CN103261025A

CN103261025A - 用于旁路涡轮喷气发动机的机舱

Info

Publication number: CN103261025A
Application number: CN2011800601652A
Authority: CN
Inventors: 帕特里克·哥诺迪克; 亚历山大·贝朗格
Original assignee: Hurel Hispano SA
Current assignee: Safran Nacelles SAS; Safran Nacelles Ltd
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2031-11-18
Also published as: FR2968635B1; EP2651764A1; EP2651764B1; FR2968635A1; US9334831B2; US20130280052A1; CA2820774A1; CN103261025B; BR112013014444A2; RU2577741C2; RU2013131841A; WO2012080604A1

Abstract

本发明涉及一种用于飞行器旁路涡轮喷气发动机（6）的机舱，包括气流通过其进入的上游部分、围绕涡轮喷气发动机（6）的风扇的中间部分和包括限定气流管道（10）的内部结构（8）和外部结构的下游部分，空气在该管道（10）中流动，外部结构包括至少一个罩（31），罩（31）安装在内部结构（8）上并能够沿着机舱（1）的纵轴（△）移动以允许在机舱的推力反向阶段期间沿气流管道（10）流动的至少一部分气流被排出，机舱还具有用于接收附接飞行器机翼的吊架（16）的顶部（14），所述机舱还包括：至少一个第一面板（33），其相对于所述顶部（14）安装在所述机舱（1）一侧的内部结构（8）上，机舱的这一侧用于经受机翼元件（37）的物理干扰，该面板设置成在推力反向期间限制所述罩和所述机翼元件之间的物理干扰；以及至少一个第二面板（35），其相对于所述顶部（14）安装在机舱（1）的另一侧上，该面板设计成在推力反向期间将机舱另一侧排出的气体最大化。

Description

用于旁路涡轮喷气发动机的机舱

技术领域

本发明涉及一种用于旁路涡轮喷气发动机的机舱以及包含这种机舱的飞行器。

背景技术

飞行器通过几个涡轮喷气发动机驱动，每个涡轮喷气发动机都容纳在机舱中，机舱也容纳一组连接到其操作的相关驱动设备，并在涡轮喷气发动机运行或停止时执行各种功能。这种相关驱动设备尤其包括机械推力反向器驱动系统。

机舱通常具有带纵轴的管状结构、中间部分和下游部分，其中管状结构包括涡轮喷气发动机上游的空气入口，中间部分设计成围绕着涡轮喷气发动机的风扇，且下游部分容纳推力反向装置并设计成围绕着涡轮喷气发动机的燃烧室。管状结构通常终止于喷嘴，该管状结构的输出位于涡轮喷气发动机下游。

机舱通常还包括设计成接收紧固吊架的顶部，该紧固吊架使得可以将机舱和涡轮喷气发动机紧固到飞行器的机翼上。

术语“下游”在这里指的是对应于穿透涡轮喷气发动机的冷气流方向的方向。术语“上游”表示相反的方向。

现代机舱设计成容纳旁路涡轮喷气发动机，该旁路涡轮喷气发动机能够通过风扇的旋转叶片生成来自涡轮喷气发动机的燃烧室的热气流（也称为“主气流”），以及生成通过环形通道（也称为“隧道”）在涡轮喷气发动机外部循环的冷气流（“次气流”）。

涡轮喷气发动机通常包括所谓的“上游”部件，和所谓的“下游”部件，其中“上游”部件包括风扇的叶片，“下游”部件容纳气体发生器。

用于这种发动机的机舱的下游部分通常具有称为外部固定结构（OFS）的外部结构，以及具有称为内部固定结构（IFS）的同心内部结构，该同心内部结构严格来说围绕着风扇下游的发动机机构。内部结构和外部结构限定了被设计成引导在发动机外部循环的冷气流的隧道。外部结构在某些情况下包括推力反向器，该推力反向器包括一个或多个沿着机舱的纵轴在允许反向气流逸出的位置和防止这种逸出的位置之间滑动的罩。

由于反向气流，这种推力反向器可以减少飞行器着陆的制动距离。

飞行器机翼通常还装配有扰流板，扰流板可以使飞行器定向。扰流板位于机翼的前面。当扰流板位于较低位置时，它非常接近机舱，尤其是在飞行器机翼下方的机舱的紧固件处，仅在机舱侧面。

当滑动罩朝向推力反向位置滑动时，这会产生物理干扰以及对推力反向器的滑动罩的气动干扰的风险。

消除这种干扰的一种建议性解决方案是使机舱的上部部件静止，也就是说，当拓宽内部固定结构时，机舱的顶部对应于飞行器机翼下方的机舱的紧固区域。

飞行器是对称的，安装在其上的所有机舱都经历这种干扰现象，结果导致所有的机舱具有相对于机舱顶部的两侧上的推力反向器的静止区域。

机舱的静止区域因此不参与推力反向性能。为了弥补这个缺点，有必要增加推力反向器的行进长度。

这种修改会增加机舱的质量并减少反推力的效力。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供没有上述缺点的机舱。

为此，根据第一方面，本发明涉及一种用于旁路涡轮喷气发动机的机舱，其包括上游部分、中间部分和下游部分，上游部分设计成气流穿透其中，中间部分设计成围绕涡轮喷气发动机的风扇，且下游部分包括限定隧道的内部结构和外部结构，该隧道设计成使气流流过其中，外部结构包括至少一个罩，该罩安装在内部结构上并可沿着机舱的纵轴移动以允许在机舱的推力反转阶段期间在隧道中流通的至少一部分气流的排出，机舱还具有设计成接收飞行器机翼的紧固吊架的顶部。

所述机舱包括：

-至少一个第一面板，其相对于顶部安装在机舱一侧的内部结构上，机舱的一侧设计成比机舱另外一侧经受更显著的机翼元件的物理干扰，所述面板设置成在推力反向期间限制所述机翼元件对所述罩的物理干扰，以及

-至少一个第二面板，其相对于顶部安装在机舱的另一侧上，所述面板设置成将推力反向期间由机舱另一侧排出的气体最大化。

由于第一和第二面板的存在，根据本发明的机舱有利地使得可以增加推力反向期间所排出的气流的可用表面，尤其是在机舱的侧面上，气流没有遇到机翼的某些元件的干扰。因此，不再需要增加机舱的质量或减少反推力性能。

根据本发明的其他特征，当单独考虑或根据任何可能的组合考虑时，根据本发明的机舱包括一个或多个以下可选特征：

-所述第一面板选自包括以下各项的组：固定到内部固定结构并且相对于内部固定结构静止或至少部分活动的面板，以及固定到所述活动罩并相对于所述活动罩静止或至少部分活动的面板；

-所述第二面板选自包括以下各项的组：固定到活动罩的面板，固定到内部结构并包括相对于所述内部结构的至少一个活动部分的面板，以及可移动地安装在所述活动结构上的面板；

-第二面板固定到所述活动罩：这使得可以简单且有效地增加机舱一侧上的偏转气流的出口表面面积；

-提供防错装置来指示机舱上的第二面板的位置，这使得可以简化装配；

-第一面板和/或第二面板包括至少一个活动部件，该活动部件配置成从阻止部分气流逸出的关闭位置移动到允许这种逸出的打开位置，这使得可更进一步增加气流的出口表面；

-第一面板和/或第二面板的活动部件配置成采用几个中间位置，这使得可以适应偏转的气流，特别是根据经受的干扰；

-活动部件围绕基本平行于机舱轴线的轴线枢转地安装在内部结构上；

-活动部件通过铰链和几个连杆连接到所述内部结构，其中至少一个连杆固定在活动部件上和活动罩上，且第二连杆固定在活动部件上和内部结构上；

-活动部件围绕着从包括以下各项的组选定的轴线朝着活动罩内部枢转地安装在所述活动罩的外部表层上：相对于机舱的轴线基本平行的轴线，以及基本垂直的轴线；

-所述活动部件固定到所述活动罩的外部表层，由于其弹性可移动；

-所述活动部件由选自包括以下各项的组的装置所引导：固定到位于所述机舱顶部的横梁处的导轨和边界；

-第一面板和第二面板具有相对于机舱顶部基本对称的形状，这使得具有非常容易互换的面板，简化了机舱的安装和维护。

根据另一方面，本发明涉及一种飞行器，其包括通过紧固吊架连接的机翼和根据本发明的机舱。

附图说明

阅读以下非限制说明并参考附图可以更好地理解本发明：

-图1是根据本发明的机舱的一种实施例的部分示意性截面图；

-图2和图3是根据本发明的机舱的第一实施例顶部的示意性透视图；

-图4是从第二面板和图2的机舱的实施例的活动罩的下方观看的区域IV的放大图；

-图5至图9是根据本发明的机舱的第二实施例的顶部的示意性透视图；

-图10是图5的机舱的实施例的部分内部结构的基本正面透视图；

-图11是图5的机舱的实施例的内部结构的活动部件的基本正面透视图；

-图12是图10的机舱的实施例的部分内部结构的基本侧面透视图；

-图13是图5的机舱的实施例的部分活动罩的基本侧面透视图；

-图14是当活动部件136b被定位使得允许部分气流逸出时，图5中所示的实施例的基本侧面透视图；

-图15和图16分别是本发明的另一个实施例处于正常和推力反向配置的透视图；

-图17和图18是用于引导图15和图16的活动面板的装置的示意图；

-图18a示出了图18的区域Z的细节的替代方案；

-图19至图25是用于引导图15和图16的活动面板的其他装置的示意图；以及

-图26和图27是与图15和图16类似的透视图，仍然是本发明的另一个实施例；

具体实施方式

这些图示出了正交三面体X、Y、Z，其中X、Y、Z的方向分别平行于机舱的轴线、垂直于（机舱的）轴线以及垂直于（机舱的）轴线。

如图1所示，根据本发明的机舱1具有沿着纵轴△（方向平行于X）基本上呈管状的形状。根据本发明的机舱1包括带有进气唇3的上游部分2、围绕着涡轮喷气发动机6的风扇5的中间部分4，以及下游部分7。下游部分7包括围绕着涡轮喷气发动机6的上游部分的内部结构8（也称为“内部固定结构”或“IFS”）、外部结构9（也称为“外部固定结构”或“OFS”）以及包含推力反向装置的活动罩（未示出）。内部结构或IFS8以及外部结构或OFS9都相对于活动罩静止。

IFS8和OFS9限定了隧道10，该隧道10允许在进气唇3处进入根据本发明的机舱1的气流12的通过。

根据本发明的机舱1包括顶部14，该顶部14设计成接收紧固吊架16（未示出），使得可以将所述机舱1紧固到飞行器的机翼。为此，所述顶部14包括用于紧固所述吊架16的装置（未示出）。

根据本发明的机舱1终止于喷嘴21，该喷嘴21包括外部模块22和内部模块24。内部模块24和外部模块22限定了离开涡轮喷射发电机6的主气流25，称为热流。

如图2所示，OFS9包括至少一个罩31，该罩31安装在IFS8上并可以沿着纵轴△移动，使得允许在推力反向阶段期间在隧道10内循环的气流12的排出。

根据本发明的机舱1包括至少一个第一面板33，和第二面板35，该第一面板33相对于IFS8静止并且相对于顶部14固定至侧面的8，第一面板设计成在机翼的附近，该第二面板35相对于IFS8可移动并且相对于顶部14固定至8或固定至侧面的活动罩31，第二面板设计成在离开机翼的一定距离处，第一面板33和第二面板35安装在顶部14的两侧。第二面板35配置成使得允许部分气流12排出。

换句话说，当根据本发明的机舱1的推力反向装置使在隧道10内循环的气流12偏转时，部分偏转的气流在其扩散时流经由活动罩31释放的通道，并且另一部分流经由第二活动面板35释放的通道。结果，由此可以排出较大部分的气流32。

飞行器的机翼（未示出）通常包括可以引起对活动罩31的干扰的元件，其中根据本发明的机舱1附接在所述机翼上。实例包括便于飞行器着陆和制动的扰流板37（参见图2、3和5至9）。扰流板37并不是存在于本发明的机舱1的每侧上。

在根据本发明的机舱1中，当机舱安装在机翼上时第一面板33被定位使其在机翼的扰流板的附近或下面。换句话说，当从前方观看飞行器时，对于左机翼，当从前方（即面对进气口）检查到机舱时，第一面板33安装到了根据本发明的机舱的顶部14的左边。

当从前方观看飞行器时，对于右机翼，当从前方（即在进气口的对面）看到机舱1时，第一面板33安装到了根据本发明的机舱的顶部14的右边。第二面板35安装到第一种情形的右边和第二种情形的左边。

根据本发明的机舱1有利地可以保留顶部14侧面上的偏转气流32的可用表面，在顶部14的侧面处，物理干扰存在于机舱和机翼的某些元件之间。因此，不再需要增加机舱的质量或减少反推力性能。

优选地，第一面板33相对于顶部14安装在根据本发明的机舱1的侧面的IFS8上，在扰流板37存在的情况下，该侧面设计成比第二活动面板35所安装的侧面具有更大的对机翼元件的物理干扰或体积。

第一面板33和第二面板35可以是适合于偏转气流32的流量的任何形状，特别地，是与活动罩31互补的形状。如图所示，第一静止面板33和第二活动面板35都可以是长方形。

根据图2至图4所示的一个实施例，第二面板35可以沿着机舱的纵轴△平移，这使得可以简单且有效地增加根据本发明的机舱1的侧面上的偏转气流32的出口表面。为此，第二面板35通过紧固装置（如螺栓41）牢固地紧固到活动罩31，这使得可以同时驱动活动罩31和第二面板35（参见图4）。

第一面板33和/或第二面板35可以形成为单个部件，或者相反，形成为多个部件。如图2和3所示，每个面板33和35是由两个部件36和38形成的。对于第一面板33，部件36a和36b刚性地彼此紧固而其间不允许有任何移动。与活动罩31接触的部件36b没有紧固到其上，其结果是，当活动罩31移动时，部件36a和36b像IFS8一样相对于活动罩31保持静止。

对于第二活动面板35，两个部件38a和38b没有彼此紧固，其结果是它们相对于彼此可移动。因此，一个部件38a刚性地紧固到IFS8，且另一部件38b刚性地紧固到活动罩31。结果，当罩31是可移动的，那么有利于驱动连接到所述罩31的部件36b。第二面板35和/或第一面板33形成为多个部件的事实，允许通过相对于彼此适当紧固的部件简单且快速地将活动面板转换成第一面板，并且反之亦然。

第一面板33和第二面板35必须具有相对于本发明的机舱1的顶部14基本对称的形状，这使得具有容易互换的第一面板33和第二面板35可以更进一步简化根据本发明的机舱1的安装和维护。事实上，为了更换面板33和35，只需要修改面板的紧固，从而使得面板根据需要变成静止的或活动的。

根据本发明的机舱1可以包括防错装置（未示出），该防错装置配置成指示根据本发明的机舱1上的第二面板35的位置，这使得可以有助于并简化第一面板33和第二面板35的装配。

例如，防错装置可以是与接口螺栓配合的指状物。

根据如图5至14所示的另一个实施例，第二面板（未示出）和/或第一面板133包括至少一个部件136b，该部件136b相对于IFS8可旋转并且配置成从阻止部分气流132逸出的关闭位置移动到允许这种逸出的打开位置。

因此，根据发明的机舱1可以具有包括相对于IFS8旋转的部件的第二面板和不包括这样一个部件的第一面板。也有可能的是：第一面板133和第二面板135各自包括相对于IFS8旋转的部件136b。因此，偏转气流的可用表面更进一步优化。

在图14的实施例中，第一面板133包括活动部件136b，该活动部件136b允许偏转气流32的部分132逸出。因此，偏转气流32的逸出表面更大。

第一和/或第二面板133可以由多个部件136a、136b、136c构成，其中一个部件136b相对于IFS8移动。如前所述，第二面板和/或第一面板133由多个部件构成的事实，允许通过相对于彼此适当紧固的部件将活动面板简单且快速地转换成静止面板，反之亦然。

对于第二面板（未示出）而言，与活动罩接触的部件可以紧固到其上，以便能够沿着根据本发明的机舱1的纵轴Δ滑动。为此，由活动罩驱动的所述部件没有紧固到可旋转部件。

可旋转部件136b可以采用适于使偏转气流132根据需要释放的任何形状和任何尺寸。

可以限制第一面板133和/或第二面板的可旋转部件136b的角度。为此，额外的连杆可以附接到前框架上。

活动部件136b可以通过固定在IFS8和活动罩31上的紧固装置进行旋转。如图10至13所示，使活动部件136b旋转的紧固装置可以是铰链式139的铰接设备，其安装在活动部件136b和IFS的前框架140上。因此，例如，根据本发明的机舱1可以包括一个或更多个这些设备139，特别是三个。

紧固装置也可以包括几个连杆，特别是两个连杆，其中第一连杆145通过连杆紧固件146紧固在IFS8上，尤其是紧固在前框架141上，且连杆147通过另一个连杆紧固件148紧固在活动罩31上。连杆145和146通过连杆紧固件151也连接到活动部件135。这使得活动部件136b可以与活动罩31基本同时进行旋转。

换句话说，可以将活动罩31的平移运动转化为第二铰接面板的旋转运动。

有利的是，在本实施例中，如果第二活动面板和第一静止面板是对称的，那么不必具有防错设备。事实上，如果希望阻止除了可旋转，所述部件只需要牢固地紧固到IFS8和脱离的连杆145和147上。结果，第二面板135和第一面板133的拆卸和安装更加便利。

在图15和图16的实施例中，当滑动罩31从其正常位置（图15）移动到其推力反向位置（图16），至少第二面板235围绕基本平行于机舱的轴线Δ的轴线A枢转地安装在活动罩31的外部表层31a，并且面板朝着滑动罩31的内部打开。

如图17和图18所示，面板235朝着滑动罩31的内部的打开，可以使用固定到位于机舱顶部的横梁P的导轨R通过面板合适的引导来获得，这使其能够与吊架14连接。

更具体地，如图18所示，该导轨R可相对于主导轨R1和次导轨R2倾斜，其中，活动罩31的外部表层31a和内部表层31b分别滑动，或者可以采用如图18a中所示的任何合适的形状，使得可以优化所需的气流。

在图19至25所示的替代方案中，面板235不再由导轨引导，而是通过固定到横梁P的简单边界B，倚靠该边界B，面板235可以回弹，具有低摩擦系数的材料条（如Teflon T）能够插入到所述边界B和所述面板235之间。

更具体地，在图20和图21的替代方案中，发现弹簧装置RE定位在铰链C相对于罩31的外部表层31a铰接面板235的区域中，弹簧装置RE将面板235返回到与边界B接触。

在图20的替代方案中，与边界B接触的面板P的边缘具有凹陷D，凹陷D使得可以获得最优的空气动力学轮廓。

在图22和图23所示的替代方案中，活动面板235不再铰接在活动罩31的外部表层31a上，但是仅由于其弹性而保持抵靠着边界B。

更具体地，在图22的替代方案中，该面板235是附着件，固定安装在活动罩31的外部表层31a，且具有比罩更大的弹性。

在图23的替代方案中，该面板235是活动罩的外部表层31a的不可分割的部分，并且形成具有更大弹性的外部表层的一部分。

如图24和图25所示，在活动罩31从其正常位置（图24）朝着其推力反向位置（图25）滑动的过程中，面板235由边界B导向其打开位置。

在图26和图27的实施例中，第二面板235也枢转地安装在滑动罩31的外部表层31a上，但是旋转轴A’在那种情况下沿着基本平行于Y轴的方向延伸。

Claims

1.一种用于旁路涡轮喷气发动机（6）的机舱（1），其包括上游部分（2）、中间部分（4）和下游部分（7），其中所述上游部分（2）设计成气流穿透其中，所述中间部分（4）设计成围绕涡轮喷气发动机（6）的风扇（5），且所述下游部分（7）包括限定隧道（10）的内部结构（8）和外部结构（9），该隧道（10）设计成使气流流过其中，所述外部结构（9）包括至少一个罩（31），该罩（31）安装在所述内部结构（8）上并可沿着机舱（1）的纵轴（△）移动以允许在机舱（1）的推力反向阶段期间在隧道（10）中流通的至少一部分气流（12）的排出，所述机舱（1）还具有设计成接收飞行器机翼的紧固吊架（16）的顶部（14），

所述机舱（1）包括：

-至少一个第一面板（33；133），其相对于所述顶部（14）安装在所述机舱（1）一侧的内部结构（8）上，机舱的这一侧设计成经受比机舱另一侧更显著的机翼元件（37）的物理干扰，所述面板设置成在推力反向期间限制所述机翼元件对所述罩的物理干扰，以及

-至少一个第二面板（35；135；235），其相对于所述顶部（14）安装在机舱（1）的另一侧上，所述面板设置成将推力反向期间由机舱另一侧排出的气体最大化。

2.根据权利要求1所述的机舱，其中，所述第一面板选自包括以下各项的组：固定到所述内部固定结构（8）并且相对于所述内部固定结构（8）静止或至少部分可移动的面板（33；133），以及固定到所述活动罩（31）并且相对于所述活动罩（31）静止或至少部分可移动的面板（35；135）。

3.根据权利要求1或2所述的机舱，其中，所述第二面板选自包括以下各项的组：固定到所述活动罩（31）的面板（35），固定到所述内部结构（8）并且包括相对于所述内部结构（8）的至少一个活动部件（136b）的面板（135），以及可移动地安装到所述活动结构（31）上的面板（235）。

4.根据权利要求3所述的机舱（1），其中，第二面板（35）固定到所述活动罩（31）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的机舱（1），包括防错装置，该防错装置设置成指示机舱（1）上的第二面板（35）的位置。

6.根据权利要求1或2所述的机舱（1），其中，第一面板（133）和/或第二面板（135，235）包括至少一个活动部件，该活动部件配置成从阻止部分气流（12）逸出的关闭位置移动到允许这种逸出的打开位置。

7.根据权利要求6所述的机舱（1），其中，第一面板（133）和/或第二面板（135，235）的活动部件配置成采用几个中间位置。

8.根据权利要求6或7所述的机舱（1），其中，活动部件（136b）围绕基本平行于所述机舱轴线的轴线枢转地安装在所述内部结构（8）上。

9.根据前述权利要求所述的机舱（1），其中，所述活动部件（136b）通过铰链（139）和几个连杆连接到所述内部结构（8），其中至少一个连杆（145）固定在活动部件（136b）上和活动罩（31）上，且第二连杆（147）固定在活动部件（136b）上和内部结构（8）上。

10.根据权利要求6或7所述的机舱（1），其中，所述活动部件（235）围绕着从包含以下各项的组选定的轴线朝着所述活动罩（31）内部枢转地安装在所述活动罩（31）的外部表层（31a）上：相对于机舱的轴线（△）基本平行的轴线（A），以及基本垂直的轴线（A’）。

11.根据权利要求6或7所述的机舱，其中，所述活动部件（235）固定到所述活动罩（31）的外部表层（31a），由于其弹性可移动。

12.根据权利要求10或11所述的机舱，其中，所述活动部件（235）由选自包括以下各项的组的装置所引导：固定到位于所述机舱顶部的横梁（P）处的导轨（R）和边界（B）。

13.根据前述权利要求中任一项所述的机舱（1），其中，第一面板和第二面板（33；35；133，135；235）具有相对于机舱（1）的顶部（14）基本对称的形状。

14.一种飞行器，包括通过紧固吊架（16）连接的机翼和根据前述权利要求中任一项所述的机舱（1）。