CN103201491A - 具有少量驱动器的飞行器涡轮喷气发动机推力反向器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有一体移动罩（23）的格栅式推力反向器，包括能够在位于悬吊架（8）的每一侧的导轨中滑动的轨道。该推力反向器仅包括两个驱动器（43a，43b），所述驱动器（43a，43b）位于所述轨道附近，能够导致所述罩（23）在所述导轨上于直接喷射和反向喷射位置之间滑动。该推力反向器还包括能够对轨道相对所述导轨产生偏转趋势的力进行补偿的装置，因此防止它们彼此间卡住。

Description

具有少量驱动器的飞行器涡轮喷气发动机推力反向器

技术领域

本申请涉及一种具有少量驱动器的飞行器涡轮喷气发动机的推力反向装置。

背景技术

飞行器通过每个都容纳在机舱中的多个涡轮喷气发动机移动，该机舱用于引导由涡轮喷气发动机产生的气流，也容纳一系列驱动设备，该驱动设备当涡轮喷气发动机操作或停止时，执行多种功能。

这些驱动设备可以特别包括机械推力反向系统。

机舱通常具有管状结构，包括位于涡轮喷气发动机上游的进气口、设计成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。

现代机舱设计成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生成气流，其中，气流一部分（也称为热流或主气流）在涡轮喷气发动机燃烧室内循环，气流另一部分（也称为冷流或次流）穿过环形通道（也称作通道）在涡轮喷气发动机外部循环，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排出。

推力反向器的作用在于，在飞行器着陆时，通过将涡轮喷气发动机产生的至少一部分推力向前重定向来改善飞行器的制动能力。在此阶段，反向器阻挡冷流通道并且将该冷流向机舱的前部定向，因此产生增加到飞行器轮子的制动上的反向推力。

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（或门），所述可移动罩可以在关闭位置或“直接喷射”位置和开启位置或“反向喷射”位置之间移动，在关闭位置或“直接喷射”位置，所述可移动罩关闭所述通道，在开启位置或“反向喷射”位置，所述可移动罩在打开用于在机舱中偏转流体的通道。所述罩能够执行偏转功能或简单驱动其他偏转装置。

例如在格栅式推力反向器（也称为格栅式反向器）中，所述气流的重定向是由叶栅完成的，所述罩具有简单滑动功能以用于暴露或覆盖这些叶栅。

该移动罩沿大致平行于机舱轴的纵向轴平移。通过罩的滑动驱动的推力反向器襟翼可以从叶栅下游阻止冷流通道，以优化朝向机舱外部的冷流的重新定向。

可以从现有技术中得知，尤其是文献FR 2 916 426中，是格栅式推力反向器，其中移动罩是一体的，滑动安装在导轨上，所述导轨设置在由涡轮喷气发动机及其机舱形成的悬吊架组件的每一侧。

“一体罩”指的是准环形罩，从架的一侧不中断地延伸至另一侧。

这种罩通常命名为术语“O型管道”，指的是这种罩的护罩形状，与“D型管道”相对，D型管道实际上包括两个半罩，每个半罩均延伸机舱的半圆周。

“O型管道”式罩在其“直接喷射”位置和“反向喷射”位置之间的滑动，通常通过电动机械型（例如：由电动发动机和移动螺母驱动的蜗杆螺旋）或液压发动机型（由压力油驱动的汽缸）的多个驱动器来确保。

典型地，具有四或六个驱动器，即，在悬吊架的任一边，在推力反向器的每个半边上分别分布有两个或三个驱动器。

发明内容

本发明目的在于简化这些驱动装置，同时减少机舱的成本和降低机舱的重量。

本发明的目的是通过具有一体移动罩的格栅式推力反向器实现的，该一体移动罩包括能够在位于悬吊架的任一边的导轨中滑动的轨道，该推力反向器仅包括位于所述轨道附近的两个驱动器，能够导致罩在所述导轨上于直接喷射位置和反向喷射位置之间滑动，并且包括能够对轨道相对所述导轨产生偏转趋势的力进行补偿的装置，因此防止它们彼此间卡住，值得注意的是，所述装置从下述组中选择，包括：

-补偿装置，所述装置用于补偿由反向器冷流通道增压而导致的移动罩的倾斜扭矩，并且

-反向器的推力反向器襟翼，其设置为所述移动罩的内壁的上游边缘施加推力。

仅设置两个驱动器是对于现有技术的推力反向器的重大简化，这种简化使得成本和重量大大降低。

然而，这种简化引起了移动罩滑动卡住的风险，由于使用前述补偿装置可以避免这种卡的风险。

实际上，由于移动罩内壁的大致圆锥形的形状，来自于冷气的压力的合力实际上趋向于对承受驱动器所施加的合力的移动罩形成倾斜扭矩；通过补偿该扭矩，从而减少卡住的风险。

关于推力反向器襟翼，推力出现在移动罩的开启和关闭时，使得在移动罩整个外围大致均匀地分布力，这使得能够减少上述倾斜扭矩的强度。

根据本发明的推力反向器的其他可选特征：

-所述补偿装置包括增压装置，其用于给所述外部罩的外壁增压：通过给移动罩的外壁增压，其形状也是圆锥型的，但相对罩内壁是颠倒的，前述倾斜扭矩的作用被大大减少；

-所述增压装置包括O型环，设置在所述移动罩外壁的上游，并且所述移动罩内壁的上游不设有密封：通过消除内壁密封并将其附接到外壁上，冷气在冷流通道中被加压，允许填充移动罩内外壁之间的空间，并因此对外壁的至少一部分增压；

-所述增压装置包括位于所述移动罩内壁的O型环，与外壁上的有限缺口和位于穿过内壁的至少一个扩张器相关联：这些扩张器的作用是确保位于移动罩内壁和外壁之间空间的压力，其抵消了移动罩的轴向力的合力；可选地，这个扩张器能够被控制。

附图说明

本发明的其他特征和优势根据下述详细说明和仔细观察附图将会显示出，其中：

-图1是根据本发明的具有推力反向器的涡轮喷气发动机的整体示意图，即，包括一体移动罩（O型管式反向器），清楚显示出其内部结构；

-图2是图1机舱的纵向横截面示意图；

-图3至图5是图1和图2机舱的在三个连续位置的推力反向器的纵向半剖视图；

-图6示出了图3至图5的推力反向器的移动罩的两个驱动器的位置的示意图以及横向横截面图；

-图7示出了移动罩承受的倾斜扭矩的示意图以及纵向横截面图；

-图8示出了根据本发明的推力反向器的移动罩上的O型环的适当位置的示意图以及纵向横截面图；并且

-图9示出图5的XII区域的机械装置的详细视图。

在所有这些附图中，相同或相似的附图标记指代相同或相似的元件或元件组。

具体实施方式

参考1和图2，机舱1被设计为形成管状以容纳双流涡轮喷气发动机3并用于引导通过涡轮喷气发动机3产生的热流5和冷流7，如本说明书前文所指出的。

机舱1被设计为从架8悬吊，被按次序固定在飞行器机翼下方。

如前所指出的，机舱1通常具有这样一种结构，包括由进气口形成的上游段9，环绕涡轮喷气发动机3的风扇13的中间段11，和环绕涡轮喷气发动机3的下游段15。

该下游段15包括外部结构17，具有推力反向器设备和涡轮喷气发动机的发动机3的内部整流结构19，在本文提出的双流涡轮喷气发动机的情况下，该涡轮喷气发动机与外部结构17限定冷流通道7。

该推力反向器装置包括罩23，可平移安装在大致平行于机舱1的纵向轴A的方向上。

罩23能够在关闭位置和开启位置之间交替，在关闭位置（此位置在图1和图2中示出），其确保机舱1下游段15的线的空气动力连续性，并覆盖气流叶栅25，在开启位置，其通过暴露这些格叶栅25来打开机舱1的通道。

更为特别地，在本申请的上下文中，移动罩23是一体的，即，包括单个具有准环形形状的一体移动罩，从架8的一侧向另一侧不中断地延伸（O型管移动罩）。

每个叶栅25均具有多个偏转叶片。

如图2所示，下游段15也可以包括前框架27，从罩23上游延伸，并将下游段15附接到环绕涡轮喷气发动机风扇13的中间段11。

移动罩23在机舱下游方向的平移释放了开口，通过该开口，来自于涡轮喷气发动机的冷流能够至少部分逸出，流体部分由叶栅25向机舱的前部重新定向，因此产生能够用于制动飞机的反向推力。

向叶栅25的冷流的定向是通过多个反向器襟翼29（图3至图5和图9）完成的，分布在移动罩23的内部圆周，每个都枢转安装在收回位置和展开位置之间，在收回位置（见图3和图4），这些襟翼29确保冷流通道7的内部空气动力连续性，在展开位置，在反向推力情况下，反向器襟翼至少部分阻塞该通道并偏转冷流通过叶栅25。

更为具体地参考图3至图5，示出了三个连续位置上的根据本发明的推力反向器。

在图3中，推力反向器被示出于“直接喷射”位置，即在此位置，冷流7从机舱的上游直接循环到机舱下游：此位置与飞行器巡航飞行状况相关。

图4示出了移动罩23前往图5的“反向喷射”位置的过程。

在此位置，冷流通过推力反向器襟翼29被偏转穿过叶栅25，如箭头F示出的，能够执行飞行器的制动。

更为特别地，如图3至图5示出的实施方式，推力反向器叶栅25是可收回类型，即，在移动罩23开启的作用下，能够从上游位置（图3和图4）向下游位置（图5）滑动。

如图9所示，推力反向器叶栅25的下游滑动运动是通过适当设置在移动罩23的外壁33的上游边缘的阻挡件31完成的。

更为特别地，推力反向器襟翼29均可枢转并滑动安装在内部凹槽34内，内部凹槽34固定至推力反向器叶栅25。

第一连接杆35将每个襟翼29的枢转及滑动端连接到固定的前框架27，或任何其他固定结构，第二连接杆37一方面铰接在推力反向器襟翼29长度的大致中间处，另一方面铰接在推力反向器叶栅25的上游区域。

当移动罩23从图3位置移动至图4位置时，两个连接杆35，37和关联推力反向器襟翼29保持固定，允许推力反向器襟翼离开由移动罩23的外壁33和内壁41限定的凹处。

当移动罩23持续滑动到达图5示出的位置时，阻挡件31被设置在移动罩外壁33的上游边缘，导致推力反向器叶栅25向图5可见的下游位置滑动。

在滑动的作用下，第一连接杆35导致将推力反向器襟翼29端部的接合点向凹槽34的内部滑动，允许推力反向器襟翼从壁33和41限定的凹处中移开。

第二控制杆37导致枢转该推力反向器襟翼29直到其达到其阻塞冷流通道7的位置，如图5所示，在机舱1的上游方向，能够定向冷流穿过推力反向器叶栅25。

用于驱动移动罩23的装置，能够从如图3至图5的一个位置滑动到另一个位置，在图6中示意性地显示：这些装置包括两个独特的驱动器43a和43b，在悬吊架8的任一侧，被设置在移动罩的上部（即，向所附附图纸张的上3/4）。

这些驱动器可以是液压汽缸，或机电式驱动器，例如蜗杆螺旋和螺母系统。

根据移动罩23内壁41的大致锥形形状，该形状扩口在机舱的下游方向，如图7所示，当移动罩位于其直接喷射位置时，来自于位于内壁上冷气压力的合力RP向机舱的上游方向定向。

因此，在移动罩23开启期间，合力RP与由驱动器43a和43b施加的力的合力RA导致产生倾斜扭矩。

所述倾斜扭矩有导致阻碍设置在移动罩23的上部的轨道（未示出）的危险，该轨道允许移动罩在设置在悬吊架8任一侧的两个导轨（未示出）中滑动。

为了避免这种情况，提出了偏移O型环，典型地位于移动罩23内壁41的上游边缘B1处，朝向移动罩外壁33的边缘B2。

这样做，位于机舱冷气通道中的压缩冷气7填充由移动罩23的外壁33和内壁41限定的凹处。

这样做以及由于外壁33的锥形形状，在机舱的下游方向变窄，由冷气施加的压力的合力被定向在与移动罩23开启时驱动器43a和43b施加的合力RA同样的方向：这样，消除了通过冷流通道内部的气压产生的倾斜扭矩，并因此消除由压力产生卡住的风险。

在另一可选方式中，能够考虑在内壁41的上游设置O型环，其与外壁上的有限缺口和穿过内壁41的至少一个扩张器关联：这个扩张器的作用是确保位于移动罩内壁41和外壁43之间空间的压力，其抵消了移动罩的轴向力的合力；可选地，这个扩张器能够被控制。

在关联的导轨中的移动罩23的轨道卡住的另一个风险源是，驱动器43a和43b的向上偏移位置，即，其关于贯穿机舱的水平面非常不对称定位：这样不对称定位实际上在移动罩23的轨道和关联导轨之间内在地产生支持力，所述支持能够产生摩擦导致阻挡情况发生。

一种用于减少由这种支持力所引起的阻挡风险的解决方案包括在移动罩23的关联轨道45的延伸中放置每个驱动器43。

由于这种特殊的设置，由驱动器43a和43b所施加的推力和牵引力，被直接施加在与关联导轨相关的每个轨道的滑动轴中，因此消除任何倾斜运动以及支持和卡住的相关风险。

另一种用于减少支持和卡住风险的解决方案是，由固定至移动罩23的轨道45端部的线缆55组成，如图10和11所示。

作为前面描述的补充，用于减少移动罩23的相对于机舱水平面非对称定位的致动器43a，43b的固有的倾斜扭矩，另一种方式包括使用自身的推力反向器襟翼29。

更为特别地，如图5所示，推力反向器襟翼29的运动的几何形状能够如此选择以使得它们抵靠移动罩23内壁41的上游边缘B1。

这样，这些推力反向器襟翼29，在冷流7施加的推力的作用下，压在内壁41的边缘B1的整个圆周，因此施加推力并圆周分布在内壁上，并因此施加在移动罩23组件上。

力的圆周分布能够抵抗由非对称设置的驱动器43a和43b所产生的倾斜扭矩，因此有助于主动减少随后的支持和卡住的风险。

根据前述可以看出，本发明提供一种具有特别简化和轻量化设计的推力反向器，这是由于仅使用设置在机舱悬吊架的任一侧的两个驱动器。

驱动器数量的限制，以及其特殊的位置，因倾斜扭矩而带来了困难，该倾斜扭矩一方面由机舱中的冷气增压而产生，另一方面在移动罩开启和关闭期间，由驱动器产生的非对称力而产生。

为了解决这些困难，并允许仅使用两个驱动器，能够单独或组合使用前述装置，使得可以补偿推力反向器移动罩的倾斜力。

值得注意的是，具有可回收叶栅（见图3至图5）的推力反向器的使用在本发明的上下文中是完全可选的。

当然，本发明决不局限于上面描述并示出的实施方案，而仅仅是作为一个例子。

Claims (5)

1.一种具有一体移动罩（23）的格栅式推力反向器，包括能够在位于悬吊架（8）的任一侧的导轨中滑动的轨道（45），所述推力反向器仅包括两个驱动器（43a，43b），所述驱动器（43a，43b）位于所述轨道（45）附近并能够导致罩（23）在所述导轨上于直接喷射位置和反向喷射位置之间滑动，所述推力反向器还包括能够对轨道（45）相对所述导轨产生偏转趋势的力进行补偿的装置，因此防止它们彼此间卡住，其特征在于所述装置从下述组中选择，包括：

-补偿装置，所述装置用于补偿由反向器冷流（7）通道增压而导致的移动罩（23）的倾斜扭矩（RA，RP），和

-反向器的推力反向襟翼（29），其设置为所述移动罩内壁的上游边缘（B1）施加推力。

2.根据权利要求1所述的推力反向器，其特征在于，所述补偿装置包括增压装置，其用于为所述外部罩（23）的外壁（33）增压。

3.根据权利要求2所述的推力反向器，其特征在于，所述增压装置包括O型环，所述O型环被设置在所述移动罩（23）的外壁（33）的上游，并且所述移动罩（23）内壁（41）的上游不设有密封。

4.根据权利要求2所述的推力反向器，其特征在于，所述增压装置包括位于所述移动罩内壁上的O型环，与外壁上的有限缺口和穿过内壁的至少一个扩张器相关联。

5.一种用于飞行器的涡轮喷气发动机（3）的机舱（1），其特征在于其包括根据前述权利要求任一项所述的推力反向器。

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