CN103210200A

CN103210200A - 用于飞行器旁通涡轮喷气发动机的发动机舱

Info

Publication number: CN103210200A
Application number: CN2011800551028A
Authority: CN
Inventors: 埃尔韦·胡瑞林; 奥利维尔·科伯勒; 奥利维尔·吉罗
Original assignee: Hurel Hispano SA
Current assignee: Safran Nacelles SAS; Safran Nacelles Ltd
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2031-10-28
Also published as: US20130230391A1; WO2012066210A3; CA2816255A1; BR112013010648A2; CN103210200B; RU2013126749A; FR2967399B1; FR2967399A1; EP2640952A2; WO2012066210A2; US9243587B2

Abstract

本发明涉及一种用于飞行器的旁通涡轮喷气发动机的发动机舱（1），其在下游段包括内部固定结构（8）和外部结构（9），所述内部固定结构（8）用于环绕所述旁通涡轮喷气发动机的部分，所述外部结构（9）至少部分地环绕所述内部固定结构（8）从而限定环形流路（10），所述外部结构（9）包括面朝所述环形流路（10）定位的至少一个内翻板（101）、不与所述环形流路（10）接触并至少部分地越过每个内翻板（101）以保持与所述外部结构（9）的余下部分的空气动力连续性的外翻板（103）、以及位于每个内翻板（101）和每个外翻板（103）之间的中间翻板（105），所述中间翻板（105）能够平移运动使得能够增加或减小环形流路（10）的截面，并且每个内翻板（101）和每个外翻板（103）能够转动运动使得能够在所述中间翻板（105）处于任何位置时都能与之保持持续地接触。

Description

用于飞行器旁通涡轮喷气发动机的发动机舱

技术领域

本发明涉及一种用于飞行器的旁通涡轮喷气发动机的发动机舱，所述发动机舱在下游段包括内部固定结构和外部结构，所述内部固定结构用于环绕旁通涡轮喷气发动机的部分，所述外部结构至少部分地环绕所述内部固定结构从而限定环形流路。

背景技术

飞行器通过容纳在发动机舱中的多个涡轮喷气发动机来驱动，所述发动机舱还容纳有与其操作相关的一组辅助致动设备，以当涡轮喷气发动机处于运转或停止时来提供各种功能。这些辅助致动设备尤其包括推力反向机械致动系统。

发动机舱通常沿着纵向轴线具有管状结构，该管状结构包括：位于涡轮喷气发动机上游的进气口、用于环绕涡轮喷气发动机风扇的中间段、以及容纳推力反向装置并用于环绕涡轮喷气发动机的燃烧室的下游段。此管状结构通常在尾部为喷嘴，喷嘴的出口位于涡轮喷气发动机的下游。

现代的发动机舱用于容纳旁通涡轮喷气发动机，借助于风扇的转动叶片，此旁通涡轮喷气发动机能够产生热气流（也称为“主流”）和冷气流（也称为“次流”），其中，所述热气流来自涡轮喷气发动机的燃烧室，所述冷气流通过环形通道（也称为环形流路）在涡轮喷气发动机的外侧流通。

对于术语“下游”，在此意指对应于冷气流穿过涡轮喷气发动机的方向。术语“上游”则指代相反的方向。

通过外部结构（所谓的外部固定结构OFS）和同心的内部结构（所谓的内部固定结构IFS），在下游段形成了所述环形流路，该环形流路环绕发动机的严格来说位于风扇下游的结构。所述内部结构和外部结构属于下游段。外部结构可包括一个或多个滑动罩，所述滑动罩能够沿发动机舱的纵向轴线在允许反向气流逃逸的位置和防止此种逃逸的位置之间滑动。

通常，可变喷嘴由活动滑动元件形成，并且配置成能够允许气流的喷射截面在环形流路的出口处变窄，从而根据飞行器所处的飞行阶段优化出口的截面。

但是，所述活动元件不能获得次流流路的良好的空气动力性能。而不佳的空气动力性能会导致推进系统（包括涡轮喷气发动机和发动机舱）消耗率和噪音的增加。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种发动机舱，该发动机舱的用于喷射冷气流的截面是可变的，由此不具有上述的缺陷。

为了此种目的，根据第一方面，本发明的目的在于提出一种用于飞行器的旁通涡轮喷气发动机的发动机舱，其在下游段包括内部固定结构和外部结构，所述内部固定结构用于环绕所述旁通涡轮喷气发动机的部分，所述外部结构至少部分地环绕所述内部固定结构从而限定环形流路，所述外部结构包括面朝所述环形流路定位的至少一个内翻板、不与所述环形流路接触并至少部分地越过每个内翻板以保持与所述外部结构的余下部分的空气动力连续性的外翻板、以及位于每个内翻板和每个外翻板之间的中间翻板，所述中间翻板能够平移活动使得能够扩大或缩窄环形流路的截面，并且每个内翻板和每个外翻板能够转动活动使得能够在所述中间翻板处于任何位置时都能与之保持持续地接触。

每个中间翻板安装在外部结构内部，位于内翻板和外翻板之间。所述中间翻板可在对应于发动机舱的正常工作位置的标准位置、对应于扩大环形流路的截面的位置的展开位置、和对应于缩窄环形流路的截面的位置的缩回位置之间伸展。在所有的这些位置以及从一个位置到另一个位置变换过程中，外翻板都和内翻板保持持续地接触。

一直保持彼此接触的活动的中间活动翻板和外活动翻板的组合允许通过次流流路的外部结构的下游部分的机翼后缘的形状的演变来改变喷嘴的出口截面。于是次流流路具有非常良好的空气动力性能。

根据本发明的其他方面，本发明的发动机舱包括一个或多个以下可选的特征，这些特征可以单独考虑或者根据所有可能的组合结合起来考虑。

-通过与轨道系统配合的滑动件或滚子，至少一个中间翻板能够平移活动，这允许每个中间翻板以简单可靠的方式移位，其中，所述轨道系统属于支承了所述中间翻板的框架；

-通过一个或多个电动或液压作动筒，至少一个中间翻板被触发，于是每个中间翻板可以简单有效的方式被触发；

-与中间翻板关联的框架相对所述外部结构是活动的，这允许整个中间翻板被驱动，并允许框架所经受的力减小；

-通过一个或多个作动筒，所述框架沿与发动机舱的纵向轴线共线的轴线是能够平移活动的，并且该平移运动通过连杆系统传递到所述中间翻板；

-通过一个或多个作动筒，所述框架沿与发动机舱的纵向轴线共线的轴线是能够转动活动的，并且该转动运动通过连接系统（尤其是一个或多个曲柄组件）传递到所述中间翻板；

-通过轨道系统或弹簧系统，每个内翻板和每个外翻板与中间翻板持续地接触，这允许中间翻板与外、内翻板持续地、可靠地接触；

-每个内翻板，每个外翻板和每个中间翻板包括接触表面，该接触表面涂覆有抗磨涂层，由此能够避免翻板之间的磨损。

附图说明

通过阅读参照附图作出的以下非限制性的描述，本发明将得到进一步地理解，其中，

图1为本发明一实施例的发动机舱的局部剖视示意图；

图2为本发明一实施例的发动机舱的下游段的纵向剖视示意图，其中，内、外和中间翻板位于标准位置；

图3为图2中的实施例的立体图；

图4为根据图2中的实施例的发动机舱的后部的立体图；

图5为本发明的一实施例的发动机舱的下游段的纵向剖视示意图，其中，内、外和中间翻板位于缩回位置；

图6为图5中的实施例的立体图；

图7为根据图5中的实施例的发动机舱的后部的立体图；

图8为本发明的一实施例的发动机舱的下游段的纵向剖视示意图，其中，内、外和中间翻板位于展开位置。

图9为图8中的实施例的立体图；

图10为根据图8中的实施例的发动机舱的后部的立体图；

图11为根据本发明的发动机舱的中间翻板的致动的实施例的剖视示意图；

图12为图11的替代实施例的剖视示意图。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明的发动机舱沿纵向轴线Δ具有基本管状的形状。本发明的机舱1包括上游段2（带有形成进气口3的进气口唇缘13）、中间段4（环绕涡轮喷气发动机6的风扇5）和下游段7。下游段7包括环绕涡轮喷气发动机6的上游部分的内部结构8（也称为IFS）和支承了活动罩（包含推力反向装置）的外部结构9（OFS）。

IFS8和OFS9限定了环形流路10，该环形流路10允许在进气口3穿入发动机舱1的气流12通过。

本发明的发动机舱1的尾部具有喷嘴21，该喷嘴21包括外模块22和内模块24。此内模块24和外模块22限定了用于将热气流25排到涡轮喷气发动机6之外的通道。

如图2所示，OFS9包括面朝环形流路10定位的至少一个内翻板101，不与环形流路10接触的外翻板103至少部分地越过每一个内翻板101，以保持与OFS9的余下部分的空气动力的连续性。在每个内翻板101和每个外翻板103之间设置有中间翻板105。所述中间翻板105能够平移活动使得能够扩大或缩窄环形流路10的截面。此外，外翻板103和与之相关的内翻板101能够转动活动使得能够在中间翻板106处于任何位置时都能与之保持接触。

代表性地，本发明的发动机舱1包括一样多的内翻板101、外翻板103和中间翻板105。本发明的发动机舱1因此包括多个内翻板101，每个内翻板101都与一个外翻板103和一个内翻板105相关联。这些翻板101、103、105分布在所述发动机舱1的圆周上。

每个外翻板103相对于OFS9绕固定枢转轴109枢转，所述枢转轴109包含在基本垂直于本发明的发动机舱1的轴线Δ的径向平面内。

每个内翻板101相对于OFS9绕基本与外翻板的枢转轴109共线的的轴线枢转。

每个内翻板105沿图2、5和8中的虚线指示的轨迹活动。典型地，中间翻板的轨迹107基本上与环形流路10的纵向方向共线。对于“纵向方向”，在此是指：当IFS8从上游向下游变宽至其最宽的区域时，基本与此IFS8共线的方向。

每个中间翻板105可在标准位置、展开位置和缩回位置之间伸展，其中所述标准位置（见图2-4）对应于本发明的发动机舱1的正常工作位置，所述展开位置对应于环形流路10的截面增大的位置（件图5-7），所述缩回位置对应于环形流路10的截面缩窄的位置（见图8-10）。在所有的这些位置和从一个位置到另一个位置变换过程中，每个外翻板103都和与之关联的内翻板105保持接触。

一直保持彼此接触的活动的中间翻板105、内翻板101和外翻板103的组合允许通过次流流路的OFS9的下游部分的机翼后缘的形状的演变来改变喷嘴的出口截面。次流流路10于是具有非常良好的空气动力性能，这允许在推进系统（包括本发明的涡轮喷气发动机6和发动机舱1）的消耗率和产生的噪音方面得到改善。

如图2-4所示，当本发明的发动机舱1处于巡航状态（即不在着陆、起飞或加速阶段）时，中间翻板105处于与OFS9的下游段的设置对应的标准位置。

在此位置，外翻板103和内翻板101在其自由端120置于内翻板105的表面上，并与所述中间翻板105的自由端122相距有距离。

在此标准位置，环形流路10的截面具有标准高度h₀。

如图5-7所示，中间翻板105处于与环形流路10的截面缩窄的设置对应的缩回位置。换句话说，环形流路10的横向高度h_r小于标准高度h₀。此位置对应于推进系统产生低推力（尤其是当飞行器下降时）的设置。

在此位置，外翻板103和内翻板101在其自由端120和121置于内翻板105的表面上，接近所述内翻板105的自由端122或在内翻板105的自由端122上。

为此，外翻板103和内翻板101绕其轴线109枢转，伴随着的，中间翻板105向下游移位到OFS9之外。

如图8-10所示，中间翻板105处于与环形流路41的截面增加的设置相对应的展开位置。换句话说，环形流路的横向高度h_r大于标准高度h₀。此位置对应于这样一种设置：本发明的发动机舱1具有环形流路10的最大的出口截面，此最大的出口截面对应于推进系统的强推力（尤其是起飞时）。

在此位置，外翻板103和内翻板101在其自由端120和121位于中间翻板105的表面上，并与所述中间翻板的自由端122相距很远的距离。

如前所述，外翻板103和内翻板101绕其轴线109枢转，伴随着的，中间翻板105朝OFS9内向上游移位。

通过与轨道系统132配合的滑动件130或滚子，中间翻板105可平移活动，以允许每个中间翻板105简单可靠地移位（见图3、6、9），其中，该轨道系统132属于支承所述中间翻板105的框架134。典型地，轨道的方向基本与中间翻板的轨迹107共线。因此，轨道中滑动件或滚子的位置允许中间翻板105沿着轨迹107前进或后退。

中间翻板的框架134可附接在OFS9上，尤其附接在固定翻板101上。

中间翻板105可通过一个或多个电动或液压作动筒（未示出）以简单有效地方式独立地触发。

与一个或多个中间翻板105关联的框架134可相对于OFS9活动，借以驱动所述一个或多个中间翻板105。

在此立体图中，框架134可通过一个或多个作动筒140沿基本上与本发明的发动机舱1的纵向轴线Δ共线的轴线平移活动，并且此平移运动通过连杆系统142传递到相关联的中间翻板105。

作为一种变型，框架134可通过一个或多个作动筒150绕基本上与本发明的发动机舱1的纵向轴线Δ共线的轴线转动活动，并且此转动运动通过连接系统（尤其是一个或多个曲柄系统152）传递到相关联的中间翻板105。

每个内翻板101和每个外翻板103通过轨道系统或弹簧系统（未示出）和与之相关联的中间翻板105保持接触，这允许中间翻板和内、外翻板之间持续地和可靠地接触。用于确保所述内翻板101、外翻板103和中间翻板105之间的持续接触的方法为在可转动活动的内翻板101和外翻板103之间的每个接合点处安装一个或多个扭杆类型的弹簧。所述弹簧为内翻板101和外翻板103在中间翻板105上产生强力持续的压力。

内翻板101、外翻板103和中间翻板105可包括涂覆有抗磨涂层的接触表面，由此能够避免翻板105和103之间的磨损。对于抗磨涂层的示例，可以采用PTFE（称为“特氟龙”）或类似物。

因此，在标准位置，通过每个中间翻板105的定位，环形流路10的截面具有高度h₀，中间翻板105的自由端122超过与之相关的内翻板101和外翻板103的自由端。当必须相对于标准高度h₀增加高度h_r时，中间翻板105沿着翻板101和103下游的轨迹107被触发，使得中间翻板105的自由端122进一步超过与之关联的内翻板101和外翻板103的自由端。每个中间翻板105因此位于展开位置。

如果，相反地，当必须相对于标准高度h₀减小高度h_r时，中间翻板105沿着翻板101和103上游的轨迹107朝OFS9的内侧被触发，使得中间翻板105的自由端122接近与之关联的外翻板103的自由端或位于其自由端下。每个中间翻板105因此位于缩回位置。

当然，在不脱离本发明的范围内，以上描述的多个实施例的范围内的特征可以单独或结合起来考虑。

Claims

1.一种用于飞行器的旁通涡轮喷气发动机（6）的发动机舱（1），在下游段包括内部固定结构（8）和外部结构（9），所述内部固定结构（8）用于环绕所述旁通涡轮喷气发动机（6）的部分，所述外部结构（9）至少部分地环绕所述内部固定结构（8）从而限定环形流路（10），所述外部结构（9）包括面朝所述环形流路（10）定位的至少一个内翻板（101）、不与所述环形流路（10）接触并至少部分地越过每个内翻板（101）以保持与所述外部结构（9）的余下部分的空气动力连续性的外翻板（103）、以及位于每个内翻板（101）和每个外翻板（103）之间的中间翻板（105），所述中间翻板（105）能够平移活动使得能够扩大或缩窄环形流路（10）的截面，并且每个内翻板（101）和每个外翻板（103）能够转动活动使得能够在所述中间翻板（105）处于任何位置时都能与之保持持续地接触。

2.根据权利要求1所述的发动机舱（1），其中，通过与轨道系统（132）配合的滑动件（130）或滚子，至少一个中间翻板（105）能够平移活动；所述轨道系统（132）属于支承了所述中间翻板（105）的框架（134）。

3.根据前述任一项权利要求所述的发动机舱（1），其中，通过一个或多个电动或液压作动筒，至少一个中间翻板（105）被触发。

4.根据前述任一项权利要求所述的发动机舱（1），其中，与中间翻板（105）关联的框架（134）相对所述外部结构（103）是活动的。

5.根据权利要求4所述的发动机舱（1），其中，通过一个或多个作动筒（140），所述框架（134）沿与发动机舱（1）的纵向轴线(Δ)共线的轴线是能够平移活动的，并且该平移运动通过连杆系统（142）传递到所述中间翻板（105）。

6.根据权利要求4所述的发动机舱（1），其中，通过一个或多个作动筒（150），所述框架（134）沿与发动机舱（1）的纵向轴线(Δ)共线的轴线是能够转动活动的，并且该转动运动通过连接系统传递到所述中间翻板（105）。

7.根据权利要求6所述的发动机舱（1），其中，所述连接系统包括一个或多个曲柄系统（152）。

8.根据前述任一项权利要求所述的发动机舱（1），其中，通过轨道系统或弹簧系统，每个内翻板（101）和每个外翻板（103）与中间翻板（105）持续地接触。

9.根据前述任一项权利要求所述的发动机舱（1），其中，每个内翻板（101）、每个外翻板（103）和每个中间翻板（105）包括接触表面，该接触表面涂覆有抗磨涂层。