CN102007282A - 用于飞行器的推进单元以及用于此单元的进气口结构 - Google Patents

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Abstract

一种用于飞行器的推进单元，包括：风扇(3)，该风扇(3)包括风扇壳体(23)，该风扇壳体(23)的内壁包括覆盖层(25)，该覆盖层(25)的上游边缘相对于所述壳体(23)的上游边缘(29)靠后设置；以及进气口组件(A)，该进气口组件(A)包括进气口结构(1)，该进气口结构包括进气口唇缘(7)和在所述进气口唇缘(7)和所述覆盖层(25)的上游边缘之间延伸的声学罩(11)。所述声学罩(11)通过简单嵌套在所述风扇壳体(23)内而连接到所述风扇壳体(23)，这种嵌套可通过这两个元件(11、23)之间的离散连接装置来实现。

Description

用于飞行器的推进单元以及用于此单元的进气口结构
本发明涉及一种用于飞行器的推进单元，以及用于此单元的进气口结构。
从现有技术，尤其从文献WO2005/090156中已知一种用于飞行器的推进单元，包括：
风扇，该风扇包括风扇壳体，该壳体的内壁包括覆盖层，该覆盖层的上游边缘相对于所述壳体的上游边缘靠后设置；以及
进气口组件，该进气口组件包括进气口结构，该进气口结构包括进气口唇缘以及在所述进气口唇缘和所述覆盖层的上游边缘之间延伸的声学罩。
在现有技术的这种推进单元中，通常来说，声学罩通过环形法兰与风扇壳体连成一体，这种法兰一方面连接到风扇壳体，另一方面通过各个固定装置连接到声学罩。
这种设置需要声学罩具有足够大的尺寸以相对于通过连接所述声学罩和所述法兰的区域的应力来说具有必要的抵抗能力。
本发明尤其旨在使得这种推进单元的声学罩的尺寸更小，从而减少重量。
本发明的目的是通过一种用于飞行器的推进单元来实现的，该推进单元包括：
风扇，该风扇包括风扇壳体，该风扇壳体的内壁包括覆盖层，该覆盖层的上游边缘相对于所述壳体的上游边缘靠后设置；以及
进气口组件，该进气口组件包括进气口结构，该进气口结构包括进气口唇缘和在所述进气口唇缘和所述覆盖层的上游边缘之间延伸的声学罩；
其特征在于，所述声学罩通过简单嵌套在此壳体内而连接到所述罩，这种方法可通过这两个元件之间的离散连接装置来实现。
在本发明的描述中，“点装置”指的是诸如离散地分布在声学罩的周边的螺钉的固定构件或者由本发明申请人于2008年1月29日提交的法国专利申请FR08/00471所教导的可变形支承梁。
由于可以通过点连接装置实现简单的嵌套连接，不再需要如同现有技术那样在风扇壳体上设置固定声学罩的法兰：法兰的去除构成了节省其自身重量的第一来源。
节省重量的第二来源来自于如下事实，即，通过简单嵌套的连接能够减小在声学罩与风扇壳体的连接区域内施加到声学罩的应力，声学罩因此能够具有较小的尺寸，从而减少了重量。
还将注意的是，在风扇壳体内通过简单嵌套而连接声学罩，使得在进气口结构打开过程中声学罩与进气口结构一起运动的情况下，并且在进气口结构的打开过程中声学罩保持在风扇壳体内的情况下，能够将这两个部件彼此非常简单地分开。
这种简单地分开极大地有助于维护操作，尤其是涉及特别在风扇叶片排出的异物冲击之后的声学罩的更换。
根据本发明的组件的其它可选特征：
所述声学罩固定在所述唇缘上，从而当所述进气口结构在打开用于维护时，所述声学罩与所述进气口结构作为单个部件一起滑动；
所述声学罩在所述唇缘上简单地边缘对边缘接触，而并没有固定在所述唇缘上，从而在所述进气口结构打开用于维护的过程中，所述声学罩保持嵌套在所述壳体内；
所述风扇壳体延伸到所述唇缘；
所述风扇壳体不延伸到所述唇缘；
所述推进单元包括用于将所述进气口结构相对于所述风扇固定的固定装置；
所述固定装置插入在所述进气口结构的前隔件和所述壳体之间；
所述固定装置包括插入在所述进气口结构的外板和所述壳体之间的锁闩；
所述固定装置插入在所述唇缘的下游边缘和所述壳体之间；
所述固定装置插入在所述唇缘的下游边缘和所述声学罩之间；
所述推进单元包括用于将所述进气口结构相对于所述风扇对中的对中装置；
所述对中装置连接到所述固定装置；
所述推进单元包括用于加强所述进气口结构的加强装置；
所述加强装置包括将所述外板固定连接到所述声学罩的加强件；
用于将所述进气口结构相对于所述风扇壳体对中的所述对中装置插入在所述加强件和所述壳体的上游边缘之间。
所述推进单元包括加强件，所述加强件固定在所述外板上并简单支撑在设置在所述声学罩的外周边上的板上；
所述推进单元包括用于相对于所述风扇壳体对中所述声学罩的装置；
用于对中所述声学罩的所述装置包括插入在所述声学罩的上游边缘和所述壳体之间的对中凸耳；
所述覆盖层是至少部分平滑和/或声学和/或耐磨的：声学覆盖层能够有助于吸收风扇和发动机发出的噪音；位于直接围绕风扇推进器的部分中的耐磨覆盖层允许叶片在通过其“运转”而转动的过程中与风扇壳体之间的磨损最小。
本发明还涉及一种进气口组件，其适用于根据前面所述的推进单元。
通过以下的描述，以及基于对附图的审阅，将明白本发明的其它特征和有益效果，其中：
图1和图2以轴向截面的方式分别示出了处于维护状态和工作状态下的根据本发明第一实施例的工作推进单元；
图3示出了图2中的区域III的细节视图；
图4和图5是类似于图1和图2的根据本发明第一实施例的变型的推进单元的视图；
图6是图5中的区域VI的细节视图；
图7示出了该第一实施例的另一变型的处于工作状态的推进单元；
图8a和图8b分别是处于工作状态和维护状态下的图7的区域VIII的细节视图；
图9是根据本发明的第一实施例的又一变型的处于工作状态的推进单元的半部视图；
图10a和图10b分别是处于工作状态和维护状态的图9的区域X的细节视图；
图11-13分别是类似于图1-3的根据本发明第二实施例的推进单元的视图；
图14和图15分别是类似于图4和图5的第二实施例的变型的推进单元的视图；
图16集合了该第二实施例的另一变型的两个半部视图，即，处于维护状态的上半部视图和处于工作状态的下半部视图；
图17为图16的区域XVII的细节视图；
图18和图19是类似于图11和图12的根据本发明的推进单元的另一变型的视图；以及
图20和图21是类似于图11和图12的根据本发明第二实施例的又一变型的推进单元的视图。
在以下的描述中，我们将使用“上游”和“下游”的术语。
这些术语必须相对于根据本发明的推进单元中的如图1中的箭头F所指示的空气循环方向来理解。
在所有的附图中，相同或相似的附图标记指代的是相同或相似的构件或单元。
图1示出了根据本发明的推进单元，该推进单元包括进气口组件A，该进气口组件A包括进气口结构1以及位于进气口结构1的下游且自身形成涡轮喷气发动机5的上游部分的风扇3。
进气口组件A构成机舱的上游部分，而机舱的其它部分(未图示)则被设计成围绕风扇3和涡轮喷气发动机5。
此进气口组件A能够将外部的空气导向风扇3和涡轮喷气发动机5。
进气口结构1包括进气口唇缘7、构成该进气口结构的前沿的周边元件以及延伸了进气口唇缘7的外部的外板9。
进气口组件A还包括延伸了唇缘7的下部的声学罩11。
外板9和进气口唇缘7可以成形为一体。
声学罩11基本上由具有吸音能力(例如蜂窝结构)的基本呈圆柱形形状的板构成。
在图1-10所示的第一实施例中，声学罩11固定至唇缘7的内部边缘，使得在进气口结构1处于维护状态时，如图1所示，进气口结构1和声学罩11作为单个部件运动。
图1示出了前隔件15，该前隔件15可以设置成限定了唇缘7内的环形腔17。
这种隔件一方面能够加强进气口结构1，另一方面也用于将除冰装置放置在形成的腔17内。
有利地，此前隔件15支承对中销19。
风扇3包括设置在风扇壳体23内的推进器21。
覆盖层25覆盖所述风扇的内壁，该覆盖层25的上游边缘27相对于风扇23的上游边缘29靠后设置。
这种覆盖层可以是平滑的，或者可以具有吸音特性(从而限制从风扇3发出的声音的声级)，或者还可以是耐磨的(从而允许“运转”阶段后的风扇21的叶片与壳体23之间的磨损最小)。
当然，这种覆盖层可以由多个部分组成，每个部分分别具有上述性能中的一些性能，例如：推进器21的区域内的耐磨部分以及所述推进器下游的吸音部分。
图2示出了当图1中的推进单元处于工作状态时，声学罩11嵌套在风扇壳体内，并与覆盖层25边缘对边缘接触。
在图1-3所示的第一变型中，如图3所示，风扇壳体23的长度足以触及到前隔件15，使得前隔件的销19与形成在壳体23的上游边缘29上的唇缘31配合。
这些销能够实现进气口结构1相对于风扇3的精确对中，并能够将该进气口结构牢固地固定在风扇上：如图3所示，可以在销19上设置螺栓33，以防止进气口结构相对于风扇的任何相对运动。
需要注意的是，在声学罩11和覆盖层25之间并没有设置特殊的连接装置：只需要通过声学罩在壳体23内的嵌套以及与进气口结构1的连接就可进行更换声学罩的维护。
声学罩与进气口结构的连接在图3中可见：声学罩11在其上游端包括固定在前隔件15的弯折部37上的具有较小厚度和较大紧密度的区域35。
在图4-6所示的变型中，可以看到在工作状态(图5)下，风扇壳体23并没有延伸到唇缘7的内部边缘13，而是外板9覆盖风扇壳体的一部分。
在这种情况下，进气口结构1在风扇壳体3上的固定通过使用手动或电动锁闩39a、39b来实现，该锁闩39a、39b与固定到风扇壳体23外部的各自的保持装置41a、41b配合。
通过使用在外板9和声学罩11之间延伸的加强件可以获得进气口单元的加强。
在此变型中，如同前面的实施例那样，可以在壳体23内放置相对于覆盖层25对中声学罩11的装置。
如图6所示，这种对中装置可以包括斜切的离散或连续构件45，使得能够消除声学罩相对于覆盖层25的任何径向偏移，并因此确保空气动力连续性。
图7和8示出了另一变型，加强件43可以设置成当推进单元处于工作状态时该加强件43紧靠壳体23的上游边缘29。
在这种情况下，对中销47可以设置在这些加强件43上，这些销能够与形成在壳体23的边缘29的唇缘31中的互补孔口49配合。
这些销47能够优化进气口单元相对于风扇的对中。
图9和10所示的变型包括在加强件43上设置弯折部51，该弯折部51紧靠在风扇壳体的边缘29的唇缘31的径向外部上(见图10a和10b)。
图11-13所示的实施例与图1-3所示的实施例的不同之处在于：声学罩11与唇缘7的边缘13简单地边缘对边缘地接触，使得在维护状态下(见图11)，声学罩11保持在风扇壳体23内。
关于唇缘7和声学罩11之间的边缘对边缘接触的连接尤其在图13的细节视图中可见。
如同前面的实施例，声学罩11通过简单的嵌套定位在壳体23内，且在该声学罩和覆盖层25之间不需要特别的连接装置。
可以在壳体23内放置相对于所述壳体对中声学罩11的元件53。
这些元件可采取凸耳的型式，并通过适当的装置55固定在壳体23的壁上。
除了能够相对于壳体23精确地对中声学罩11之外，还能够相对于壳体精确地确定所述声学罩的转动方向，以及在进气口结构1的打开过程中防止该罩从壳体掉落。
图14和15的变型类似于图4和5所示的第一实施例的变型：因此可以发现锁闩39a、39b以及相应的保持构件44a、44b。
与第一实施例不同的是，声学罩11与唇缘13简单地边缘对边缘接触，使得在进气口结构1打开时，此声学罩保持在壳体23内，如同图11-13的变型的情况。
但是，在当前情况下，声学罩延伸超过壳体23的边缘29，可以设置用于将声学罩连接到壳体和/或覆盖层25的点装置。
此点连接装置可例如由在声学罩11内固定间隔的螺钉组成。
应该注意到这并不涉及现有技术中常见的、尤其是在国际申请WO2005/090156中的诸如用于将声学罩固定到风扇壳体的法兰的连续连接装置。
在现有技术中，法兰能够确保与风扇壳体接触的声学罩的维护，而在本发明中，通过声学罩在风扇壳体内的嵌套可以确保这种维护，点连接装置只用来在进气口结构1打开时防止声学罩掉落。
由于在此实施例中，进气口结构1相对于声学罩11运动，声学罩11保持嵌套在壳体23内，可以不再考虑如同第一实施例的情况那样(图4-9)的、将进气口结构固定连接到声学罩的加强件43。
但是，为了保留加强进气口结构1的可能性并有助于使其相对于风扇对中，可以在外板9内固定环形加强构件57，该加强构件57支撑在固定到声学罩11的外周边的板59a、59b上。
作为替代，如图16和17所示，可以设置成环形加强构件57包括与形成在板59内的互补孔口63配合的对中销61，板59于是呈角型，特别如图17所示。
在图18和19所示的变型中，风扇壳体23具有稍大于图14-17所示的变型中的风扇壳体的长度，但是没有如同图11-13所示的变型那样完全地覆盖声学罩11。
在此特定情况下，可以考虑用装置以将进气口结构1固定在风扇壳体23的边缘29上，该装置包括大致为管状的部件65，该部件65的上游部分固定在唇缘7的内部边缘上，并且其下游部分包括能够与形成在壳体23的边缘29中的相应孔口配合的销。
这些销67a、67b一方面允许相对于风扇壳体23对中进气口结构1，另一方面允许在所述壳体上固定进气口结构。
在图20和21所示的变型中，此处的风扇壳体具有与图18和19的变型中的风扇壳体相当的长度，进气口结构1相对于风扇壳体的对中和固定是通过固定在唇缘7的内部边缘13上的角钢68a、68b来实现的，这些角钢设有对中和固定销69a、69b，销69a、69b能够与设有互补孔口71a、71b的角钢配合，在声学罩的上游边缘附近固定到声学罩11的周边。
此变型采用的声学罩11具有稍大于前面变型中的声学罩的刚度，从而能够承受进气口结构1传递的应力。
从前面的描述可以直接得出根据本发明的推进单元的优点。
在第一实施例(声学罩11与进气口结构1连成一体，图1-10)和第二实施例(声学罩不连接到进气口结构，图11-21)中，声学罩11通过简单地嵌套在风扇壳体23内与之配合、这种嵌套的配合可以通过离散地分布在声学罩周边上的诸如螺钉的点连接装置或者通过本发明申请人于2008年1月29日提交的法国专利申请FR08/00471中所教导的可变形支承梁来实现。
由于通过嵌套连接，不再需要如同现有技术那样设置用于将声学罩固定在风扇壳体上的法兰。
这种法兰需要足够大的声学罩尺寸以相对于通过连接声学罩和法兰的区域的应力来说具有所需的抵抗能力。
与现有技术不同，根据本发明的推进单元的声学罩受到较小的应力，并因此只需要较小的尺寸，使得可以节省重量。
还将注意到在第一实施例(在进气口结构打开过程中声学罩与进气口结构一起运动)和第二实施例(在进气口结构的打开过程中声学罩保持在风扇壳体内)中，通过声学罩11在风扇壳体23内简单嵌套的连接使得能够将这两个部件彼此简单地分开。
这种简单的分开非常有助于维护操作，尤其是涉及特别是在风扇叶片排出的异物冲击之后的声学罩的更换。
因此，特别是相对于法国专利FR2903734和美国专利US4732532所提供的设置，本发明具有非常明显的改进，其中声学罩实际上被集成到在进气口结构和风扇壳体的整个长度上延伸的声学单元内。
还将注意的是，在上述的大多数变型中，进气口结构和风扇壳体之间的应力传递是通过加强件和/或锁装置在这两个部件之间直接实现的，而声学罩不受到应力：这能够显著地减小声学罩的尺寸。
当然，本发明并不限于仅作为简单示例的所述和所示的实施例及其变型。

Claims (20)

1.一种用于飞行器的推进单元，包括：
风扇(3)，该风扇(3)包括风扇壳体(23)，该风扇壳体(23)的内壁包括覆盖层(25)，该覆盖层(25)的上游边缘相对于所述壳体(23)的上游边缘(29)靠后设置；以及
进气口单元(A)，该进气口单元(A)包括进气口结构(1)，该进气口结构(1)包括进气口唇缘(7)以及在所述进气口唇缘(7)和所述覆盖层(25)的上游边缘之间延伸的声学罩(11)；
其特征在于，所述声学罩(11)是通过简单嵌套在所述风扇壳体(23)内而连接到所述风扇壳体(23)，可能地通过位于所述声学罩(11)和所述风扇壳体(23)之间的点连接装置来完成。
2.如权利要求1所述的推进单元，其特征在于，所述声学罩(11)固定在所述进气口唇缘(7)上，从而当所述进气口结构(1)在打开用于维护时，所述声学罩与所述进气口结构(1)作为单个部件一起滑动。
3.如权利要求1所述的推进单元，其特征在于，所述声学罩(11)在所述进气口唇缘(7)上简单地边缘对边缘接触，而并没有固定在所述进气口唇缘(7)上，从而在所述进气口结构(1)打开用于维护的过程中，所述声学罩(11)保持嵌套在所述风扇壳体(23)内。
4.如权利要求2或3所述的推进单元，其特征在于，所述风扇壳体(23)延伸到所述进气口唇缘(7)。
5.如权利要求2或3所述的推进单元，其特征在于，所述风扇壳体(23)不延伸到所述进气口唇缘(7)。
6.如上述权利要求中任一项所述的推进单元，其特征在于，所述推进单元包括用于将所述进气口结构(1)相对于所述风扇(3)固定的固定装置。
7.如权利要求4和6所述的推进单元，其特征在于，所述固定装置(19、31、33)插入在所述风扇壳体(23)和所述进气口结构(1)的前隔件(15)之间。
8.如权利要求6所述的推进单元，其特征在于，所述固定装置包括插入在所述进气口结构(1)的外板(9)和所述风扇壳体(23)之间的锁闩(39a、39b)。
9.如权利要求3、5和6所述的推进单元，其特征在于，所述固定装置(65、67a、67b)插入在所述进气口唇缘(7)的下游边缘(13)和所述风扇壳体(23)之间。
10.如权利要求3、5和6所述的推进单元，其特征在于，所述固定装置(68a、68b、69a、69b、71a、71b)插入在所述进气口唇缘(7)的下游边缘(13)和所述声学罩之间(11)。
11.如上述权利要求中任一项所述的推进单元，其特征在于，所述推进单元包括用于将所述进气口结构(1)相对于所述风扇(3)对中的对中装置(19、51、57、61、65、67a、67b、69a、69b)。
12.如权利要求6-10中任一项和权利要求11所述的推进单元，其特征在于，所述对中装置连接到所述固定装置。
13.如上述权利要求中任一项所述的推进单元，其特征在于，所述推进单元包括用于加强所述进气口结构(1)的加强装置(43、57、61、65)。
14.如权利要求2和13所述的推进单元，其特征在于，所述加强装置包括将所述外板(9)固定连接到所述声学罩(11)的加强件(43)。
15.如权利要求11和14所述的推进单元，其特征在于，所述用于将所述进气口结构相对于所述风扇壳体对中的所述对中装置(51)插入在所述加强件(43)和所述风扇壳体(23)的上游边缘(29)之间。
16.如权利要求3和13所述的推进单元，其特征在于，所述推进单元包括加强件(57)，所述加强件(57)固定在所述外板(9)上并简单支撑在设置在所述声学罩(11)的外周边上的板(59a、59b)上。
17.如上述权利要求任一项所述的推进单元，其特征在于，所述推进单元包括用于将所述声学罩(11)相对于所述风扇壳体(23)对中的装置(45、53)。
18.如权利要求3和17所述的推进单元，其特征在于，所述用于将所述声学罩(11)相对于所述风扇壳体(23)对中的所述装置包括插入在所述声学罩的上游边缘和所述风扇壳体(23)之间的对中凸耳(53)。
19.如上述权利要求任一项所述的推进单元，其特征在于，所述覆盖层(25)是至少部分平滑和/或声学和/或耐磨的。
20.一种进气口单元(A)，其特征在于，其适用于根据上述权利要求中任一项所述的推进单元。
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