CN103201489B

CN103201489B - 用于飞机推进单元的致动系统

Info

Publication number: CN103201489B
Application number: CN201180050252.XA
Authority: CN
Inventors: F·罗德里格斯
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Sagem SA
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2031-10-21
Also published as: RU2013122426A; US20130294893A1; FR2966434B1; EP2630357B1; CA2814159A1; US9062612B2; WO2012052552A1; EP2630357A1; CN103201489A; FR2966434A1

Abstract

本发明涉及一种用于推进单元的致动系统（100），该致动系统包括发动机舱、涡轮喷射发动机和空气循环通道，所述空气循环通道被限定在所述发动机舱和所述涡轮喷射发动机之间，所述致动系统（100）包括：本体和用于将所述本体附接至所述发动机舱的连接装置、第一构件、第二构件和传动装置（40），所述连接装置能够使所述本体相对于所述发动机舱沿着两个旋转轴线运动；所述第一构件用于使控制所述通道中的空气流的襟翼运动，所述第一构件从所述本体延伸，并具有用于将所述第一构件附接至所述襟翼的第一点；所述第二构件用于使推力反向襟翼运动，所述第二构件从所述本体延伸，并具有用于将所述第二构件附接至所述襟翼的第二点，所述本体布置在所述第一附接点和第二附接点之间；所述传动装置（40）具有输入部（42）、连接至所述第一构件（50）的第一输出部（44）和连接至所述第二构件（70）的第二输出部（43），所述传动装置（40）能够将输入运动选择性地朝着所述第一输出部传递，以便使所述流动控制襟翼运动，或者朝着所述第二输出部传递，以便使所述推力反向襟翼运动。

Description

用于飞机推进单元的致动系统

技术领域

本发明涉及一种用于致动飞行器推进单元的可运动襟翼的系统，以及包括这种系统的推进单元。

背景技术

飞行器推进单元一般包括固定至飞行器机翼的发动机舱和固定至该发动机舱的涡轮喷射发动机。在双路式涡轮喷射发动机的情况下，所述涡轮喷射发动机包括压气机、燃烧室、用于驱动压气机的高压涡轮和用于驱动鼓风机旋转的低压涡轮。所述鼓风机使得冷空气流加速在环形导管内循环，以产生飞行器推进的必要推力，所述环形导管被限定在涡轮喷射发动机和发动机舱之间。

推进单元在发动机舱的外皮和涡轮喷射发动机之间整体装配有不同的系统。

推进单元特别地包括推力反向系统或者TRAS(“推力反向致动系统”)用于在着落阶段使推力反向，从而增加飞行器的制动能力。该系统包括一套由相关联的起重器致动的可运动的襟翼，所述襟翼用于阻碍环形导管并使冷空气流朝着飞行器的前部转向，从而产生被加至轮子的制动的反推力。

在所谓的“门型”推力反向系统的情况下，发动机舱装配有相对于发动机舱的结构在收回位置与展开位置之间枢轴转动的可运动的襟翼(被称为“门”)，在所述收回位置中襟翼允许空气流在导管中朝着发动机舱的后部循环，在所述展开位置中襟翼阻挡空气流并将其朝着发动机舱的前部重新定向。

在所谓的“叶栅型”推力反向系统的情况下，发动机舱装配有在收回位置与展开位置之间沿着轨道滑动的可运动的襟翼，在所述收回位置中襟翼允许空气流在导管中朝着发动机舱的后部循环，在所述展开位置中襟翼打开布置在发动机舱的厚度中的叶栅叶片格栅。

一般来说，不管在哪一种情况下，所述可运动的襟翼由一套专门的起重器致动。

此外，为了优化燃油消耗，所述推进系统可包括用于调整空气流或者VFN(“可变扇形喷嘴”)系统的系统。这种系统根据飞行器的速度调节冷空气流在环形导管中的循环。这种系统一般包括由起重器致动的可运动的襟翼，以便改变混换导管的横截面。

为了获得额外的燃油节省，飞行器制造商寻求最大程度地降低由推进单元产生的气动阻力。这特别地由减少发动机舱的厚度来实现。这样的结果是为在发动机舱的外皮和涡轮喷射发动机之间整体形成的各个系统留下很小的空间。

文献FR2922059描述了一种双动式线性致动器用于相对于发动机舱独立地使外罩的内部部件和外部部件运动。该致动器包括设计为附接至发动机舱的基座、第一杆和第二杆，所述第一杆相对于所述基座可平移运动并且将被附接至所述外罩的内部部件，所述第二杆也可相对于所述基座可平移运动并且将被附接至所述外罩的外部部件。

在该文献中提出的致动器能够使不管哪一个所述外罩部件通过单一的电动机而运动，从而使得可选择地控制推力反向系统或者空气流调整系统。

在该文献中提出的致动器中，所述第一杆和所述第二杆由管材形成，以使一个能够在另一个里面伸缩地滑动。这样的结果是不管在哪一个所述外罩部件的运动期间，当所述装置的三个固定点(基座附接至发动机舱的点，将第一杆固定至所述内部外罩部件的点，将第二杆固定至所述外部外罩部件的点)不再对齐的时候，而在装置中产生应力。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种用于致动推进单元的可运动襟翼的系统，该系统具有减小的尺寸，并且限制了在系统中产生的应力。

在本发明的上下文中，该问题借助一种用于推进单元的致动系统而被解决，该致动系统包括发动机舱、涡轮喷射发动机和空气循环导管，所述空气循环导管被限定在发动机舱和涡轮喷射发动机之间，所述致动系统包括：

-本体和用于将所述本体固定至发动机舱的连接装置，所述连接装置允许所述本体相对于发动机舱根据两个旋转轴运动，

-第一构件，所述第一构件用于使襟翼运动，所述襟翼调整在导管中循环的空气流，所述第一构件从所述本体延伸，并具有用于将所述第一构件固定至所述襟翼的第一点，

-第二构件，所述第二构件用于使推力反向襟翼运动，所述第二构件从所述本体延伸，并具有用于将所述第二第二构件固定至所述襟翼的第二点，所述本体布置在所述第一固定点和所述第二固定点之间，以及

-传动装置，所述传动装置具有输入部、连接至所述第一构件的第一输出部和连接至所述第二构件的第二输出部，所述传动装置能够将输入运动选择性地传递至所述第一输出部以使所述流动调整襟翼运动至所述第二输出部，用于使所述推力反向襟翼运动。

借助这种致动系统，所述流动调整襟翼和所述推力反向襟翼由单一的致动系统控制，该致动系统减少了整体形成在推进单元中的装备的总体尺寸。

由于固定点被设置在所述本体的任意一侧，并且所述本体能够根据两自由度相对于发动机舱运动，因此所述本体由其自身定位从而以取得系统的三固定点的对齐。这限制了在所述本体和所述运动构件之间施加的应力。

此外，提出的所述致动系统可以具有如下特征：

-所述连接装置包括双联式万向节，

-所述第一运动构件和第二运动构件能够相对于所述本体在平行平移方向上以平移方式运动，

-所述第一运动构件能够相对于所述本体在收回位置和展开位置之间在第一展开方向上以平移方式运动，所述第二运动构件能够相对于所述本体在收回位置和展开位置之间在第二展开方向上以平移方式运动，所述第二展开方向与所述第一展开方向相对，

-所述装置包括在发动机舱和本体之间延伸的供电电缆，以便为致动系统供电，所述电缆能够被折叠以形成两电缆线股，所述线股能够相对于彼此平移，以便吸收所述本体相对于发动机舱的运动，

-所述装置包括连接至所述传动装置的输入部的电动机，以便产生输入运动，

-所述传动装置包括行星齿轮传动系，其包括连接至所述输入部的太阳轮以及连接至所述第一输出部和第二输出部的行星架和内齿圈，

-所述传动装置包括锁止装置，其用于在所述推力反向襟翼能够运动时使所述第一输出部固定不动；

-特别地，所述锁止装置包括电磁制动器，

-所述传动装置包括锁止装置，其用于在所述流动调整襟翼能够运动时使所述第二输出部固定不动，

-特别地，所述锁止装置包括能够在收回位置和展开位置之间运动的锁止指部，在所述收回位置中所述推力反向襟翼自由运动，在所述展开位置中所述指部阻止所述推力反向襟翼进行运动，

-所述系统包括同步装置，用于使所述第一输出部与用于所述推进单元的另一个致动系统的第一输出部同步，

-所述同步装置包括挠性杆，所述挠性杆将所述第一输出部连接至所述另一个致动系统的第二输出部。

本发明还涉及一种推进单元，其包括：

-发动机舱，

-涡轮喷射发动机，

-空气循环导管，其被限定在所述发动机舱和涡轮喷射发动机之间，

-用于调整在所述导管中循环的空气流的襟翼，

-推力反向襟翼，以及

-如前所述的致动系统，其用于选择性地使所述流动调整襟翼或者所述推力反向襟翼相对于所述发动机舱运动。

附图说明

其它特征和优点将从接下来的描述中呈现出来，接下来的描述单纯为阐述性和非限制性地，且必须结合附图进行解读，其中：

-图1示意性地示出了根据本发明的一个实施方案的致动系统的截面图，

-图1a示意性地示出了所述图1的致动系统的变型，

-图2示意性地示出了用于将所述致动系统的本体固定至所述发动机舱的连接装置，以及

-图3示意性地示出了包括多个致动系统的推进单元，

-图4示意性地显示了在致动系统的三个固定点之间可以不对齐。

具体实施方式

在图1中，示出的致动系统100包括本体10和连接装置20，所述连接装置20用于将本体10固定至推进单元的发动机舱。

所述系统还包括布置在本体10内部的电动机30和传动装置40。

所述系统还包括第一杆50和第二杆70，所述第一杆能够相对于本体10运动，用于使流动调整襟翼60运动，所述第二杆能够相对于本体10运动，用于使推力反向襟翼80运动。

第一杆50能够在收回位置和展开位置之间沿着由轴线X呈现的运动方向相对于本体10平移运动。

第二杆70也能够在收回位置和展开位置之间沿着平行于第一杆50的运动方向的运动方向相对于本体10平移运动。

更准确地，第一杆50能够在收回位置和展开位置之间在第一展开方向上运动，并且第二杆70能够在收回位置和展开位置之间在第二展开方向上运动，所述第二展开方向与所述第一展开方向相对。

因此，本体10放置在两个杆50和70之间，并且所述两个杆从本体10在相对方向上突出。

连接装置20为双联式万向节装置，其允许本体10相对于所述发动机舱在彼此垂直的两个旋转轴线上运动。

传动装置40为机械装置，具有一个输入部和两个输出部，所述传动装置40可以将作为输入部从电动机30接收到的运动选择性地传递至用于控制第一可运动杆50的运动的第一输出部，或者传递至用于控制第二可运动杆70的运动的第二输出部。

更准确地，传动装置40包括行星齿轮传动系41，所述行星齿轮传动系41由连接至所述电动机输入部的太阳轮42、连接至所述第二输出部的行星架43、连接至所述第一输出部的内齿圈44和布置在太阳轮42与内齿圈44之间的卫星轮45构成，所述卫星轮45由行星架43的臂部支撑。

电动机30包括定子31和中空的转子32，所述定子31相对于本体10固定，所述中空的转子32能够在电动机被输电时关于轴线X被旋转驱动。转子32固定至太阳轮42，构成所述传动系统的输入部部分。从而所述电动机能够使太阳轮42相对于本体10关于轴线X旋转。

第一可运动杆50借助丝杠螺母连接装置90连接至内齿圈44，用于将内齿圈44关于轴线X的旋转运动转换成为第一杆50平行于轴线X的平移运动。内齿圈44从而构成传动装置40的第一输出部部件。

相似地，第二可运动杆60借助丝杠螺母连接装置110连接至行星架43，用于将行星架43关于轴线X的旋转运动转换成为第二杆70平行于轴线X的平移运动。行星架43从而构成传动装置40的第二输出部部件。

传动装置40还包括电磁制动器46，其能够被致动从而使内齿圈44相对于本体10被固定不动。

传动装置40还包括锁止装置47，其能够被致动从而选择性地锁止或释放推力反向襟翼80。到此，锁止装置47包括指部48，其能够在垂直于推力反向襟翼80的运动方向X的方向Y上平移运动。指部48能够在收回位置和展开位置之间运动，在所述收回位置中所述指部释放推力反向襟翼80，在所述展开位置中所述指部被容纳在推力反向襟翼80中的对应的外壳88中，用以阻止推力反向襟翼80的任何运动。

传动装置40还包括供电电缆49，其用于将电动机30连接至电源。本体10包括内部通道11，供电电缆49在所述内部通道11中延伸。内部通道11具有“发夹”形状，具有两个平行的部分13和14。本体10包括分隔壁12，其将所述内部通道的两个平行部分13和14分开。因而供电电缆49被折叠从而顺着通道11并形成布置在分隔壁11的任意一侧上的两个电缆股段。如果本体10相对于发动机舱运动，则分隔壁12相对于发动机舱运动，并且电缆股段49相对于彼此平移而不破坏电缆。

此外，传动装置40还包括连接至内齿圈44的机械输出部91，用于使流动调整襟翼60的运动与推进组件的其它流动调整襟翼的运动同步。系统100包括挠性传动杆用于连接推进单元的致动系统100的所有的机械输出部91。

对于给定的电动机30的驱动速度，图1中示出的致动系统100能够提供空气流调整襟翼60的快速运动速度，和推力反向襟翼80的较慢的运动速度。

图1a示意性地示出了图1的致动系统100的变型。

在该变型中，太阳轮42仍旧连接至电动机输入部。然而，行星架43连接至所述第一输出部(可运动杆50)，内齿圈连接至所述第二输出部(可运动杆70)。

对于给定的电动机的驱动速度，致动系统从而能够提供空气流调整襟翼60的较慢的运动速度，和推力反向襟翼80的快速运动速度。

图2示意性地示出了用于将所述致动系统的本体固定至所述发动机舱的连接装置20。

连接装置20为双联式万向节装置，其包括第一万向节装置21和第二万向节装置22。

第一万向节装置21包括固定至发动机舱的第一叉部211、中间零件212以及第二叉部213。所述中间零件212被安装从而首先关于第一轴线相对于第一叉部211旋转，其次关于与第一轴线垂直的第二旋转轴线相对于第二叉部213旋转。

同样，第二万向节装置22包括固定至第一万向节装置21的第二叉部213的第一叉部221、中间零件222以及固定至所述致动装置的本体10的第二叉部223。所述中间零件222被安装从而首先关于第一轴线相对于第一叉部221旋转，其次关于与第一轴线垂直的第二旋转轴线相对于第二叉部223旋转。

这种连接装置20允许致动装置的本体10相对于发动机舱运动，以便顾及到所述致动装置的三个固定点可能的不对齐，特别是当空气流调整襟翼60和推力反向襟翼同时位于所述展开位置的时候。

点1为本体10固定至所述发动机舱的点。点2为第一杆50固定至气流调整襟翼60的点。点3为第二杆70固定至推力反向襟翼80的点。

如图4所示，借助双联式万向节连接装置20而将致动系统的本体10固定至发动机舱允许分别将系统固定至空气流调整襟翼(点2)、发动机舱(点1)和推力反向襟翼(点3)的三个点不对齐。特别地，这三个点不再必须处于同一个平面中。

图3示意性地示出了推进组件200，其包括发动机舱201，和多个致动系统100。如果电子同步发生故障，致动系统100的机械同步借助连接致动系统100的所有机械输出部的挠性杆101而实现。

致动装置40能够根据两种操作模式而被控制。

“空气流调整”操作模式

这种操作模式仅在飞行中能够被激活。

在这种操作模式中，传动装置40的第二输出部(行星架43)借助锁止装置47被锁止。可运动指部48位于展开位置，并且被接收在推力反向襟翼的外壳88中，以便阻止可运动指部48的任何运动。

电磁制动器46被激活以便将传动装置40的第一输出部(内齿圈44)释放。

当电动机30被控制用于旋转的时候，传动装置40的太阳轮输入部42的旋转运动被传递至传动装置的第一输出部(内齿圈44)。内齿圈44的旋转运动借助丝杠螺母连接装置90被转换成为第一杆50的平移运动。

从而第一杆50相对于致动系统40的本体10运动，并引起流动调整襟翼60的相应地运动。

所述“空气流调整”命令可以使第一杆50在第一收回位置和展开位置之间运动，在所述第一收回位置中点1与点2之间的距离处于最小，在所述展开位置中点1与点2之间的距离处于最大，在点1和点3之间的距离恒定。

“推力反向”操作模式

当满足条件使“推力反向”命令能够被激活时，第一杆50借助电磁制动器46而被固定在所述展开位置中不动。

锁止装置47被控制从而使得传动装置40的第二输出部(行星架43)解锁。更准确地，锁止指部48被收回从而使得将推力反向襟翼80释放，并且允许其运动。

当电动机30被控制用于旋转的时候，在传动装置40的输入部(太阳轮42)处的旋转运动被传递至传动装置40的第二输出部(行星架43)。行星架43的旋转运动借助丝杠螺母连接装置110而被转换成为第二杆70的平移运动。

从而第二杆70相对于致动系统的本体10而运动，并引起推力反向襟翼80的相应的运动。

所述“推力反向”命令可以改变点1和点3之间的距离，在点1和点2之间的距离恒定。

Claims

1.一种用于推进单元的致动系统(100)，该致动系统包括发动机舱、涡轮喷射发动机和空气循环导管，所述空气循环导管被限定在所述发动机舱和所述涡轮喷射发动机之间，所述致动系统(100)包括：

-本体(10)和用于将所述本体(10)固定至所述发动机舱的连接装置(20)，所述连接装置(20)用于将所述本体固定至所述发动机舱，所述连接装置允许所述本体相对于所述发动机舱在两个旋转轴线上运动，

-第一构件(50)，所述第一构件用于使流动调整襟翼(60)运动，所述流动调整襟翼(60)调整在所述空气循环导管中循环的空气流，所述第一构件(50)从所述本体(10)延伸，并具有用于将所述第一构件固定至所述流动调整襟翼(60)的第一固定点(2)，

-第二构件(70)，所述第二构件用于使推力反向襟翼(80)运动，所述第二构件(70)从所述本体(10)延伸，并具有用于将所述第二构件固定至所述推力反向襟翼(80)的第二固定点(1)，所述本体(10)布置在所述第一固定点(2)和所述第二固定点(1)之间，以及

-传动装置(40)，所述传动装置具有输入部(42)、连接至所述第一构件(50)的第一输出部(44)和连接至所述第二构件(70)的第二输出部(43)，所述传动装置(40)能够将输入运动选择性地传递至所述第一输出部以使所述流动调整襟翼运动，或者传递至所述第二输出部用于使所述推力反向襟翼运动。

2.根据权利要求1所述的致动系统，其中所述连接装置(20)包括双联式万向节。

3.根据权利要求1所述的致动系统，其中所述第一构件(50)和所述第二构件(70)能够相对于所述本体(10)在平行平移方向上以平移方式运动。

4.根据权利要求1所述的致动系统，其中：

-所述第一构件(50)能够相对于所述本体(10)在收回位置和展开位置之间在第一展开方向上以平移方式运动，

-所述第二构件(70)能够相对于所述本体(10)在收回位置和展开位置之间在第二展开方向上以平移方式运动，所述第二展开方向与所述第一展开方向相对。

5.根据权利要求1所述的致动系统，其包括在所述发动机舱和所述本体(10)之间延伸的供电电缆(49)，以便为所述致动系统(100)供电，所述电缆(49)能够被折叠以形成两个电缆股段，所述股段能够相对于彼此平移，以便吸收所述本体(10)相对于所述发动机舱的运动。

6.根据权利要求1所述的致动系统，其包括连接至所述传动装置(40)的所述输入部(42)的电动机(30)，以便产生输入运动。

7.根据权利要求1所述的致动系统，其中所述传动装置(40)包括行星齿轮传动系(41)，所述行星齿轮传动系(41)包括作为所述输入部的太阳轮(42)以及作为所述第一输出部和第二输出部的内齿圈(44)和行星架(43)。

8.根据权利要求1所述的致动系统，其中所述传动装置(40)包括第一锁止装置(46)，用于在所述推力反向襟翼(80)的能够运动时使所述第一输出部(44)固定不动。

9.根据权利要求8所述的致动系统，其中所述第一锁止装置(46)包括电磁制动器。

10.根据权利要求1所述的致动系统，其中所述传动装置(40)包括第二锁止装置(47)，用于在所述流动调整襟翼能够运动时使所述第二输出部(43)固定不动。

11.根据权利要求10所述的致动系统，其中所述第二锁止装置(47)包括能够在收回位置和展开位置之间运动的锁止指部(48)，在所述收回位置中所述推力反向襟翼(80)自由运动，在所述展开位置中所述指部(48)阻止所述推力反向襟翼(80)进行运动。

12.根据权利要求1所述的致动系统，其包括同步装置(91、101)，用于使所述第一输出部与用于所述推进单元的另一个致动系统的第一输出部(44)同步。

13.根据权利要求12所述的致动系统，其中所述同步装置(91、101)包括挠性杆(101)，所述挠性杆将所述第一输出部(44)连接至所述另一个致动系统的第二输出部。

14.一种推进单元(200)，其包括：

-发动机舱(201)，

-涡轮喷射发动机，

-空气循环导管，其被限定在所述发动机舱和所述涡轮喷射发动机之间，

-用于调整在所述空气循环导管中循环的空气流的流动调整襟翼(60)，

-推力反向襟翼(80)，以及

-根据权利要求1所述的致动系统(100)，用于选择性地使所述流动调整襟翼(60)或者所述推力反向襟翼(80)相对于所述发动机舱(201)运动。