CN106481459B - 可变桨距风扇桨距范围限制器 - Google Patents

可变桨距风扇桨距范围限制器 Download PDF

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Abstract

提供用于燃气涡轮发动机的可变桨距风扇(38)。该可变桨距风扇包括多个风扇叶片(40)和促动组件，该多个风扇叶片可旋转地联接于盘(42)，该促动组件用于改变多个风扇叶片中的各个的桨距。该促动组件大体上包括促动部件和销(142)，该促动部件可操作地连接于多个风扇叶片中的至少一个。该销能够在第一位置和第二位置之间移动，在该第一位置中，该销至少部分地定位在限定在促动部件中的通路(136)中。当处于第一位置时，该销阻挡促动部件相对于销超出由通路限定的范围的移动。促动组件还包括缩回系统，该缩回系统用于在将销从第一位置移动至第二位置时选择性地接合销。

Description

可变桨距风扇桨距范围限制器
技术领域
本主题大体上涉及用于燃气涡轮发动机的可变桨距风扇，或更具体而言，涉及具有桨距范围限制器的用于燃气涡轮发动机的可变桨距风扇。
背景技术
燃气涡轮发动机大体上包括与彼此流动连通布置的风扇和核心。此外，燃气涡轮发动机的核心大体上以依次流动的方式包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段、和排气区段。在操作中，将空气流从风扇提供至压缩机区段的进口，在此，一个或更多个轴向压缩机逐渐地压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩空气混合且燃烧，以提供燃烧气体。燃烧气体被从燃烧区段发送至涡轮区段。穿过涡轮区段的燃烧气体流驱动压缩机区段，且然后穿过排气区段例如被发送至大气。在具体构造中，涡轮区段通过沿燃气涡轮发动机的轴向方向延伸的一个或更多个轴而机械地联接于压缩机区段。
该风扇包括多个叶片，该多个叶片具有比燃气涡轮发动机的核心大的半径。该风扇和多个叶片还可机械地联接于一个或更多个轴中的一个，使得它们与涡轮一同旋转。多个叶片的旋转生成用于燃气涡轮发动机的推力，且对核心的压缩机区段提供空气流。
对于至少一些燃气涡轮发动机而言，该风扇是可变桨距风扇。通过围绕相应的桨距轴线旋转叶片改变风扇叶片的桨距以进一步提高燃气涡轮发动机的性能可能是合乎需要的。例如，用于改变叶片桨距的首要原因是基于飞行器的当前空气速度和发动机的功率水平调节叶片的攻角以用于最佳性能。备选地，风扇叶片的桨距可用于使空气反向，从而绕过发动机的核心，因此提供反向推力以空气动力地制动着陆中的飞行器。
通常以与多个风扇叶片可操作连通的方式提供促动部件，以改变该多个风扇叶片的桨距。可通过例如液压或电动系统对促动部件供能。然而，如果促动部件的功率系统故障，则多个风扇叶片可能从用于生成向前推力的桨距范围旋转至生成反向推力的桨距范围。如果这在向前飞行期间发生，则可发生损伤。
因此，如下促动部件将是有用的，该促动部件具有在合适位置的一个或更多个安全机构，以阻止多个风扇叶片在系统故障事件中从用于生成向前推力的桨距范围旋转至用于生产反向推力的桨距范围。更具体而言，如下促动部件将是特别有益的，该促动部件具有在合适位置的一个或更多个安全机构，以阻止多个风扇叶片从用于生成向前推力的桨距范围旋转至用于生成反向推力的桨距范围，其可与促动部件的功率系统无关地阻止此种旋转。
发明内容
本发明的方面和优点将在下列描述中部分地阐述，或可从描述变得明显，或通过本发明的实施而习得。
在本公开的一个示范实施例中，提供用于燃气涡轮发动机的可变桨距风扇。该可变桨距风扇包括多个风扇叶片，该风扇叶片可旋转地联接于盘，多个风扇叶片中的各个限定桨距。该可变桨距风扇还包括促动组件，该促动组件用于改变多个风扇叶片中的各个的桨距。该促动组件包括促动部件和销，该促动部件可操作地连接于多个风扇叶片中的至少一个且限定通路。该销能够在第一位置和第二位置之间移动，在该第一位置中，该销至少部分地定位在限定在促动部件中的通路中。当处于第一位置时，该销阻挡促动部件相对于销超出由通路限定的范围的移动。促动部件还包括缩回系统，该缩回系统用于选择性地接合销，且使该销从第一位置移动至第二位置。
在本公开的另一示范实施例中，提供用于燃气涡轮发动机的可变桨距风扇。该可变桨距风扇包括可旋转地联接于盘的多个风扇叶片，该多个风扇叶片中的各个限定第一桨距范围和第二桨距范围。该可变桨距风扇还包括促动组件，该促动组件用于改变多个风扇叶片的桨距。该促动组件包括促动部件，该促动部件可操作地连接于多个风扇叶片中的至少一个。该促动部件限定与第一桨距范围对应的第一运动范围和与第二桨距范围对应的第二运动范围。该促动部件还限定通路。该促动部件还包括销，该销能够在第一位置和第二位置之间移动，在该第一位置中，该销至少部分地定位在限定在促动部件中的通路中。当该销处于第一位置时，该销阻挡促动部件离开第二运动范围。促动部件还包括缩回系统，该缩回系统用于选择性地接合销，且使该销从第一位置移动至第二位置。
技术方案1：一种用于燃气涡轮发动机的可变桨距风扇，所述可变桨距风扇包括：
多个风扇叶片，其可旋转地联接于盘，所述多个风扇叶片中的各个限定桨距；和
促动组件，其用于改变所述多个风扇叶片中的各个的桨距，所述促动组件包括：
促动部件，其可操作地连接于所述多个风扇叶片中的至少一个且限定通路；和
销，其能够在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述销至少部分地定位在限定在所述促动部件中的所述通路中，当处于所述第一位置时所述销阻挡所述促动部件相对于所述销超出由所述通路限定的范围的移动；和
缩回系统，其用于选择性地接合所述销且使所述销从所述第一位置移动至所述第二位置。
技术方案2：根据技术方案1所述的可变桨距风扇，其中，所述促动部件是能够相对于所述盘旋转的调度环。
技术方案3：根据技术方案2所述的可变桨距风扇，其中，所述调度环限定多个槽道，其中，所述促动组件还包括多个连锁臂，其中，各连锁臂操作地联接于所述多个风扇叶片中的一个且联接于由所述调度环限定的所述多个槽道中的一个。
技术方案4：根据技术方案2所述的可变桨距风扇，其中，限定在所述调度环中的所述通路大体上沿周向方向延伸。
技术方案5：根据技术方案1所述的可变桨距风扇，其中，所述通路限定长度，其中，所述通路的长度表示所述多个风扇叶片的第一桨距范围。
技术方案6：根据技术方案5所述的可变桨距风扇，其中，所述多个风扇叶片还限定第二桨距范围，其中，当所述销处于所述第二位置时，所述促动部件限定比所述通路的长度大的相对于所述销的运动范围，且其中，所述促动部件的增大的运动范围对应于所述多个风扇叶片的第二桨距范围。
技术方案7：根据技术方案1所述的可变桨距风扇，其中，所述促动组件还包括销主体，其中，所述销能够在所述第一位置和第二位置之间相对于所述销主体移动。
技术方案8：根据技术方案7所述的可变桨距风扇，其中，所述销在所述第一位置和第二位置之间相对于所述销主体线性地移动。
技术方案9：根据技术方案7所述的可变桨距风扇，其中，所述缩回系统是液压缩回系统，所述液压缩回系统利用液压压力选择性地使所述销移动至所述第二位置。
技术方案10：根据技术方案7所述的可变桨距风扇，其中，所述多个风扇叶片能够通过风扇轴而旋转，且其中，所述销主体相对于所述风扇轴固定。
技术方案11：根据技术方案1所述的可变桨距风扇，其中，所述促动部件是连锁臂，其中，所述促动组件还包括多个连锁臂，且其中，各连锁臂可操作地联接于所述多个风扇叶片中的一个。
技术方案12：一种用于燃气涡轮发动机的可变桨距风扇，所述可变桨距风扇包括：
多个风扇叶片，其可旋转地联接于盘，所述多个风扇叶片中的各个限定第一桨距范围和第二桨距范围；和
促动组件，其用于改变所述多个风扇叶片的桨距，所述促动组件包括：
促动部件，其可操作地连接于所述多个风扇叶片中的至少一个，所述促动部件限定与所述第一桨距范围对应的第一运动范围和与第二桨距范围对应的第二运动范围，所述促动部件还限定通路；和
销，其能够在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述销至少部分地定位在限定在所述促动部件中的所述通路中，当所述销处于所述第一位置时，所述销阻挡所述促动部件离开所述第二运动范围；和
缩回系统，其用于选择性地接合所述销且使所述销从所述第一位置移动至所述第二位置。
技术方案13：根据技术方案12所述的可变桨距风扇，其中，所述促动部件的第一运动范围是相对于所述盘的第一运动范围，且其中，所述促动部件的第二运动范围是相对于所述盘的第二运动范围。
技术方案14：根据技术方案12所述的可变桨距风扇，其中，所述促动部件是能够相对于所述盘旋转的调度环。
技术方案15：根据技术方案14所述的可变桨距风扇，其中，所述调度环限定多个槽道，其中，所述促动组件还包括多个连锁臂，其中，各连锁臂操作地联接于所述多个风扇叶片中的一个且联接于由所述调度环限定的所述多个槽道中的一个。
技术方案16：根据技术方案14所述的可变桨距风扇，其中，限定在所述调度环中的所述通路大体上沿周向方向延伸。
技术方案17：根据技术方案12所述的可变桨距风扇，其中，所述通路限定长度，其中，所述通路的长度表示所述促动部件的第一运动范围。
技术方案18：根据技术方案12所述的可变桨距风扇，其中，所述促动组件还包括销主体，其中，所述销能够在所述第一位置和第二位置之间相对于所述销主体移动。
技术方案19：根据技术方案18所述的可变桨距风扇，其中，所述销在所述第一位置和第二位置之间相对于所述销主体线性地移动。
技术方案20：根据技术方案18所述的可变桨距风扇，其中，所述缩回系统是液压缩回系统，所述液压缩回系统利用液压压力选择性地使所述销移动至所述第二位置。
参照下列描述和所附权利要求，本发明的这些和其他特征、方面以及优点将变得更好理解。并入本说明书并组成其一部分的附图例示出本发明的实施例，并与说明一起用来解释本发明的原理。
附图说明
包括其最佳模式的本发明的完整和生效公开针对本领域技术人员在参照附图的说明书中被提出，在该附图中：
图1是根据本主题的示范实施例的燃气涡轮发动机的示意截面图；
图2是根据本公开的示范实施例的图1中例示的风扇的从前朝后立面图。
图3是限定第一桨距角度的图2中描绘的示范风扇的风扇叶片的径向截面图。
图4是限定第二桨距角度的图2中描绘的示范风扇的风扇叶片的径向截面图。
图5是限定第三桨距角度的图2中描绘的示范风扇的风扇叶片的径向截面图。
图6是图2的示范可变桨距风扇的促动组件的示意侧视图，其中风扇叶片处于第一位置。
图7是图2的示范可变桨距风扇的促动组件的示意侧视图，其中风扇叶片处于第二位置。
图8是根据本公开的示范实施例的销组件的截面图，该示范实施例可合并在图6中描绘的促动组件中。
图9是根据本公开的示范实施例的销组件的截面图，该示范实施例可合并在图7中描绘的促动组件中。
图10是图2的示范可变桨距风扇的示范促动组件的示意侧视图，其中风扇叶片处于第三位置。
图11是根据本公开的示范实施例的销组件的截面图，该示范实施例可合并在图10中描绘的促动组件中。
图12是图2的示范可变桨距风扇的促动组件的示意、截面图。
本说明书和附图中的参考符号的重复使用意图表示本发明的相同或相似的特征或元件。
部件列表
10 涡轮风扇喷气发动机
12 纵向或轴向中心线
14 风扇区段
16 核心涡轮发动机
18 外壳体
20 进口
22 低压压缩机
24 高压压缩机
26 燃烧区段
28 高压涡轮
30 低压涡轮
32 喷气式排气区段
34 高压轴/转轴
36 低压轴/转轴
38 风扇
40 叶片
42 盘
44 前缘
46 末梢
48 促动组件
50 功率齿轮箱
52 可旋转毂
54 风扇壳体或机舱
56 出口导向静叶
58 下游区段
60 旁通空气流通道
62 空气
64 进口
66 空气的第一部分
68 空气的第二部分
70 燃烧气体
72 定子静叶
74 涡轮转子叶片
76 定子静叶
78 涡轮转子叶片
80 喷气式喷嘴排气
82 风扇喷嘴排气区段
84 热气体路径
100 压力侧
102 吸力侧
104 前缘
105 翼弦线
106 后缘
108 内根部端部
110 远侧末梢
112 桨距角度
114 旋转方向
116 向前推力
118 反向推力
120 风扇轴
122 调度环(scheduling ring)
124 连锁臂
126 电动马达
128 连锁臂的第一端部
130 连锁臂的第二端部
132 槽道
134 滑动部件
136 通路
138 通路长度
140 销组件
142 销
144 销主体
146 缩回系统
148 顶部室
150 液压流体线路
152 销的环形凸缘。
具体实施方式
现在将对本发明的现有实施例详细地进行参考，在附图中例示其的一个或更多个示例。详细描述使用数字和字母标号以意指附图中的特征。已在附图和发明内容中使用类似或相似的标号来指本发明的类似或相似的部分。如在本文中所使用的，用语“第一”、“第二”和“第三”可以可互换地用于将一个构件与另一个区分开，且不意图表示单独构件的场所或重要性。用语“上游”和“下游”指相对于流体路径中的流体流的相对方向。例如，“上游”指流体从其流动的方向，且“下游”指该流体流流往其的方向。此外，应当理解的是，在本文中使用的用语“流体”包括流动的任何材料或介质，包括但不限于气体和空气。
现在参考附图，其中，贯穿附图，相同的标号指示相同元件，图1是根据本公开的示范实施例的燃气涡轮发动机的示意截面图。更具体而言，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机为高旁通涡轮风扇喷气发动机10，在本文中称作“涡轮风扇发动机10”。如在图1中所示，涡轮风扇发动机10限定(与用于参照而提供的纵向中心线12平行地延伸的)轴向方向A、径向方向R和周向方向C(见图2)。一般来说，涡轮风扇10包括风扇区段14和配置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。
描绘的涡轮发动机10的示范核心16大体上包括基本上管状的外壳体18，其限定环形进口20。外壳体18以依次流动的关系包围：压缩机区段，其包括增压机或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24；燃烧区段26；涡轮区段，其包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30；和喷气式排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或转轴34将HP涡轮28驱动地连接于HP压缩机24。低压(LP)轴或转轴36将LP涡轮30驱动地连接于LP压缩机22。
此外，对于描绘的实施例，风扇区段14包括可变桨距风扇38，该可变桨距风扇38具有以间隔开的方式联接于盘42的多个风扇叶片40。如所描绘的，风扇叶片40大体上沿径向方向R从盘42朝外延伸。多个风扇叶片40中的各个限定前缘44或上游边缘、和末梢46，末梢46限定在各相应风扇叶片40的径向外边缘处。各风扇叶片40还能够借助于风扇叶片40操作地联接于合适的促动组件48而相对于盘42围绕桨距轴线P，该促动组件48构造成以在下面详细描述的方式改变风扇叶片40的桨距。风扇叶片40、盘42、和促动组件48能够围绕纵向轴线12通过跨过功率齿轮箱50的LP轴36一起旋转。功率齿轮箱50包括多个齿轮，以用于将LP轴36的旋转速度逐渐地降低至更有效率的旋转风扇速度。此外，对于描绘的实施例，可变桨距风扇38的盘42由可旋转的前毂52覆盖，该可旋转前毂52空气动力学地形成轮廓，以促进穿过多个风扇叶片40的空气流。
仍参考图1的示范涡轮风扇发动机10，示范风扇区段14还包括环形风扇壳体或外机舱54，环形风扇壳体或外机舱54周向地包围风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。应当理解的是，机舱54可构造成由多个周向地间隔的出口导向静叶56相对于核心涡轮发动机16支撑。而且，机舱54的下游区段58可在核心涡轮发动机16的外部分上方延伸，以便在其间限定旁通空气流通道60。
在涡轮风扇发动机10的操作期间，大量的空气62穿过机舱54和/或风扇区段14的相关进口64进入涡轮风扇10。在该大量的空气62前进跨过风扇叶片40时，由箭头66指示的空气的第一部分被引导或发送到旁通空气流通道60中，且由箭头68指示的空气的第二部分被引导或发送到LP压缩机22中。空气的第一部分66和空气的第二部分68之间的比率通常称为旁通比。在空气的第二部分68被穿过高压(HP)压缩机24发送且发送到燃烧区段26中时，其压力然后增加，在燃烧区段处，该空气的第二部分68与燃料混合且燃烧，以提供燃烧气体70。
燃烧气体70被发送穿过HP涡轮28，在此，经由联接于外壳18的HP涡轮定子静叶72和联接于HP轴或转轴34的HP涡轮转子叶片74的连续级从燃烧气体70提取热能和/或动能的一部分，因此引起HP轴或转轴34旋转，从而支持HP压缩机24的操作。燃烧气体70然后被发送穿过LP涡轮30，在此，经由联接于外壳体18的LP涡轮定子静叶76和联接于LP轴或转轴36的LP涡轮转子叶片78的连续级从燃烧气体70提取热能和动能，因此引起LP轴或转轴36旋转，从而支持LP压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。
燃烧气体70随后被发送穿过核心涡轮发动机16的喷气式排气喷嘴区段82，以提供推进推力。同时，在空气的第一部分66被从也提供推进推力的涡轮风扇10的风扇喷嘴排气区段82排出之前空气的第一部分66被发送穿过旁通空气流通道60时，该空气的第一部分66的压力显著增大。HP涡轮28、LP涡轮30、和喷气式排气喷嘴区段32至少部分地限定热气体路径84，以用于使燃烧气体70行进穿过核心涡轮发动机16。
然而，应当理解的是，参考图1在上面描述的示范涡轮风扇发动机10仅是作为示例提供的。在其他示范实施例中，示范涡轮风扇发动机10可具有任何其他合适的构造。例如，在其他示范实施例中，涡轮风扇发动机10可具有任何其他合适数量的例如转轴或轴、压缩机、和/或涡轮。
现在参考图2，将更详细地描述风扇38。图2提供图1的示范涡轮风扇发动机10的从前朝后的立视图。对于描绘的示范实施例，风扇38包括十二(12)个风扇叶片40。从负载的观点来看，此种叶片数使各风扇叶片40的翼展能够减小，使得风扇38的总直径也能够减小(例如，在示范实施例中减小至大约十二英尺)。也就是说，在其他实施例中，风扇38可具有任何合适的叶片数和任何合适的直径。例如，在一个合适的实施例中，风扇38可具有至少八(8)个风扇叶片40、至少十(10)个风扇叶片40、至少十五(15)个风扇叶片40、或至少十八(18)个风扇叶片40。
各风扇叶片40可具有合适的空气动力轮廓，包括例如大体上凹入的压力侧100(图3)和相反的、大体上凸起的吸力侧102、以及前缘104和相反的后缘106。此外，各风扇叶片40可大体上限定在前缘104与后缘26之间延伸的翼弦线105(图3)。各风扇叶片40从内根部端部108延伸至径向外远侧末梢110，该内根部端部108可旋转地联接于盘42，该径向外远侧末梢110对于描绘的实施例配置成紧邻风扇壳体或机舱54，以用于在其间提供相对小的末梢间隔或间隙。当然，应当理解的是，在其他示范实施例中，诸如当燃气涡轮发动机作为代替构造为开放式转子涡轮风扇发动机或构造为涡轮螺旋桨发动机时，外远侧末梢110可不定位为邻近任何壳体或机舱。
现在还参考图3到5，提供沿径向方向R观察的示范风扇叶片40的截面图。如在上面所论述的，多个风扇叶片40中的各个能够通过叶片桨距促动组件48围绕相应的桨距轴线P旋转。对于描绘的实施例，风扇叶片40各自限定相对于旋转方向的桨距角度112、由箭头114指示的旋转方向。具体而言，对于描绘的实施例，各相应的风扇叶片40的桨距角度112限定在相应的翼弦线105与旋转方向114之间。通过改变桨距角度112，可操纵风扇38以提供用于涡轮风扇发动机10的向前推力116(图3)、不提供用于涡轮风扇发动机10的推力(图4)、或备选地提供用于涡轮风扇发动机10的反向推力118(图5)。
具体而言，描绘的示范风扇38能够改变多个风扇叶片40的桨距角度112，使得多个风扇叶片40中的各个限定第一桨距范围和第二桨距范围。特别对于描绘的实施例，第一桨距范围构造用于生成向前推力，且第二桨距范围构造用于生成反向推力。用于生成向前推力的第一桨距范围可大体上为在大约零度和大约九十度之间的桨距角度112，诸如在大约五度和大约七十五度之间，诸如在大约十度和大约六十度之间。因此，如在本文中使用的，用于生成向前推力的第一桨距范围可还包括多个风扇叶片40的用于不生成推力的桨距角度112。备选地，用于生成反向推力的第二桨距范围可在大约零度和大约负九十度之间，诸如在大约负五度和大约负七十五度之间，诸如在大约负十度和大约负六十度之间。
然而，应当理解的是，在其他示范实施例中，多个风扇叶片40的第一和第二桨距范围可作为代替限定桨距角度112的任何其他合适的范围。例如，生成向前推力对反向推力的各相应的风扇叶片40的桨距角度112可取决于此种风扇叶片40的形状而变化。此外，第一桨距范围可以不是固定的桨距范围。例如，生成向前推力的各相应风扇叶片40的桨距角度112还可取决于例如风扇38和发动机10运行的相对速度而变化。而且，在再一示范实施例中，第一桨距范围可作为代替为叶片40生成在最佳效率范围内的向前推力的桨距范围，且第二桨距范围可为风扇叶片40仍生成向前推力但效率较低的桨距范围。在此种实施例中，风扇38可以能够或可以不能够生成反向推力。
现在大体上参考图6和7，描绘根据本公开的示范实施例的叶片桨距促动组件48。如在上面所提及的，各风扇叶片40能够相对于盘42围绕桨距轴线P旋转。风扇叶片40、盘42、和促动组件48能够围绕纵向轴线12通过跨过功率齿轮箱50(图1)的LP轴36一起旋转。风扇叶片38还可包括风扇轴120，该风扇轴120将功率齿轮箱机械地联接于盘42(见图12，下面)。
促动组件48大体上包括多个促动部件。尤其对于描绘的实施例，促动组件48包括调度环122、多个连锁臂124、和促动器126。对于描绘的实施例，促动器126是旋转液压促动器。然而，在其他实施例中，促动器126可作为代替为电动促动器(即，电动马达)。各风扇叶片40可通过对应的连锁臂124而可旋转地联接于盘42。具体而言，各风扇叶片40可以可旋转地联接于对应的连锁臂124的第一端部128，使得第一端部128和对应的风扇叶片40可围绕桨距轴线P相对于盘42旋转。在这点上，风扇叶片40可固定地连接于对应的连锁臂124的第一端部128，使得连锁臂124的旋转导致风扇叶片40相对于盘42旋转。
连锁臂124的第二端部130可以可滑动地连接于在调度环122中限定的多个槽道132中的一个。例如，第二端部128可以可旋转地连接于滑动部件134。滑动部件133可以被可滑动地接收在调度环122的槽道132中。
调度环122能够围绕纵向中心线12相对于盘42旋转，且与促动器126操作地联接，促动器126相对于盘42固定。在操作时，促动器126使调度环122相对于盘42旋转。在调度环122旋转时，相应的滑动部件134中的各个沿对应的槽道132移动，且相应的连锁臂124的角度位置变化。在各连锁臂124旋转时，对应的风扇叶片40也旋转，从而使各风扇叶片40围绕桨距轴线P旋转。
在这点上，调度环122的位置指示多个风扇叶片40中的各个的桨距角度112。因此，通过使调度环122相对于盘42旋转，多个风扇叶片40中的各个围绕它们相应的桨距轴线P旋转至对应的桨距角度112。因此，对于描绘的实施例，调度环122限定第一运动范围，该第一运动范围对应于由多个风扇叶片40中的各个限定的第一桨距范围。具体而言，调度环122的第一运动范围可为相对于盘42(和销组件140，在下面论述)的第一运动范围。第一桨距范围，且因此调度环122的第一运动范围因此可对应于用于生成向前推力(或不生产推力)的桨距角度112。对于描绘的实施例，在图6和7中呈现该第一运动范围。具体而言，图6中的调度环122的位置可导致风扇叶片40限定图3中描绘的示范桨距角度112，且图7中的调度环122的位置可导致风扇叶片40限定图4中描绘的示范桨距角度112。
然而，应当理解的是，图6和7中描绘的示范促动组件48仅是作为示例提供的。在其他示范实施例中，可提供任何其他合适的促动组件48。例如，尽管图6和7的示范促动组件48包括多个连锁臂124，但是在其他示范实施例中，促动组件48可用齿轮替换连锁臂124，该齿轮构造成与调度环122上的一个或更多个匹配齿轮相互作用。而且，尽管促动组件48被描绘为旋转促动器(即，促动组件48通过围绕轴向方向A和纵向中心线12相对于盘42旋转而改变多个风扇叶片40中的多个的桨距角度112)，但是在其他示范实施例中，促动组件48可作为代替构造为电动或液压线性促动器。通过此示范实施例，促动组件48可作为替代包括一个或更多个如下部件，该部件构造成沿轴向方向A相对于盘42移动，以便改变多个风扇叶片40的桨距角度112。此外，尽管在图6和7的示范调度环122中限定的槽道132被描绘为大体上沿纵向中心线12延伸，但在其他示范实施例中，槽道132可限定弯曲形状或其他形状，以便对单独的风扇叶片40中的各个的提供特别的调度，例如，以阻止重叠的风扇叶片40在操作期间撞上彼此。
回头参考附图，将理解的是，在飞行期间生成的反向推力可导致对此种飞行的有害影响。因此，描绘的促动组件48还包括如下机构，该机构用于确保在不采取积极措施以允许此种移动的情况下调度环122不移动超过第一运动范围。具体而言，描绘的示范调度环122限定多个通路136。描绘的示范通路136大体上沿周向方向C延伸，且各自限定长度138。对于描绘的实施例，各通路136的长度138对应于向前飞行期间调度环122的容许运动范围(即，向前飞行期间的多个风扇叶片40的容许桨距范围)。尤其对于描绘的实施例，各通路136的长度138表示多个风扇叶片40的第一桨距范围。因此，对于描绘的实施例，各通路136的长度138可表示如下桨距范围，在该桨距范围中，多个风扇叶片40构造成用于生成向前推力或不生成推力。然而，在其他实施例中，风扇叶片40的第一桨距范围可作为代替而对应于任何其他合适的桨距范围，如在上面所论述的。
提供销组件140以用于接合通路136中的各个，以确保当例如反向推力不合乎需要时，将调度环122维持在第一运动范围内。特别是，尽管对于描绘的实施例，设有多个销组件140，其中对应数量的通路136限定在示范调度环122中，但是在其他示范实施例中，可提供任何其他合适数量的销组件140和通路136。
现在再次参考图8和9，提供根据示范实施例的销组件140的特写、截面图。具体而言，图8提供调度环122的处于图6描绘的位置的示范销组件140的特写、截面图，且图9提供调度环122处于图7描绘的位置的示范销组件140的特写、截面图。
描绘的示范销组件140大体上包括销142和销主体144。销142能够在销主体144内在第一位置(图6到9)和第二位置(图10和11，在下面论述)之间线性地移动。如所示出的，当销142处于第一位置时，销142至少部分地定位在由调度环122限定的相应通路136内。当至少部分地定位在由调度环122限定的相应通路136内时，销142阻挡调度环122相对于销142超过由通路136的长度138限定的范围的移动。因此，对于描绘的实施例，销组件140的示范销142(当处于第一位置时)阻挡调度环122的在调度环122的第一运动范围外的移动，从而阻止多个风扇叶片40限定在第一桨距范围外的桨距角度112，这可为用于生成向前推力或不生成推力的桨距角度112的范围。
然而，如在前面所陈述的，在至少某些情形中，风扇叶片40移动到第一桨距范围外例如以利用风扇38生成大量反向推力可能是有益的。因此，现在参考图10和11，以用于使风扇叶片40移动到第一桨距范围外的构造提供促动组件48和销组件140的视图。具体而言，调度环122还限定相对于盘42和销组件140的第二运动范围。调度环122的第二运动范围对应于由多个风扇叶片40中的各个限定的第二桨距范围。对于描述的实施例，多个风扇叶片40的第二桨距范围是多个风扇叶片40构造用于生成反向推力的桨距角度112的范围。然而，在其他实施例中，第二桨距范围可此外或备选地对应于在风扇叶片40的最佳效率范围外的桨距角度112的范围。
然而，如所示出的，调度环122的第二运动范围在由限定在调度环122中的通路136的长度138提供的容许范围外。因此，为了进入第二运动范围中，销组件140的销142必须移动至第二位置，使得销142不至少部分地定位在由调度环122限定的通路136内，且因此不阻挡此种移动。因此，包括缩回系统146以用于选择性地接合销142，且使销142从第一位置移动至第二位置。对于描绘的实施例，缩回系统146是使用液压压力的液压缩回系统，以当被启动时选择性地使销142从第一位置移动至第二位置。
例如，具体而言参考图11，且现在还参考提供示范促动组件48的侧面、截面图的图12，示范销组件140包括由销主体144限定的顶部室148。销主体144的顶部室148流体地连接于液压流体线路150。对于描绘的实施例，液压流体线路150流体地连接于涡轮风扇发动机10的排泄线路154，当安装涡轮风扇发动机10的飞行器的轮在地面上时，该排泄线路154可被加压。然而，在其他示范实施例中，液压流体线路150可作为代替为与涡轮风扇发动机10的其他促动器液压线路156(包括例如排泄线路154)独立地启动的分开的液压流体线路。
当启动缩回系统146以缩回销142，即，使销142移动至第二位置时，液压流体线路150对顶部室148提供加压液压流体。顶部室148中的流体增大顶部室148中的压力，且大体上沿径向方向R朝第二位置朝内推销142。更具体而言，液压流体沿径向方向R朝内推销142上的环形凸缘152，从而使销142移动至第二位置。
在选择性地接合销142且使销142移动至第二位置之后，销142可通过与缩回系统146断开接合且旋转风扇38而移动回至第一位置。离心力将使销142移动回到第一位置中。特别地，当未启动缩回系统146时，不存在将销142推到第二位置中的偏压力。因此，当未启动缩回系统146时，可利用最小的离心力使销142移动至第一位置，使得可通过以相对低的速度旋转风扇38而使销142移动至第一位置。
然而，应当理解的是，在其他示范实施例中，可提供任何其他合适的缩回系统146。例如，在其他示范实施例中，缩回系统146可为电动系统，该电动系统使用电动促动器以将销142从第一位置移动至第二位置。备选地，缩回系统146可为电磁缩回系统。此外，在再一示范实施例中，缩回系统146可为气动缩回系统。此外，应当理解的是，尽管描绘的示范销组件140包括销142，该销142在第一位置与第二位置之间线性地延伸，但在其他示范实施例中，销142可作为代替在第一位置与第二位置之间枢转或旋转。此外，尽管示范销142大体上限定柱状形状，但是在其他示范实施例中，销组件140的销142可限定允许销142在第一和第二位置之间移动的任何其他合适的形状。
而且，在再一示范实施例中，促动组件48可作为代替具有销组件140，该销组件140与任何其他合适的促动部件相互作用。例如，在其他示范实施例中，示范促动组件48的连锁臂124中的一个或更多个可限定在其中的通路。在此种示范实施例中，销组件的销可构造成与此种通路相互作用，以阻挡连锁臂124相对于销超出由通路限定的范围的移动，例如，以与在上面描述的几乎相同的方式。
现在具体参考图12，应当理解的是，销组件140附接于风扇轴120(其例如可由跨过功率齿轮箱50的LP轴36驱动)，且销组件140的销主体144相对于风扇轴120固定。然而，在其他示范实施例中，销主体144可作为代替相对于与盘42和多个风扇叶片40一起旋转的任何其他合适的部件固定。
具有根据本公开示范实施例的促动组件的用于燃气涡轮发动机的风扇可提供多个风扇叶片在飞行期间不会例如移动到用于生成反向推力的桨距范围中的保证，即使例如系统压力的损耗。此外，具有根据本公开示范实施例的促动组件的用于燃气涡轮发动机的风扇可允许在轮接触地面之后，或者在其后反向推力可能是合乎需要的一些其他条件之后立即使安全特征断开接合。此外，具有根据本公开示范实施例的促动组件的用于燃气涡轮发动机的风扇可允许当以相对低的速度旋转风扇时接合安全特征。
本书面说明使用示例以公开包括最佳实施方式的本发明，并且还使任何本领域技术人员能够实践本发明，包括制造且使用任何设备或系统并且执行任何合并的方法。本发明的可申请专利的范围由权利要求限定，并且可包括由本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言无差别的结构元件，或如果它们包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则它们在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于燃气涡轮发动机的可变桨距风扇(38)，所述可变桨距风扇(38)包括：
多个风扇叶片(40)，其可旋转地联接于盘(42)，所述多个风扇叶片(40)中的各个限定桨距；和
促动组件，其用于改变所述多个风扇叶片(40)中的各个的桨距，所述促动组件包括：
促动部件，其可操作地连接于所述多个风扇叶片(40)中的至少一个且限定通路(136)；和
销(142)，其能够在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述销(142)至少部分地定位在限定在所述促动部件中的所述通路(136)中，当处于所述第一位置时所述销(142)阻挡所述促动部件相对于所述销(142)超出由所述通路(136)限定的范围的移动；和
缩回系统(146)，其用于选择性地接合所述销(142)且使所述销(142)从所述第一位置移动至所述第二位置；
其中，所述促动部件是连锁臂(124)，其中，所述促动组件还包括多个连锁臂(124)，且其中，各连锁臂(124)可操作地联接于所述多个风扇叶片(40)中的一个。
2.根据权利要求1所述的可变桨距风扇(38)，其中，所述促动部件是能够相对于所述盘(42)旋转的调度环(122)。
3.根据权利要求2所述的可变桨距风扇(38)，其中，限定在所述调度环(122)中的所述通路(136)大体上沿周向方向延伸。
4.根据权利要求1所述的可变桨距风扇(38)，其中，所述通路（136）限定长度，其中，所述通路(136)的长度表示所述多个风扇叶片(40)的第一桨距范围。
5.根据权利要求4所述的可变桨距风扇(38)，其中，所述多个风扇叶片(40)还限定第二桨距范围，其中，当所述销(142)处于所述第二位置时，所述促动部件限定比所述通路(136)的长度大的相对于所述销(142)的运动范围，且其中，所述促动部件的增大的运动范围对应于所述多个风扇叶片(40)的第二桨距范围。
6.根据权利要求1所述的可变桨距风扇(38)，其中，所述促动组件还包括销主体(144)，其中，所述销(142)能够在所述第一位置和第二位置之间相对于所述销主体(144)移动。
7.根据权利要求6所述的可变桨距风扇(38)，其中，所述销(142)在所述第一位置和第二位置之间相对于所述销主体(144)线性地移动。
8.根据权利要求6所述的可变桨距风扇(38)，其中，所述缩回系统(146)是液压缩回系统(146)，所述液压缩回系统(146)利用液压压力选择性地使所述销(142)移动至所述第二位置。
9.根据权利要求6所述的可变桨距风扇(38)，其中，所述多个风扇叶片(40)能够通过风扇轴而旋转，且其中，所述销主体(144)相对于所述风扇轴固定。
10. 一种用于燃气涡轮发动机的可变桨距风扇(38)，所述可变桨距风扇(38)包括：
多个风扇叶片(40)，其可旋转地联接于盘(42)，所述多个风扇叶片(40)中的各个限定桨距；和
促动组件，其用于改变所述多个风扇叶片(40)中的各个的桨距，所述促动组件包括：
促动部件，其可操作地连接于所述多个风扇叶片(40)中的至少一个且限定通路(136)；和
销(142)，其能够在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述销(142)至少部分地定位在限定在所述促动部件中的所述通路(136)中，当处于所述第一位置时所述销(142)阻挡所述促动部件相对于所述销(142)超出由所述通路(136)限定的范围的移动；和
缩回系统(146)，其用于选择性地接合所述销(142)且使所述销(142)从所述第一位置移动至所述第二位置；
其中，所述通路（136）限定长度，其中，所述通路(136)的长度表示所述多个风扇叶片(40)的第一桨距范围，所述多个风扇叶片(40)还限定第二桨距范围，其中，当所述销(142)处于所述第二位置时，所述促动部件限定比所述通路(136)的长度大的相对于所述销(142)的运动范围，且其中，所述促动部件的增大的运动范围对应于所述多个风扇叶片(40)的第二桨距范围。
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