CN105452641A - 具有平移-旋转铰接组件的推力反向器系统 - Google Patents

Abstract

一种适合具有机舱(12)的类型的高旁通涡轮风扇发动机(10)的推力反向器系统(12C)。推力反向器系统(12C)包括平移罩(34A)，平移罩(34A)具有隐藏位置、展开位置和打开位置。铰接组件(50)平移且旋转地将平移罩(34A)联接到固定结构(13)上，当平移罩(34A)沿向后方向平移时，固定结构(13)不平移。铰接组件(50)包括第一部件(52)和固定第二部件(58)，第一部件(52)连接到平移罩(34A)上，以随其平移，固定第二部件(58)限定通道(60)，第一部件(52)的一部分可滑动地接收在通道(60)中。第一部件(52)和第二部件(58)构造成：使得第一部件(52)的一部分能够对应于平移罩(34A)的平移移动而在滑动器通道(60)内沿向后方向平移；以及使得第一部件(52)的一部分能够对应于平移罩(34A)的枢转移动而在通道(60)内旋转。

Description

具有平移-旋转铰接组件的推力反向器系统

相关申请的交叉引用

此PCT实用申请要求目前悬而未决的临时申请的优选权且受益于它，即：2013年7月30日提交的名称为“具有平移-旋转铰接组件的推力反向器系统”的美国专利申请No.61/859,806，该申请的通过引用而整体地结合在本文中。

技术领域

本发明涉及高旁通燃气涡轮发动机，并且更特别地涉及推力反向器系统，它通过使来自风扇旁路管的空气转向，在高旁通涡轮风扇发动机中用来提供推力反向。

背景技术

图1示意性地显示本领域中已知类型的高旁通涡轮风扇发动机10。发动机10示意性地显示为包括机舱12和核心发动机(模块)14。位于核心发动机14前面的风扇组件16包括整流罩20，它从一排风扇叶片18向前突出。核心发动机14示意性地显示为包括高压压缩机22、燃烧器24、高压涡轮26和低压涡轮28。进入风扇组件16的大部部分空气旁通到发动机10的后部，以产生额外的发动机推力。旁通空气传送通过机舱12和包围核心发动机14的内部核心罩36之间的环形旁路管30，并且通过风扇出口喷嘴32离开管30。机舱12限定旁路管30的径向外边界，并且核心罩36限定旁路管30的径向内边界，以及提供通往从核心发动机14延伸的主要排气喷嘴38的后核心罩过渡表面。

机舱12典型地由限定机舱12的外边界的三个主要元件组成：入口组件12A、与包围风扇叶片18的发动机风扇壳对接的风扇罩12B，以及位于风扇罩12B后面的推力反向器系统12C。推力反向器系统12C包括三个主要构件：安装到机舱12上的平移式罩(平移罩(transcowl))34A、安装在机舱12内的叶栅34B，以及阻流门34C。图1的下半部分和上半部分显示分别隐藏(stow)和展开(deploy)的推力反向器系统12C。叶栅34B典型地是机舱12的固定结构或平移结构，而可在图1的上半部分中看到平移罩34A已经向后平移，以暴露叶栅34B，以及使用链接臂34D将阻流门34C展开到管30中。可对平移罩34A的平移提供滑动器轨道(未显示)，滑动器轨道定向成大致平行于发动机10的轴线。阻流门34C适于从它们的在叶栅34B的径向内侧的隐藏位置(图1的下半部分)枢转地展开到它们的展开位置(图1的上半部分)，从而在风扇罩12B和平移罩34A之间建立周向开口，周向开口暴露叶栅34B，并且使流过管30的旁通空气通过暴露的叶栅34B转向，而且提供推力反向作用。虽然图1中显示了两个阻流门34C，但多个阻流门34C典型地围绕机舱12的周边沿周向间隔开。

除了能够向后平移以展开推力反向器系统之外，图1中显示的类型的平移罩通常构造成从发动机沿径向向外枢转，以容许接近例如核心发动机进行维护。在图2中描绘了这种构造的非限制示例，图2示意性地显示垂直于发动机10的轴线得到的平移罩34A的一部分的截面。平移罩34A配备有两个或更多个铰接件40(图2中可看到一个)，它们可枢转地联接到铰接梁42的边缘上。铰接梁42的相对的边缘可滑动地连接到滑动器轨道44上，滑动器轨道44在图2中显示为固定到发动机支架13上，或者以别的方式与发动机支架13互连，发动机支架13本身可认为是机舱12的固定结构。铰接梁42使得平移罩34A能够沿着滑动器轨道44在平移罩34A的隐藏位置和展开(后部)位置之间平移(进入图2的平面)。铰接件40在大致平行于滑动器轨道44的轴线上对齐，并且将平移罩34A可枢转地连接到铰接梁42上，以使得平移罩34A能够从其隐藏位置旋转到打开位置，打开位置容许接近进行维护。虽然这种布置可实现其预期目的，但能够减轻重量、以改进的方式分配负载和提高紧凑性的推力反向器系统是合乎需要的。

发明内容

本发明提供一种推力反向器系统，它适合在飞机中使用的类型的高旁通涡轮风扇发动机。推力反向器系统特别适合在具有包围旁路管的机舱的燃气涡轮发动机中使用。

根据本发明的第一方面，推力反向器系统包括平移罩，它具有隐藏位置、展开位置和打开位置。平移罩适于沿燃气涡轮发动机的向后方向从隐藏位置平移到展开位置，以在机舱内限定周向开口。铰接组件将平移罩联接到固定结构上，当平移罩沿向后方向平移时，固定结构不平移。铰接组件包括彼此联接的第一部件和第二部件。第一部件连接到平移罩上，以随其沿燃气涡轮发动机的向后方向平移，并且第二部件连接到固定结构上。第二部件限定通道，第一部件的一部分可滑动地接收在该通道中。第一部件和第二部件构造成使得第一部件的该部分能够对应于平移罩相对于机舱在平移罩的隐藏位置和展开位置之间的平移移动而在通道内沿燃气涡轮发动机的向后方向平移。第一部件和第二部件进一步构造成使得第一部件的该部分能够对应于平移罩相对于机舱在平移罩的隐藏位置和打开位置之间的枢转移动而在通道内旋转。

根据本发明的第二方面，一种推力反向器系统安装在燃气涡轮发动机上，燃气涡轮发动机具有核心发动机、包围核心发动机的核心罩、包围核心罩且包括风扇罩的机舱，以及由机舱和核心罩限定且在它们之间的旁路管。推力反向器系统包括平移且旋转地安装到机舱上的平移罩。平移罩具有隐藏位置、展开位置和打开位置。平移罩适于沿燃气涡轮发动机的向后方向从隐藏位置平移到展开位置，并且平移远离风扇罩，以在它们之间限定周向开口。推力反向器系统进一步包括叶栅，当平移罩处于展开位置时，叶栅暴露于旁路管。铰接组件将平移罩联接到固定结构上，当平移罩沿向后方向平移时，固定结构不平移。铰接组件包括连接到平移罩上的钩部件，以及连接到固定结构上的滑动器轨道，当平移罩沿向后方向平移时，固定结构不平移。滑动器轨道限定滑动器通道，钩部件的钩部分可滑动地接收在滑动器通道中。钩部件和滑动器轨道构造成使得钩部分能够对应于平移罩相对于机舱在平移罩的隐藏位置和展开位置之间的平移移动而在滑动器通道内沿向后方向平移。钩部件和滑动器轨道进一步构造成使得钩部分能够对应于平移罩相对于机舱在平移罩的隐藏位置和打开位置之间的枢转移动而在滑动器通道内旋转。

本发明的其它方面包括高旁通燃气涡轮风扇发动机，它配备有具有上面描述的元件和/或操作的推力反向器系统。

本发明的技术效果在于：通过使用铰接组件，能够对平移罩提供两种不同的运动，即，平移和枢转，铰接组件使得能够展开推力反向器系统，以及接近其中安装有推力反向器系统的燃气涡轮发动机的其它构件进行维护。这种布置的优选方面包括能够减少推力反向器系统及其构件的重量和所占用的空间。

根据以下详细描述，将更好地理解本发明的其它方面和优点。

附图说明

图1示意性地显示高旁通涡轮风扇发动机的轴向(侧视)截面图，并且分别在下半部分视图和上半部分视图中示意性地显示处于隐藏位置和完全展开位置的推力反向器系统。

图2示意性地显示根据现有技术中的已知构造的平移罩的一部分的横截面图，平移罩适于进行平移和旋转移动。

图3示意性地显示根据本发明的非限制实施例的平移罩的一部分的横截面图，平移罩适于进行平移和旋转移动。

图4示意性地显示显示铰接组件的细节，铰接组件对图3的平移罩提供组合式平移和旋转连接。

具体实施方式

图3和4示意性地显示根据本发明的非限制实施例的大致垂直于高旁通燃气涡轮(涡轮风扇)发动机的轴线得到的平移罩(平移罩)的一部分的横截面图。为了方便，将参照发动机10和图1中显示的其它构件来描述平移罩和图3和4中显示的其它构件。因而，图3和4的平移罩将由参考标号34A标识，将平移罩论述为在风扇罩12B后面位于发动机10的机舱12内的推力反向器系统12C的一部分，并且将其描述成适于沿风扇罩12B的向后方向平移，以在它们之间限定周向开口，叶栅34B通过周向开口而暴露于旁路管30。应当进一步理解的是，核心发动机14与平移罩34A被旁路管30隔开，而且通过将平移罩34A构造成使其从机舱12沿径向向外枢转，可接近旁路管30和/或核心发动机14。从图1的前面论述中可了解到平移罩34A的其它结构和功能方面，并且因此不会在这里重复。

如上面指示的那样，期望图3和4的平移罩34A具有平移和旋转移动能力。特别地，除了能够向后平移以展开推力反向器系统12C之外，图3和4的平移罩34A还构造成从机舱12沿径向向外枢转，以容许接近例如核心发动机14进行维护。为了达到这个目的，图3和4中显示的平移罩34A配备有铰接组件50，铰接组件50适于提供平移罩34A用它能够相对于机舱12和发动机支架13平移和枢转的器件。铰接组件50包括至少两个部件：第一部件52，其也称为钩部件；以及第二部件58，其也称为滑动器轨道(图4)，第一部件和第二部件联接在一起，使得部件52和58中的第一部件52的部分56能够对应于平移罩34A相对于机舱12在平移罩34A的隐藏位置和展开位置之间的平移移动而在部件52和58中的第二部件58的部分60内沿发动机10的向后方向平移。另外，部件52和58联接在一起，使得第一部件52的部分56能够对应于平移罩34A相对于机舱12在平移罩34A的隐藏位置和打开位置之间的枢转移动而在第二部件58的部分60内旋转。

在描述图3和4的实施例时，上面提到的第一部件52和第二部件58将分别被称为钩部件52和滑动器轨道58，钩部件52具有钩56，它可滑动地设置在由滑动器轨道58限定且在其内的滑动器通道60中，以在其中进行平移和旋转。钩部件52连接到平移罩34A的边缘54上，或者以别的方式从边缘54延伸，而滑动器轨道58则是固定结构，例如，其连接到支架13上(图3)，使得在展开推力反向器系统12C的期间，滑动器轨道58不平移或旋转。钩56在滑动器通道60内沿进入和离开图3和4的平面的方向滑动使得平移罩34A能够在隐藏位置和展开位置之间平移，平移罩34A暴露叶栅34B，以提供之前参照图1所描述的推力反向作用。根据图3和4明显的是，钩部件52在滑动器通道60内旋转使得平移罩34A能够对应于在平移罩34A的隐藏位置和在本文所谓的打开位置之间的旋转移动而在图3和4的平面上枢转，打开位置容许接近发动机10的其它构件，例如核心发动机14，以进行维护。

如图3和4中显示的那样，钩部件52进一步构造成限定承载壁62，当平移罩34A处于其隐藏位置和展开位置时，承载壁62可滑动地靠在滑动器轨道58的外表面上，并且如图4中显示的那样，在平移罩34A从其隐藏位置枢转到其打开位置时，承载壁62可滑动离开滑动器轨道58，如在图4中看到的那样。如从图4明显的那样，钩56和承载壁62协作，以在平移罩34A处于其隐藏位置时，限制平移罩34A相对于支架13的周向移动，但又对滑动器轨道58提供平移连接，以使得平移罩34A能够沿着滑动器轨道58平移(进入和离开图3和4的平面)。为此，通道60优选是笔直的，并且大致平行于发动机10的轴线，在这种情况下，钩56将在通道60内沿轴向对齐与平移罩34A相关联的任何其它钩部件的钩(未显示)。图4进一步显示铰接组件50包括适于将组件50附连到支架13(或者一些其它适当的固定结构)上的附连螺栓66(或其它器件)。备选地，可将铰接组件50构造在支架13或其它适当的固定结构中(未显示)。

如从图4明显的那样，滑动器轨道58构造成限定贴靠壁64，贴靠壁64由钩56的远侧端68接触，以建立关于钩56能够在滑动器通道60内旋转的限制。因而，钩56和贴靠壁64协作，以限制在平移罩34A从其隐藏位置枢转到其打开位置时，平移罩34A可相对于罩12枢转的程度。在图3和4的实施例中，钩56的形状和几何构造及其相对于铰接件桥74的位置允许平移罩34A枢转高达大约45度，但更小和更大的旋转角也在本发明的范围内。图4进一步显示滑动器轨道58限定弓形凹部70，它由钩56的外表面接触，从而在平移罩34A的枢转移动期间，协助使钩56在滑动器通道60内稳定。

除了贴靠壁64之外，图3和4中显示的滑动器轨道58包括凸缘72，螺栓66(或类似的安装器件)紧固到凸缘72上，并且滑动器轨道58进一步包括桥74，在图4中看到桥梁74，它互连轨道58的限定贴靠壁64和凸缘72的部分。在图4中还可看到钩部件52具有桥76，桥76互连钩部件52的限定钩56和承载壁62的部分。钩部件52的桥76显示为与贴靠壁64限定间隙，以在平移罩34A处于其隐藏位置和/或展开位置时，避免与贴靠壁64接合，从而避免在接头处有力矩传递和较高的应力。类似地，钩56的远侧端68显示为与贴靠壁64限定间隙，以在平移罩34A处于其打开位置时，避免与贴靠壁64接合，从而也避免在接头处有力矩传递和较高的应力。这个间隙还允许有对构件建立容差和/或对齐的灵活性。

由于上面描述的布置，推力反向器系统12C的重量可最大程度地减小，并且/或者系统12C的整体紧凑性可得到提高，因为铰接组件50适于对平移罩34A提供平移和枢转运动能力。特别地，推力反向器系统12C没有位于固定滑动器轨道58和可枢转且可平移的钩部件52之间且将它们联接在一起的任何中间构件。根据图3和4中的以上论述和描绘，应当理解的是，平移罩34A的平移-旋转运动不依赖于任何特定类型的推力反向器设计，要求系统能够使空气流在旁路管30内转向以产生推力反向作用除外。此外，还应当理解的是，推力反向器系统12C及其单独的构件(包括铰接组件50及其单独的构件)可由各种材料构建而成，包括金属、塑料和复合材料，它们在航空航天应用中普遍使用，并且通过机械加工、铸造、模制、层压等以及它们的组合制造而成。可用来构建推力反向器系统12C和/或其单独的构件的一些材料示例包括铝、钛、钢或石墨环氧树脂复合物，以及具有类似属性的其它材料。另外，铰接组件50可包括与单个连续的滑动器轨道58相关联的单个连续的钩部件52。备选地，铰接组件50可由与一个或多个滑动器轨道58相关联的一个或多个钩部件52组成。使用与单个连续的滑动器轨道58相关联的单个连续的钩部件52用来沿着铰接组件50的长度连续地分配负载。另外，钩部件52的与滑动器轨道58的表面接触的表面，或者滑动器轨道58的与钩部件52的表面接触的表面可具有尼龙衬里，或者使用另一种适当的材料来防止磨损。

虽然已经按照具体实施例来描述了本发明，但显而易见的是，本领域技术人员可采用其它形式。例如，发动机10、推力反向器系统12C和它们的构件在外观和结构上可与图中显示的不同，而且如果能够对平移罩34A实现相似的(但不必相同)平移和枢转移动，则铰接组件50的各个构件的功能可由具有与显示的那些不同的构造的构件执行。因此，本发明的范围仅由所附权利要求限制。

Claims (20)

1.一种用于燃气涡轮发动机(10)的推力反向器系统(12C)，所述燃气涡轮发动机(10)具有包围旁路管(30)的机舱(12)，所述推力反向器系统(12C)包括：

平移罩(34A)，其具有隐藏位置、展开位置和打开位置，所述平移罩(34A)适于沿所述燃气涡轮发动机(10)的向后方向从所述隐藏位置平移到所述展开位置，以在所述机舱(12)内限定周向开口；以及

铰接组件(50)，其将所述平移罩(34A)联接到固定结构(13)上，当所述平移罩(34A)沿所述向后方向平移时，所述固定结构(13)不平移，所述铰接组件(50)包括彼此联接的第一部件(52)和第二部件(58)，所述第一部件(52)连接到所述平移罩(34A)上，以沿所述燃气涡轮发动机(10)的向后方向与所述平移罩(34A)一起平移，所述第二部件(58)连接到所述固定结构(13)上，所述第二部件(58)限定通道(60)，所述第一部件(52)的一部分可滑动地接收在所述通道(60)中，所述第一部件(52)和所述第二部件(58)构造成使得所述第一部件(52)的所述部分能够对应于所述平移罩(34A)相对于所述机舱(12)在所述平移罩(34A)的所述隐藏位置和所述展开位置之间的平移移动而在所述通道(60)内沿所述燃气涡轮发动机(10)的向后方向平移，所述第一部件(52)和所述第二部件(58)进一步构造成使得所述第一部件(52)的所述部分能够对应于所述平移罩(34A)相对于所述机舱(12)在所述平移罩(34A)的所述隐藏位置和所述打开位置之间的枢转移动而在所述通道(60)内旋转。

2.根据权利要求1所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述第一部件(52)的所述部分是钩部分(56)，所述钩部分(56)可滑动地接收在所述通道(60)中，以在其中进行平移和旋转移动。

3.根据权利要求1所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述第一部件(52)进一步包括承载壁(62)，当所述平移罩(34A)处于所述隐藏位置和所述展开位置时，所述承载壁(62)接合所述第二部件(58)的外表面。

4.根据权利要求3所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，当所述平移罩(34A)处于所述打开位置时，所述承载壁(62)不接合所述第二部件(58)的外表面。

5.根据权利要求1所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述第二部件(58)进一步包括贴靠壁(64)，并且所述第一部件(52)的所述部分限定所述第一部件(52)的远侧端，当所述平移罩(34A)处于所述打开位置时，所述远侧端接合所述第二部件(58)的所述贴靠壁(64)。

6.根据权利要求5所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述第一部件(52)的所述远侧端(68)和所述第二部件(58)的所述贴靠壁协作，以限制所述平移罩(34A)相对于所述机舱(12)的枢转移动，并且所述第一部件(52)与所述贴靠壁(64)限定间隙，以在所述平移罩(34A)处于所述隐藏位置和所述展开位置时，避免与所述贴靠壁(64)接合。

7.根据权利要求1所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述通道(60)限定凹部(70)，当所述平移罩(34A)处于所述隐藏位置、所述展开位置和所述打开位置时，所述凹部(70)接合所述第一部件(52)的所述部分。

8.根据权利要求1所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述固定结构(13)在发动机支架中。

9.根据权利要求1所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述推力反向器系统(12C)没有位于所述第一部件(52)和所述第二部件(58)之间且将所述第一部件(52)和所述第二部件(58)联接到一起的任何中间构件。

10.根据权利要求1所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述推力反向器系统(12C)进一步包括叶栅(34B)，当所述平移罩(34A)平移到所述展开位置时，所述叶栅(34B)暴露于所述旁路管(30)。

11.根据权利要求1所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述推力反向器系统(12C)安装在燃气涡轮发动机上。

12.一种安装在燃气涡轮发动机上的推力反向器系统(12C)，所述燃气涡轮发动机具有核心发动机(14)、包围所述核心发动机(14)的核心罩(36)、包围所述核心罩(36)且包括风扇罩(12B)的机舱(12)，以及由所述机舱(12)和所述核心罩(36)限定且在它们之间的旁路管(30)，所述推力反向器系统(12C)包括：

平移且旋转地安装到所述机舱(12)上的平移罩(34A)，所述平移罩(34A)具有隐藏位置、展开位置和打开位置，所述平移罩(34A)适于沿所述燃气涡轮发动机的向后方向从所述隐藏位置平移到所述展开位置，并且平移远离所述风扇罩(12B)，以在它们之间限定周向开口；

叶栅(34B)，当所述平移罩(34A)处于所述展开位置时，所述叶栅(34B)暴露于所述旁路管(30)；

铰接组件(50)，其将所述平移罩(34A)联接到固定结构(13)上，当所述平移罩(34A)沿所述向后方向平移时，所述固定结构(13)不平移，所述铰接组件(50)包括钩部件(52)和滑动器轨道(58)，所述钩部件(52)连接到所述平移罩(34A)上，所述滑动器轨道(58)连接到所述固定结构(13)上，以便在所述平移罩(34A)沿所述向后方向平移时不平移，所述滑动器轨道(58)限定滑动器通道(60)，所述钩部件(52)的钩部分(56)可滑动地接收在所述滑动器通道(60)中，所述钩部件(52)和所述滑动器轨道(58)构造成使得所述钩部分(56)能够对应于所述平移罩(34A)相对于所述机舱(12)在所述平移罩(34A)的所述隐藏位置和所述展开位置之间的平移移动而在所述滑动器通道(60)内沿所述向后方向平移，所述钩部件(52)和所述滑动器轨道(58)进一步构造成使得所述钩部分(56)能够对应于所述平移罩(34A)相对于所述机舱(12)在所述平移罩(34A)的所述隐藏位置和所述打开位置之间的枢转移动而在所述滑动器通道(60)内旋转。

13.根据权利要求12所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述钩部件(53)进一步包括承载壁(62)，当所述平移罩(34A)处于所述隐藏位置和所述展开位置时，所述承载壁(62)接合所述滑动器轨道(58)的外表面。

14.根据权利要求13所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，当所述平移罩(34A)处于所述打开位置时，所述承载壁(62)不接合所述滑动器轨道(58)的外表面。

15.根据权利要求12所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述滑动器轨道(58)进一步包括贴靠壁(64)，并且所述钩部分(56)限定远侧端(68)，当所述平移罩(34A)处于所述打开位置时，所述远侧端(68)接合所述滑动器轨道(58)的所述贴靠壁(64)。

16.根据权利要求15所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述贴靠壁(64)和所述钩部分(56)的所述远侧端(68)协作，以限制所述平移罩(34A)相对于所述机舱(12)的枢转移动。

17.根据权利要求12所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述滑动器通道(60)限定凹部(70)，当所述平移罩(34A)处于所述隐藏位置、所述展开位置和所述打开位置时，所述凹部(70)接合所述钩部分(56)。

18.根据权利要求12所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述固定结构(13)是发动机支架。

19.根据权利要求12所述的推力反向器系统(12C)，其特征在于，所述推力反向器系统(12C)没有位于所述滑动器轨道(58)和所述钩部件(52)之间且将它们联接在一起的任何中间构件。

20.一种高旁通燃气涡轮风扇发动机(10)，包括权利要求12所述的推力反向器系统(12C)。