CN102918252B - 具有可锁定的可变截面喷嘴的推力反向器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括至少一个可平移的可移动罩（3、4）的推力反向器，所述可移动罩（3、4）能够在关闭位置和打开位置之间交替地移动，在关闭位置，所述可移动罩确保机舱的气动连续性并且覆盖所述偏转装置，在打开位置，所述可移动罩打开机舱中的通道并且露出所述偏转装置。所述推力反向器同样地包括至少一个可变截面喷嘴（3、3a），所述可变截面喷嘴设置在所述可移动推力反向罩（4）的延伸处，并且装配有至少一个能够与可移动反向罩的互补的锁定装置（202）相接合的锁定装置（201），从而可选择地将所述可移动截面喷嘴机械地连接至所述可移动反向罩。

Description

具有可锁定的可变截面喷嘴的推力反向器

技术领域

本发明涉及一种用于飞行器发动机的机舱，装配有由可变截面喷嘴装置延伸的推力反向器装置。

背景技术

飞机由多个容纳在机舱中的涡轮发动机来驱动，该机舱用于引导由涡轮发动机产生的气流，该机舱还容纳（abrite）一套与其操作相关的辅助致动装置，当所述涡轮发动机在操作中或者静止时，该辅助致动装置确保转向功能。

这些辅助的致动装置特别地包括用于推力反向器和可变喷嘴系统的机械系统。

机舱通常具有管状结构，其包括位于涡轮发动机上游的进气口、设计成围绕涡轮发动机的风扇的中间段、容纳推力反向器装置并设计成围绕涡轮发动机燃烧室的下游段，并且通常终止于喷射喷嘴，该喷射喷嘴的出口位于涡轮发动机下游。

现代机舱设计成容纳能够通过风扇叶片的转动来产生热气流（也称为主流）和冷气流（次流）的双流涡轮发动机，该热气流来自于涡轮发动机的燃烧室，该冷气流通过环形通道（也称为流路）在涡轮发动机的外部循环，所述环形通道形成在涡轮发动机的整流罩和机舱的内壁之间。该两股气流通过机舱的后部从涡轮发动机喷射出。

在飞机的着陆期间，推力反向器的作用在于通过向前重新定向由涡轮发动机产生的至少一部分推力来提高飞机的制动能力。在该阶段，所述反向器关闭冷气流的流路并且将所述冷气流朝机舱的前部定向，从而产生增加至飞机机轮的制动的反向推力。

用于实现冷气流重新定向功能的装置依据反向器的类型而不同。然而，在所有情况中，反向器结构包括可在展开位置和收回位置之间移动的可移动罩。一方面，在展开位置，可移动罩打开机舱中设计用于偏转气流的通道；另一方面，在收回位置，可移动罩关闭该通道。这些罩能够实现偏转功能，或者仅用于启动其他偏转装置。

在具有栅格的反向器的情况下，如公知的叶栅反向器，所述气流的重新定向是由偏转栅格来执行的，所述罩仅具有用于露出或者覆盖这些栅格的简单的滑动作用，所述可移动罩的平移是沿着基本上平行于机舱的轴线的纵向轴线来进行的。由所述罩的滑动来启动的附加的阻挡门通常使得所述格栅的下游的所述流路关闭，从而优化冷气流的重新定向。

除了其推力反向功能，所述滑动罩属于后部部分并且具有形成旨在引导气流排出的下游侧的喷射喷嘴。该喷嘴可以附加于引导热气流的主喷嘴，然后也被称为副喷嘴。

推力反向器的性能是通过已知的装置来令人满意地获得。然而，出于优化气体动力学的原因，以及接下来的燃料燃烧的优化，非常有利地是能够调节机舱下游的冷气流的出口截面：事实上，非常有用的是能够在起飞和着陆阶段增大截面，并且在巡航阶段减小截面：这通常被称为自适应喷嘴，或者更进一步地指VFN（可变风扇喷嘴）。

这种系统例如在文献FR 2622929或者进一步地在FR 2902839中有所描述。

这些文献描述了具有栅格且装配有可变喷射截面的推力反向器的应用，并且通过这样做能够提供包含两个部分的可移动罩，所述两个部分可用锁定装置连接到一起。

根据该实施例，可变喷嘴可以由一个或多个专用的可移动元件组成，诸如枢转襟翼或者可平移罩部分，或者该功能可通过可移动罩本身的小幅度的平移运动来实现，而不需要激活所述推力反向功能。

对于不同实施例的大量的和详细的说明，也可参考其它文献FR 2922058、FR 2902839、FR 2922059。

所述可变喷嘴和推力反向器的操作阶段是不同的。所述可变喷嘴仅仅当所述反向器在着落阶段被致动时运行。相反，所述推力反向器不应在可变截面喷嘴的操作过程中运行。

此外，该自适应喷嘴位于推力反向罩的下游延伸处，并且重要的是能够独立地致动机舱的这些部分，特别是在起飞阶段，其目的特别在于能够增大自适应喷嘴的截面而不致动所述推力反向装置。

为了实现这种独立的致动，每一可移动部分（反向器/喷嘴）可以照惯例装配有自有的致动器（例如两个单独的杆致动器或者一个双杆致动器汽缸）并且被独立地驱动。

为了使所述驱动组件更轻，通过在可移动部分之间提供附加的锁定装置，可以使用简单的单杆致动器。

这种解决方案和一些应用原理在文献FR 2902839中示出，特别是图13至图15。

发明内容

本发明指向在可移动反向器部分和可移动喷嘴部分之间的锁定装置，所述可移动反向器部分和可移动喷嘴部分用于通过至少一个单杆汽缸来致动。

应当注意的是，虽然更明确地用于具有单杆汽缸的致动系统，本发明不仅限于这种类型的驱动装置，而是独立于此，这两个可移动结构的锁定可与其他类型的驱动装置一起使用，并且进一步地在特定的例子中形成附加的防御线。

本发明涉及一种用于涡轮发动机机舱的推力反向器，一方面包括用于偏转至少一部分涡轮发动机的气流的偏转装置，并且至少一个可平移的移动罩沿着所述机舱的基本上的纵向方向可平移，能够交替地从关闭位置运动到打开位置，在关闭位置，所述可移动罩确保机舱的气动连续性并且覆盖偏转装置，在打开位置，所述可移动罩打开机舱中的通道并且露出偏转装置；另一方面所述推力反向器还包括至少一个可变截面喷嘴，所述可变截面喷嘴设置在所述推力可移动反向罩的延伸处，并且装配有至少一个能够与可移动反向罩的附加的锁定装置相协作的锁定装置，从而机械地将可移动截面喷嘴连接或者不连接至所述可移动反向罩，其特征在于，所述锁定装置和附加的锁定装置包括至少一个抵靠弹性返回装置在接合位置和脱离位置之间可移动地安装的棘齿，在接合位置，所述棘齿牢固地附接所述截面喷嘴和反向罩的驱动器，在脱离位置，所述棘齿释放所述截面喷嘴和所述反向罩的驱动器，所述弹性返回装置趋于将所述棘齿带回至其接合位置，所述棘齿通过安装在反向器的固定结构上的至少一个销保持在脱离位置。

因此，通过提供由销启动的锁定系统，可获得简单的、可靠的且有效的机械锁定系统，而不需要复杂的连杆，并且该锁定系统可以满足以上提到的要求。

应当注意的是，根据特定的实施例，所述反向功能和可移动喷嘴功能可以通过相同的外部可移动罩来实现，小幅度的位移确保喷嘴截面的变化，同时大幅度的位移可以启动所述反向功能。这明显地为文献FR 2902839中的例子。

在这种实施例中，与可移动内部结构的锁定仅在反向操作模式中打开。术语“可移动反向罩”应当被广义地理解成可移动部分仅在反向模式中被启动。

有利地，所述销可移动地安装在用于保持所述可移动棘齿的位置和收回位置之间，从一个位置到另一位置的经过与所述固定结构上的可移动反向罩的锁定和解锁状态相关联。

有利地，所述反向器包括用于检测所述可移动反向罩关闭末期的检测装置。

优选地，所述推力反向器包括至少一个单杆致动器汽缸，所述单杆致动器汽缸具有安装在所述固定结构上的第一端以及连接到所述可移动截面喷嘴的第二驱动端。

优选地，所述销安装在其上的所述固定结构为纵向的横梁，并且更特别地称之为十二点横梁。

优选地，所述可移动反向罩装配有至少一个具有反向器的固定结构、特别是前机架的锁定装置。

进一步优选地，所述锁定装置位于所述可移动反向罩的上游部分。

有利地，所述可移动反向罩和/或可移动喷嘴的所述锁定装置安装在用于引导所述可移动反向罩和/或喷嘴的引导结构上。

优选地，所述锁定装置包括至少一个连接的或者滑动的接界，如果需要，优选地基本上位于对应的引导结构的截面的中心。

有利地，所述锁定系统位于上部分，但也可以位于下部分。

进一步有利地，至少一个可变喷嘴的导轨邻接所述反向罩的导轨的下游，提供了邻接阻塞喷嘴结构的功能的操作作用。

本发明还涉及一种涡轮发动机舱，其特征在于，所述机舱包括至少一个根据本发明的推力反向器。

附图说明

根据以下详细说明以及参考附图，将会更好地理解本发明，其中：

图1为根据本发明的推力反向装置的总体的纵向剖视图；

图2至图8概略地示出了图1中的推力反向器的不同操作步骤；

图9和图10概略地示出了图1的推力反向器的可替代实施例，所述锁定系统装配有可移动的销；

图11和图12概略地示出了图1的推力反向器的第二可替代实施例，所述锁定系统装配有与端部行程检测器相关联的可移动销。

具体实施方式

图1为根据本发明的推力反向装置1的总体的纵向剖视图，特别如文献FR2902839中所描述的。

所述推力反向装置1属于涡轮发动机的机舱（未示出）的后部，安装在前机架100上。所述后部与涡轮发动机的内部承载结构一起限定了用于次气流循环的流路2。

推力反向装置包括能够沿机舱的基本上纵向方向平移的可移动罩3，所述可移动罩3能够由单杆致动器汽缸101平移地驱动，从而从关闭位置（图1）交替地运动至打开位置，在关闭位置，所述罩容纳偏转栅格（不可见的），并确保所述机舱的结构和气动连续性，所述次气流通过所述流路9直接喷射；在打开位置，所述罩露出所述偏转栅格，之后打开机舱中的通道，内板4也安装成可平移地移动，从而引起阻挡襟翼5的枢转，这将完全或部分地关闭所述流路2，从而使次气流通过偏转栅格，基本上朝所述机舱的前部喷射，从而产生反向推力。

所述单杆汽缸101具有安装在所述前机架上的固定的基部101a，以及连接至可移动的所述罩3的可移动端部101b。

此外，所述可移动罩3具有能够用作可变截面喷嘴的下游端3a。

为此，除了大幅度的平移（最大地展开汽缸101）使得能够清理（degagement）偏转栅格和启动所述推力反向功能外，所述可移动罩3还执行小幅度的位移，而不引起偏转栅格的清理或者机舱的打开。

因此，应当理解的是，在推力反向模式中运行的情况下，所述可移动罩3和内板4必须以大幅度的运动执行从机舱上游的平移，而在可变喷嘴模式运行的情况下，仅仅所述可移动罩3根据减小幅度的运动来移动，所述内板保持固定，从而确保所述流路2的内部整流。

如文献FR 2902839中所讨论的，可移动的锁定装置应该设置在所述可移动罩3和所述内板4之间。

因此，在推力反向模式中，所述可移动罩3和所述内板4被锁定在一起，所述内板4与所述可移动罩3同时地执行平移运动；而在可变喷嘴模式中，所述可移动罩3和所述内板4被解锁，之后所述可移动罩3可以不再驱动所述内板4，所述内板4保持不动。

此外，当所述推力反向功能失效时，所述内板本身被锁定在前机架100上。在这种情况下，该锁定通过能够与相应的锁紧指针106接合的钩105来执行。

本发明的目的在于提供如前所述的一种简单的可靠的锁定系统。

为此，所述推力反向装置1装配有锁定系统200，该锁定系统的结构和操作将在下文详细描述。

所述锁定系统200包括第一锁定装置201，该第一锁定装置201属于所述可移动罩3并且能够与所述内板4的附加锁定装置202相协作，从而机械地连接或不连接所述可移动罩3和所述内板4，如以上所解释的。

在该例中，所述锁定装置201显示为挡块，并且所述附加的锁定装置202显示为棘齿，当该棘齿与挡块面对时，能够与挡块接合。很明显地，所述挡块和所述棘齿可以分别定位在所述内板4和可移动罩3上，反之亦然。

所述棘齿202抵靠弹性返回装置可移动地安装，该弹性返回装置显示为趋于将所述棘齿压至接合位置的弹簧203。

最后，所述锁定系统包括销205，所述销205安装在所述反向器1的固定结构上，特别地例如，十二点钟纵向的保持的横梁（不可见的）并且所述可移动的罩3沿该横梁进行平移，所述销205被安装成使得将所述棘齿202抵靠所述弹簧203保持在脱离所述挡块201的位置。

图2至图8示出了在推力反向装置的不同操作阶段的锁定系统的操作。

图2示出了在巡航位置的锁定系统。在该飞行构造中，仅仅所述可变喷嘴是运行的。所述内板4通过接合有锁紧指针106的钩105锁定在所述前机架100上。所述固定销205位于锁定棘齿202上并保持在抵靠弹簧203的脱离位置。牢固地附接至所述可移动喷嘴罩3的所述挡块201在所述致动器汽缸101的作用下在喷嘴的变化范围内自由地移动。所述喷嘴截面在此减小到最小，所述挡块开始抵靠至上游接界。

图3示出了相对的极限位置，即在该位置所述喷嘴截面是最大的，所述挡块201进入并抵靠所述内板4的下游接界。

图4至图7示出了进入到所述推力反向模式。

在该阶段中，所述内板4通过打开所述钩105从所述前机架100释放。通过这样做，仍在所述汽缸101的作用下向后移动的挡块201驱动所述内板4。接着，所述棘齿202移动离开所述固定销205，该固定销205不再将其保持在抵靠弹簧203的打开位置。接着，所述棘齿202转换至锁定位置，并将接合所述挡块201，将所述内板4连接至所述可移动罩3，引起这两个结构的同时位移。

因此，所述可移动罩3打开机舱中的外部通道，并且露出偏转栅格，同时所述内板4向后移动并在流路2中打开用于次流循环的内部通道，这也引起所述阻挡襟翼5的枢转。

当所述推力反向阶段完成，并且所述可移动罩3和所述内板4收回到所述反向器的关闭位置时，如图5和图6所示，所述棘齿202返回至销205，所述销205将压入其开口并引起所述棘齿202与挡块201的脱离，从而将所述内板4从可移动罩3释放。

如图7所示，所述反向阶段的末期通过将所述内板4用所述钩105重新锁定到前机架100来完成。

图8与图1一样，示出了朝巡航构造的返回。

图9和图10示出了所述锁定系统的第一可替代实施例，其中，所述销205可移动地安装在其固定结构上，并且，更明确地可借助专用的致动器206收回。

所述致动器206通过控制线207结合位于前机架100上的锁定钩105被驱动。

事实上，在第一实施例中，可以看出，短的瞬间存在于所述可移动罩3位于抵靠下游接界以及开始转换至所述反向阶段之间的时刻，在所述可移动罩3不与所述内板4锁定在一起的瞬间，该内板4必须预先稍微地离开所述不可收回的固定销205，从而所述棘齿202可以倾斜并且与所述挡块201接合。

借助可收回的206受控制的销205，结合所述钩105，所述销205能够被收回，并且接下来所述可移动罩3和所述内板4可被锁定在一起，所述钩105一打开即预示着进入到推力反向模式。

锁定系统2001尽可能地定位在最下游是有利地优选地，从而为将内板4锁定到前机架100上提供足够的距离。因此，在涡轮叶片爆裂的情况下，所述销205将被用作第三防御线，特别是通过提供属于反向结构的附加接界，在这种情况下，只要所述销205不被收回，定位在所述锁定系统的上游的所述内板4将会阻止任何不期望的操作。

所述锁定系统2001可以包括附加的定位传感器，该传感器可以确定所述不同的可移动部分的位置，从而仅当所述可移动部分位于相对应的构型中时确保不同操作的执行，从而避免任何部件损坏的风险。

在图11和图12概略地示出的第三实施例中，除了所述可收回的206销205之外，所述锁定系统2002将包括由关闭行程末期的检测装置210（图12）的启动器209。这为获得接近所述棘齿202的斜面提供了可能性，而非使用所述销205作为对所述棘齿202施压的推块。

事实上，在第二实施例中，所述可收回的206销205为推进销。进一步的，所述销205由锁定系统驱动，这必须考虑在其尺寸中的干扰的风险。这将导致过多地扩大所述系统，并且对组件的成本和体积具有消极的影响。

在该第三实施例中，所述可收回的206销205可被用作斜面并且可在所述棘齿202与其接触之前被定位成干涉所述棘齿202。之后，所述用于驱动可移动罩3的汽缸101使所述可收回销205收回。由于所述汽缸101的尺寸适于大的负载，该种附加的力对于所述汽缸101是明显的。因此，这对于体积和成本没有影响。

因此，在靠近完成关闭所述推力反向模式的位置，所述检测装置210告诉所述锁定系统2002展开所述销205。所述销205在开始与所述棘齿202接触之前展开。同时，用于将所述内板4锁定在前机架100上的所述钩105与所述锁紧指针106接合，从而防止该结构任何可能的非预期的向后运动。因此，图12示出了不再存在任何可移动结构（可移动罩3和内板4）的瞬间位置，所述可移动结构是不包括的，当所述锁定钩105完全接合时，才执行所述棘齿202的完全脱离。

虽然本发明用特定的实施例描述，非常明显的是，它决不仅限于此，而是包括所述描述的装置的技术等同以及其组合，只要该组合属于本发明的范围。

Claims (13)

1.一种用于涡轮发动机机舱的推力反向器(1)，一方面包括用于偏转至少一部分涡轮发动机的气流的偏转装置，并且至少一个可平移的可移动反向罩(4)沿着所述机舱的基本上的纵向方向平移，能够交替地从关闭位置运动到打开位置，在关闭位置，所述可移动反向罩确保机舱的气动连续性并且覆盖所述偏转装置，在打开位置，所述可移动反向罩打开机舱中的通道并且露出偏转装置；另一方面所述推力反向器还包括至少一个可变截面喷嘴(3)，所述可变截面喷嘴(3)设置在所述推力可移动反向罩的延伸处，并且装配有至少一个锁定装置(201)，所述锁定装置(201)能够与可移动反向罩(4)的附加的锁定装置相配合，从而机械地将可变截面喷嘴连接或者不连接至所述可移动反向罩，其特征在于，所述锁定装置和附加的锁定装置包括至少一个抵靠弹性返回装置(203)、在接合位置和脱离位置之间可移动地安装的棘齿(202)，在接合位置，所述棘齿(202)牢固地附接所述可变截面喷嘴和可移动反向罩的驱动器，在脱离位置，所述棘齿(202)释放所述可变截面喷嘴和所述可移动反向罩的驱动器，所述弹性返回装置趋于将所述棘齿带回至其接合位置，所述棘齿通过安装在所述反向器的固定结构上的至少一个销(205)保持在脱离位置。

2.根据权利要求1所述的推力反向器(1)，其特征在于，所述销(205)可移动地安装在用于保持所述棘齿(202)的位置和收回位置之间，从一个位置到另一位置的经过与所述固定结构(100)上的可移动反向罩(4)的锁定和解锁状态相结合。

3.根据权利要求1或2所述的推力反向器(1)，其特征在于，所述推力反向器包括用于检测所述可移动反向罩关闭末期的检测装置(210)。

4.根据权利要求1或2所述的推力反向器(1)，其特征在于，所述推力反向器包括至少一个单杆致动器汽缸(101)，所述单杆致动器汽缸(101)具有安装在所述固定结构(100)上的第一端以及连接到所述可变截面喷嘴的第二驱动端。

5.根据权利要求1或2所述的推力反向器(1)，其特征在于，所述销(205)安装在其上的所述固定结构为纵向的横梁。

6.根据权利要求1或2所述的推力反向器(1)，其特征在于，所述可移动反向罩(4)装配有至少一个具有反向器的固定结构的锁定装置(106)。

7.根据权利要求1或2所述的推力反向器(1)，其特征在于，所述锁定装置(201、202)位于所述可移动反向罩(4)的下游部分。

8.根据权利要求1或2所述的推力反向器(1)，其特征在于，所述可移动反向罩(4)和/或可变截面喷嘴(3)的所述锁定装置(201、202)安装在用于引导所述可移动反向罩和/或可变截面喷嘴的结构上。

9.根据权利要求1或2所述的推力反向器(1)，其特征在于，所述锁定装置(201)包括至少一个连接的或者滑动的接界。

10.一种涡轮发动机机舱，其特征在于，所述机舱包括至少一个根据权利要求1至9中任一项所述的推力反向器(1)。

11.根据权利要求5所述的推力反向器(1)，其特征在于，所述横梁称之为十二点横梁。

12.根据权利要求6所述的推力反向器(1)，其特征在于，所述锁定装置(106)为前机架(100)的锁定装置。

13.根据权利要求9所述的推力反向器(1)，其特征在于，所述锁定装置(201)基本上位于对应的引导结构的截面的中心。