CN103717868A - 用于紧凑喷射管的推力反向器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及形成风扇壳体的旁路涡轮喷气发动机的舱室（10），包括上游的第一整流元件（12）和形成喷射管的第二整流元件（13），第二元件具有在它确保舱室的空气动力学连续性的位置和露出流反向开口的下游位置之间平移移动的能力，推力反向器装置容纳在舱室中和包括流反向器翼（17）以及提供流的径向导向的叶栅（15）。舱室的特征在于：提供流的径向导向的叶栅（15）能够在它们缩回到第一整流元件（12）中的位置和活动的流导向位置之间沿着舱室轴线平移移动，第二风扇整流元件（13）固定于所述导向叶栅（15），安装反向器翼片（17），以能够绕着相对于舱室轴线是横向的轴线旋转，以及固定于叶栅（15）。

Description

用于紧凑喷射管的推力反向器装置

本发明涉及多流涡轮喷气发动机，特别地旁路发动机，带有分开的流，冷气流形成与主流同心的环形流和通过与主流分开的管被喷射出。本发明更具体地涉及在形成风扇壳体的舱室中所安装的推力反向器。

背景技术

目前的趋势是设计具有高旁路比率的发动机，因为它们能够增加发动机的功率和改进特定的消耗。然而，旁路比率的增加伴随着舱室体积的增加，特别是风扇整流元件的体积的增加，以及由此所产生的阻力的增加。这些因素降低了期望的消耗方面的节约。

克服该问题的一个方案是减少舱室部分的长度，该舱室部分构成用于旁路流的整流元件。这部分越短越轻，产生的阻力越小。这是为何要提出超短舱室。

在这种情况下，必须解决容纳用于旁路流的推力反向器的问题，因为由此减小了在中间壳体下游的管件处舱室中可用的空间。已知的用于旁路流的推力反向器装置与超短舱室不兼容，特别地，因为它们包括连杆和推力反向器叶栅的整个系统，其必须被容纳在管中，由此其需要相当长的管。

而且，对于这种类型的发动机，从管出现的旁路流的流的截面通常以最大化发动机工作点的输出的这样方式建立；例如，选择最佳的排气截面用于巡航速度。已知用变化截面的管来改进发动机的整个工作速度范围上发动机的性能。然而，生产具有变化截面的这种类型的管是复杂的，并且涉及在舱室内布置用于致动使其截面变化的可动元件的机构。该机构干扰推力反向器装置的机构，并且它占据旁路流推力反向器的控制所占据的空间之外附加的空间。当需要生产超短舱室时，问题特别明显；舱室提供了更少的空间而不能一起容纳两个机构。

发明内容

本发明的主要目的是允许使用超短舱室的推力反向器机构的布置。

本发明的目的也是与推力反向器机构的布置相关的用于控制管截面的机构的布置。

用旁路涡轮喷气发动机的舱室达到这些目的，舱室形成风扇壳体，包括上游的第一整流元件和形成管的第二整流元件，第二元件在它确保舱室的空气动力学连续性的上游位置和露出流反向开口的下游位置之间能平移移动，推力反向器装置容纳在舱室中和包括旁路流反向器翼片以及用于流的径向导向的叶栅。

根据本发明，舱室的特征在于：用于流的径向导向的叶栅在它们缩回到第一整流元件中的位置和活动的流导向位置之间沿着舱室轴线的长度能够平移移动，风扇的第二整流元件与所述导向叶栅是一体的，并且特征还在于：安装反向器翼片，这样它们能绕着相对于舱室轴线是横向的轴线旋转移动，以及与导向叶栅是一体的。

然而，在现有技术中，推力反向器装置容纳在舱室的可移动元件内侧，由此该装置容纳在第一整流元件中，由此根据本发明的方案，不再需要保留舱室的可移动元件内侧的这种体积。可移动元件，换而言之，第二整流元件形成管，该管可以如所需要的一样短。

根据另一个特征，第一不可移动整流元件支撑在下游方向上延伸的用于叶栅的导轨，这是足够了。当第二可移动元件在上游位置时，在飞行阶段，它覆盖导轨，该导轨由此包括在第二可移动元件的内侧。

优选地，叶栅以及第二整流元件与垂直于发动机轴线的同步环是一体的。环通过安装在上游第一整流元件中的电动机单元可以驱动整体。

因此，可以根据缩回或展开的叶栅的轴向位置控制反向器翼片的旋转起动。更具体地，通过在第一风扇整流元件中所容纳的连杆旋转地控制反向器翼片。

根据一个实施方式，这些连杆平行于导轨可滑动地安装，连杆的一端铰接在反向器翼片上，另一端在舱室的第一整流元件的壳体中滑动。更具体地，当叶栅沿着导轨的长度平移时，连杆沿着导轨的长度被平移导向，因此防止翼片打开，并且当叶栅到达其行程的极限时，该布置驱动它们绕着垂直于导轨的轴线枢转，因此触发反向器翼片倾斜到流转向位置。旁路流通过径向引导叶栅而转向。

本发明方案的一个优点是它允许推力反向器的控制与待要被喷射出的气流的截面变化相结合。在这种情况下，根据形成管的第二整流元件的位置，第二元件与涡轮喷气发动机的中心体的流线形产生流的变化截面。为此，所有必要的是可移动部件被固定部件充分地覆盖，这样在可移动部件第一部分的行程上，管保持关闭和不向叶栅供应。

因此，当从第二元件的上游位置驱动第二元件在下游方向上它的一部分移动时，旁路流的流的截面增加，当形成管的第二元件继续其在下游方向上的移动时，推力反向器装置被放置在适当的位置。

附图说明

图1表示安装有超短舱室的旁路燃气涡轮发动机的轮廓。

图2表示纵向半剖面中图1的发动机。

图3是活动位置中推力反向器截面的立体后部四分之三的视图。

图4是飞行位置中反向器的截面图。

图5是对应于图4中所给出的视图的视图，并且表示当航空器在飞行的引道阶段和着陆阶段时，用以产生排气截面增加的管件的移动方向。

图6、7和8是表示推力反向器展开的截面的立体前部四分之三的视图。

图9和10是表示反向器关闭的截面的立体前部四分之三的视图。

具体实施方式

图1表示旁路涡轮喷气发动机的实施例。它包括风扇段的空气动力学圆柱形壳体，该风扇段此后称为舱室10或风扇舱室10。在该图中可以看到舱室10右侧的用于主流的圆柱形整流元件14；整流元件直径更小。旁路流喷射到舱室10和中心体之间所布置的环形空间中的空气中。下游的排气锥头6界定主流的环形流。

图2给出了纵向半剖面中发动机1的部分视图。发动机1从左到右包括上游的风扇2，从舱室10的元件11的下游形成进气口。由风扇所吸入的空气被分成两个同心的流，主气流P和旁路气流S。主气流P再次被压缩以在燃烧室中被燃烧，然后在一个或多个涡轮级中减小压力，该一个或多个涡轮级驱动包括风扇2的压气机转子。发动机的这部分没有详细示出，但是已经表示为单个块4。主流沿着排气锥头的长度被喷射到下游环形主流管5中。整流元件形成发动机的这部分的外壳。该整流元件称为主流整流罩14。

然后，旁路流的大量吸入空气被限制在风扇壳体21中。风扇下游的旁路流经过中间壳体22的臂和如果有的导向叶片，然后沿着主流整流罩14的长度直接地喷射到大气中。舱室10围绕着风扇壳体21和中间壳体22。舱室10形成在第一整流元件12的进气口11的下游，其沿着风扇壳体的长度和中间壳体22的凸缘长度延伸。中间壳体22的下游，舱室10包括第二整流元件13。该第二整流元件13与主流整流罩14限定用于旁路流喷出的管。

发动机装配有推力反向器装置，通过该推力反向器装置，旁路流可以被径向地转向和在上游方向上，以当航空器滑行时，取消推力和提供反向制动推力。

有实施该功能的不同装置。本发明涉及推力反向器装置，其包括：形成在下游方向上可移动，同时沿着舱室的长度展开反向器翼片和打开通道的旁路流管的元件，通过该元件，反向器翼片所阻挡的流被径向地转向，朝向发动机外侧；叶栅设置在开口中以导向流。

图3表示在活动位置的流反向器装置。图4和5表示其他的细节。该装置包括一个叶栅或多个叶栅15，后者沿着第一整流元件12内壁的长度在如图中所示的它完全地缩回到该第一元件12的内侧的位置和活动位置之间可移动。叶栅包括在上游方向上向内弯曲、互相平行和互相间隔的径向叶片。它们的作用是导向流径向地经过叶栅和在上游方向上。

在中间壳体的凸缘221（图5）和整流元件12之间布置空间12a，以容纳推力反向器单元。连接第一元件12和凸缘221的横向壁界定舱室中径向开口的上游边缘和形成流转向边缘121。

该空间也包括用于运转反向器的电动机单元19；这些可以是致动器。

通过多个导轨，叶栅15在从上游到下游的其移动中被导向。这些导轨从平行于舱室轴线的转向边缘121延伸。这些导轨的长度对应于叶栅的最大展开距离。这些叶栅包括，例如沿着其移动承靠在导轨上的滑座。

叶栅15包括多个径向配件151，同步环16固定于其端部。该环垂直于舱室的轴线。该环连接电动机单元19的可移动杆（图4）。

反向器翼片17安装和铰接在这些配件151或同步环上。翼片包括被垂直于舱室的轴线的轴151a横穿的轭架17a，如图4中所示，该轴151a也通过配件。因此，翼片能够绕着叶栅15的配件151的轴151a枢转。

第二整流元件13固定于叶栅15。因此，当叶栅平移移动时，它携带着它和反向器翼片17和第二整流元件13。该元件13包括外壁131和内壁132。这两个壁在下游汇合以形成舱室的下游边缘。

通过连杆18控制翼片的倾斜。连杆沿着所述导轨的长度和在所述导轨下面，平行于导轨122延伸。连杆的下游端固定于翼片17。翼片包括相对于轭架17a位于下游的内轭架17b。该轭架17b被轴18b横穿，该轴18b也横穿连杆18的下游端。

连杆18的上游部分包括滑座18c，如图6中所示，其中与转向边缘121一体的止动销124在这里滑动，如图3中所示。连杆在边缘121中所布置的狭槽121a中滑动和当止动销到达滑座18c的行程极限时，它被止动销124停止。

连杆18承靠轮122a，后者固定于导轨122的下边缘。该轮形成用于连杆的向外挡块。与轮接触的连杆的上边缘包括槽口18a。连杆沿着导轨的长度可移动。当轮122a在槽口18a和轴18b之间滚动时，它保持连杆在平行于导轨的位置。当轮在连杆的上游端和槽口18a之间时，连杆自由地向外倾斜。当下游端连接翼片17时，连杆可以向外枢转翼片。

有关图4至10描述了反向器的工作。

在图4中可以看到飞行配置。第二整流元件13在上游位置。反向器完全地返回到舱室中。空气流的流出截面在最小处。

在图5中，已经用箭头表示了移动。电动机单元19推动同步环16向右，并且驱动反向器和管向右。翼片仍旧关闭，并且管的截面增加。内壁132和整流罩14的壁为此目的成形。该配置对应于航空器的引道阶段和着陆。

在图6中，电动机单元，致动器19，继续推动环16。连杆18利用轮122a承靠于连杆的上表面的事实，沿着导轨122的长度被平移地导向。防止翼片打开。

在图7中，连杆18开始停止在止动销124上，该图中并没有示出。它不再向右移动。因为连杆的狭槽18a已经通过轮的位置，所以轮不再承靠连杆18的上表面。由此连杆自由地绕着止动销转动，因此允许移动以打开翼片17。

在图8中，反向器已经完全地出现，航空器的飞行员可以进行复飞向。

在图9和图10中，示出了反向器的关闭运动。电动机单元19拉动同步环16向左。轮122a承靠在连杆18的槽口上，并且防止它向左移动。翼片由此关闭，并且连杆移动返回到水平位置。一旦连杆在水平位置，翼片就关闭，并且连杆的槽口从轮释放。连杆由此可以向左移动，并且通过轮被平移导向，该轮现在承靠连杆的上表面。

通过在舱室的第一元件中安装机构，本发明具有在形成管的可移动元件内释放空间的优点。由此可以减小该可移动元件。

连杆的导向可以在管的截面变化的阶段保持叶片锁定。

Claims (9)

1.用于旁路涡轮喷气发动机的舱室（10），该舱室形成风扇（2）壳体，包括上游的第一整流元件（12）和形成管的第二整流元件（13），第二元件在它确保舱室的空气动力学连续性的上游位置和露出流反向开口的下游位置之间能够平移移动，推力反向器装置容纳在舱室中和包括旁路流反向器翼（17）以及用于流的径向导向的叶栅（15），其特征在于：用于流的径向导向的叶栅（15）能够在它们缩回到第一整流元件（12）中的位置和活动的流导向位置之间沿着舱室（10）轴线的长度平移移动，风扇的第二整流元件（13）与所述叶栅（15）是一体的，并且安装反向器翼片（17），这样它们能够绕着相对于舱室轴线是横向的轴线旋转移动，以及与所述叶栅（15）是一体的。

2.根据权利要求1的舱室，其第一整流元件（12）包括用于导向所述叶栅（15）的导轨（122），在从第一元件（12）上游边缘（121）的下游方向上延伸。

3.根据权利要求1或权利要求2的舱室，其所述的叶栅（15）与垂直于发动机轴线的同步环（16）是一体的。

4.根据前述权利要求中任一个所述的舱室，其所述的叶栅（15）设置为通过在第一整流元件（12）中所容纳的电动机单元（19）而平移移动。

5.根据权利要求1至4中任一个所述的舱室，通过连杆（18）控制其反向器翼片（17）绕着所述横向轴线旋转。

6.根据权利要求5的舱室，其连杆（18）平行于舱室的轴线滑动地安装，连杆的一端（18）铰接在反向器翼片（17）上，并且另一端在第一整流元件（12）的壳体中滑动。

7.根据结合权利要求2的前述权利要求的舱室，其连杆（18）沿着导轨（122）的长度被导向，具有驱动连杆（18）绕着垂直于导轨（122）的轴线枢转的布置，以及当在流反向位置中第二可移动整流元件（13）在距离第一整流元件（12）给定距离处时，具有反向器翼片（17）的倾斜。

8.涡轮喷气发动机，其包括根据前述权利要求中任一权利要求的舱室（10），形成管的其第二可移动元件（13）与主流整流罩（14）根据第二元件（13）的轴向位置产生可变的流动截面。

9.根据前述权利要求的涡轮喷气发动机，当形成管的第二整流元件（13）从其上游位置被驱动在下游方向上其移动的一部分时，其流动截面增加，并且当形成管的第二整流元件（13）继续在下游方向上其移动时，推力反向器装置被放置在合适的位置。

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