CN104144856A - 涡轮喷气发动机的扁平机舱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扁平机舱，其中前框架和被安装在具有减小横截面的推力反向器罩(121)的区域上的次流转向栅(120)之间的连接是被设置在以相对前框架和被安装在罩(121)的外围剩余部分上的转向栅(120)之间的连接的安装半径的中心的偏移轴为中心的半径上。

Description

涡轮喷气发动机的扁平机舱

技术领域

本发明涉及一种飞机推进组件的机舱，推进组件装备有具有气流转向栅的推力反向装置。

背景技术

飞机是由多个涡轮喷气发动机驱动的，每个涡轮喷气发动机容纳于机舱内，机舱还容纳与其操作相联系的辅助驱动装置组件并且当涡轮喷气发动机运行或者停止时，保证不同的功能。这些辅助驱动装置特别地包括机械推力反向装置。

由机舱和涡轮喷气发动机形成的飞机的推进组件通过悬浮挂架被悬挂到飞机的固定结构上，例如机翼下或者机身上。

机舱通常具有管状结构，包括涡轮喷气发动机上游的进气口，用来围绕涡轮喷气发动机风扇的中间部分，容纳推力反向装置和用来围绕燃烧室和涡轮喷气发动机的下游部分，并且机舱通常终止于排气喷嘴，排气喷嘴的出口位于涡轮喷气发动机的下游。

所述机舱可以用来容纳涡轮风扇发动机，即能够产生热气流(也称为主流)和冷气流(次流)的涡轮喷气发动机，热气流来自涡轮喷气发动机燃烧室并且是通过旋转的风扇叶片产生的，而冷气流通过冷气流的流动气流在涡轮喷气发动机外流动。

外部结构称为OFS(外部风扇结构)，容纳所述推力反向装置，而内部结构称为IFS(内部风扇结构)，它在风扇后自身上围绕发动机结构，用来覆盖涡轮喷气发动机的下游部分，两个都属于机舱的下游部分，限定了冷气流的流动气流并且因此限定冷气流的通道部分。

关于推力反向装置，在飞机的着陆期间，它适应于通过朝着涡轮喷气发动机产生的至少一部分推力重新定向来改善其制动能力。

在该阶段期间，它阻挡冷气流的流动并且将冷气流的流动向机舱前面导向，从而产生增加飞机轮子制动的反向推力。

图1a到4示出了推力方向器实施的例子。

推力反向器10是由固定结构(前框架12、叶栅11、后框架13和IFS17)和可移动结构组成的。

更具体地说，推力反向器10包括多个转向栅11，附着在外围前框架12和固定外围后框架13之间，通常，固定外围后框架13将可移动推力反向器罩16的外部面板14和内部面板15连接在一起。

在操作期间，在反向喷射位置，次流的重定向是通过所述转向栅11完成的，可移动罩16主要具有滑动功能，目的在于暴露或者覆盖所述转向栅11，可移动罩16的平移沿着基本上平行于涡轮喷气发动机中心轴A的纵轴进行。

补充阻流门，也称为副翼18，由罩16的滑动驱动，允许叶栅11的下游次流的流动气流19的关闭以便允许次流朝向转向栅11的重定向。

所述副翼18枢转地安装在在收回位置和展开位置之间滑动的罩16上，在收回位置上，它们与所述可移动罩16一起保证罩16的内壁的气动连续性，在展开位置上，在推力反向的情况下，为了使次流朝着被罩16的滑动暴露的转向栅11转向，它们至少部分地阻挡所述流19。

所述推力反向器10通常是安装在基本上绕着涡轮喷气发动机的中心轴A旋转的机舱上。

机舱的气动线允许所述流19的整个圆周上相同的转向栅11的安装。

更特别地，如图2、3和4所示，叶栅11的安装以所述流19的整个圆周上的涡轮喷气发动机的中心轴A为中心。

更具体地，在前框架和每个叶栅的上游端之间的连接界面20是径向地以所述轴A为中心的，就如后框架和每个叶栅的下游端之间的连接界面21一样。

因此，前框架12和每个叶栅11的上游端之间连接界面20的半径R1对于在所述流19的整个圆周上的前框架12上的所有的叶栅11连接是恒定的，就如后框架13和每个叶栅11的下游端之间的连接界面21的半径R3一样。

此外，如图3和4所示，转向栅11的气流转向叶片的半径R2被定义为所述流19侧的每个叶栅11的内表面的半径，转向栅11的气流转向叶片的半径R2在流动排出气流19的整个圆周上也是恒定的。

当机舱的最大高度限制是临界时，由于飞机的低离地间隙以及涡轮喷气发动机和飞机机翼之间的接近，在机翼下涡轮喷气发动机上的这种叶栅型推力反向装置10的安装变得很复杂。

这种安装进一步包括冷气流通道部分的敏感管理。

因此，机舱高度的缩小已经被提出，通过提供绕着涡轮喷气发动机的中心轴A非旋转的称为“扁平机舱”的机舱。

这种扁平机舱在十二点钟位置(即，在机舱的上部)和六点钟位置(即，在机舱的下部)的区域上具有减少的气动线。

这种机舱对推力反向的效果先天无影响。

然而，在这种情况下，有必要局部地设置气流转向栅11。

气流转向栅11的安装是通过减小转向栅11叶片的半径R2实现的，因此，所述半径在所述流19的整个外围上不再恒定。

这涉及特别地专用于机舱的减少气动线的区域的转向栅11的使用，用来调整所述流或者罩的高度，所述高度在十二点钟位置(即，在机舱的上部)和六点钟位置(即，在机舱的下部)是不同的。

安装在机舱减少气动线区域上的转向栅11因此不再与其他用来设置在所述流外围的剩余部分上的转向栅可交换。

由于要提供的转向栅种类、相关的模具和生产线以及维护费用的增加，制造成本增加了。

因此本发明的目的是克服这些缺点。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种机舱，其中当维持飞机的低离地间隙和减小机舱的尺寸时转向栅是可交换的。

还希望提供一种机舱，该机舱提供一种可能性以标准化推力反向装置而不需考虑机舱类型。

本发明的另一个目的是提供一种机舱，其中制造成本和维护成本均降低。

为了该目的，本发明提供一种机舱，包括：

-装备有推力反向装置和前框架的外部结构，

-用来覆盖涡轮喷气发动机下游部分的内部结构，

所述外部结构和内部结构限定涡轮喷气发动机的气流的流动气流，

推力反向装置至少包括：

-一个沿着平行于机舱纵轴方向平移的可移动罩，该罩能够交替地从关闭位置转换到打开位置，在关闭位置上，它保证前框架的气动连续性，在打开位置上，它在机舱上打开通路用来使气流转向，所述罩具有在所述流的外围上的非恒定横截面。

-使涡轮喷气发动机的至少一部分气流转向穿过打开的通道的叶栅，其上游端被安装在前框架上。

机舱的特征在于，由于前框架和用来安装在罩的减小的横截面区域上的转向栅的连接在以相对前框架和用来安装在罩外围的剩余部分上的转向栅之间的连接的安装半径的中心偏移的轴为中心的半径上内切。

由于本发明，当维持飞机的低离地间隙和减少尺寸的机舱时，推力反向器可以装备有在所述流的整个外围上彼此相同的叶栅。

根据依照本发明的机舱的其他可选特征，可单独或者结合使用：

-外部结构进一步包括后框架，每个转向栅的下游端安装在后框架上，后框架和用来安装在罩的减少的横截面区域上的转向栅之间的连接在以相对后框架和用来安装在罩外围的剩余部分上的叶栅之间的连接的安装半径的中心偏移的轴为中心的半径上内切。

-每个叶栅各自安装的半径中心的相对偏移被配置以使得叶栅的径向距离相对于它们各自的中心在所述流的整个外围上是相同的；

-前框架包括形成支撑转向栅的元件，所述转向栅形成以在罩的减小截面区域上的第一轴和在罩的外围的剩余部分上的相对于第一轴偏移的第二轴为中心；

-后框架包括形成支撑转向栅的元件，所述转向栅形成以在罩的减小截面区域上的第三轴和在罩的外围的剩余部分上的相对于第三轴偏移的第四轴为中心；

-叶栅的上游端和/或者下游端形成以在罩的减小截面区域上的第五轴和在罩的外围的剩余部分上的相对于第五轴偏移的第六轴为中心。

-第二、第四和第六轴对应机舱的纵轴；

-罩在连接到机舱的上横梁和/或下横梁的任意一边上具有减小的横截面区域；

-前框架或者后框架和用来安装在罩的减小的上横截面区域上的转向栅之间的连接安装半径的中心是不同于前框架或者各自的后框架和用来安装在罩的减小的下横截面区域上的转向栅之间的连接安装半径的中心；

-转向栅至少部分地平移或者旋转移动。

附图说明

当阅读参照附图的非限制描述时本发明将被更好地理解，其中：

-图1是根据现有技术的在直接喷射位置上的推力反向器的剖视图；

-图2和3分别是图1中区域C和D的放大图；

-图4是装备有图1的推力反向器的机舱的排气部分的横剖视图；

-图5是根据本发明实施例的机舱的排气部分的横剖视图。

具体实施方式

应该注意的是已经关注到在说明书中限定带有三个轴X,Y,Z的坐标系，这三个坐标轴代表：

-轴X是涡轮喷气发动机的纵向方向，

-方向Z是引导涡轮喷气发动机的纵轴到挂架的纵轴的方向以及，

-轴Y是X和Z的正交方向。

在推进组件安装在飞机机翼下的情况中，轴Z通常是垂直的。

在下面的描述中，垂直轴将被比作轴Z，尽管飞机推进组件安装在另一个结构上，例如在后机身上，这样做是为了简化的目的。

还值得注意的是术语上游和下游理解为直接喷射常规操作下在涡轮喷气发动机中气流流动的方向。

根据本发明第一实施例的飞机推进组件的机舱101的推力反向器100在图5中示出。

该推力反向器装配参照图1到4的先前公开的类型的带有下面差异的机舱101。

机舱101的下游部分包括包含推力反向装置100的称为OFS102的外部结构，和限定外部结构102的涡轮喷气发动机的整流罩(未示出)的称为IFS的内部结构103，用于冷气流流通和排放的流104。

在第一可选实施例中，冷气流排放的流104是绕着纵轴X、涡轮喷气发动机和机舱的中心轴旋转的。

在另一个可选实施例中，冷气流排放的流104可以不绕着纵轴X旋转。

推力反向器100就其本身而言，是带有冷流转向栅120的推力反向器。

因此，所述反向器100包括沿基本平行于机舱101纵轴X的方向平移可移动地安装的罩121，相对于包括至少一个前框架的机舱101的固定结构(在图中未示出)。

所述固定前框架，用来安装在涡轮喷气发动机的发动机外壳的外部套圈的下游处，接近罩121上游的机舱101厚度并且直接或者间接地至少支撑气流转向栅120。

前框架包括用来支撑机舱101外表面的外壁，面对所述流104的一侧并且具有普通圆形的转向边缘的内壁，抗扭箱被连接到内壁上。

前框架进一步包括直接或者间接形成支撑气流转向栅120的元件并且，更具体地，包括允许转向栅120附着的外环。

此外，罩121安装在前框架的下游并且相对于前框架可移动地安装在直接喷射位置和推力反向位置之间。

更具体地说，罩121包括外部套圈122和内部套圈123，外部套圈122配置在直接喷射位置处的前框架的延伸处，内部套圈123与前框架形成连续并且在涡轮喷气发动机的直接喷射位置处用来定界冷气流流入的所述流104的外壁。

内部和外部套圈123、122在罩的中间区域互相连接并且在其间，所述中间区域的上游处，界定中心壳体105朝上游打开。所述壳体105用来在直接喷射位置处接收次流转向栅120，如图5所示。

此外，罩121适用于交替地从关闭位置处转换到打开位置，在关闭位置上，它保证机舱101的固定结构的线的气动连续性并且覆盖转向栅120，在打开位置处，机舱101的下游处，它在机舱101上打开通道并且暴露转向栅120。

在打开位置处，罩121允许涡轮喷气发动机的冷气流至少部分地逸出，所述流动部分朝着机舱101的上游重定向，具体地通过暴露的转向栅120，从而产生能够辅助飞机制动的反向推力。

更具体地来看图5，在罩121的YZ平面上横截面在所述流104的外围上不是恒定的。

更具体地，它的形状和大小被调节以便提供非对称壳体105，其大小在罩121的水平方向Y上比垂直方向Z更大。

罩121在固定到飞机推进组件的悬浮挂架(未示出)上的上横梁和/或下横梁(未示出)的任意一边上具有扁平部分，以便与飞机的低离地间隙以及机翼的邻近相匹配。

这些机舱的上横梁和下横梁是垂直地位于称为六点钟位置和十二点钟的位置处。

因此，罩121在连接到有限角距离的挂架上的上横梁和/或者下横梁的任意一边上，也就是机舱101的上部和/或者下部的任意一边上具有减小的横截面区域。

根据罩121(以及因此，壳体105)的Z的高度因此在机舱101的上部和/或者下部被减少。

所述罩是由两个曲线半罩121a、121b组成的以使得推力反向装置100具有垂直向减小的尺寸。

更特别地，两个半罩121a、121b的组件具有椭圆形状，椭圆形的长轴平行于轴Y而其短轴平行于轴Z。

更具体地说，在机舱气动线上，每个半罩121a、121b的外部套圈122不是以点O为中心的，该点O与纵向中心轴X一致并且在横截面上不是圆形的同时机舱101的内部结构是以所述点O为中心的。

因此，每个半罩121a、121b的外部罩122的半径R5，在挂架的上横梁和/或者下横梁的任意一边上，根据轴Y是比所述外部罩122的半径R4小。

半径R4和R5是从点O确定的。

罩121的高度因此在机舱101的上和/或者下部被减小，在这些部分，限定了在前面提到的角距离之上所述罩121减小的横截面区域。

关于转向栅120，它们被配置在环形区域上，彼此邻近。术语邻近不一定意味着叶栅120是边缘靠边缘的进行配置。

每个叶栅120在附着在前框架的上游端124和附着在支架或者后框架(未显示)的下游端之间的延伸，相对于上纵梁和下纵梁固定，在图中未引用，相对于前框架它们自身被固定。

如图5所示，每个叶栅120是以截头圆锥形部分的形式也就是说每个叶栅120的上游端124和下游端具有圆弧形状。

每个叶栅120根据各自斜锥或者直锥距离相对于可移动罩121偏移的轴倾斜或者平行地延伸，在第一种情况下与可移动罩121的位移轴X形成角度。

为了将这种转向栅120安装到前框架上，前框架的外环在圆柱部分的普通形状下具有外围区，径向地位于所述叶栅120的上游端124上，沿着平行于罩121位移的轴X的锥距(cone distance)。

对于叶栅120附着到的后框架而言，同样地适用于叶栅120的下游端。

因此，径向位于所述叶栅120下游端124的后框架具有圆柱部分的普通形状并且沿着平行于轴X的锥距(cone distance)延伸。

根据其在罩121和所述流104外围上的位置，前框架和叶栅120之间的连接界面被配置以使得叶栅120安装的半径不同于径向平面YZ。

更特别地，前框架和叶栅120之间的连接界面，在罩121的减小的横截面区域上，被配置以便以对应相对于机舱中心轴偏移轴的点为中心，如图5所示。

更具体地说，前框架和转向栅120之间的连接，在罩121的减小的横截面区域上(例如，在十二点钟处)在称为“上游连接半径”的半径R”6上是内切的，以相对于上游连接半径R6的中心O(中心轴X)偏移的轴O”为中心，所述连接半径R6是前框架和安装在罩121外围的剩余部分上的转向栅120之间的连接。

在可选实施例中，前框架的外环形成以在罩121的减小的横截面区域上的第一轴O”和在罩121的外围的剩余部分上的第二轴O为中心。

在第一实施例非排他的第二可选实施例中，叶栅120的上游端124形成以在罩121的减小的横截面区域上的轴O”和在罩121的外围的剩余部分上的轴O为中心。

每个叶栅120各自安装半径的中心O和O”的相对偏移被配置以使得相对于它们各自中心的叶栅120的径向距离R6和R”6在所述流104和罩121的整个外围上是相同的。

有利地，叶栅120的上游连接半径因此沿着扁平机舱的所述流104的整个外围是恒定值。

如图5所示，为了满足这种恒定，前框架和安装在罩121的减小的上横截面区域上的转向栅120之间的连接的安装半径的中心O”是不同于前框架和安装在罩121的减小的下横截面区域上的转向栅120之间的连接的安装半径的中心O’。

关于叶栅120的上游连接的先前描述也适用于后框架(未示出)和每个叶栅120的下游端124之间的连接界面，叶栅下游124端的半径也称为叶栅“下游连接半径”在扁平机舱的所述流的整个外围上是恒定的。

在该框架内部，后框架和安装在罩121的减小的横截面区域上的转向栅120之间的连接在以相对于后框架和安装在罩121的外围的剩余部分上的叶栅120之间连接的安装半径的中心O的偏移轴为中心的半径上内切。

在可选实施例中，后框架包括对转向栅120形成支撑的元件，转向栅120形成以在罩121的减小的横截面区域上的第一轴和在罩121外围的剩余部分上的相对于第一轴偏移的中心轴O为中心。

此外，叶栅120被配置以使得叶栅120内表面的半径R7在扁平机舱101的所述流的整个外围也是恒定值。

因此，如图5所示，在罩121的横截面区域上，十二点钟区域的头两个叶栅和六点钟区域的最后两个叶栅不在其中心为中心轴X的安装半径上。

十二点钟区域的头两个叶栅和六点钟区域的最后两个叶栅各自在轴是O”和O’的安装半径上。

两个叶栅的数字是本发明的非限制例子。因此，或多或少的叶栅可以受到所述偏移安装半径的影响。

叶栅120内表面的半径、叶栅120的下游连接半径和安装在罩121的减小的横截面区域上的叶栅120的上游连接半径相对于安装在罩121的剩余外围上的叶栅的各自半径而言是相同值的半径，但是它们各自的中心是相对于中心轴X/点O是偏移的。

由于本发明，推力反向器100可以装备有在扁平机舱101的所述流的整个外围上彼此相同的叶栅120。

有利地，它们已经变得可互换，因此减少了推力反向器100的制造成本和维护成本。

在可选实施例中，转向栅120可以是自支撑的，也就是说它们仅通过连接到一起以及连接到前框架而不是后框架进行装配。

在第二可选实施例中，转向栅120可以至少部分地沿着与机舱的中心轴X平行的方向转移或者旋转。

尽管本发明已经通过特定实施例进行描述，很明显本发明绝不局限于此并且它包括描述的方法的所有技术等价方案以及它们的结合，如果这些方案没有超出本发明的范围的话。

因此，可以考虑以C-管、D-管或者O-管为类型的任何罩121。

Claims (10)

1.一种机舱，包括：

-装备有推力反向装置(100)和前框架的外部结构(102)，

-用来覆盖涡轮喷气发动机下游部分的内部结构(103)，

所述外部结构和内部结构限定涡轮喷气发动机气流的流动气流(104)，

所述推力反向装置(100)至少包括：

-一个沿着平行于机舱纵轴方向平移的可移动罩(121)，该罩能够交替地从关闭位置转换到打开位置，在关闭位置上，其保证前框架的气动连续性，在打开位置上，其在机舱上打开通路用来使气流转向，所述罩具有在所述流的外围上的非恒定横截面，

-使涡轮喷气发动机的至少一部分气流转向穿过打开的通道的叶栅(120)，其上游端安装在前框架上，

所述机舱其特征在于，前框架和用来安装在罩(121)的减少的横截面区域上的转向栅(120)之间的连接是以相对第二轴偏移的第一轴为中心的，前框架和用来安装在罩(121)的外围剩余部分上的转向栅(120)之间的连接是以所述第二轴为中心的。

2.根据权利要求1所述的机舱，其中，外部结构(103)进一步包括后框架，每个转向栅(120)的下游端安装在后框架上，后框架和用来安装在罩(121)的减少横截面区域上的转向栅(120)之间的连接以偏移轴为中心，所述偏移轴是相对于后框架和用来安装在罩(121)外围的剩余部分上的栅之间连接为中心的轴偏移。

3.根据权利要求1或2所述的机舱，其中，每个叶栅(120)各自为中心的轴的相对偏移被配置以使得叶栅(120)的径向距离相对其各自的中心在所述流的整个外围上是相同的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机舱，其中，前框架包括形成支撑转向栅(120)的元件，所述转向栅(120)形成以在罩(121)的减小横截面区域上的第一轴和在罩的外围的剩余部分上的相对于第一轴偏移的第二轴为中心。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的机舱，其中，后框架包括形成支撑转向栅的元件，所述转向栅形成以在罩的减小截面区域上的第三轴和在罩的外围的剩余部分上的相对于第三轴偏移的第四轴为中心。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的机舱，其中，叶栅(120)的上游端和/或者下游端形成以在罩(121)的减小横截面区域上的第五轴和在罩(121)的外围的剩余部分上的相对于第五轴偏移的第六轴为中心。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的机舱，其中，第二、第四和第六轴对应机舱的纵轴；

8.根据权利要求1所述的机舱，其中，罩(121)在连接到机舱的上横梁和/或者下横梁的任意一边上具有减小的横截面区域。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的机舱，其中，前框架或者后框架和用来安装在罩(121)的减小的上横截面区域上的转向栅(120)之间的连接为中心的轴(O”)，不同于前框架或者各自的后框架和用来安装在罩的减小的下横截面区域上的转向栅(121)之间的连接为中心的轴(O’)。

10.根据权利要求1的机舱，其中，所述转向栅至少部分地可以平移移动或者旋转移动。