CN103381883A - 用于飞行器的过压门 - Google Patents

Abstract

轴向型过压门（1）包括气动附件（9），使之可以在所述门（1）的舱口盖（2）的打开位置产生外部流（E）的偏转。

Description

用于飞行器的过压门

技术领域

本发明涉及飞行器的轴向型过压门，以及设置有这种门的飞行器舱室和飞行器。

更具体地，本发明涉及安装在飞行器的经受高压空气（air under pressure，或压力空气）泄漏的部分或完全不透空气舱室上的过压门。所述过压门设置在飞行器或者飞行器的发动机的高压空气能够通过打开所述过压门而从舱室排出的区域中。具体地，这种过压门包括舱口盖，所述舱口盖能够围绕轴线在关闭位置和打开位置之间枢转。通常，当内表面和外表面之间的差压超过给定阈值时，所述舱口盖（最初关闭）打开。

背景技术

本发明的目的是改进这种过压门的气动效率。

已知的是，安装在飞行器（具体地，运输飞机）的经受高压空气泄漏的区域中的过压门可以分为两大类。这些类取决于舱口盖的铰链相对于由飞行器在空气中相对移动产生的外部流的取向。第一类涉及舱口盖的旋转轴线相对于外部流基本上以直角设置的门。这些门称为“横向的”。称为“轴向的”第二类过压门涉及旋转轴线与外部流基本上对齐的门。

在打开过压门之后区域内的压力取决于其压力下降。在打开动态过程期间或者在过压门完全打开之后舱室的内部压力通常对于形成这些区域的整流罩（cowl）是取决于设计的情况。因而，改进过压门的气动效率的一种努力涉及减少整流罩的重量，这对于飞行器的情况是非常重要的。

上述两类过压门的气动性能水平实质上取决于舱室中高压空气排出所产生的喷流移动量和外部流移动量之间的比率，即取决于比率ρU/ρ _ext U _ext ，其中，ρ和U分别是流动通过门开口的空气的密度和速度，ρ _ext 和U _ext 分别是沿门流动的外部空气的密度和速度。

对于给定打开角度，“横向”型门对于低或相对低的移动量比率ρU/ρ _ext U _ext 展现低的压力下降，且对于较高的移动量比率展现较高的压力下降。因而，这些过压门对于在低泄漏速率时的高速飞行阶段是有利的。然而，由外部流产生的气动力通常限制“横向”门的打开角度，因而，在低移动量比率时降低其益处。

对它们来说，“轴向”型门对于高移动量比率ρU/ρ _ext U _ext 展现比“横向”型门更低的压力下降，且对于较低移动量比率展现比“横向”型门更高的压力下降。因而，这些过压门对于在显著泄漏速率时的降低速度飞行阶段是有利的。这些“轴向”门的一个缺陷涉及其在打开位置的低稳定性。通常需要增加防止门摇摆运动的装置。

这两类过压门的相反性能水平使得不可能获得在所有操作状况都有效的过压门。此外，“横向”型门形成对外部流的阻碍，从而产生抽吸效应。在外部流的移动量相对于流动通过门开口的泄漏的移动量显著时，该抽吸效应变得显著。

发明内容

本发明的目的是改进安装在飞行器区域上具体地安装在发动机上的过压门的气动效率，以便减少这些区域内的空气压力且因而优化这些区域的部件的结构尺寸。

本发明涉及用于飞行器的轴向型过压门，包括舱口盖，所述舱口盖包括内表面和外表面且能够围绕轴线在关闭位置和打开位置之间枢转。

为此，根据本发明，所述轴向型过压门特征在于，其在上游边缘处（在由所述轴线限定的方向相对于外部流的方向）包括气动附件，所述气动附件在所述上游边缘处紧固地附连到舱口盖的内表面，且基本上横向于舱口盖的内表面设置，从而：

－在舱口盖的关闭位置相对于外侧缩回；以及

－在舱口盖的打开位置产生外部流的偏转。

因而，借助于本发明，如下文所述，获得了将上述两类过压门的优势组合的过压门。实践中：

－一方面，所述轴向型过压门使之可以获得标准轴向门的优势，因而对于在显著泄漏速率时的飞行器降低速度飞行阶段是有利的；且

－另一方面，所述气动附件使之可以在舱口盖的打开位置产生外部流的偏转，因而允许横向型门的外部流特性的阻碍效应，从而获得这种标准横向门的优势，使得根据本发明的过压门因而在低泄漏速率时的（飞行器）高速飞行阶段是有利的。

此外，可以优化气动附件，使得得到的气动力：

－增加门的打开速度，以便减少舱室内的最大压力水平；以及

－在门处于打开位置时用作稳定器，以便确保门不摇摆。

此外，与外部流的阻碍由于门上的气动力而限制的“横向”门不同，所述附件使之可以确保外部流的期望阻碍，而与移动量比率无关。

因而，本发明使之可以改进安装在飞行器区域上具体地安装在发动机上的过压门的气动效率，通过使之可以减少该区域内的空气压力且因而优化该区域的部件的结构尺寸。更具体地，本发明使之可以具体地减少形成所涉及区域的整流罩的重量。

优选地，所述气动附件相对于舱口盖的内表面以直角紧固。然而，其还可以紧固成展现与直角不同的角度。此外，有利地但不是排他地，其具有平面表面。

该附件的有效性取决于其形状。实践中，舱口盖的打开位置的阻碍表面面积越大和因而外部流的偏转越大，门的压力下降越小。该附件的最佳形状取决于门的打开运动性能。因而，对于通过围绕轴线旋转打开的门，曲线形状（具有根据圆弧限定的自由边缘）使之可以获得最大阻碍表面面积，同时允许舱口盖打开。

此外，本发明还涉及：

－用于飞行器的舱室，配置有如上所述的至少一个过压门，高压空气在所述至少一个过压门打开时能够从所述舱室通过所述至少一个过压门排出；以及

－用于飞行器的发动机，也配置有至少一个所述过压门。

本发明还涉及一种飞行器，具体地一种运输飞机，至少配备有：

－过压门；和/或

－舱室；和/或

－发动机，

如上所述。

附图说明

附图中的图将使得能够很好地理解如何实施本发明。在这些附图中，相同的附图标记表示相似元件。

图1示意性地示出了根据本发明的处于打开位置的过压门。

图2示意性地示出了处于关闭位置的图1的过压门，从下方看。

具体实施方式

本发明涉及如图1和2示意性所示的用于飞行器的轴向型过压门1。该过压门1包括舱口盖2，舱口盖2包括内表面2A和外表面2B，且能够经由标准铰链5相对于舱室6围绕旋转轴线4枢转，仅仅舱室6的外壁的一部分7被示出。所述舱口盖2能够在关闭位置（在图2中表示）和打开位置（在图1中表示）之间枢转。由于所述过压门1为轴向型，旋转轴线4与在飞行期间飞行器在空气中相对移动所产生的外部流对齐（在界限内）。所述外部流在图1中由箭头E表示。因而，流E和旋转轴线4的方向基本上平行。

因而，该过压门1安装在飞行器的或者飞行器的发动机的舱室6上，其部分或完全不透空气，经受高压空气的泄漏，且其内侧由箭头6A定位，其外侧由箭头6B定位。

所述过压门1还包括标准装置（未具体示出），其使之可以在内侧6A和外侧6B之间的压力差超过预定值时打开舱口盖2。这些装置是已知的且在该说明书中不详细描述。

在门1所安装的飞行器区域中的高压空气出现泄漏后，由于空气喷射，区域内侧6A的空气压力增加。当内部压力相对于外部压力达到给定阈值时，门1的舱口盖2（最初关闭）枢转，从而释放在所涉及区域的整流罩7上产生的开口8。泄漏空气于是能够通过适时产生的开口8逸出。因而，减少所涉及区域中的压力增加，从而还减少施加在形成该区域的部件上的气动力。

根据本发明，为了改进其气动效率，所述过压门1在相对于外部流E的方向在由所述轴线4限定的方向的上游边缘2C处包括气动附件9，所述气动附件9在所述上游边缘2C处紧固地附连到舱口盖2的内表面2A且横向于其紧固，从而：

－在舱口盖的关闭位置（相对于外侧6B）缩回，如图2所示；以及

－在舱口盖2的打开位置位于外部流E中，从而产生外部流的偏转，如图1所示。

因而，借助于本发明，获得了将两类过压门的优势组合的过压门1。实践中：

－一方面，所述轴向型过压门1使之可以获得标准“轴向”门的优势，因而对于在高泄漏速率时的飞行器降低速度飞行阶段是有利的；且

－另一方面，所述气动附件9使之可以在舱口盖2的打开位置产生外部流E的偏转，因而允许“横向”门的外部流阻碍效应特性，从而获得这种标准横向门的优势，使得过压门1于是在低泄漏速率时的飞行器高速飞行阶段是有利的。

上述两类过压门的气动性能水平实质上取决于舱室中高压空气排出所产生的喷流移动量和外部流移动量之间的比率，即取决于比率ρU/ρ _ext U _ext ，其中，ρ和U分别是流动通过门开口的空气的密度和速度，ρ _ext 和U _ext 分别是沿门流动的外部空气的密度和速度。

因而：

－轴向门对于高移动量比率ρU/ρ _ext U _ext 展现比横向门更低的压力下降，且对于较低移动量比率展现更高的压力下降。因而，这种轴向门对于具有高泄漏速率的降低速度飞行阶段是有利的，如上所述；

－横向门对于低或相对低的移动量比率ρU/ρ _ext U _ext 展现低的压力下降，且对于较高的移动量比率展现较高的压力下降。因而，这种横向门对于在低泄漏速率时的高速飞行阶段是有利的，如上所述；以及

－根据本发明的过压门1使之可以组合这两类门的最有效特性。

因而，获得对于所有操作状况都有效的过压门1。此外，可以利用抽吸效应且因而具有高气动性能水平。

附件9使之可以显著地改进轴向门对于低流率比率的有效性。门对较高泄漏流率的效率的增加更适度。如果针对这些目的进行优化，附件9还使之可以：

－在打开位置时稳定门；以及

－增加门的打开速度，从而减少舱室内的最大压力。

所述气动附件9通过任何标准装置紧固到舱口盖2的内表面2A。优选地，所述气动附件相对于所述内表面2A以直角紧固。然而，其还可以以与直角不同的角度紧固。

因而，在本发明的具体实施例中，气动附件9相对于舱口盖2的内表面2A倾斜（即，不处于直角）（例如，舱口盖2和附件9之间80°的角度）。该实施例的益处在于，由附件9经受的气动力（在外部流E的作用下）还提供使之可以增加舱口盖2的打开速度且确保舱口盖2在打开位置的稳定性的分量（相对于舱口盖2成直角）。

因而，在该情况下：

－所述气动附件9设置成从而确保门1在打开位置的稳定性，通过施加与门1的旋转轴线4不平行的气动力；以及

－所述气动附件9设置成从而增加门的打开速度，通过施加具有与门打开方向相同符号的分量的气动力。

此外，优选地但不是排他地，其具有平面表面，如图1和2所示。该附件9优选根据经验限定，从而根据一个标准或者多个标准组合来优化过压门1，具体地以下标准中的至少一个：门在打开位置的气动稳定性、气动效率、门打开动态过程的加速度、重量、和外部气动效应。

该附件9的有效性取决于其形状。实践中，阻碍表面面积越大和因而流的偏转越大，门1的压力下降越小。

因而，对于围绕轴线4旋转打开的舱口盖2，曲线形状（具有根据圆弧9A限定的自由边缘）使之可以获得最大阻碍表面面积，同时允许舱口盖2打开。

显然，其它形状对于气动附件9是可能的，具体地三角形。

因而，本发明提供将气动附件9增加到“轴向”门1，以便组合两类过压门（“轴向”和“横向”）的优势，因而获得高气动性能水平，而与操作状况无关。

因而，使之可以改进安装在飞行器区域上具体地安装在发动机上的过压门1的气动效率，通过使之可以减少该区域内的空气压力且因而优化该区域的部件的结构尺寸。更具体地，本发明因而使之可以具体地减少形成所涉及区域的整流罩的重量。

将注意的是，对于飞行器的涡轮机，这种过压门1可以具体地安装：

－在舱室上，具体地风扇舱室上；

－机舱上；以及

－发动机悬挂架上。

Claims (8)

1. 一种飞行器，配置有至少一个轴向型过压门，所述过压门包括舱口盖（2），舱口盖（2）包括内表面（2A）和外表面（2B），且能够围绕轴线（4）在关闭位置和打开位置之间枢转，

其中，所述过压门（1）在由所述轴线（4）限定的方向相对于外部流（E）的方向的上游边缘（2C）处包括气动附件（9），所述气动附件（9）在所述上游边缘（2C）处紧固地附连到舱口盖（2）的内表面（2A）且横向于舱口盖（2）的内表面（2A）设置，从而：

－在舱口盖（2）的关闭位置相对于外侧（6B）缩回；以及

－在舱口盖（2）的打开位置产生外部流（E）的偏转。

2. 根据权利要求1所述的飞行器，

其中，所述气动附件（9）相对于舱口盖（2）的内表面（2A）以直角紧固。

3. 根据权利要求1所述的飞行器，

其中，所述气动附件（9）相对于舱口盖（2）的内表面（2A）倾斜。

4. 根据前述权利要求中任一项所述的飞行器，

其中，所述气动附件（9）具有平面表面。

5. 根据前述权利要求中任一项所述的飞行器，

其中，所述气动附件（9具有适合于舱口盖（2）的打开动态性能的形状。

6. 根据前述权利要求中任一项所述的飞行器，

其中，所述气动附件（9具有根据圆弧限定的自由边缘（9A）。

7. 根据权利要求1至6中任一项所述的飞行器，

其中，所述过压门（1）形成配置有至少一个过压门的飞行器的舱室的一部分，当所述至少一个过压门打开时，高压空气通过所述至少一个过压门能够从所述舱室排出。

8. 根据权利要求1至6中任一项所述的飞行器，

其中，所述过压门（1）形成配置有至少一个过压门的飞行器的发动机的一部分。

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