CN103201490A - 在流路中不具有控制杆的推力反向装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷气发动机机舱（1），设置有至少一个推力反向装置，其包括偏转装置（41）和至少一个罩（30），所述罩（30）基本上在平行于机舱纵向轴的方向上于关闭位置和开启位置之间平移，在关闭位置，所述罩确保机舱的空气动力连续性并覆盖偏转装置，在开启位置，所述罩打开进入机舱的通道并暴露偏转装置，此外，所述推力反向器装置包括至少一个阻挡襟翼（60），通过至少一端附接至偏转装置的后部枢转地安装，其中所述喷气发动机机舱的特征在于，所述枢转端也可平移地连接至偏转装置的后部。

Description

在流路中不具有控制杆的推力反向装置

技术领域

本申请涉及一种用于涡轮喷气发动机机舱的推力反向装置。

背景技术

一种航空器，通过容纳在发动机舱中的多个涡轮发动机驱动，机舱同时容纳一系列相关驱动装置，当涡轮喷气发动机操作或停止时，该相关驱动装置连接至其操作位置并执行多种功能。这些相关驱动装置特别包括机械推力反向器驱动系统。

机舱通常具有管状结构，包括涡轮喷气发动机上游的进气口、围绕涡轮喷气发动机风扇的中间段、以及围绕涡轮喷气发动机燃烧室并可选择地容置推力反向装置的下游段，发动机舱通常终止于排气喷嘴，喷嘴的出口位于涡轮喷气发动机的下游。

现代发动机旨在容置双流涡轮喷气发动机，该双流涡轮喷气发动机能够通过风扇叶片的旋转产生来自于涡轮喷气发动机燃烧室的热气流（也称为主流）以及通过环形通道（也称作流路）在涡轮喷气发动机外部流通的冷气流（称为次流），环形通道形成于涡轮喷气发动机的整流罩和机舱的内壁之间。这两股气流通过机舱的后部从涡轮喷气发动机喷射出。

机舱通常包括称为外部固定结构（OFS）的外部结构，其与称之为内部固定结构（IFS）的后部同轴内部结构一起限定了环形流体通道，也被称为次流，用于引导称为次流的冷气流，该冷气流在涡轮喷气发动机外部流通。所述外部结构其环绕严格来说风扇后面的涡轮发动机的结构。

在飞机着陆时，推力反向器的作用在于，通过将涡轮喷气发动机产生的推力的至少一部分向前重定向来改善飞机的制动能力。在此阶段，反向器阻挡冷气流的流路并且将该冷流向机舱的前部定向，因此产生将增加到飞机轮子制动的反向推力。

用来实现这种冷流的重定向的装置可根据反向器的类型而改变。然而，在所有情况下，反向器的结构包含可移动罩，所述可移动罩可以在展开位置和收回位置之间移动，一方面，在展开位置，所述可移动罩在机舱中打开用于偏转流体的通道，另一方面，在收回位置，所述可移动罩关闭所述通道。所述罩能够执行偏转功能或简单驱动其他偏转装置。

就在格栅式反向器而言，也称为格栅式推力反向器，所述气流的重定向是由叶栅完成的，所述罩仅具有简单滑动功能以用于暴露或覆盖这些叶栅。附加的阻挡门（也称为襟翼）由罩的滑动致动，通常也可以允许关闭叶栅下游的流路来优化冷气流的重定向。

这些襟翼通过下游端部枢轴安装在滑动罩上，该滑动罩位于收回位置和展开位置之间，在收回位置，所述可移动罩确保机舱内壁的空气动力连续性，在展开位置，在推力反向的位置，所述罩至少部分地阻挡环形通道以将气流向通过滑动可移动罩暴露的叶栅偏转。襟翼的枢转是通过控制杆引导的，该控制杆一方面连接至襟翼，另一方面连接至限定了环形通道的内部结构的固定点。

发明内容

为了解决与这些阻挡襟翼的驱动以及控制杆穿过流路产生的空气动力中断相关的某些问题，提出这样一种推力反向装置，其不具有穿过空气循环流路的控制杆。

特别参考申请FR2,907,512以及申请FR09/53630（未公开），描述了这种推力反向器。

值得注意的是，阻挡襟翼能够在直接喷射位置，确保可活动罩的内部连续性，并形成循环流路的壁或收回至所述移动罩内。后一个解决方案能够进一步减少循环流路的表面不规则性，或增加隔音处理了的移动罩的内表面。这种设备特别在申请EP1,843,031中示出。阻挡襟翼完全收回至移动罩中，显著地降低了组件的阻力和重量，并因此，减少燃料消耗并改进隔音性能。

此外，襟翼的开启必须遵守特定运动，该运动与移动襟翼和叶栅激活的开启运动相关。

更为特别地，阻挡襟翼的开启运动必须能够破坏流路中的气压，并且更为通常地在破坏机舱中的气压，越小越好，以减小对气流的中断和影响涡轮喷气发动机的操作。

更为特殊的，涡轮喷气发动机的排气横截面必须优选地保持基本恒定。

因此，如果阻挡襟翼展开太早，特别是在反向器打开通向机舱的通道之前，排气横截面将小于通常用于直接喷射的排放横截面，这将导致在通道完全打开并且正常循环压力重新建立之前，涡轮喷气发动机的流路中的气压显著并突然增加。

相反地，如果阻挡襟翼展开太晚，而反向器通道横截面增加到可用于直接喷射喷气横截面，全部排放横截面大于正常直接喷气排放横截面，这将导致失压。

在襟翼能够被收回到移动罩内部的情况下，其展开也会有轻微的延迟，这样他们不抵接在移动罩的上游端。

根据现有实施方式，控制杆穿过流体并被连接至内部固定结构时，能够使得相对容易地解决这种类型的问题。

实际上，在任何情况下，为了能够枢转，阻挡襟翼一方面必须连接至固定部件，另一方面必须连接至移动部件。

在现有实施方式中，控制杆穿过流路，移动部件通常是移动罩，因此固定部件是内部固定结构。

内部固定结构提供了比较大的潜在附接表面，因此，允许相对精确并满意控制开启运动。更为特别地，根据期望的运动，潜在附接表面可以很容易地将控制杆连接在内部固定结构的略微上游或略微下游的位置，通过流路以引起稍微不同的开启和关闭运动。

此外，由于机舱的大致圆柱形形状，襟翼能够被制成在开启位置轻微重叠。因此，能够确保相邻的襟翼的确具有略微不同的开启和关闭运动，以确保相邻襟翼正确重叠而并不相互碰撞。

对于不具有穿过流路的控制杆的襟翼而言，这种运动很难实现，因为其附接点的选择较之内部固定结构大大减少。

推力反向器在流路中不具有控制杆的情况下，连接襟翼至枢轴的移动部分保持移动罩，然而，对固定部件的选择具有很大的局限性，特别可以选择反向器叶栅的前框架，也可以考虑移动罩内可用的狭小空间。

因此，能够理解的是，很难依据期望运动的目的将附接点设置于稍微上游或稍微下游。

此外，推力反向设备的发展也已经使得可以执行推力反向设备以适合于具有高旁路比的机舱，该旁路比具有相对于叶栅长度而言相对短的下游部分，该叶栅长度足够反向其产生的气流。

这种推力反向设备，例如在申请US2010/0212286中所描述的，以及迄今还没有公开的申请FR10/56006中所描述的，提供叶栅的实施，至少部分退回到临近中间段的厚度中。

这种系统能够减少下游段的长度，并因此减少机舱的阻力。

这些系统的一个问题是与前述的不具有穿过流路的控制杆的推力反向技术的兼容性。

首先，叶栅的前框架不再构成用于连接阻挡襟翼的固定点。

此外，叶栅和襟翼的展开运动是十分不同的。这就是申请US2010/0212286保留系统中的穿过空气循环流路的连接杆的原因。

因此，生产这种推力反向设备需要特殊的实施方式，该推力反向设备不具有穿过流路的驱动阻挡襟翼的控制杆，但具有可收回的叶栅，其解决方案是本申请的主题。

为此，本申请涉及一种涡轮喷气发动机舱，具有设置有至少一个推力反向设备的下游段，该推力反向设备包括，一方面，用于偏转来自于涡轮喷气发动机的至少一部分气流的装置，另一方面，至少一个罩，所述罩在基本平行于机舱纵向轴的方向上于关闭位置和开启位置之间平移，在关闭位置，其确保机舱的空气动力连续性并覆盖偏转装置，在开启位置，其打开进入机舱的通道并暴露偏转装置，该推力反向设备还包括至少一个阻挡襟翼，该阻挡襟翼通过至少一端附接至偏转装置的后部枢转安装，并可滑动连接至移动罩，其特征在于，枢转端从偏转装置的后部向机舱的下游方向平移连接至偏转装置的后部。

因此，通过在平移中设置阻挡襟翼的枢转端的组件，可以相对简单地使用阻挡襟翼的精确开启和关闭运动。此外，也大大简化了建模和数字仿真。

这种系统特别允许通过调整平移路径的长度和形状，特别是如果希望具有气流的非线性开口，对阻挡襟翼的开口进行微调。这样，也可以根据期望的压力变化剖面在开口中引入一个延时（襟翼在枢转之前以平移开始）。

根据优选的实施方式，襟翼的枢转端通过从机舱的所述后部向下游方向延伸的至少一个滑块连接至偏转装置的后部。所述滑块允许额外的横向移动。

有利地，襟翼的枢转端被可平移安装在机舱的大致纵向方向上。滑块可以也具有弯曲部分。特别是，为了避免在临近襟翼之间的任何碰撞，用于相邻襟翼的滑块设置成不同形状/长度。

可选地，阻挡襟翼的枢转端通过至少一个滚轴枢转安装。

可选地，另一个可选实施方式使用齿条和链轮。

优选地，偏转装置包括至少一个叶栅。

有利地，偏转装置的后部是偏转装置的至少部分外周后框架。

有利地，阻挡襟翼可滑动连接至移动罩。

根据第一可选实施方式，襟翼通过控制杆可滑动连接至移动罩，该控制杆具有附接至襟翼的第一端和能够在移动罩的相应导轨之内滑动的第二端。

根据第二可选实施方式，襟翼通过控制杆可滑动连接至移动罩，该控制杆具有附接至移动罩的第一端和能够在襟翼的相应导轨之内滑动的第二端。

根据一个补充有利的实施方式，所述偏转装置顺序安装以在收回位置和展开位置之间移动，收回位置相当于移动罩的关闭位置，且在该位置所述偏转装置至少部分收回至机舱的临近固定结构，展开位置相当于移动罩的开启位置，且在该位置所述偏转装置至少几乎完全通过由移动罩释放的开口延伸。

优选地，临近固定结构是中间段，设计用于环绕涡轮喷气发动机的风扇。

根据第一实施方式，在折叠位置，该襟翼形成空气循环表面的至少一部分。

根据第二实施方式，在折叠位置，该阻挡襟翼被完全收回在移动罩内。

在补充有利的方式中，机舱包括至少一个偏转器，该偏转器具有连接至阻挡襟翼的第一端和连接至偏转装置的第二端，且设计为提高沿通过偏转器中的阻挡襟翼限定的反向气流表面的空气动力连续性。

附图说明

本发明根据附图的详细说明将会更好理解，其中：

-图1是具有后段的涡轮喷气发动机整体示意图，清楚地示出了其内部结构。

-图2是图1的机舱的纵向横截面的示意图。

-图3和图4是根据本发明的第一实施方式的机舱的部分示意图，该机舱分别在开启和关闭位置时具有固定叶栅的推力反向设备。

-图5和图6是根据本发明的第一实施方式的机舱的部分示意图，该机舱分别在开启和关闭位置时具有可收回叶栅的推力反向设备。

-图7至图9示出了本发明的第三实施方式的操作。

具体实施方式

如图1和图2所示，机舱1被设计为形成管状壳体，该管状壳体用于收纳双流涡轮喷气发动机，并用于引导其生成的气流，即，穿过燃烧室的热气流和在涡轮喷气发动机主体外部循环的通过风扇叶片产生的冷气流。

通常来说，机舱1具有这种结构，包括形成进气口的上游段、围绕涡轮喷气发动机风扇的中间段、以及围绕涡轮喷气发动机的下游段，在图1和图2中以标记2表示。

下游段2包括外部结构10和内部发动机整流结构11，外部结构10具有推力反向设备，内部发动机整流结构11与外部结构10限定了流路9，流路9设计用于这里介绍的双流涡轮喷气发动机舱中的冷气流的循环。

该推力反向设备2包括平移地安装在大致平行于机舱1的纵向轴方向上的罩30。

罩30能够可交替地在关闭位置和开启位置之间移动，在关闭位置，其确保了机舱1的下游横截面2线的空气动力连续性，并覆盖了气流偏转装置40，在开启位置，其通过暴露气流偏转装置40打开机舱1中的通道。

更具体地说，值得注意的是，推力反向设备通常包括至少两个大致半圆柱型的安装在机舱上的移动罩3（称为C或D型机舱），以使能够沿导轨（未示出）滑动。其还包括单独的整体移动罩（称为O型机舱）。

根据示出的例子，该偏转装置40是叶栅，每个叶栅都具有多个偏转叶片。

如图2所示，下游横截面2通常也包括前框架50，在下游方向上延伸罩30，并将下游段2与环绕涡轮喷气发动机风扇的中间段附接。

前框架50还用于支撑偏转装置41。

移动罩30在机舱的下游方向的平移释放了开口，涡轮发动机的至少部分次流能够通过该开口逸出，这部分气流通过偏转装置41向机舱的前部重新定位，因此产生能够有助于航空器制动的反向推力。

为了增加穿过偏转装置41的次流，该推力反向装置可以包括多个反向器襟翼60（未在图1和图2中示出），分布在罩30的内部圆周上，每个襟翼均枢转安装在收回位置和展开位置之间，在收回位置，襟翼关闭开口并确保流路9的内部空气动力连续性，在展开位置，在推力反向的情形下，其至少部分覆盖环形通道9以将气流向叶栅开口41偏转。O型环（未示出）设置在移动罩30和前框架50之间，以使得环形通道9内的流体循环与机舱外部流体隔离开。

根据已知可选实施方式，襟翼60可以在关闭位置能够完全收回至移动罩30内，因此移动罩30确保流路9的内部空气动力连续性。

该推力反向器设备因此必须装配有系统，该系统允许根据适当的运动对具有移动罩30的襟翼60进行适当的驱动。

根据如图3和图4所示的第一实施方式，阻挡襟翼60通过附接至偏转装置41后部的端部枢转安装。更为具体地，偏转装置41的后部能够由至少后部叶栅的部分外周框架构成。

对于特殊实施方式，该襟翼或其相配物将装备有O型环，在反向器位于直接喷射位置并且襟翼被收回时，确保次流路压力和环境外部压力之间的分离。

根据本申请，阻挡襟翼60的枢转端也被安装成从偏转装置41的所述后部向机舱的下游方向平移。

该附加平移运动通过插入滚轴61允许安装在襟翼60的枢轴端，在滑块62或导轨中从偏转装置41的后部向机舱的下游方向延伸。

根据图3和图4示出的实施方式，滑块62是大致直线运动的并在机舱的大致纵向方向延伸。

如图5和图6所描述的，滑块62当然能够以其他形式呈现，特别是弯曲的，该滑块62对于不同的襟翼可以具有不同的长度和形状。

滑块62的长度和形状的变化允许考虑襟翼60的开启和关闭运动的变化和适应。

如前所述，相邻襟翼60可具有不同的开启和关闭运动以防止其间任何碰撞。

值得注意的是，滑块62能够被连接至阻挡襟翼60并且关联滚轴61被固定安装在偏转装置41的后部。

值得注意的是偏转器160目前具有连接至固定在移动罩30上的导轨的第一端部，和连接至偏转装置41的第二端部，被设计用于改进沿反向气流表面的空气动力连续性，该反向气流表面由阻挡襟翼和偏转器界定。

有利地，阻挡襟翼60滑动连接至移动罩30，例如通过控制杆63连接，该控制杆具有连接至移动罩的第一端和能够在使用一个或多个滚轴64的所述襟翼60的相应导轨65中滑动的第二端。

设置或不设置控制杆可取决于反向器的构造和对于特定的几何形状，其可以不是必须的。

在最初关闭位置（图3），襟翼60被向下折叠并确保流路9的连续性。滚轴61抵靠在滑块62的上游端部。

一旦退回到打开位置，移动罩30导致滚轴64收回，因此导致襟翼60及其在导轨62中的滚轴61收回。这两个导轨65和62各自的几何形状允许襟翼60在流路9中或多或少快速倾斜。

图5和图6示出了一个特殊的实施方式，其中所述偏转装置41依次活动安装在收回位置和展开位置之间，收回位置相当于移动罩30的关闭位置，在该位置偏转装置41至少部分收回至机舱的相邻固定结构，展开位置相当于移动罩30的开启位置，且在该位置偏转装置至少几乎完全通过由移动罩释放的开口延伸。

在目前这种情况下，相邻固定结构是中间段，设计用于环绕涡轮喷气发动机风扇，偏转装置41部分收回至中间段的厚度中。

根据图5和图6示出的实施方式，阻挡襟翼60完全收回至移动罩中。当然，可以设置襟翼60，确保前述实施方式的流路9的连续性，反之亦然。

实际上，在此实施方式中的一个困难在于，襟翼60通常比没有收回至中间段中的偏移装置41的部分长。

因此，导轨62具有的基本作用是使得其适应过量的长度。

在最初关闭位置（图3）中，襟翼60被向下折叠并被收回到移动罩30中，其单独确保流路9的连续性。滚轴61抵靠在滑块62的下游端部。

当移动罩30被开启时，移动罩收回并驱动偏转装置41直到其达到其展开位置。

一旦偏转装置41被展开，移动罩30继续其平移，并且襟翼60的滚轴61沿滑块62平移直到其抵靠在所述滑块62的上游端部。

罩30的附加行程导致襟翼60通过控制杆63绕其滚轴61枢转。

图7至图9示出了第三实施方式，其中，推力反向器也具有可收回的偏转装置41，但是在其中，襟翼60不再连接至移动罩30。

实际上，如图所示，襟翼60一方面通过第一控制杆连接至偏转装置，第一杆基本附接至襟翼60的中间段，另一方面通过第二控制杆连接至固定前框架50，第二控制杆在枢转点连接至襟翼。

在最初关闭位置（图7）中，襟翼60被向下折叠并被收回到移动罩30中，其单独确保流路9的连续性。滚轴61抵靠在滑块62的下游端部。在给出的例子中，襟翼60被收回到移动罩30中，但其当然可以与襟翼一起提供部分气流表面或与一个或多个控制杆一起穿过流路9。

为了展开反向器，通过停止，在一定行程之后，圆柱型的驱动装置带上偏转装置41一起平移移动罩30（图8）。

偏转装置41的平移导致滚轴61沿其滑块62移动，直到其抵靠在所述滑块62的上游端部，于是在流路9中枢转。

此实施方式的优势之一是，控制杆连接至固定前框架50，能够将襟翼60的枢转点保持在发动机轴（纵向方向）指定的位置。

即使本发明已经利用特定的示例性实施例予以描述，但很明显，它并不限于此，而是包括本发明范围内的上述手段的所有等同技术物及其组合。

Claims (14)

1.一种涡轮喷气发动机机舱（1），该机舱具有设置有至少一个推力反向设备的下游段，该推力反向设备包括，一方面，用于偏转来自于涡轮喷气发动机的至少一部分气流的装置（41），另一方面，至少一个罩（30），所述罩（30）在基本平行于机舱纵向轴的方向上于关闭位置和开启位置之间平移，在关闭位置，其确保机舱的空气动力连续性并覆盖偏转装置，在开启位置，其打开进入机舱的通道并暴露偏转装置，该推力反向设备还包括至少一个阻挡襟翼（60），该阻挡襟翼（60）通过至少一端附接至偏转装置的后部枢转安装，并可滑动连接至移动罩，其特征在于，枢转端从偏转装置的后部向机舱的下游方向平移连接至偏转装置的后部。

2.根据权利要求1所述的机舱（1），其特征在于，阻挡襟翼（60）的枢转端通过从所述后部向机舱的下游方向延伸的至少一个滑块（62）连接至偏转装置（41）的后部。

3.根据权利要求1或2任一项所述的机舱（1），其特征在于，襟翼（60）的枢转端可在机舱的大致纵向方向上平移地安装。

4.根据权利要求1-3任一项所述的机舱（1），其特征在于，阻挡襟翼（60）的枢转端通过至少一个滚轴（61）枢转安装。

5.根据权利要求1-4任一项所述的机舱（1），其特征在于，偏转装置（41）包括至少一个叶栅。

6.根据权利要求1-5任一项所述的机舱（1），其特征在于，偏转装置（41）的后部是偏转装置外周后框架的至少一部分。

7.根据权利要求1-6任一项所述的机舱（1），其特征在于，阻挡襟翼（60）滑动连接至移动罩（30）。

8.根据权利要求7所述的机舱（1），其特征在于，阻挡襟翼（60）通过控制杆滑动连接至移动罩（30），所述控制杆具有附接至襟翼的第一端，以及能够在移动罩的相应导轨中滑动的第二端。

9.根据权利要求7所述的机舱（1），其特征在于，阻挡襟翼（60）通过控制杆（63）滑动连接至移动罩（30），所述控制杆（63）具有附接至移动罩的第一端，以及能够在襟翼的相应导轨（65）中滑动的第二端。

10.根据权利要求1-9任一项所述的机舱（1），其特征在于，所述偏转装置（41）顺序安装以在收回位置和展开位置之间移动，收回位置相当于移动罩（30）的关闭位置，且在该位置所述偏转装置至少部分收回至机舱的相邻固定结构，展开位置相当于移动罩的开启位置，且在该位置所述偏转装置至少几乎完全通过由移动罩释放的开口延伸。

11.根据权利要求10所述的机舱（1），其特征在于，所述临近固定结构是中间段，设计用于环绕涡轮喷气发动机风扇。

12.根据权利要求1-11任一项所述的机舱（1），其特征在于，在折叠位置，所述阻挡襟翼（60）形成空气循环表面的至少一部分。

13.根据权利要求1-12任一项所述的机舱（1），其特征在于，在折叠位置，所述阻挡襟翼（60）完全收回到移动罩（30）中。

14.一种根据权利要求1-13任一项所述的机舱（1），其特征在于，其包括至少一个偏转器，所述偏转器具有连接至阻挡襟翼（60）的第一端和连接至偏转装置（41）的第二端，且设计为提高沿通过偏转器中的阻挡襟翼限定的反向气流表面的空气动力连续性。

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