017005088B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
layer
fan
fan box
layers
deformation
Prior art date
Application number
BR112017005088-9A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112017005088A2 (pt
Inventor
Walter Fürst
Ernst Haugeneder
Konstantin Horejsi
Boris STUBNA
Andreas Hollrigl
Original Assignee
Facc Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Facc Ag filed Critical Facc Ag
Publication of BR112017005088A2 publication Critical patent/BR112017005088A2/pt
Publication of BR112017005088B1 publication Critical patent/BR112017005088B1/pt

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/02—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres in the form of fibres or filaments
    • B32B17/04—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres in the form of fibres or filaments bonded with or embedded in a plastic substance
    • 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
    • F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/04—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
    • F01D21/045—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position special arrangements in stators or in rotors dealing with breaking-off of part of rotor
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B29C70/446—Moulding structures having an axis of symmetry or at least one channel, e.g. tubular structures, frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/066—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/10009—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets
    • B32B17/10073—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets comprising at least two glass sheets, neither of which being an outer layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form
    • B32B3/10—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
    • B32B3/12—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a layer of regularly- arranged cells, e.g. a honeycomb structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/245—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it being a foam layer
    • 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
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
    • F01D11/122—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with erodable or abradable material
    • F01D11/125—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with erodable or abradable material with a reinforcing structure
    • 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
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
    • F01D11/127—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with a deformable or crushable structure, e.g. honeycomb
    • 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
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/06—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type with front fan
    • 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
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/05—5 or more layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles
    • B32B2605/18—Aircraft
    • 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
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/526—Details of the casing section radially opposing blade tips
    • 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
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/14—Casings or housings protecting or supporting assemblies within
    • 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
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/603—Composites; e.g. fibre-reinforced
    • 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

Abstract

CAIXA DE VENTOINHA PARA UM MECANISMO DE PROPULSÃO DE AERONAVE. A presente invenção refere- se a uma caixa de ventoinha (1) para um mecanismo de propulsão de aeronave (2) na região da ventoinha (3) deste, que compreende uma pluralidade de camadas de plástico reforçado com fibra substancialmente cilindricamente dispostas que são unidas juntas, em que uma capa de reforço (6) constituída de um plástico reforçado com fibra de vidro, está disposta entre uma camada interna (4) e uma camada externa (5). De acordo com a invenção a capa de reforço (6) é constituída por pelo menos 20 capas de um plástico reforçado com fibra de vidro, e que camadas de deformação (7) estão dispostas de ambos os lados da capa de reforço (6), cujas camadas de deformação (7) apresentam uma resistência menor do que a capa de reforço (6).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a uma caixa de ventoinha, respectivamente caixa de ventilador, para um motor de aeronave na região da ventoinha deste, com várias camadas de plástico reforçado com fibra dispostas essencialmente em forma cilíndrica e ligadas entre si, sendo que entre uma camada interna e uma camada externa está disposta uma camada de reforço de plástico reforçado com fibra de vidro.
[0002] Caixas de ventoinha de motores de aeronave servem para proteger o motor na região da ventoinha em caso de danos na separação de uma pá da ventoinha e para preservar os passageiros localizados na aeronave contra danos. Os materiais para tais caixas de ventoinha têm que ser escolhidos de tal modo que a alta energia cinética da pá de ventoinha solta possa ser absorvida. Enquanto que antes eram empregados principalmente metais, especialmente aços altamente dúcteis ou ligas de titânio, para a produção de caixas de ventoinhas, já mais recentemente emprega-se plástico também para esses componentes de aeronave.
[0003] Por exemplo, o US 2012/0148392 A1 descreve uma caixa de ventoinha para um motor de aeronave de plástico reforçado com fibra, sendo que várias camadas de materiais compostos ligadas uma com a outra são combinadas com estruturas alveolares dispostas entre elas. Um revestimento de Kevlar® proporciona uma proteção correspondente em caso de avaria, se uma pá de ventoinha se separar e penetrar na caixa do motor.
[0004] O US 2008/0128073 A1 descreve uma caixa de ventoinha para motor de aeronave de diferentes materiais compostos de plástico em uma estrutura em camadas, sendo que são empregados diferentes materiais de fibra e combinações dos mesmos.
[0005] O GB 2 426 287 A descreve uma caixa de ventoinha, na qual são previstas estruturas metálicas para cumprir as exigências de segurança.
[0006] O EP 2 096 269 A2 e o EP 1 344 895 A2 descrevem revestimentos de motores, que servem para a otimização do fluxo de ar dentro do motor, embora não proporcionem uma segurança em caso de avaria ao se romper uma pá de ventoinha.
[0007] Muitas construções de caixas de ventoinhas de plástico reforçado com fibra são relativamente dispendiosas na produção, respectivamente requerem muitas camadas de material, fazendo com que não exista mais a vantagem do peso em comparação com as caixas metálicas de ventoinhas, respectivamente só exista em pequena dimensão.
[0008] O objetivo da presente invenção consiste, portanto, na criação de uma caixa de ventoinha para um motor de aeronave, que seja o mais leve possível e, ao mesmo tempo, seja seguro. As desvantagens dos dispositivos conhecidos devem ser evitadas ou ao menos reduzidas.
[0009] O objetivo de acordo com a invenção é alcançado devido ao fato de que a camada de reforço é constituída por pelo menos 20 camadas de plástico reforçado com fibra de vidro, e de ambos os lados da camada de reforço estão dispostas camadas de deformação, as quais apresentam uma resistência menor do que a camada de reforço. A construção de acordo com a invenção da caixa de ventoinha caracteriza-se pelo fato de que são previstas pelo menos três camadas, a saber, a camada interna, a camada de reforço e a camada externa, para as quais são empregados materiais especiais, para atingir os objetivos de acordo com a invenção, a saber, a proteção do motor da aeronave em caso de avaria e a preservação de uma determinada rigidez residual do motor de aeronave para uma aterrisagem seguram, por outro lado. No caso da caixa de ventoinha de acordo com a invenção, os dois objetivos são distribuídos por dois componentes diferentes, fazendo com que os materiais desses componentes possam ser adaptados de modo ideal aos respectivos objetivos. A camada de reforço intermediária de plástico reforçado com fibra de vidro serve decisivamente para preservar uma pá de ventoinha solta contra uma passagem através da caixa e para resistir ao impacto. Correspondentemente a isso, emprega-se plástico reforçado com fibra de vidro que apresenta as melhores propriedades quanto a um impacto de uma peça de ventoinha. Devido à disposição de pelo menos 20 camadas de plástico reforçado com fibra de vidro obtém-se as resistências usualmente necessárias. No caso de motores de aeronave particularmente de alta rotação, respectivamente para jatos comerciais menores também podem ser necessárias mais camadas, como, por exemplo, 35 camadas, para atender às exigências de segurança. Devido à posição da inserção da camada de reforço com as camadas de deformação circundantes dentro da caixa de ventoinha, esta também fica protegida contra avarias devidas, por exemplo, a impactos de pedras, e, desse modo, se torna possível obter a vantagem do peso. Ao contrário, a rigidez residual necessária para uma aterrisagem segura em caso de avaria é garantida decisivamente pela camada externa da caixa de ventoinha. A caixa de ventoinha concretamente é apropriada particularmente para motores de aeronaves com número de rotações muito elevado (> 10000 rotações por minuto), onde a energia cinética de uma peça solta da ventoinha é particularmente elevada. Dependendo da forma de execução, o peso da caixa de ventoinha pode ser reduzido entre 30% e 50% em comparação com construções de aço e pode ser reduzido em até 10% no caso de construções de titânio.
[0010] Pelo menos uma camada de deformação pode ser formada por uma estrutura alveolar. Tal estrutura alveolar caracteriza-se por um peso particularmente pequeno. Em caso de avaria, a camada de deformação é deformada correspondentemente e pelo menos a camada externa da caixa de ventoinha é preservada contra uma deformação inadmissivelmente grande.
[0011] Pelo menos uma camada de deformação também pode ser formada por material de espuma. Através de seleção de materiais de espuma adequados e talvez de uma combinação com a camada de deformação de estrutura alveolar é possível melhorar ainda mais o peso, respectivamente a capacidade de deformação. Como materiais de espuma podem ser empregados, por exemplo, materiais sintéticos tais como copolimerizado de nitrilo acrílico-butadieno-estirol (ABS), polimetacrilimida (PMI) e similares.
[0012] Vantajosamente, na camada externa acha-se integrado pelo menos um flange de fixação. Devido a essa integração de pelo menos um flange de fixação, especialmente de dois flanges de fixação (na frente e atrás), por um lado aumenta-se a resistência de toda a caixa de ventoinha, pois não é necessário nenhum ponto de junção entre o flange de fixação e a camada externa, e, por outro lado, simplifica-se o processo de montagem.
[0013] Na camada interna da caixa de ventoinha, na região da ventoinha, pode ser disposta uma camada abrasiva de material deformável.
[0014] Devido a uma camada abrasiva desse tipo, de material deformável, é possível reduzir ainda mais a fenda de ar entre a ventoinha do motor de aeronave e a camada interna da caixa de ventoinha, pois a pá de ventoinha com o maior diâmetro externo fresa uma forma correspondente na camada abrasiva.
[0015] A camada adesiva pode ser formada por resina reforçada com fibra de vidro ou por núcleos de alvéolos preenchidos. Esses materiais foram particularmente aprovados e são suficientemente macios em comparação com as pás de ventoinhas tradicionais constituídas de titânio ou de ligas de titânio.
[0016] Se entre a camada interna e a camada de reforço, na região da ventoinha, estiver disposto um anel defletor de um material com resistência maior do que a das camadas de deformação, então, será possível aumentar a segurança no caso de uma ruptura de uma pá de ventoinha, respectivamente economizar material na camada interna e/ou na camada de reforço com a mesma segurança. O anel defletor serve para defletir lateralmente as forças quase puntiformes que ocorrem radialmente e, consequentemente, para combater uma destruição da caixa de ventoinha, respectivamente da caixa do motor.
[0017] O anel defletor é constituído, por exemplo, de metal, especialmente aço. Devido à pequena dimensão do anel defletor em relação à caixa de ventoinha como um todo, a desvantagem de peso devida a isso é insignificante.
[0018] Alternativamente a isso, o anel defletor também pode ser constituído de plástico reforçado com fibra de aramida, como Kevlar®, por exemplo. Tais materiais sintéticos reforçados com fibras apresentam um peso menor em comparação com metais, embora também sejam correspondentemente mais caros.
[0019] Se o anel defletor apresentar uma seção transversal em forma de cunha com uma superfície oblíqua apontando para a ventoinha, então, a força surgida radialmente, que provém de uma parte quebrada de uma pá de ventoinha, pode ser desviada lateralmente e ser distribuída e, na sequência, é possível reduzir o risco de uma destruição da caixa de ventoinha ou da caixa de motor e a ameaça à aeronave e aos passageiros.
[0020] De preferência, a camada externa e a camada interna da caixa de ventoinha são constituídas de plástico reforçado com fibras de carbono. Especialmente a camada externa da caixa de ventoinha é formada por muitas camadas correspondentes de plástico reforçado com fibras de carbono, para proporcionar uma estabilidade suficiente ao motor de aeronave em caso de avaria e para garantir uma aterrisagem mais segura da aeronave.
[0021] A seguir, a invenção será explicada detalhadamente com base em um exemplo de execução. Mostra-se: Figura 1: um motor de aeronave, em uma disposição cortada parcialmente, com uma caixa de ventoinha disposta na região da ventoinha; Figura 2: uma parte de uma caixa de ventoinha configurada de acordo com a invenção, em exposição cortada.
[0022] Na figura 1 é mostrado um motor de aeronave 2 em uma disposição parcialmente cortada, com uma caixa de ventoinha 1 disposta na região da ventoinha 3. Usualmente, a caixa de ventoinha 1 é constituída por uma cobertura cilíndrica com flanges de fixação integrados, respectivamente aí fixados, e eventuais aletas de reforço ou similar. A caixa de ventoinha 1 é conectada com a demais caixa do motor, a qual, também por sua vez, está disposta em elementos de fixação correspondentes, usualmente superfícies de suporte.
[0023] A figura 2 mostra uma parte de uma caixa de ventoinha 1 configurada de acordo com a invenção em uma exposição cortada. A caixa de ventoinha 1 contém uma camada interna 4, a qual está configurada de modo correspondente às exigências aerodinâmicas do motor de aeronave 2, e uma camada externa 5, bem como uma camada de reforço 6 disposta entre a camada interna 4 e a camada externa 5 e camadas de deformação 7 dispostas de ambos os lados da camada de reforço 6. A camada de reforço 6 é constituída de plástico reforçado com fibra de vidro, em função do motor de aeronave 2, sendo formada por pelo menos 20 camadas e serve decisivamente para resistir a um impacto de uma parte da ventoinha 3 em caso de avaria. As camadas de deformação 7, que podem ser formadas por uma estrutura alveolar ou por materiais de espuma apropriados ou combinações destes, servem para a captação da energia cinética proveniente de uma parte solta da ventoinha 3. A camada interna 4 pode ser constituída de plástico reforçado com fibra de carbono. A camada externa 5, que serve decisivamente para garantir a resistência residual da caixa de ventoinha 1 em caso de avaria e para possibilitar uma aterrisagem segura com o motor de aeronave 2 danificado, também é constituída, de preferência, de plástico reforçado com fibra de carbono.
[0024] Para facilitar o esforço de produção e de montagem, os flanges de fixação 8, 9 necessários para a fixação da caixa de ventoinha 1 podem ser integrados à camada externa 5 e podem ser produzidos em um processo de produção junto com a camada externa 5. Através da separação funcional da camada de reforço 6 e da camada externa 5, também é possível evitar um rasgo na camada externa 5, especialmente na região dos flanges de fixação 8, 9, em caso de avaria ou pelo menos reduzir o risco de uma avaria.
[0025] Para a redução da fenda de ar entre a ventoinha 3 e a camada interna 4, uma camada abrasiva 10 de material deformável pode ser disposta na região da ventoinha 3, na qual a camada abrasiva 10 fresa a pá de ventoinha com o maior diâmetro externo, de tal modo que resulte uma fenda de ar que desapareça entre a ventoinha 3 e a camada interna 4, respectivamente a camada abrasiva 10. A camada abrasiva 10 pode ser constituída de resina reforçada com fibra de vidro ou de núcleos alveolares preenchidos.
[0026] Na região da ventoinha 3, entre a camada interna 4 e a camada de reforço 6 pode ser disposto um anel defletor 11 de um material com resistência maior do que a das camadas de deformação 7, anel defletor 11 este através do qual são defletidas lateralmente as forças radiais que surgem em caso de avaria. O anel defletor 11 pode ser constituído de metal, especialmente aço, ou também plástico reforçado com fibra de aramida, como, por exemplo, Kevlar®. Para uma deflexão ideal das forças atuantes radialmente, o anel defletor 11 pode apresentar, tal como mostrado, uma seção transversal em forma de cunha com uma superfície 12 oblíqua apontada para a ventoinha 3.
[0027] Na extremidade traseira da caixa de ventoinha 1 pode ser disposto um elemento adicional 13, que, de preferência, pode ser colado com a camada interna 4.

Claims (8)

1. Caixa de ventoinha (1) para um motor de aeronave (2) na região da ventoinha (3) deste, com várias camadas de plástico reforçado com fibra dispostas essencialmente em forma cilíndrica e ligadas entre si, sendo que entre uma camada interna (4) e uma camada externa (5) está disposta uma camada de reforço (6) de plástico reforçado com fibra de vidro, caracterizada pelo fato de que a camada externa (5) e a camada interna (4) são formadas de plástico reforçado com fibra de carbono, a camada de reforço (6) consiste em pelo menos 20 camadas de plástico reforçado com fibra de vidro, sendo que de ambos os lados da camada de reforço (6) estão dispostas camadas de deformação (7), as quais apresentam uma resistência menor do que a camada de reforço (6), e sendo que entre a camada interna (4) e a camada de reforço (6), na região da ventoinha (3), está disposto um anel defletor (11) de um material com resistência maior do que as camadas de deformação (7), sendo que o anel defletor (11) apresenta uma seção transversal em forma de cunha com uma superfície oblíqua (12) apontando para a ventoinha (3).
2. Caixa de ventoinha (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma camada de deformação (7) é formada por uma estrutura alveolar.
3. Caixa de ventoinha (1) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma camada de deformação (7) é formada por material de espuma.
4. Caixa de ventoinha (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que na camada externa (5) está integrado pelo menos um flange de fixação (8, 9).
5. Caixa de ventoinha (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que na camada interna (4), na região da ventoinha (3), está disposta uma camada abrasiva (10) de material deformável.
6. Caixa de ventoinha (1) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a camada abrasiva (10) é formada por resina reforçada com fibra de vidro.
7. Caixa de ventoinha (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o anel defletor (11) é formado de metal, especialmente de aço.
8. Caixa de ventoinha (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o anel defletor (11) é formado de plástico reforçado com fibra de aramida.
BR112017005088-9A 2014-10-10 2015-10-09 Caixa de ventoinha para um motor de aeronave BR112017005088B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50723/2014A AT516322B1 (de) 2014-10-10 2014-10-10 Fangehäuse für ein Flugzeugtriebwerk
ATA50723/2014 2014-10-10
PCT/AT2015/050251 WO2016054669A1 (de) 2014-10-10 2015-10-09 Fangehäuse für ein flugzeugtriebwerk

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112017005088A2 BR112017005088A2 (pt) 2017-12-05
BR112017005088B1 true BR112017005088B1 (pt) 2022-09-27

Family

ID=54539756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112017005088-9A BR112017005088B1 (pt) 2014-10-10 2015-10-09 Caixa de ventoinha para um motor de aeronave

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10035330B2 (pt)
EP (1) EP3204619B1 (pt)
CN (1) CN107109962B (pt)
AT (1) AT516322B1 (pt)
BR (1) BR112017005088B1 (pt)
CA (1) CA2959433C (pt)
ES (1) ES2668933T3 (pt)
RU (1) RU2698581C2 (pt)
WO (1) WO2016054669A1 (pt)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10669894B2 (en) * 2018-01-26 2020-06-02 Raytheon Technologies Corporation Annular retention strap
US20200011203A1 (en) * 2018-07-06 2020-01-09 General Electric Company Blade containment structure
GB201811549D0 (en) 2018-07-13 2018-08-29 Rolls Royce Plc Fan blade containment
GB201811547D0 (en) * 2018-07-13 2018-08-29 Rolls Royce Plc Fan blade containment
CN112412878B (zh) * 2020-09-30 2022-04-12 航天材料及工艺研究所 一种捕获型抗弹道冲击复合材料风扇机匣及其制造方法
US11591927B1 (en) * 2021-12-16 2023-02-28 Rolls-Royce Corporation Turbine engine fan track liner with outer flange case mounting
CN114889172B (zh) * 2022-07-14 2022-10-25 成都泰格尔航天航空科技股份有限公司 用于超厚复合材料制件成型中的自适应挡胶条及使用方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2288639B (en) * 1994-04-20 1998-10-21 Rolls Royce Plc Ducted fan gas turbine engine nacelle assembly
US6053696A (en) * 1998-05-29 2000-04-25 Pratt & Whitney Canada Inc. Impact resistant composite shell for gas turbine engine fan case
GB0008193D0 (en) * 2000-04-05 2000-05-24 Rolls Royce Plc A gas turbine engine blade containment assembly
GB0206136D0 (en) * 2002-03-15 2002-04-24 Rolls Royce Plc Improvements in or relating to cellular materials
FR2859002A1 (fr) * 2003-08-18 2005-02-25 Snecma Moteurs Dispositif abradable sur carter de soufflante d'un moteur de turbine a gaz
US7246990B2 (en) * 2004-12-23 2007-07-24 General Electric Company Composite fan containment case for turbine engines
GB2426287B (en) * 2005-05-18 2007-05-30 Rolls Royce Plc Blade containment structure
CA2602319A1 (en) * 2006-09-25 2008-03-25 General Electric Company Blade containment system for a gas turbine engine
US8021102B2 (en) 2006-11-30 2011-09-20 General Electric Company Composite fan containment case and methods of fabricating the same
US8403624B2 (en) * 2007-12-12 2013-03-26 General Electric Company Composite containment casings having an integral fragment catcher
FR2925118B1 (fr) * 2007-12-14 2009-12-25 Snecma Panneau de support d'abradable dans une turbomachine
RU2371589C1 (ru) * 2008-01-16 2009-10-27 Федеральное Государственное Унитарное предприятие "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Лопаточное устройство
GB0803479D0 (en) * 2008-02-27 2008-04-02 Rolls Royce Plc Fan track liner assembly
GB2459646B (en) * 2008-04-28 2011-03-30 Rolls Royce Plc A fan assembly
GB2471465A (en) * 2009-06-30 2011-01-05 Rolls Royce Plc Fan casing for a turbofan gas turbine engine
US9140135B2 (en) 2010-09-28 2015-09-22 United Technologies Corporation Metallic radius block for composite flange
US8672609B2 (en) 2009-08-31 2014-03-18 United Technologies Corporation Composite fan containment case assembly
RU2433281C2 (ru) * 2009-11-17 2011-11-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Устройство для удержания оторвавшихся лопаток в двухконтурном турбореактивном двигателе
GB201103682D0 (en) * 2011-03-04 2011-04-20 Rolls Royce Plc A turbomachine casing assembly
GB2498194A (en) * 2012-01-05 2013-07-10 Rolls Royce Plc Ice impact panel for a gas turbine engine

Also Published As

Publication number Publication date
CN107109962B (zh) 2019-06-14
ES2668933T3 (es) 2018-05-23
CN107109962A (zh) 2017-08-29
US10035330B2 (en) 2018-07-31
EP3204619A1 (de) 2017-08-16
BR112017005088A2 (pt) 2017-12-05
RU2017115814A (ru) 2018-11-13
AT516322B1 (de) 2017-04-15
RU2698581C2 (ru) 2019-08-28
WO2016054669A1 (de) 2016-04-14
CA2959433A1 (en) 2016-04-14
AT516322A1 (de) 2016-04-15
US20170305117A1 (en) 2017-10-26
RU2017115814A3 (pt) 2019-04-19
EP3204619B1 (de) 2018-02-28
CA2959433C (en) 2023-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112017005088B1 (pt) Caixa de ventoinha para um motor de aeronave
EP3293365B1 (en) Reinforced fan containment case for a gas turbine engine
US9206706B2 (en) Turbomachine casing assembly
ES2450054T3 (es) Panel elástico para aeronaves
US20120204327A1 (en) Helmet design utilizing nanocomposites
ES2592633T3 (es) Fuselaje de aeronave resistente al impacto y tolerante al daño mejorado
US8425178B2 (en) Fan casing for a jet engine
EP2610164B1 (en) Rear fuselage with a shield for an aircraft with fuselage-mounted engines and method for determining the area of the shield
CN101389471A (zh) 保护装置
JP2008088976A (ja) 金属補強部を有する複合ターボ機械ブレード
BR102014014075B1 (pt) Antepara de pressão, e, método de montagem de uma antepara de pressão em uma aeronave
CA2825490A1 (en) An empennage of a helicopter
EP2620654B1 (en) A turbomachine casing assembly with blade containment cavity
JP5416988B2 (ja) 降着装置及び降着装置用騒音低減デバイス
EP2620653B1 (en) A turbomachine casing assembly with blade containment cavity
US9902501B2 (en) Propeller for an aircraft turbomachine, including a blade retaining structure through which the aerodynamic part of each blade passes
JP5649711B2 (ja) 降着装置
ES2919960T3 (es) Fuselaje resistente a impactos

Legal Events

Date Code Title Description
B06U Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 09/10/2015, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS