CN102202974A - 涡轮喷气发动机机舱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于涡轮喷气发动机(8)的机舱(1)，包括：进气口结构(4)，中央结构(5)和下游区段(6)。该进气口结构能够引导气流至涡轮喷气发动机(8)的风扇(7)，包括位于机舱(1)的上游的进气口唇缘(21)，并且其端部连接至外板(25)和内板(23)；中央结构用于包围所述风扇(7)，并且进气口结构(4)连接至中央结构以确保气动连续性，所述中央结构包括次流或旁路流道外环部分(11)，该环形部分用于围绕发动机和中央外罩(13)；外板(25)包括活动部分(25a)和固定部分(25b)，该活动部分(25a)连接到进气口唇缘(2)并且沿内板(23)的下游延伸，该固定部分(25b)连接到中央结构(5)或下游区段(6)，并且用于通过它们的互补形状与活动部分(25a)套接在一起。

Description

涡轮喷气发动机机舱

本发明涉及一种涡轮喷气发动机机舱。

飞行器由一个或多个包括容纳于管状机舱中的涡轮喷气发动机的推进组件驱使。每个推进组件通过位于机翼下方或位于机身上的连接吊架附接至飞行器。

机舱通常包括以下结构：进气口、中间区段和下游区段。该进气口位于发动机上游，该中间区段可围绕涡轮喷气发动机的风扇，以及该下游区段容纳推力反向器装置且可围绕涡轮轴发动机的燃烧室。

“下游”在此是指与气流(特别是冷空气)穿透涡轮喷气发动机的方向相应的方向。“上游”是指相反的方向。

进气口一方面包括进气口唇缘，另一方面包括下游结构。该进气口唇缘适用于将需要供给涡轮轴发动机的风扇和内部压缩机的空气最佳地汇集到涡轮轴发动机，所述进气口唇缘连接到该下游结构上，并用于将空气适当朝风扇叶片引导。该组件被连接至属于涡轮喷气发动机的围绕风扇的风扇罩的上游。

机舱容纳涡轮喷气发动机运转所需要的内部设备。该内部设备容纳于在机舱的大部分长度上。因此，机舱的上游有除冰系统以防止在进气口唇缘上结霜或结冰，从而极大地降低了发动机的性能。靠近下游一些，一些内部设备使得可提供且正确操作发动机。

通常，对该内部设备进行维修操作需要为操作人员提供舱口通道。尽管已经为优化舱口的布置以及为实现简便可行的通道做出了努力，但有时必须使用特定的工具(如内窥镜)才可达到所述装置，在监视该种设备方面，这不能完全令人满意。

此外，如果需要更换内部装置的零件，通常需要取出整个进气口结构，这需要大量的工具并会引起推进组件的停滞进而是飞行器的停滞。

还应当注意的是，由于它们直接暴露在外部环境和任何抛射物中而具有较高的更换率，因此进气口的利用和维修需要独特的组件，诸如扇形模型唇缘以及易于拆卸的外板。这些约束条件显著地降低了进气口结构的整体气动线的完整性，舱口通道的存在进一步加重了这种影响。

文献US 5 609 313和申请FR 06/08599中提出了解决方案。为了弥补上述缺陷，这些文献提出了一种包括进气口结构的涡轮喷气发动机机舱，该进气口结构能够向前移动，进而至少部分地暴露位于机舱内的区域。

于是，通过将进气口唇缘结合入外板中以形成单个可拆卸部件，进气口结构的拆卸以及至少局部的更换变得更容易。因此，不需要大量复杂的手动操作或者长时间的停滞就可以接近内部设备。

这些活动罩通常安装在由围绕机舱设置的导轨或滑轨制成的导轨或滑动系统上。该导轨使得可以释放由外板和进气口唇缘组成的组件，以释放位于进气口结构内部的区域。不过，容纳于进气口结构的下游的内部装置仍然难以接近。

申请GB 2 274 490提出了一种机舱，其中外板和进气口唇缘形成活动结构，该活动结构通过导轨系统可沿机舱的上游方向滑动。而且，外板覆盖内板以及风扇罩，内板附接至该风扇罩。

然而，该种类型的机舱难以操作。特别是在连接吊架和外板之间，存在重大的干扰风险。此外，这种类型的机舱不适合布置在飞行器的机身的机舱以及连接吊架相对于飞行器的机身大致平行的机舱。在这种情况下，机舱的厚度是薄的，因此外板紧靠着存在于机舱内的内部设备。

因此，本发明的一个目的是提供一种涡轮喷气发动机，它能够附接大致水平的连接吊架并且具有良好的可操作性，易于接近内板的下游机舱的内部。

为此，本发明涉及一种涡轮喷气发动机机舱，包括：

-进气口结构，该进气口结构能够将气流朝涡轮喷气发动机的风扇引导，包括位于机舱的上游的进气口唇缘，并且该进气口唇缘的端部连接至外板和内板；

-中间结构，该中间结构用于围绕所述风扇，并且将进气口结构连接至中间结构以确保气动连续性，所述中间结构包括用于围绕发动机的次流或旁路流道外环部分和中央外罩，以及

-下游区段，

其特征在于，外板包括活动部分以及至少一固定部分，该活动部分被连接至进气口唇缘并且沿内板的下游延伸，该固定部分被固定至中间结构或下游区段，并且通过所述活动部分(25a)和所述固定部分具有互补的形状，所以可将它们套接在一起。

根据本发明的机舱的外板包括活动部分，该活动部分连接至进气口唇缘，并且沿内板的下游延伸，因此至少超过风扇所在的区域。根据本发明的外板还包括至少一固定部分，该固定部分固定至中央结构，并且与活动部分套接。因此，当活动部分从维修位置移动至操作位置，固定部分可以引导活动部分以利于机动性，并且预防根据本发明的机舱的元件(特别是连接吊架)的干扰。在维修位置，所述连接至进气口唇缘的活动部分离开固定部分和中央外罩；在操作位置，活动部分和固定部分套接在一起以确保机舱外部的气动连续性。因此，使用者可以容易地接近容纳在沿进气口结构下游延伸的区域中的设备。

而且，有利的是，可以将在至少一固定部分下的位于机舱内的内部设备组合在一起。因此，如果活动部分从操作位置移动到维修位置，可避免活动部分和该内部设备之间的锁定和碰撞的所有风险。因此，根据本发明的机舱适合安装在相对于飞行器的机身大致水平的连接吊架上。

根据本发明的其他特征，根据本发明的组件包括一个或多个以下可选特征，这些特征可以单独考虑或根据所有可能的组合：

-活动部分延伸超出次流流道的外部护罩的至少一部分，这使得可以获得活动结构的更大的底切，该活动结构由进气口唇缘和活动部分形成；

-中央外罩由加固元件保持，该加固元件被配置来将所述中央外罩固定至次流流道外环部分，这使得可以加固中央结构的结构强度；

-加固元件为大致呈S型或C型的元件，这使得可以容易地将这些元件连接至中央结构和次流流道外环部分；

-固定部分是围绕机舱的连接吊架安装的坡道，这使得可以避免在打开过程中活动部分和连接吊架之间的任何干扰；

-坡道具有沿连接吊架的纵向轴延伸的大致三角形的形状，其中顶角的角度为至少5度，这确保了在连接吊架处无干扰的情况下外板的灵活性。

-固定部分，在根据本发明的机舱的上游方向沿纵向轴延伸；

-根据本发明的机舱是用于飞行器机身的机舱，特别用于被固定到大致水平的连接吊架上的机舱。

通过阅读以下非限定性的说明以及参阅附图，可更好地理解本发明。

-图1是根据本发明的机舱的一个实施例的透视图；

-图2和图3分别是图1中的实施例处于打开位置和关闭位置的局部横截面图；

-图4和图5分别是图1中的实施例的替代实施例处于打开和关闭位置的局部横截面图；

-图6和图7是图1的另一实施例的透视图和横向视图。

根据图1所示的实施例，根据本发明的机舱1通过连接吊架2连接至飞行器的固定结构，如机翼。在该实施例中，根据本发明的机舱1通过相对于飞行器的机身大致平行的连接吊架布置在飞行器的机身。根据本发明的机舱1也可以应用于本领域技术人员公知的任何类型的机舱。

更确切地说，图1中所示的根据本发明的机舱1包括以下结构：位于上游的进气口结构4、中间结构5以及下游区段6。中间结构5围绕涡轮喷气发动机8的风扇7以及其中的部件，下游区段6围绕涡轮轴发动机8的下游部分并且通常容纳推力反向器系统(未示出)。

涡轮喷气发动机的风扇7由发动机机罩9围绕，该发动机机罩9的上游端被固定至进气口结构4以及其下游端被固定至中央结构5，以确保气动连续性。

如图2所示，中央结构5还包括次流流道外环部分11，该外环部分11一端被附接至风扇罩9以围绕涡轮喷气发动机8的局部，另一端被附接至下游区段6。所述次流流道外环部分11的附接可使用本领域技术人员公知的任何方式完成。

根据图1中所示的实施例，气流穿过风扇的叶片接近由涡轮喷气发动机8、次流流道外环部分11以及下游区段6所限定的管道。

中央结构5还包括中央外罩13，该中央外罩13围绕风扇罩9和/或次流流道外环部分11。

进气口结构4包括进气口唇缘21，该进气口唇缘的第一端被连接至内板23。

进气口唇缘21适用于将需要供给风扇7和涡轮喷气发动机8的内部压缩机的空气最佳地汇集到涡轮喷气发动机8。通常，进气口唇缘21由铝、钛或本领域技术人员公知的适合气动式除冰应用的任何复合材料(特别是耐高温复合材料)制成。

内板23用于适当地将气流朝风扇7的叶片(未示出)引导。因此，通过固定装置将内板23的下游端固定至风扇罩9的上游端。因此，内板23与中央结构5和风扇罩9一起形成相对于机舱1的固定结构。通常，内板23由含碳或铝的复合材料制成。内板23可以由单个部件或者多个组合部件制成。

此外，内板23包括声学护罩，该声学护罩用于削减由于本发明的机舱1的振动和涡轮喷气发动机8的运转而产生的噪音。声学护罩通常由蜂巢结构或本领域技术人员公知的可以吸收声振动的任何其他结构制成。

分隔物27将进气口唇缘21与进气口结构4的其余部分分隔开来。因此，该分隔物27使得可以限定腔29，诸如除冰装置的装置设置在该腔29中以确保本发明的机舱1的运转。通常，分隔物27由铝、钛或本领域技术人员公知的任何复合材料制成。根据本发明的机舱1还包括外板25，该外板包括活动部分25a和至少一固定部分25b。活动部分25a使用本领域技术人员公知的任何方式附接至进气口唇缘21的第二端。

活动部分25a充分覆盖内板23并且向下游延伸至风扇7和风扇罩9所处的区域，以形成单个可拆卸部件，被称为活动结构。为此，可将进气口唇缘21结合入所述活动部分25a中。

固定部分25b使用本领域技术人员公知的任何方式固定至中央结构5(特别是外罩13)或下游区段6。通过固定部分25b和活动部分25a具有互补的形状，所以可将它们套接在一起。为此，固定部分25b具有适合存在于活动部分25a上的对应开口的互补形状。因此，当活动部分处于关闭位置时，外板的气动连续性得以确保。

此外，有利的是，当活动部分25a从维修位置移动到关闭位置时，固定部分25b作为引导装置。为此，在固定部分25b和活动部分25a之间设置有如连接件的密封装置。

通常，外板25的活动部分25a和固定部分25b由含碳的复合材料或铝制成。活动部分25a和固定部分25b能够由单个部件或多个组合部件制成。

因此，进气口唇缘21和活动部分25a的活动性使得可以释放进气口结构下游以更容易地接近本发明的机舱1的内部设备，该内部设备位于在进气口结构4的下游的区域31中。由于存在至少一固定部分，所以使得可以更容易地操作活动结构，这使得可以引导活动结构的关闭。

如图2所示，线17限定了进气口结构4的下游的底切。该底切特别受本发明的机舱1的气动外形制约。事实上，在通过大致水平的连接吊架布置在机身的机舱的上下文中，外板25的长度由内部设备20的体积限定。如果一件内部设备20的体积过于庞大，那么活动部分25a的下游端部分可能会紧靠着该设备20，这会锁住该外板25和该内部设备20，从而可能将它们损坏。由线17示出的界限也受接近某种设备(如油箱，特别是制动器18)的需要制约。

内部设备20的示例还可以包括电气设备和电子设备。

为了支撑外板25的较大的表面区域，特别是活动部分25a的表面和固定部分25b的表面，将加固元件35固定在外板25和内板23上。这种类型的加固元件35可以是本领域技术人员公知的任何类型的加固元件。因此，加固元件35可以由有机材料或金属材料制成，和/或其形状大致为C形或S形。加固元件35也可以是连续的或局部的。

内部设备20能够在至少一固定部分25b下，特别是在连接吊架2的3:00、6:00或12:00点钟方位处被组合在一起，从而可以延伸活动部分25a的长度(参见图4和图5)。3:00、6:00和12:00点钟方位对应于相对于连接吊架2的本发明的机舱1的横截面上的多个位置。

包括连接的齿轮箱和油箱的设备的示例能够组合到一起。

一些易碎设备，如电子设备，当其承受高温，特别是高于110度时，可能被损坏。考虑到这一点，有利的是，可将这种设备布置在连接吊架的3:00点钟处，从而可避免阳光的照射。这种设备的示例包括根据本发明的机舱1的电气和电子切换装置。

根据图4和图5中示出的实施例，活动部分25a延伸超出次流流道11的外部护罩的至少一部分，这使得可以获得甚至更下游的底切并且使得可以接近容纳于靠近下游区段6的区域33的内部设备。在这种情况下，中心外罩13的长度被缩短。

在未示出的替代实施例中，活动部分25a在包括风扇7、风扇罩9的整个区域上延伸并且延伸超出次流流道11的外部护罩。因此，在该实施例中，中央外罩13被省去并且固定部分25a被固定至下游区段6。结果，活动部分25a和至少一固定部分25b执行中央外罩13的功能。

固定部分25b可以由布置在周边的一个或多个元件制成，且该固定部分25b被附接至中央外罩13或下游区段6。这些元件的数量取决于内部设备20的布置。

特别的，至少一固定部分25b具有适合覆盖内部设备20的形状和大小的表面，从而防止对活动部分25a的任何损坏。因此，至少一固定部分25b具有沿根据本发明的机舱1的上游方向延长的形状。所述固定部分25b的形状和尺寸可以根据其他标准的功能进行选择，如活动部分25a的可操作性。

根据图6和图7所示的实施例，固定部分25b包括坡道55，该坡道55围绕根据本发明的机舱的连接吊架2安装并且使用密封装置53连接至活动部分25a。以这种方式，可预防在打开过程中活动部分25a和连接吊架2之间的任何干扰。密封装置是本领域技术人员公知的任一类型，例如连接件。坡道55可以是本领域技术人员公知的任何合适的形状，尤其为沿连接吊架2的纵向轴61延伸的大致三角形形状，其中顶角的角度介于2度到10度之间，最好是至少等于5度，这确保了连接吊架2无干扰时活动部分25a的灵活性。而且，这使得可避免压坏密封装置53，特别是压力密封层。由于挤压的存在，在对根据本发明的机舱1进行操作时会引起压力的显著增长。

坡道55还具有适合覆盖内部设备的形状。

中央外罩13通过加固元件71保持，该加固元件71被配置来将所述中央外罩13固定至次流流道外环部分11上(参见图2至图5)。因此，中央结构5的结构强度得到加强。加固元件7大致为S形元件或C形元件，这使得可以容易地将这些元件71附接至中央结构5和次流流道外环部分11。所述元件71由有机材料或金属材料制成。

为了使活动结构收回机舱1的上游，机舱1通常设有引导装置(未示出)，该引导装置能够使得外板25沿机舱1的上游方向基本作直线运动，以能够打开进气口结构4而进行维修操作。导轨系统的示例包括在法国申请2906568中描述的导轨系统，如滑道或轨道，在摺痕中的导轨能够与滑动系统配合，轮滑系统能够与相应的导轨配合，以及纵向轴能够通过对应的开口滑动。

Claims (9)

1.一种涡轮喷气发动机(8)的机舱(1)，包括：

-进气口结构(4)，能够将气流朝所述涡轮喷气发动机(8)的风扇(7)引导，所述进气口结构(4)包括位于所述机舱(1)上游的进气口唇缘(21)，并且所述进气口唇缘(21)的端部被连接至外板(25)和内板(23)；

-中央结构(5)，其用于围绕所述风扇(7)，并且将所述进气口结构(4)连接至所述中央结构(5)以确保气动连续性，所述中央结构(5)包括用于围绕所述发动机的次流或旁路流道外环部分(11)和中央外罩(13)；以及

-下游区段(6)，所述中央结构连接至该下游区段(6)；

其特征在于，所述外板(25)包括活动部分(25a)和至少一固定部分(25b；55)，所述活动部分(25a)被连接至所述进气口唇缘(21)并且沿所述内板(23)的下游延伸，所述至少一固定部分(25b；55)被固定至所述中央结构(5)或所述下游区段(6)，并且通过所述活动部分(25a)和所述至少一固定部分(25b；55)具有互补的形状，所以可将所述活动部分(25a)和所述至少一固定部分(25b；55)套接在一起。

2.根据前述权利要求所述的机舱(1)，其特征在于，所述活动部分(25a)延伸超出所述次流流道(11)的外部护罩的至少一部分。

3.根据前述任一项权利要求所述的机舱(1)，其特征在于，所述中央外罩(13)通过加固元件(71)保持，该加固元件(71)被配置来将所述中央外罩(13)固定至所述次流流道外环部分(11)。

4.根据前述权利要求所述的机舱(1)，其特征在于，所述加固元件(71)大致为呈S形元件或C形元件。

5.根据前述任一项权利要求所述的机舱(1)，其特征在于，固定部分(25b)是围绕所述机舱(1)的连接吊架(2)安装的坡道(55)。

6.根据前述权利要求所述的机舱(1)，其特征在于，所述坡道(55)具有沿所述连接吊架(2)的纵向轴(61)延伸的大致三角形形状，其中顶角的角度至少等于5度。

7.根据前述任一项权利要求所述的机舱(1)，其特征在于，固定部分(25b)在所述机舱(1)的上游方向沿所述机舱(1)的纵向轴延伸。

8.根据前述任一项权利要求所述的机舱(1)，其特征在于，根据本发明的机舱(1)是用于飞行器机身的发动机舱。

9.根据前述权利要求所述的机舱(1)，其特征在于，所述发动机舱(4)用于被固定至大致水平的连接吊架(2)上。

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