CN104024618B - 具有单件移动机罩的叶栅型推力反向器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于涡轮喷气发动机机舱的推力反向器，包括：-外部罩(9)，其可从被称为闭合位置的位置平移移动到被称为打开位置的位置，-致动装置，其包含一组控制致动器，至少一个致动汽缸的端部附接到外部罩(9)，-推力反向装置，其包含偏转叶栅(13)，-用于将所述偏转叶栅固定在外部罩(9)上的固定装置，所述装置能够被锁定/解锁。根据本发明的推力反向器，其特征在于，致动装置(11)的激活引导外部罩(9)的打开/关闭，当固定装置(17)被锁定时，允许外部罩(9)和偏转叶栅(13)一起位移，以及当固定装置(17)解锁时，允许外部罩(9)单独位移。

Description

具有单件移动机罩的叶栅型推力反向器

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮喷气发动机机舱的推力反向器。本发明还涉及一种包括根据本发明的推力反向器的涡轮喷气发动机机舱。

背景技术

飞行器由几个涡轮喷气发动机驱动，机舱中的每个涡轮喷气发动机还容纳一组与它的操作相关的次级致动设备，并且当涡轮喷气发动机运转或停止时执行各种功能。这些次级致动设备特别地包括致动机械系统的推力反向器。

机舱通常呈管状结构，包括：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部分，包括推力反向装置且设计成围绕涡轮喷气发动机的燃烧室的的下游部分，并且机舱通常由喷嘴结束，所述喷嘴的输出位于涡轮喷气发动机下游。

现代机舱被设计成用于容纳具有双流的涡轮喷气发动机，所述双流的涡轮喷气发动机能够通过旋转风扇的叶片生成热空气流(主流)和在涡轮喷气发动机外通过环形通道(也被称为流路)循环的冷空气流(次流)，在涡轮喷气发动机的整流罩和机舱的内壁之间形成。两气流通过机舱后部从涡轮喷气发动机喷出。

推力反向器的作用是，飞行器降落时，通过将由涡轮喷气发动机喷出的至少部分空气重定向到前面来提高其制动能力。在该阶段，推力反向器阻挡至少一部分冷流的流路并将该流朝向所述机舱的前方重新定向，从而产生增加到该飞行器轮子制动的反推力。

推力反向器的一般结构包含外壳，其中设置了用于偏转气流的开口，该开口由外部罩关闭作为机舱的直接喷射，并且该开口通过外部罩的下游平移(参照气体流动的方向)的位移打开时作为机舱的反向喷射、借助于外部罩的位移汽缸而打开，所述位移汽缸安装在开口上游的外壳的框架上。

外部罩通常是由两个具有基本半圆柱形的半罩形成，所述半罩铰接在基本上平行于外部罩平移方向的铰链上的上部(所谓的在12:00方位)并且所述半罩由在底部(所谓的在6:00方位)上的锁闭合。

这种布置通过打开这些半罩使得，为了维修操作，可以进入所述机舱内部，特别是涡轮喷气发动机或反向器的内部结构。

为了解决与此“蝴蝶”开口相关的一些问题，一种平移的开口的解决方案已经开发并在申请FR2911372中有具体描述。所述申请描述了一种包含外部设置成一个单一部件的推力反向器结构，换句话说，而不需在下部分关闭。这种结构被称为整体结构或O型结构。

专利申请FR2952681也描述了一种包含带固定叶栅的推力反向器的O型结构，当以直接喷射或反向喷射操作机舱，在维修操作期间，由所述外部罩和所述叶栅平移形成的整个组，允许更容易地进入发动机。偏转叶栅通过前框架连接到风扇壳体并且当需要在维修操作期间到达发动机时，有必要从风扇壳体把前框架断开连接。

这些解决方案伴随的缺点在于该叶栅中的前框架和风扇壳体之间的断开连接系统的复杂性。事实上，因为断开连接的系统的访问被限制，附接在风扇壳体的叶栅的手动断开连接是复杂的。另一方面，用于维修操作的这样的开口系统需要一种与用于在所述机舱反向喷射操作过程中打开所述外部罩的系统隔离开的开口系统，这将大大增加了机舱的重量，并与解决出现在航空学的减轻重量问题相悖。

另外，另一个与涡轮喷气发动机的机舱相关的问题是所述机舱和相关联的罩的尺寸都太重要，会导致拖曳增加。

事实上，气流偏转必要的叶栅长度是由冷流速率来确定。由于空气动力学限制，它们也在推力反向器罩内占据了一定量的体积，这可以生成反向器罩和该机舱的重要尺寸。

因此需要限制所述罩和所述机舱的尺寸，进而减少后者的质量和拖曳。

一种解决这类问题的方案是设计包含可动叶栅的推力反向器，其中在所述机舱的直接喷射的操作过程中所述叶栅容纳在壳体和风扇罩之间，在所述机舱反向喷射功能的过程中与所述外部罩一起平移。这允许以已知的方式减少所述机舱和相关联的罩的轴向长度，从而减少重量和拖曳。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种用于涡轮喷气发动机的机舱，其具有所谓的短舱的机舱的优点，以及与外部罩的单件结构相关的优点。

本发明的另一个目的是实现一种配备有单件外部罩的机舱，其从运行位置到维修位置的转变是容易执行的。

因此，本发明提出一种用于涡轮喷气发动机机舱的推力反向器，包含：

-至少一个外部罩，其能够从被称为闭合位置的位置平移移动到至少一个被称为打开位置的位置；

-包含一组控制汽缸(ensemble de verins)的致动装置，其中至少一个汽缸末端附接到外部罩；

-推力反向装置，至少包含偏转叶栅，在它们上游端由前框架支撑，在它们下游端由后框架支撑，并且封闭在由风扇壳体和风扇罩形成的包壳内，

-将所述偏转叶栅固定在外部罩上的固定装置，所述固定装置能够被锁定/解锁，

所述推力反向器，其显著性在于，致动装置的激活导致外部罩的打开/关闭，当固定装置被锁定时允许外部罩和偏转叶栅一起位移，且当固定装置解锁时允许外部罩单独位移。

得益于本发明，一组单独的致动器允许所述罩从对应于在机舱直接喷射的功能的闭合位置朝着对应于或者机舱反向喷射的功能的至少一个打开位置或者所述机舱的维修位置平移。

偏转叶栅附接在所述外部罩上由于锁定的固定装置，所述叶栅或相对于发动机吊架滑动，或与所述罩一起相对于风扇壳体滑动，当激活致动装置时，使所述叶栅从其包壳露出，并从而偏离通过机舱流路的至少一部分气流。

在维修操作中，手动解锁所述固定装置，可使偏转叶栅从外部罩分离。由于这种易于实现的处理，致动装置的激活仅使得外部罩位移，在一个位置使得进入发动机简化。

根据本发明，该组控制汽缸是由单个控制源激活的。

由于这种配置，人们从使用不同的控制源中解放出来，这取决于机舱处于操作位置还是维修位置。这也使得减少机舱重量，达到航空航天学经常性的目标。

此外，整个控制汽缸包括至少一个称为较高汽缸的汽缸和至少一个称为较低汽缸的汽缸。

根据本发明的一个特点，至少所述较高汽缸由它们端部之一连接到所述外部罩的上游面。

根据本发明的另一个特征，较高汽缸和较低汽缸通过它们的端部之一与外部罩上游面相连。

由于这种配置，该组汽缸参与所述外部罩的打开。

可替换地且有利的是，较低汽缸通过其端部之一连接到所述偏转叶栅的后框架。

由于离合器装置所述较低汽缸能够从控制源脱离接合。

由于这些特征，较低汽缸由于离合器系统能够暂时从控制源断开连接，这允许例如在机舱维修操作期间，在激活所述致动装置过程中仅进入较高汽缸且这无需手动禁用较低汽缸。

这种布置在所述机舱的维修位置是有利的，特别是为了改善进入发动机方面。

根据本发明的一个特征，固定装置包括附接到外部罩的至少一个锁和至少一个附接到所述偏转叶栅的所述锁的接收元件。

在所述机舱操作时锁关闭，在该机舱维修操作时所述锁手动打开。

偏转叶栅是通过安全锁，附接到所述至少一个机舱的固定组件，和/或连接到与发动机吊架的连接接口，所述机舱被设计成连接到该发动机吊架。

这个配置构成了一道防线，允许将推力反向叶栅的夹持固定到由机舱的进气口或例如风扇壳体组成的机舱的固定组件。该夹持对于以直接喷射模式使用机舱是必要的，可使叶栅不会意外地露出。此外，得益于本发明，这些防线对于维修操作不必外部罩一旦打开就断开连接，所述罩通过打开固定装置从偏转叶栅断开连接。

最后，轴向邻接件被固定在所述偏转叶栅的前框架和所述机舱固定组件之间。

有利的是，在机舱的反喷射功能期间，由所述偏转叶栅产生轴向力，翼片和外部罩都直接传递到机舱的所述固定组件，而不需穿过汽缸，并由此可以得到更好的分布角度，从而限制该结构上的应力集中。

本发明还涉及一种用于涡轮喷气发动机的机舱，包含至少一个根据本发明所述的推力反向器。

附图说明

阅读接下来的根据给出的作为非限制性实施例的实施方案及参照附加在其上的附图的详细描述，将看到本发明的其它特征、目标和优点：

-图1示意性地示出了根据本发明的、直接喷射操作的涡轮喷气发动机的机舱；

-图2是根据图1的机舱的剖视图，集中在所述机舱的中间部分和下游；

-图3是所述机舱的剖视图，处于反向喷射功能；

-图4示意表示偏转叶栅和外部罩之间的固定。

-图5a和5b表示偏转叶栅的后框架和外部罩的固定，分别固定在锁定和未锁定的位置；

-图6表示处于操作模式的直接喷射的所述机舱，集中在致动装置上。

-图7和图8示意性地表示了所述偏转叶栅的安全锁；

-图9是所述机舱在维修操作期间的视图，根据本发明第一实施例实现所述外部罩的打开；

-图10是类似于图10的视图的视图，这次根据第二实施例实现所述外部罩的打开；

-图11表示根据本发明装备机舱的位于较低汽缸和较高汽缸之间的离合器装置；

-图12表示所述叶栅的前框架和所述风扇壳体之间的轴向邻接位置。

具体实施方式

在附图的设置上，相同或相似的参考标记是指相同或相似的元件或元件组。

图1是涡轮喷气发动机(未示出)的机舱1的一般示意图，其通过设计成用作与发动机吊架(未示出)连接的接口的小块2悬挂在翼(未示出)下。

机舱1被典型分为上游进气部分3，包含风扇罩(不可见)、涡轮喷气发动机的风扇(不可见)及其壳体4的中间部分5，以及容纳封闭在外部罩9中的推力反向器的下游部分7，并且可能地末端喷嘴的部分。

机舱1的上游部分3和中间部分5构成所述机舱的固定组件，但下游部分7构成所述机舱的移动组件。

所表示的机舱具有所谓的“O”形截面的下游部分，也就是说，外部罩9由“单件”(monobloc)罩形成。通过“单件”罩，我们表示一个几乎环状的罩，从发动机吊架的一侧延伸到另一侧而不中断。这样的罩通常被称为盎格鲁-撒克逊(anglo-saxons)术语“O型管”，参考这种罩的套圈形状，与D型管”相反，“D型管”其实包括两个半罩，每一半罩在机舱的半圆周上延伸。

在图1中，所述机舱以直接喷射功能示出。推力反向器装置处于闭合位置，即，下游部分7的外部罩9位于称为闭合位置的位置。在机舱1的这种操作下，冷空气流F通过由涡轮喷气发动机的整流罩和机舱的内部壁形成的流路V，从进气口3流到所述机舱的出口。

外部罩9通过致动装置11的激活(l’activation)可平移地移动。这些致动装置可由比如包含多个控制汽缸的组件组成，该控制汽缸通过它们的端部之一连接到外部罩9上游面10。

外部罩9能够沿着在发动机吊架的块2上设置的轨道而平移，从称为闭合位置的位置平移到至少一个打开位置，反之亦然。

我们现在参考图2，表示以直接喷射操作的、集中在中间部分和下游部分上的所述机舱的剖面图。

风扇罩6位于风扇壳体4上，在进气口8的下游面3和外部罩9的上游面10之间，形成包壳(enveloppe)。

当执行机舱的直接喷射功能时，该包壳容纳偏转叶栅13，所述偏转叶栅13设计成将冷流的至少一部分朝着所述机舱的上游重定向，当所述叶栅从所述包壳露出时，对应于所述机舱的反向喷射操作，如下所述。

偏转叶栅13在它们的上游端常规地由前框架12支撑，并且在它们的下游端由后框架14支撑。

所述推力反向器翼片15与偏转叶栅14一起，形式机舱1的推力反向器装置。

这些翼片15附接到偏转叶栅13的后框架14上。而在机舱的直接喷射操作中，如在图2中表示的一个，所述翼片位于称为闭合位置的位置，并确保所述机舱的下游部分7的内部空气动力的连续性。

当所述叶栅在闭合位置时，能够防止翼片15的展开和将空气朝所述机舱的外部重定向。

图3表示所述外部罩的打开位置，对应于机舱1反向喷射操作。

在这样的位置，偏转叶栅13和外部罩9移回到所述机舱的下游。

所述偏转叶栅位于由罩6和风扇壳体4形成的包壳的下游，因此使得能够允许至少一部分的气流F穿过流路V从所述机舱逸出并重定向到所述机舱的上游。

当所述机舱反向喷射操作时，如图3表示，推力反向器翼片15已被旋转，与所述机舱直接喷射操作模式相比。这些翼片然后位于称为打开位置的位置，并至少部分地阻碍空气流F循环流路V。它们有助于重定向通过偏转叶栅13的至少一部分的空气流F。

我们现在参考图4和图5，示出了偏转叶栅13和外部罩9之间的连接。

通过固定装置17使偏转叶栅13附接到外部罩9。

这样的可拆卸的固定装置允许偏转叶栅13的后框架14和外部罩9连接。

这些固定装置所有应是已知的装置，例如螺栓、锁定系统等。

参考图5a，示出了操作模式的所述机舱，固定装置17包含至少一个锁16，所述至少一个锁16附接至外部罩9，接合在如锁横头(gache)20的接收元件中，该接收元件附接至所述叶栅13的后框架14。

所述偏转叶栅13因此附接到外部罩9，所述外部罩和所述叶栅因此形成能够在致动装置11激活时一起移动的统一组件。

一旦进行维修操作，如下面更详细描述的，为将所述偏转叶栅与外部罩9断开连接，操作者就会手动打开锁16(图5b)，从而使其只是朝外部罩9的下游平移，以便提供进入机舱1的内部的通道。

由于密封垫18(见图3)，可以实现所述叶栅13的后框架14和外部罩9之间的密封。

根据本发明所述的推力反向器的操作模式如下：

在飞行器的飞行阶段期间，所述机舱1处于操作模式，相对于飞机在地面上时所述机舱1处于的维修模式。

在所述机舱的运作模式下，区别在于，在所述机舱直接喷射操作时外部罩9处于闭合位置闭合位置，而在所述机舱的反向喷射操作时，该外部罩9处于打开位置。

当所述机舱在操作模式下，固定装置17在锁定位置，如先前所述。所述偏转叶栅13附接到外部罩9。

我们参考示出了处于直接喷射操作模式的所述机舱的图6。

所述机舱直接喷射操作中，所述偏转叶栅13封闭在由所述罩(未示出)和所述风扇壳体4形成的包壳内并与外部罩9连接。

致动装置11包含多个控制汽缸19，所述控制汽缸19在它们端部之一处由机舱1的进气口3的下游面22支承，并在其端部的另一端处连接到外部罩9的上游面10。所述汽缸可以无差别地由风扇壳体4支承在它们端部之一，并在其端部的另一端处连接到外部罩9的上游面。

所述控制汽缸19包含称为较高汽缸的汽缸21和称为较低汽缸的汽缸23，术语“较高”和“较低”的理解应当参照机舱被连接到发动机吊架时机舱1的纵向轴线。

在这种情况下，控制汽缸19有四个，即两个位于发动机吊架的块2附近的较高汽缸21，以及两个位于相对区域中的较低汽缸23，但是汽缸的数目及其布置当然可以是不同的。

为了从直接喷射位置移动到反向喷射位置，有必要激活致动装置11。

由未示出的、同时连接到较高汽缸21和较低汽缸23的单一控制源执行这些装置的激活。

控制汽缸19在控制源的作用下延伸，这导致外部罩9朝着机舱1的下游位移。由于固定装置17外部罩9附接到了偏转叶栅13，因此，导致了由所述外部罩和所述偏转叶栅形成的统一组件被一起驱动。

然后所述偏转叶栅13露出，同时翼片15打开，至少部分地阻塞气流循环流路V。

图7和图8示出了偏转叶栅13和所述机舱的固定组件之间的连接。

所述机舱的直接喷射操作中，至关重要的是，不能意外地发生偏转叶栅13朝向机舱1的下游的滑动运动：这种打开在飞行阶段将是危险的。

由于这些原因，安全锁25设置在所述机舱的各个位置处，以阻止附接到偏转叶栅13的外部罩9的不期望的打开。

这通常是固定体和能够与锁横头配合的螺栓组成的锁。

偏转叶栅13的前框架12和风扇壳体4之间设置了这样的锁定装置。

我们还可以在所述叶栅13的后框架14和将机舱1连接到翼(未示出)的发动机吊架27之间设置锁定装置。

当需要操作所述推力反向器时，例如在飞行器着陆过程中，可以指令解锁安全锁25。

为这些锁提供了独立电源和控制，从而增加了安全装置的可靠性。

现在参考图9，示出了根据本发明的机舱1在维修位置的第一实施例。

为了实现发动机的维修，就必须能容易地进入所述发动机。为此，该组控制液压缸19在其端部之一由机舱1的进气口3的下游面22支承，并在其另一端连接到外部罩9的上游面10。

偏转叶栅通过手动打开固定装置17从所述外部罩断开连接，这可使当由未示出的单一控制系统激活致动装置时，单独打开所述罩，而所述叶栅在机舱的直接喷射操作过程中保持在相同的位置。

该控制系统可以为在所述机舱运行时展开反向推力器罩所使用的，也可以通过任何装置实现，例如，诸如外部电源或外部机械源。

外部罩接着处于下游位置，因此可易于进入发动机。

可以手动实现打开固定装置，但不排除设置使这些固定装置17自动开启的任何控制系统。

在所述偏转叶栅和所述机舱固定组件之间的锁定装置25仍然处于闭合位置闭合位置。这可使不必在维修操作期间操纵它们。

一旦关闭所述外部罩，在所述罩和所述偏转叶栅之间的固定装置17就能够再次自动关闭。

图10示出了根据本发明所述机舱1在维修位置的第二实施例，只有较高汽缸23连接到外部罩9的上游面10。

较低汽缸23连接到偏转叶栅13的后框架14上，该组汽缸的控制系统保持连接到较低汽缸23和较高汽缸21。

根据本发明，离合器装置可使较低汽缸23从单一控制系统瞬间断开连接，这使得，当激活致动装置19时，仅驱动连接到外部罩9的较高汽缸21的移动。

然后，仅通过在维修操作期间机械性能够强的较高汽缸21执行外部罩9平移到所述机舱的下游。

由于这样的配置，进入发动机得到相当大的改进，其进入仅受限于较高汽缸21。

这种替代方案的优点之一是可以实现，一方面，不需机舱上的操作员预先干预，另一方面，相对于如前所述的运作模式不需添加汽缸组件的任何控制系统。这也因此使机舱重量减少。

所述离合器装置，详见图11，示出了所述组的汽缸19的控制系统(在图11中标记为29)，一方面连接到行星齿轮31，另一方面连接到较低汽缸23的控制挠曲(flexible de commande)33。

行星齿轮31典型地包含环齿轮(冠)35，由卫星支架39支承的卫星37，所述卫星既啮合在齿环35上又啮合在内行星齿轮(中心齿轮)41上。

在所述机舱运作模式下，外部罩9的位移需要激活较高汽缸21和较低汽缸23。控制系统，例如发动机，连接到所述行星齿轮31的冠部35，并连接到控制较低汽缸23的控制挠曲33。当较低汽缸连接到反向器罩9时，较低汽缸23和较高汽缸21被平移的驱动。

在维修位置，较低汽缸23连接到偏转叶栅13的后框架，通过阻止环齿轮35旋转的锁定装置25相对于所述固定件锁定。控制系统33连接到卫星支架39，当所述控制系统33被激活时，所述卫星支架39将驱动连接到较高汽缸21的所述内行星齿轮旋转。

我们现在参考图12，示出了本发明的一个特征，根据该特征轴向邻接件(butees)43被固定在风扇壳体4与前框架12之间的不同的角度位置处。

这些邻接件43使实现反向喷射时移动组件的行程终止，汽缸19无法整合这些邻接件，除非接着不能够执行用于维修位置的行程(course)，该行程高于在所述机舱执行反向喷射时所述外部罩从闭合位置闭合位置移动至打开位置所需要的行程。

有利的是，在机舱的反喷射操作时，由偏转叶栅13引导轴向力，翼片15和外部罩9都直接传递到机舱的所述固定组件，而不会穿过汽缸19，并由此可以得到角度上更好的分布，从而限制该结构中的应力集中。

得益于本发明，存在示出了与机舱(称为短的机舱)相关的两个优势的机舱，在减轻重量方面，以及在维修操作期间进入发动机都是非常有利的。

得益于根据本发明所述的推力反向器，它不再需要禁用所述偏转叶栅和所述机舱的所述固定组件之间的安全锁，并且由于较低汽缸从控制系统断开连接，在维修位置上进入发动机更方便。

不言而喻，本发明并不限定于实现这个推力反向器和这个机舱的仅有形式，上述作为例子，但相反地，它包含所有的变体。

Claims (11)

1.一种用于涡轮喷气发动机机舱(1)的推力反向器，包括：

—至少一个外部罩(9)，其能够从闭合位置平移移动到至少一个打开位置，

—致动装置(11)，其包含一组控制汽缸(19)，至少一个汽缸的端部附接到所述外部罩(9)，

—推力反向装置，其至少包含偏转叶栅(13)，所述偏转叶栅(13)在其上游端由前框架(12)支承且在其下游端由后框架(14)支承，并封闭在由风扇壳体(4)和风扇罩(6)形成的包壳中，

—用于将所述偏转叶栅(13)固定在所述外部罩(9)上的固定装置(17)，所述固定装置能够被锁定/解锁，

所述推力反向装置的特征在于，所述致动装置(11)的激活导致外部罩(9)的打开/关闭，使得当所述固定装置(17)被锁定时所述外部罩(9)和所述偏转叶栅(13)一起位移，以及当所述固定装置(17)被解锁时所述外部罩(9)单独位移。

2.根据权利要求1所述的推力反向器，其特征在于，所述组的控制汽缸(19)由单个的控制源(29)激活。

3.根据权利要求2所述的推力反向器，其特征在于，所述组的控制汽缸(19)包括至少一个较高汽缸(21)和至少一个较低汽缸(23)。

4.根据权利要求3所述的推力反向器，其特征在于，至少所述较高汽缸(21)通过它们的端部之一连接到所述外部罩(9)的上游面(10)。

5.根据权利要求3所述的推力反向器，其特征在于，所述较高汽缸(21)和所述较低汽缸(23)通过它们的端部之一连接到所述外部罩(9)的上游面(10)。

6.根据权利要求3或4所述的推力反向器，其特征在于，所述较低汽缸(23)通过它们的端部之一连接到所述偏转叶栅(13)的后框架(14)上。

7.根据权利要求3或4所述的推力反向器，其特征在于，所述较低汽缸(23)能够通过离合装置从所述控制源断开连接。

8.根据权利要求1到5中任一项所述的推力反向器，其特征在于，所述固定装置(17)包含至少一个附接到所述外部罩(9)的锁(16)和至少一个附接到所述偏转叶栅(13)的所述锁的接收元件(20)。

9.根据权利要求1到5中任一项所述的推力反向器，其特征在于，偏转叶栅(13)通过安全锁(25)附接到所述机舱(1)的至少一个固定组件，和/或附接到与发动机吊架(27)连接的连接接口(2)，其中所述机舱用于连接到所述发动机吊架(27)。

10.根据权利要求1到5中任一项所述的推力反向器，其特征在于，轴向邻接件(43)被固定在所述偏转叶栅(13)的前框架(12)和所述机舱(1)的固定组件之间。

11.一种用于涡轮喷气飞行器的机舱(1)，其特征在于，它包含至少一个根据权利要求1至9中任一项所述的推力反向器。