CN100537354C - 安装在飞机机身尾部上方位置处的涡轮喷气发动机 - Google Patents

Abstract

根据本发明的涡轮喷气发动机被设计成可以通过至少一个悬架((28、128)，(28′、128′))来安装到飞机机身(1)尾部上方，该涡轮喷气发动机(10)包括风扇(11)、前壳体(12)、后壳体(18)以及布置在前壳体(12)周围的附件(22、23、24、25)，该前壳体(12)上包括连接悬架(28、28′)的连接点((31、32、33)、(31′、32′、33′))。这些连接点被布置成可以使该涡轮喷气发动机(10)无差别地安装到飞机机身(1)的每一侧上，附件(22、23、24、25)在壳体上的布置使得无论该涡轮喷气发动机安装在哪一侧上，其都可以从飞机机身(1)的外侧到达。

Description

安装在飞机机身尾部上方位置处的涡轮喷气发动机

技术领域

本发明涉及一种用于飞机的涡轮喷气发动机。

背景技术

飞机制造者非常关注噪音问题，其会干扰居住在机场附近的居民。飞机制造者欲将产生的噪音最小化，这主要从涡轮喷气发动机的风扇以及喷管着手。

文献US6199795提出了一种安装在飞机尾部附近并位于机身上方的涡轮喷气发动机组件；部分的风扇噪音被机身反射，而部分的喷管噪音被尾翼的垂直安定面或水平安定面反射。此外，机身的前部可作为该涡轮喷气发动机入口侧的一个屏蔽，以挡住那些会损坏涡轮喷气发动机的物体的进入。而且，机翼不用再支撑涡轮喷气发动机，从而可以减轻其上的负载，这也有许多气动性能方面上的好处。

但在此位置上的涡轮喷气发动机会引起安装以及连接方面的问题。文献US4044973描述了一种包括一个通常被称作“悬架”(coat hanger)的部件的连接装置，其被固定在机身的连接梁上，该悬架以及其连接涡轮喷气发动机的装置均被固定在涡轮喷气发动机壳体上。通常，每个涡轮喷气发动机要用两个上述装置来固定在机身上，一个在前壳体上，另一个在后壳体上。

这两个涡轮喷气发动机被分别固定在机身的两侧上，因此需要通过涡轮喷气发动机壳体外围的不同部分来将其固定。涡轮喷气发动机的运转所需的各种装置设置在各涡轮喷气发动机壳体的周围，特别是附件齿轮箱(AccessoryGearbox)(AGB)、油箱、计算机以及燃料控制单元。这些装置在本文的其余部分中被统称为附件。这些附件之一就是附件齿轮箱，其是涡轮喷气发动机中的一个常规部件，通常为一个单独的箱体，具体包括一个可用于该涡轮喷气发动机以及飞机上的发电机、燃油泵、起动机以及各种由发动机轴通过动力输出点来机械驱动的附件。

将两个涡轮喷气发动机连接到飞机机身尾部上方会产生各种问题。

第一个问题就是制造及生产成本的问题。由于将涡轮喷气发动机布置在飞机的两侧上，左右涡轮喷气发动机则不是完全相同的，因为它们不是安装在同一侧上。因此，制造涡轮喷气发动机必须要两条生产线。各种附件要可以位于该涡轮喷气发动机的同一侧上，换句话说，一旦将涡轮喷气发动机安装好，其应处于机身的不同位置上，但这也会产生其它的问题。

首先，出于对飞机地面维护的考虑，涡轮喷气发动机附件必须是可以从机身外部通过走道或叉车来够到的，并且无需工作人员走上机身，然而这种情况是不可能的。

其次从安全角度考虑，各种涡轮喷气发动机附件必须被设置成当一个涡轮喷气发动机的螺旋桨盘之一发生爆炸时，所产生的碎片不会到达另一个涡轮喷气发动机的附件上。

如文献US4044973中所述，涡轮喷气发动机被置于机身的横方向上，其附件齿轮箱位于涡轮喷气发动机的底部上。涡轮喷气发动机的结构被设置成使悬架的连接点位于涡轮喷气发动机的每一侧上，从而该涡轮喷气发动机可以被无差别的安装在机身的左右侧上。然而在这些涡轮喷气发动机中，尽管无论涡轮喷气发动机安装在飞机的哪一侧上，其附件齿轮箱都是可靠近的，但许多其它的附件特别是线缆、飞机进气口、计算机、油箱以及燃料控制单元都必须安装在吊舱(pod)打开的一侧上，这需要两个涡轮喷气发动机有不同的布置方案。

发明内容

针对位于飞机机身尾部上方的涡轮喷气发动机的上述问题，本发明欲提供一种通用的解决方案。

为了实现此目的，本发明涉及一种使用至少一个悬架来安装到飞机机身尾部上方的涡轮喷气发动机，该涡轮喷气发动机包括一个风扇、一个前壳体、一个后壳体以及布置在前壳体周围的附件，该前壳体具有悬架连接点，其特征在于该连接点被布置成能使该涡轮喷气发动机可无差别地安装在机身的任一侧上，上述附件被置于上述壳体上，从而无论涡轮喷气发动机安在哪一侧上其都可以从机身外侧到达，悬架至前壳体的连接点分布于包含涡轮喷气发动机中心线的垂直面的两侧上，并且该悬架被设计成可从将其连接到飞机上的连接臂上固定地偏移，所述附件位于靠近垂直平面的位置处，且包括位于前壳体上部的至少一个油箱、一燃料控制单元或一计算机，和位于前壳体下部的一个附件齿轮箱。

措辞“从飞机机身的外侧”是指若该涡轮喷气发动机位于机身的右侧则从飞机的右侧，若该涡轮喷气发动机位于机身的左侧则从飞机的左侧。左右侧是参照涡轮喷气发动机内的气流方向而定的，换句话说即是当面朝飞机前方时的左右侧。

根据本发明，通过位于垂直平面的一侧或另一侧上的连接点将涡轮喷气发动机固定到一个悬架上，相同的涡轮喷气发动机可以安装到飞机机身的每一侧上。因此，在两个涡轮喷气发动机之间只存在简单的平移运动，而附件由于其位置也可以从机身的外侧到达。只有那些穿过悬架的梁的构件，即飞机的进气管、燃料输送管以及一些线缆，不在涡轮喷气发动机上相同的位置上；然而，由于该涡轮喷气发动机位于飞机机身的上方，涡轮喷气发动机上连接这些相应装置的连接点可以位于涡轮喷气发动机的底部，从而可位于各涡轮喷气发动机的相同位置上，而不像US4044973中给出的解决方案一样将其布置在左侧或右侧。

考虑到若螺旋桨盘之一发生爆炸所涉及的安全问题，推荐使用一种类似于US4044973中所公开的结构，或者将涡轮喷气发动机置于飞机机身的侧面，以防止它们直接相互面对，或者将除了附件齿轮箱之外的附件置于该涡轮喷气发动机的侧面，安装在哪一侧取决于涡轮喷气发动机安装在哪一侧。本发明避开了这些限制，不但将涡轮喷气发动机安装在机身的上部，而且还得到了一种无论其安装在左侧还是右侧其结构都相同的涡轮喷气发动机。

优选地，该后壳体也可以包括分布在垂直平面两侧的悬架连接点。

在这种情况下，连接到后壳体的悬架是常规类型的，因为没有任何东西会妨碍其布置。

在根据本发明的涡轮喷气发动机的优选实施例中，该涡轮喷气发动机包括一个风扇罩，其可以分成两部分，一部分向上铰接，一部分向下铰接，从而可以在涡轮喷气发动机安装的一侧上提供一个到达所述附件的通路。

在这种情况下，向下铰接的部分优选分成相互铰接的两个部分。

本发明还涉及一种包括一个机身及两个根据本发明的涡轮喷气发动机的飞机，该涡轮喷气发动机通过固定在前壳体上的悬架以及固定在后壳体上的悬架安装在机身每一侧的上方位置处。

附图简述

阅读下文关于根据本发明的涡轮喷气发动机的优选实施例的说明并结合附图可以更好地理解本发明，附图中：

图1示出了位于机身上方的根据本发明优选实施例的两个涡轮喷气发动机的示意性前视图；

图2示出了图1中右侧涡轮喷气发动机的示意性左视图，以及

图3示出了图1的两个涡轮喷气发动机在风扇罩打开情况下的示意性前视图。

具体实施方式

图1示出了两个安装在飞机机身1的尾部上的涡轮喷气发动机10。图2示出了从左侧看去的图1中的右涡轮喷气发动机10，该左右应被理解成参照涡轮喷气发动机中气流方向所用的两侧，如本申请前文所限定的。上游以及下游的表达方式也应参照该气流来使用。

该涡轮喷气发动机10包括一个由前壳体12围绕的风扇11，壳体12本身由风扇罩13、13′保护。在风扇11的下游侧，该涡轮喷气发动机依次包括一个压缩机14、一个燃烧室15、一个涡轮16和一个喷管17。由支臂保持在合适位置中的后壳体18位于涡轮16的下游侧。

更准确地说，前壳体12被分成一个保持壳体和一个中间壳体，该保持壳体围绕着风扇11，而该中间壳体围绕着导流片19及支撑臂20。然而，该前壳体12的结构不在此进行详细描述了，而在本发明的其余部分中仅将前壳体12简单地视为一个完整的组件。

在前壳体12的周围设有附件，也就是油箱22、燃料控制单元23、计算机24以及附件齿轮箱25。

该涡轮喷气发动机10沿轴21的方向布置。在根据本发明的涡轮喷气发动机10的优选实施例中，上述油箱22、燃料控制单元23、计算机24被从左至右按顺序放置，且位于前壳体12的上部，靠近包含涡轮喷气发动机10的轴线21的垂直平面26，纵向上位于导流片19的位置上。更准确地说，其被布置成尽可能的靠近垂直平面26，并且被布置成无论涡轮喷气发动机10位于飞机机身的左侧或右侧，若相对着的涡轮喷气发动机中的螺旋桨盘之一发生爆炸，上述部件具有最小的可能冲击表面积。

附件齿轮箱25位于前壳体12的下部，靠近垂直平面26，纵方向上其下游位于导流片19的位置上。该附件齿轮箱25具体包括用于该涡轮喷气发动机及飞机的发电机、燃油泵、起动机和用动力输出点通过涡轮喷气发动机轴驱动的机械驱动附件。类似地，其被布置成若相对的涡轮喷气发动机中的螺旋桨盘之一发生爆炸时，其具有一个最小的冲击表面积。

前壳体12包括用于悬架28、28′的连接装置。各悬架28、28′为金属部件，布置成与壳体12的横截面吻合从而适于安装到其上，或者在其右侧(悬架28)，或者在其左侧(悬架28′)。各悬架28、28′包括一个连到臂部或梁30、30′上的连接板29、29′，该臂部30、30′固定到飞机机身1上，或者在其左侧(臂30)，或者在其右侧(臂30′)。

将悬架28连接到壳体12的装置包括连接点31、32、33、31′、32′、33′，其为公知的现有技术，因而不在此进行详细描述了，其结构的细节对于理解本发明不是必需的。这些连接点31、32、33、31′、32′、33′被布置在垂直平面26的两侧上，更准确地说其关于该垂直平面对称。因此，三个连接点31、32、33沿着前壳体12的左侧部分布置，其它的三个连接点31′、32′、33′沿着前壳体12的右侧部分布置，关于平面26对称。该悬架28从而可通过连接点31、32、33固定在壳体左部分上，而悬架28′从而可通过连接点31′、32′、33′固定在壳体右部分上。

上述连接点31、32、33、31′、32′、33′位于垂直平面26的两侧，且位于附件齿轮箱25的两侧。各悬架28、28′偏移地安装到涡轮喷气发动机10，也就是说从将其连接到机身上的臂部30、30′上呈悬臂状伸出，换句话说各悬架28、28′只在支臂30、30′的一侧上延伸，该侧与附件齿轮箱25相对。实际上，该附件齿轮箱在同一平面或者一个靠近悬架28、28′平面的面上延伸，并且不允许固定在其位置上。因此，固定到飞机机身右侧上的悬架28从将其连接到机身上的臂部30向左上方伸出，而左侧的悬架28′向右上方伸出。在这种情况下，各悬架28、28′与附件齿轮箱25在一侧或另一侧上邻接。

因为涡轮喷气发动机10安装在上方，所以连接点31、32、33、31′、32′、33′上的应力为压应力。这些连接点据此进行布置，并且还要考虑到悬架28、28′的悬臂效果。

由于连接点31、32、33、31′、32′、33′是对称布置的，相同的涡轮喷气发动机10可以无差别地安装在飞机机身1的左侧或右侧。所有需要做的就是通过特定的连接点(31、32、33)，(31′、32′、33′)将其安装到悬架28、28′上。

从制造的角度考虑，这意味着只需要构造一种类型的涡轮喷气发动机10即可，其既可以放置在机身的左侧也可以放置在机身的右侧。

考虑到够到涡轮喷气发动机10的附件，这些附件的位置靠近垂直平面26，且油箱22、燃料控制单元22、计算机24位于涡轮喷气发动机10的上部，附件齿轮箱25位于涡轮喷气发动机10的下部，这些考虑意味着其可以无差别的从飞机的左侧或右侧到达。当其靠近平面26时，到达其则不再取决于涡轮喷气发动机10是位于左侧还是右侧。

风扇罩13、13′的不同是由涡轮喷气发动机10的位置决定的。其被设置在涡轮喷气发动机10上，以使涡轮喷气发动机附件22、23、24、25可以从机身1的外够到。

参照图3，当涡轮喷气发动机10位于飞机左侧时，风扇罩13′被布置成在打开后形成一个可从飞机左侧靠近的通路，当涡轮喷气发动机10位于飞机右侧时，风扇罩13被布置成在打开后形成一个可从飞机右侧靠近的通路。

各风扇罩13、13′打开后分成两个部分(131、132)、(131′、132′)。一个部分131、131′铰接到涡轮喷气发动机10的顶部，另一部分132、132′铰接到涡轮喷气发动机10的底部。向下铰接的上述部分132、132′又分成了绕着铰链133、133′互相铰接的两个部分(132a、132b)、(132a′、132b′)。通过这种方式，打开的角度以及通过打开风扇罩13、13′的相互铰接的两部分(131、132)、(131′、132′)而得到的到达涡轮喷气发动机10的通路空间比不设铰链的情况下大。总的来说无论涡轮喷气发动机的位置在哪儿都很容易到达附件22、23、24、25。

此外，若一个涡轮喷气发动机10的螺旋桨盘发生爆炸，一个涡轮喷气发动机10的附件22、23、24、25相对于另一个涡轮喷气发动机10的布置使得其不会受到影响，或者很难受到影响。

如前文所述，涡轮喷气发动机10的前壳体12首先固定到飞机机身1上，其次是后壳体18。对于该后壳体，通过支臂来装配到或者固定到机身1上的悬架128、128′被固定到该壳体18上，比如在涡轮16的位置处。在此位置上，壳体18具有关于垂直平面26对称的、分布在壳体18上的连接点，如前文所述。因此，相同的涡轮喷气发动机10的后壳体可以通过特别的连接点来无差别地安装到机身1的每一侧上。

两个传递推力的连接杆(40、41)、(40′、41′)一端固定在悬架128、128′上，另一端在涡轮喷气发动机的上游侧固定在涡轮喷气发动机10上，从而使推力可以通过连接前壳体12的臂部30、30′传递到飞机上，而不通过连接悬架128、128′的臂部传递。这种传递推力的连接杆(40、41)、(40′、41′)是本领域公知的现有技术，因而不在此进行详细讨论了。

前壳体12或者后壳体18的连接点31、32、33、31′、32′、33′按功能分成三个一组(31、32、33)、(31′、32′、33′)，每组在涡轮喷气发动机10的一侧上都可以连接悬架28、28′。需注意在本发明的优选实施例中，位于其它两个连接点(31、33)、(31′、33′)之间的连接点32、32′并不直接用于连接悬架28、28′；它们被称作“备用”连接点，只在其它两个点失效时起作用。可以去掉这些备用连接点而用能实现相同功能的元件来代替，比如双连杆。

需注意风扇罩13、13′中向下铰接的部分132、132′可以由相互铰接的多于两个的部分构成，比如三个部分，用以释放出一个更大的通路。

最后，在油箱22内可以整体形成有一个防止虹吸的装置，以防止在发动机停止时由于重力的作用而在设备中产生回油。

Claims (8)

1.一种用至少一个悬架((28、128)，(28′、128′))安装到飞机的机身(1)尾部上方位置处的涡轮喷气发动机，该涡轮喷气发动机(10)包括风扇(11)、前壳体(12)、后壳体(18)以及布置在前壳体(12)周围的附件(22、23、24、25)，该前壳体(12)包括连接悬架(28、28′)的连接点((31、32、33)、(31′、32′、33′))，其特征在于，该连接点被布置成可以使该涡轮喷气发动机(10)无差别地安装到飞机机身(1)的任一侧上，该附件(22、23、24、25)在壳体上的布置使得无论该涡轮喷气发动机安装在哪一侧上，其都可以从机身(1)的外侧到达，悬架(28、28′)至前壳体(12)的连接点((31、32、33)、(31′、32′、33′))分布在包含涡轮喷气发动机中心线的垂直平面(26)的两侧，且悬架(28、28′)被设计成从其连接臂上以悬臂状固定到飞机上，该附件(22、23、24、25)位于靠近垂直平面(26)处，且包括位于前壳体(12)上部的至少一个油箱(22)、燃料控制单元(23)或者计算机(24)，以及位于前壳体(12)下部的附件齿轮箱(25)，该前壳体(12)在垂直平面(26)的每一侧上包括两个连接点(31、33)、(31′、33′)，在该两个连接点((31、33)、(31′、33′))之间有一备用连接点(32、32′)。

2.如权利要求1所述的涡轮喷气发动机，其特征在于，悬架(28、28′)至前壳体(12)的连接点((31、32、33)、(31′、32′、33′))关于垂直平面(26)对称分布。

3.如权利要求1或2所述的涡轮喷气发动机，其特征在于，所述连接点((31、32、33)、(31′、32′、33′))分布在附件齿轮箱(25)的两侧上。

4.如权利要求1或2所述的涡轮喷气发动机，其特征在于，后壳体(18)也包括悬架连接点(128、128′)，其分布在垂直平面(26)的两侧上。

5.如权利要求4所述的涡轮喷气发动机，其特征在于，至后壳体(18)的悬架连接点(128、128′)关于垂直平面(26)对称分布。

6.如权利要求1或2所述的涡轮喷气发动机，其特征在于，包括一个风扇罩(13、13′)，其可以分为两个部分((131、132)，(131′、132′))，一个部分(131、131′)可向上铰接，另一部分(132、132′)可向下铰接，从而可以在安装涡轮喷气发动机的一侧上提供一个到达所述附件(22、23、24、25)的通路。

7.如权利要求6所述的涡轮喷气发动机，其特征在于，可向下铰接的所述部分(132、132′)分为相互铰接的两个部分((132a、132b)、(132′a、132′b))。

8.一种包括一个机身(1)及两个如权利要求1至7之一所述的涡轮喷气发动机(10)的飞机，所述涡轮喷气发动机通过固定在前壳体(12)上的悬架(28、28′)以及固定在后壳体(18)上的悬架(128、128′)安装在机身(1)每一侧的上方位置处。

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