CN106812626B - 一种发动机外涵机匣 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机外涵机匣，属于发动机机匣设计领域。包括外机匣、内机匣、集线盒和支架；内机匣(2)套接在发动机的核心机单元体(6)上，外机匣(1)套接在所述内机匣(2)上，并与内机匣(2)之间形成流道，在外机匣(1)与内机匣(2)之间的流道内设置有若干集线盒，以因此管线，所述支架单独与核心机单元体通过螺栓进行安装，支架的另一端为圆弧型结构，与内机匣后段形成滑动连接。外机匣形成了外涵流道的上壁面，内机匣替代核心机单元体形成了外涵流道的下壁面，两者形成的流道有效的减小外涵总压损失，提高了总压恢复系数，减少了气流对发动机结构及附件产生的振动影响，提高了结构可靠性。

Description

一种发动机外涵机匣

技术领域

本发明属于发动机机匣设计领域，具体涉及一种发动机外涵机匣。

背景技术

外涵机匣是航空涡扇发动机形成外涵流道，实现结构完整性及发动机功能等用途的重要的结构单元。外涵机匣位于中介机匣后，涡轮后机匣前，包围在核心机单元体的外部。外涵机匣内通常包含作动筒、控制器、引气管、滑油供/回油管、电缆等外部附件，这些外部附件依据发动机的功能需求进行排布，具有多样性、无序性和分散性等特点。

现有的发动机外涵机匣通常为单层壁结构，主要起到形成外涵流道的作用，该类外涵机匣使得种类繁多和相对凌乱布局的外部附件直接暴露在外涵流道中，导致外涵气流损失较大，总压恢复系数较低，从而影响了整个发动机的推力性能。同时，较高速度的外涵气流会引起外部附件振动，从而可能导致松动甚至脱落，危及发动机的安全。因此，现有的单层壁结构外涵机匣存在一定的缺陷和劣势，具体为：

(1)技术方面：现有发动机的外涵机匣为单层壁结构，主要起到形成外涵流道的作用，对外涵内复杂的管路及附件没有进行有效的光顺，导致气流损失较大，总压恢复系数较低；另一方面，外涵内较大速度的气流(约为0.6Ma)会引起外涵内附件及管路的振动，从而带来松动、脱落的隐患，可能打伤其它结构，进而危及发动机及飞机的安全。

(2)效率方面：单层壁结构的外涵机匣，其外涵流道内的附件及管路直接暴露在气流中，影响外涵气流的流动，降低了总压恢复系数(降低约5％-10％)，影响了发动机的推力性能。

(3)成本方面：外涵机匣通常为薄壁钣金结构，工艺简单，且无成本优势。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种发动机外涵机匣，用于减小气流损失，提高外涵流道的总压恢复系数，改善发动机推力性能。同时，保护外涵道内的附件及管路，减小气流对其产生的振动及破坏，提高结构可靠性、安全性。

本发明发动机外涵机匣，主要包括内机匣、外机匣以及集线盒，其中，

内机匣，套接在发动机的核心机单元体上，并形成间隙，内机匣的前端固定在所述发动机的中介机匣上，内机匣的后端通过支架滑动连接在所述核心机单元体的后端处；

外机匣，套接在所述内机匣上，并与内机匣之间形成流道，外机匣的前端固定在所述中介机匣上，外机匣的后端固定在涡轮后机匣上，在外机匣与内机匣之间的流道内设置有若干集线盒，所述集线盒包括：

第一集线盒，一端固定在所述中介机匣上，并向所述流道方向延伸形成另一端；

第二集线盒，一端固定在外机匣的内壁上，另一端接触所述内机匣的外壁；

所述外机匣与内机匣的机匣壁上开有若干对齐通孔，集线盒设置在对齐的两个通孔之间，用于将管线自外所述涵机匣内引出。

优选的是，所述内机匣为对开机匣，所述外机匣为对开机匣。

优选的是，所述内机匣与外机匣均由多段组成，且多段内机匣之间螺栓连接，多段外机匣之间螺栓连接。

优选的是，所述多个集线盒沿周向均匀布置在内机匣与外机匣之间。

优选的是，所述第二集线盒包括一个，所述第一集线盒包括三个。

优选的是，所述支架的一端固定连接在发动机的核心机单元体的后端，并沿发动机径向向内机匣的内壁处延伸，以在端部形成弧形支撑段，所述弧形支撑段滑动支撑在所述内机匣内壁上。

本发明的有益效果是：一、本发明的航空发动机外涵机匣其内机匣将核心机单元体及其外部附件完全包围，保证了外涵流道内壁面具有较好的光顺性，提高了总压恢复系数，改善了发动机性能；二、本发明的航空发动机外涵机匣其内机匣将外部附件与外涵气流进行了物理隔离，减小了气流对结构产生的振动，提高了结构可靠性；三、本发明的航空发动机外涵机匣其内/外机匣均采用装配式思想，每段子机匣均分为上下两半，整个结构装拆方便，提高了结构的可维护性；四、本发明的航空发动机外涵机匣不仅适用于发动机外涵机匣部分，其设计思想对于相似的复杂结构也具有一定的参考意义。

附图说明

图1为按照本发明发动机外涵机匣的一优选实施例的外涵机匣结构示意图。

图2为本发明图1所示实施例的外机匣结构示意图。

图3为本发明图1所示实施例的内机匣结构示意图。

图4为本发明图1所示实施例的第一接线盒结构示意图。

图5为本发明图1所示实施例的外涵机匣安装示意图。

图6为本发明图5结构A处放大示意图。

其中，1为外机匣，2为内机匣，3为第一集线盒，4为第二集线盒，5为支架，6为核心机单元体，7为中介机匣，8为外机匣前段，9为外机匣中段，10为外机匣中后段，11为外机匣后段，12为内机匣前段，13为内机匣后段，14为管线。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

针对现有单层壁结构外涵机匣存在的技术问题，本发明提出了一种自适应双层壁+整流集线盒结构方案的外涵机匣，该外涵机匣具有流道光顺性好、结构装拆方便、连接可靠、对冷热温差大引起的结构变形不协调问题具有自适应能力强等诸多优点。

为了实现上述发明的目的，本发明的技术方案是：一种航空发动机外涵机匣包括外机匣、内机匣、集线盒、下集线盒和支架，具体参考图1，本发明提供的发动机外涵机匣，包括：

内机匣2，参考图1、图3、图5及图6，其套接在发动机的核心机单元体6上，并形成间隙，内机匣2的前端固定在所述发动机的中介机匣7上，内机匣2的后端通过支架5滑动连接在所述核心机单元体6的后端处；

外机匣1，参考图1及图2，其套接在所述内机匣2上，并与内机匣2之间形成流道，外机匣1的前端固定在所述中介机匣7上，外机匣1的后端固定在涡轮后机匣上，在外机匣1与内机匣2之间的流道内设置有若干集线盒，所述集线盒包括：

第一集线盒3，参考图4及图5，其一端固定在所述中介机匣7上，并向所述流道方向延伸形成另一端；

第二集线盒4，一端固定在外机匣1的内壁上，另一端接触所述内机匣2的外壁；

所述外机匣1与内机匣2的机匣壁上开有若干对齐通孔，集线盒设置在对齐的两个通孔之间，用于将管线14自外所述涵机匣内引出，参考图5。

可以理解的是，外机匣1形成了外涵流道的上壁面，内机匣2替代核心机单元体6形成了外涵流道的下壁面，由于内机匣2上仅有少量用于孔探仪检查的孔洞且将核心机单元体6外部的附件和管路进行包围，整个表面的光顺性有很大改善，可以有效的减小外涵总压损失，提高了总压恢复系数，改善了发动机性能，通过内机匣将这些附件与外涵气流进行了物理隔离，减少了气流对结构产生的振动影响，提高了结构可靠性。同时，上述附件的管线可以通过集线盒集中引到外涵机匣外部，通过集线盒对管线的约束保证了引线的条理性。

本实施例中，所述内机匣2为对开机匣，所述外机匣1为对开机匣。对开机匣的设计使其便于安装，对接后可以通过螺栓固定。

本实施例中，所述内机匣2与外机匣1均由多段组成，且多段内机匣2之间螺栓连接，多段外机匣1之间螺栓连接。参考图2，所述外机匣1由外机匣前段8、外机匣中段9、外机匣中后段10、外机匣后段11等4个子外机匣组成，所述子外机匣间通过螺栓进行连接，所述螺栓连接方式为，将相邻的外机匣段接口处内径优化设计，使机匣段内径恰好等于相邻机匣段的外径，从而使得两段外机匣接触时，先形成光滑套接或过盈配合，再通过螺栓固定。参考图3，所述内机匣2由内机匣前段12和内机匣后段13两部分组成。

本实施例中，参考图1，所述多个集线盒沿周向均匀布置在内机匣,2与外机匣1之间。且所述第二集线盒4包括一个，所述第一集线盒3包括三个。两个集线盒的区别在于，第一集线盒3与中介机匣7连接，第二集线盒与外机匣连接，参考图4，第一集线盒包括两部分，两部分围成通孔结构，以便于管线14穿过，其中，第一部分为半圆状，首先通过螺栓将其固定在中介机匣上，之后，再将剩下的一部分螺栓连接到第一部分上；第二接线盒4为一体机加的环状结构，其在连接外机匣的一侧翻边，并将该翻边螺栓连接到外机匣壁上即可。

本实施例中，所述支架5的一端固定连接在发动机的核心机单元体6的后端，如图6所示，其沿发动机径向向内机匣2的内壁处延伸，以在端部形成弧形支撑段，所述弧形支撑段滑动支撑在所述内机匣内壁上，使两者能够沿发动机轴线方向运动。

本实施方式的航空发动机外涵机匣其内机匣前段12与中介机匣7间采用螺栓连接，内机匣后段13搭接在支架5上，可以沿轴向前后滑动。由于核心机单元体6工作时温度较高，而内机匣2的外表面受外涵气流的影响，其温度较低，若将内机匣2的两端均与核心机单元体6固接，则可能产生结构热变形不协调的问题，导致应力过大，一端固接，一端自由则很好的解决了这个问题，整个结构对温差的自适应能力得到了较大的提高。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种发动机外涵机匣，其特征在于，包括：

内机匣(2)，套接在发动机的核心机单元体(6)上，并形成间隙，内机匣(2)的前端固定在所述发动机的中介机匣(7)上，内机匣(2)的后端通过支架(5)滑动连接在所述核心机单元体(6)的后端处；

外机匣(1)，套接在所述内机匣(2)上，并与内机匣(2)之间形成流道，外机匣(1)的前端固定在所述中介机匣(7)上，外机匣(1)的后端固定在涡轮后机匣上，在外机匣(1)与内机匣(2)之间的流道内设置有若干集线盒，所述集线盒包括：

第一集线盒(3)，一端固定在所述中介机匣(7)上，并向所述流道方向延伸形成另一端；

第二集线盒(4)，一端固定在外机匣(1)的内壁上，另一端接触所述内机匣(2)的外壁；

所述外机匣(1)与内机匣(2)的机匣壁上开有若干对齐通孔，集线盒设置在对齐的两个通孔之间，用于将管线(14)自所述外涵机匣内引出。

2.如权利要求1所述的发动机外涵机匣，其特征在于，所述内机匣(2)为对开机匣，所述外机匣(1)为对开机匣。

3.如权利要求1所述的发动机外涵机匣，其特征在于，所述内机匣(2)与外机匣(1)均由多段组成，且多段内机匣(2)之间螺栓连接，多段外机匣(1)之间螺栓连接。

4.如权利要求1所述的发动机外涵机匣，其特征在于，所述多个集线盒沿周向均匀布置在内机匣(2)与外机匣(1)之间。

5.如权利要求1所述的发动机外涵机匣，其特征在于，所述第二集线盒包括一个，所述第一集线盒包括三个。

6.如权利要求1所述的发动机外涵机匣，其特征在于，所述支架(5)的一端固定连接在发动机的核心机单元体(6)的后端，并沿发动机径向向内机匣(2)的内壁处延伸，以在端部形成弧形支撑段，所述弧形支撑段滑动支撑在所述内机匣内壁上。