CN107013366B - 用于推力反向器的振动阻尼拉杆配件 - Google Patents

用于推力反向器的振动阻尼拉杆配件 Download PDF

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Abstract

一种用于推进系统的推力反向器的短舱拉杆组件包括拉杆配件、拉杆、联接组件以及振动阻尼组件。所述拉杆配件包括基座区域和从所述基座区域延伸的联接插座。所述联接插座具有第一联接孔隙和第二联接孔隙。所述拉杆包括内部结构端、外部结构端和杆主体。所述外部结构端包括用于与所述推力反向器的阻挡门连接的枢转区域。联接组件穿过所述内部结构端的孔隙安装并且安装在所述联接插座的所述第一联接孔隙与所述第二联接孔隙之间。所述振动阻尼组件被安装成与所述拉杆配件以及以下各项中的一项或多项接触：所述拉杆和所述联接组件。

Description

用于推力反向器的振动阻尼拉杆配件
发明背景
本公开大体上涉及飞行器推进系统，并且更具体地说涉及一种用于飞行器发动机推力反向器的拉杆组件。
航空工程的当前趋势已经引导人们追求高涵道比发动机设计以便于改进发动机推力燃料消耗率(TSFC)以及因此总系统效率。追求极高涵道比(VHBR)发动机是为了提高推进效率。在大型发动机中，VHBR会导致要较大的风扇和相关联的风扇管道来容纳增加的风扇气流。然而，这些VHBR发动机要求短舱表面最小化以获得可接受的机架累积损耗。这种发动机中使用的叶珊式推力反向器典型地要求使用支持阻挡门的运动的非常细长的拉杆。拉杆可能容易因为由颤振或发动机振动诱导的振动而出现疲劳断裂。
发明简述
根据一个非限制性实施方案，一种用于推进系统的推力反向器的短舱拉杆组件包括拉杆配件、拉杆、联接组件以及振动阻尼组件。拉杆配件包括基座区域和从基座区域延伸的联接插座。联接插座具有第一联接孔隙和第二联接孔隙。拉杆包括内部结构端、外部结构端和杆主体，所述杆主体形成在内部结构端与外部结构端之间。联接插座的内部宽度大于拉杆的内部结构端的外部宽度。外部结构端包括用于与推力反向器的阻挡门连接的枢转区域。联接组件穿过内部结构端的孔隙安装并且安装在联接插座的第一联接孔隙与第二联接孔隙之间。振动阻尼组件被安装成与拉杆配件以及以下各项中的一项或多项接触：拉杆和联接组件。
根据另一个非限制性实施方案，一种阻尼拉杆中的振动的方法包括在第一端将拉杆枢转地联接至推力反向器的可移动的阻挡门，并且在第一端的相对端将拉杆的第二端枢转地联接至拉杆配件，所述拉杆配件附接至包围推进发动机的内部固定结构。在拉杆与拉杆配件之间建立负载路径，所述负载路径中包括用于阻尼拉杆配件与拉杆之间的振动的柔顺型振动阻尼部件。
附图简述
在本说明书的结论处的权利要求书中具体指出并明确主张被认为是本发明的主题。根据以下结合附图的详细描述，本发明的前述和其他特征以及优点是显而易见的，在附图中：
图1是根据非限制性实施方案的包括推力反向器的短舱系统的部分截面图；
图2是图1的一部分的特写图；
图3是根据非限制性实施方案的内部固定结构上的拉杆配件的侧视图；
图4是根据非限制性实施方案的联接至阻挡门和内部固定结构的多个短舱拉杆组件的透视图；
图5是根据非限制性实施方案的拉杆的透视图；
图6是根据非限制性实施方案的短舱拉杆组件的一部分的透视图；
图7是根据非限制性实施方案的短舱拉杆组件的振动阻尼组件的一部分的截面图；以及
图8是根据非限制性实施方案的短舱拉杆组件的一部分的截面图。
发明详述
现参考图1和图2，示出了沿纵向轴线或旋转轴线102延伸并围绕其布置的推进系统100，例如推进发动机。推进系统100包括包围内部固定结构(IFS)106的环状外部短舱结构104。环状外部短舱结构104包括界定进气口108的上游部分以及帮助界定风扇喷嘴出口110的下游部分。环状外部短舱结构104的内表面与IFS 106之间的空间限定环状流动路径或风扇管道112。风扇管道112沿纵向轴线102从进气口108延伸至风扇喷嘴出口110。以此方式，进入进气口108的气流可以沿风扇管道112行进并且在风扇喷嘴出口110处排出以产生向前推力。
环状外部短舱结构104还包括推力反向器114。推力反向器114包括平移套筒116、具有多个阻挡门120的阻挡门组件118和叶珊组件122。平移套筒116在纵向轴线102的方向上前后滑动以便于机械地操作推力反向器114，如下文更详细所论述。
阻挡门120可在展开状态(图2所示)与收起状态之间定位。为了将阻挡门120从收起状态转变为展开状态，平移套筒116相对于环状外部短舱结构104的固定部分向后平移。随着平移套筒116向后平移，阻挡门120保持在平移套筒116上枢转，直到它们大体上延伸到平移套筒116的径向内侧并且大体上定位成垂直于纵向轴线102并且阻断风扇管道112为止。多个短舱拉杆组件150连接至阻挡门120和IFS106以帮助产生这种枢转运动。此外，在平移套筒116向后平移时，叶珊组件122被展开，以使得如由本领域普通技术人员所理解，由通风孔提供气流路径来离开风扇管道112。虽然阻挡门120已被展开，但是风扇管道112中的大部分气流(AF)相对于纵向轴线102径向地转向并且通过暴露的叶珊组件122从风扇管道112排出来。然而，允许气流的一部分流过由阻挡门120和风扇管道截面限定的一个或多个空气泄漏路径124。以此方式，产生反向推力并且以一种方式控制所述反向推力以便于使飞行器减速。
为了将阻挡门120从展开状态转变为收起状态(未示出)，平移套筒116相对于环状外部短舱结构104的固定部分向前平移。随着平移套筒116向前平移，阻挡门120保持在平移套筒116上枢转，直到阻挡门120缩回到平移套筒116的内表面中形成的相应凹槽126中为止。此外，叶珊组件122被覆盖以便于防止气流从中排出去。在这个位置处，风扇管道112中的基本上所有的气流都被引导穿过阻挡门组件118和风扇管道112，在所述风扇管道112中，所述气流从风扇喷嘴出口110排出以便促成飞行器的向前推力。
转到图3，根据非限制性实施方案描画了IFS 106上的拉杆配件160的视图。在图3的实例中，描画了五个拉杆配件160，同时另外五个拉杆配件160可以布置在相对的IFS 106上(每个IFS 106可以构成一半的蛤壳型结构，所述IFS 106如本领域技术人员所已知一起包围发动机并且形成管道分岔口)。每个拉杆配件160形成图2的每个短舱拉杆组件150的一部分。
图4是根据非限制性实施方案的联接至阻挡门120和IFS 106的多个短舱拉杆组件150的透视图。短舱拉杆组件150中的每一个包括联接至拉杆配件160的拉杆170。如图5所描画，每个拉杆170包括内部结构端172、外部结构端174和杆主体176，所述杆主体176形成在内部结构端172与外部结构端174之间。在一个实施方案中，拉杆170由铝形成并且具有约一百的长径比。长径比是结构元件的长度与其截面的最小回转半径之比并且可以用在屈曲和振动分析中。内部结构端172包括用于支持与图4的拉杆配件160之一联接的孔隙178。内部结构端172还可以包括垂片180。外部结构端174具有用于与图1的推力反向器114的阻挡门120连接的枢转区域182。外部结构端174可以通过球面轴承枢转地安装至阻挡门，所述轴承接合枢转区域182。球面轴承可以安装在阻挡门的弹簧机构上以使得如由本领域技术人员所已知，轴承在拉杆处于收起位置时朝向拉杆170偏置，并且所述轴承在这个位置处向拉杆施加压缩力。
示例性推力反向器的前文描述提供作为怎样可以将拉杆用在这种系统中的一个实例。如本领域技术人员将理解，拉杆可以用在具有除了前文描述的那种设计之外的不同的设计的推力反向器中，并且以下关于怎样可以阻尼杆的振动的描述同样可适用于那些其他设计和其他拉杆。
图6是根据非限制性实施方案的包括拉杆配件160和拉杆170的短舱拉杆组件150的一部分的透视图。拉杆配件160包括基座区域190和从基座区域190延伸的联接插座192。联接插座192具有形成在第一直立区段193A中的第一联接孔隙194以及形成在第二直立区段193B中的第二联接孔隙196。如图6中可见，联接插座192的内部宽度(IW)大于拉杆170的内部结构端172的外部宽度(OW)，以使得间隙(G)形成在联接插座192与内部结构端172之间。为了提高固定性，例如消除公差效应和自由余隙，并且使拉杆170的共振超过典型的发动机操作范围，同时还减小拉杆170上的弯曲应力，可以将振动阻尼组件结合到短舱拉杆组件150中。
图7是根据非限制性实施方案的短舱拉杆组件150的振动阻尼组件200的一部分的截面图。图7中描画了第一凸缘衬套202、第二凸缘衬套204、第三凸缘衬套206以及第四凸缘衬套208。第一凸缘衬套202可以安装(例如，压力装配)在图6的第一联接孔隙194中。第二凸缘衬套204可以安装(例如，压力装配)在图6的第二联接孔隙196中。第三凸缘衬套206和第四凸缘衬套208可以安装(例如，压力装配)在拉杆170的内部结构端172的孔隙178中。联接组件210穿过第一凸缘衬套202、第二凸缘衬套204、第三凸缘衬套206以及第四凸缘衬套208。在图7的实例中，联接长度(CL)可以限定在第一凸缘衬套202和第二凸缘衬套204的最外表面之间，其中联接长度(CL)大于联接插座192的内部宽度(IW)。第一凸缘衬套202的凸缘表面布置在第三凸缘衬套206的凸缘表面附近，并且第二凸缘衬套204的凸缘表面布置在第四凸缘衬套208的凸缘表面附近。
振动阻尼组件200可以包括第一柔顺构件212和第二柔顺构件214。第一柔顺构件212和第二柔顺构件214可以相对于图7的联接组件210的元件形成为保护罩或垫圈。第一柔顺构件212和第二柔顺构件214可以具有三角形截面以利用径向和轴向约束，所述径向和轴向约束允许螺栓218和螺纹帽216相对于拉杆配件160浮动。三角形截面还利用硅酮橡胶材料的剪切阻尼特征。联接组件210可以包括安装成与第一凸缘衬套202、第二凸缘衬套204、第三凸缘衬套206以及第四凸缘衬套208接触的螺纹帽216。联接组件210还可以包括安装在螺纹帽216中的螺栓218。螺栓218的螺栓头220装配在第一联接孔隙194的第一埋头孔195A中，并且螺纹帽216的帽头222装配在第二联接孔隙196的第二埋头孔195B中。第一柔顺构件212可以放置成与第一直立区段193A的第一埋头孔195A中的螺栓头220和联接插座192中的每一个接触并且定位在所述两者之间，并且第二柔顺构件214可以放置成与第二直立区段193B的第二埋头孔195B中的帽头222和联接插座192中的每一个接触并且定位在所述两者之间。
除了第一柔顺构件212和第二柔顺构件214之外，或作为替代方案，振动阻尼组件200还可以包括如图8所描画安装在内部结构端172与联接插座192之间的柔顺摩擦条224。垂片180可以被定位成在图1的推力反向器114完全打开和/或完全关闭时接触柔顺摩擦条224。第一柔顺构件212、第二柔顺构件214和/或柔顺摩擦条224可以由硅酮橡胶复合物形成。可以优化复合物来平衡刚度和阻尼特征。柔顺摩擦条224可以安装在基座区域190中形成的沟槽226中，所述沟槽226被设定尺寸来接收垂片180。虽然在图7和图8中进行了单独描画，但是将理解，实施方案可以包括第一柔顺构件212、第二柔顺构件214和/或柔顺摩擦条224的组合。
上述柔顺构件212、214和224各自构成位于拉杆170与拉杆配件160之间的负载路径中的包括柔顺型振动阻尼构件的实例。拉杆170中诱导的振动会直接地或通过衬套和销状联接组件210将负载传递至拉杆配件160。在这个负载路径中具有振动阻尼构件将有助于阻尼振动和/或改变拉杆的自然频率以便于避免任何有害的共振。
对于图1-8，将短舱拉杆组件150安装在推进系统100中的方法包括将短舱拉杆组件150的拉杆170的内部结构端172与从短舱拉杆组件150的拉杆配件160的基座区域190延伸的联接插座192对准。拉杆170包括内部结构端172、外部结构端174和杆主体176，所述杆主体176形成在内部结构端172与外部结构端174之间。联接插座192的内部宽度(IW)大于拉杆170的内部结构端172的外部宽度(OW)。联接组件210穿过内部结构端172的孔隙178安装并且安装在联接插座192的第一联接孔隙194与第二联接孔隙196之间。振动阻尼组件200被安装成与拉杆配件160以及以下各项中的一项或多项接触：拉杆170和联接组件210。外部结构端174的枢转区域182连接至推进系统100的推力反向器114的阻挡门120。
安装联接组件210可以包括使联接组件210穿过：安装在第一联接孔隙194中的第一凸缘衬套202、安装在第二联接孔隙196中的第二凸缘衬套204、安装在内部结构端172的孔隙178中的第三凸缘衬套206以及安装在内部结构端172的孔隙178中的第四凸缘衬套208。安装联接组件210还可以包括将螺纹帽216安装成与第一凸缘衬套202、第二凸缘衬套204、第三凸缘衬套206以及第四凸缘衬套208接触并且将螺栓218安装在螺纹帽216中。在安装螺纹帽216和螺栓218之后，螺栓218的螺栓头220延伸到第一联接孔隙194中，并且螺纹帽216的帽头222延伸到第二联接孔隙196中。
安装振动阻尼组件200可以包括将第一柔顺构件212放置成与螺栓头220接触，并且将第二柔顺构件214放置成与帽头222接触。安装振动阻尼组件200还可以或可替代地包括将柔顺摩擦条224安装在内部结构端172与联接插座192之间。将内部结构端172与联接插座192对准可以包括将内部结构端172的垂片180定位成在推力反向器114完全打开和完全关闭时接触柔顺摩擦条224。
在本文中使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的并且不意在具有限制性。虽然仅结合有限数目的实施方案对本公开进行了详细描述，但应容易理解，本公开不限于此类公开的实施方案。相反，可以对本公开进行修改，以结合前文未描述但与精神和/或范围相称的任何数目的变化、改变、替代或等同布置。另外，虽然已经描述了各种实施方案，但应理解，本公开的各方面可以仅包括所描述的实施方案中的一些。因此，本公开并不被视为受前述描述限制，而是仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (10)

1.一种用于推进系统的推力反向器的短舱拉杆组件，所述短舱拉杆组件包括：
拉杆配件，所述拉杆配件包括基座区域和从所述基座区域延伸的联接插座，所述联接插座具有第一联接孔隙和第二联接孔隙；
拉杆，所述拉杆包括内部结构端、外部结构端和杆主体，所述杆主体形成在所述内部结构端与所述外部结构端之间，其中所述联接插座的内部宽度大于所述拉杆的所述内部结构端的外部宽度，并且所述外部结构端包括用于与所述推力反向器的阻挡门连接的枢转区域；
联接组件，所述联接组件穿过所述内部结构端的孔隙安装并且安装在所述联接插座的所述第一联接孔隙与所述第二联接孔隙之间；以及
振动阻尼组件，所述振动阻尼组件被安装成与所述拉杆配件以及以下各项中的一项或多项接触：所述拉杆和所述联接组件，
其中所述振动阻尼组件包括安装在所述内部结构端与所述联接插座之间的柔顺摩擦条，并且
其中所述内部结构端包括垂片，并且所述柔顺摩擦条安装在所述基座区域中形成的沟槽中，所述沟槽被设定尺寸来接收所述垂片，使得所述垂片被定位成在所述推力反向器完全打开和/或完全关闭时接触所述柔顺摩擦条。
2.如权利要求1所述的短舱拉杆组件，其还包括：
第一凸缘衬套，所述第一凸缘衬套安装在所述第一联接孔隙内；
第二凸缘衬套，所述第二凸缘衬套安装在所述第二联接孔隙内；
第三凸缘衬套，所述第三凸缘衬套安装在所述内部结构端的所述孔隙内；以及
第四凸缘衬套，所述第四凸缘衬套安装在所述内部结构端的所述孔隙内，其中所述联接组件穿过所述第一凸缘衬套、所述第二凸缘衬套、所述第三凸缘衬套以及所述第四凸缘衬套。
3.如权利要求2所述的短舱拉杆组件，其中所述联接组件包括：
螺纹帽，所述螺纹帽被安装成与所述第一凸缘衬套、所述第二凸缘衬套、所述第三凸缘衬套以及所述第四凸缘衬套接触；以及
螺栓，所述螺栓安装在所述螺纹帽中。
4.如权利要求3所述的短舱拉杆组件，其中所述螺栓的螺栓头延伸到所述第一联接孔隙内，并且所述螺纹帽的帽头延伸到所述第二联接孔隙内。
5.如权利要求4所述的短舱拉杆组件，其中所述振动阻尼组件包括与所述螺栓头接触的第一柔顺构件以及与所述帽头接触的第二柔顺构件。
6.如权利要求1所述的短舱拉杆组件，其中所述振动阻尼组件由硅酮橡胶形成。
7.如权利要求1所述的短舱拉杆组件，其中所述振动阻尼组件包括以下各项中的一项或多项：垫圈和保护罩。
8.如权利要求7所述的短舱拉杆组件，其中所述振动阻尼组件具有三角形截面。
9.一种阻尼拉杆中的振动的方法，所述方法包括：
在第一端将拉杆枢转地联接至推力反向器的可移动的阻挡门，并且在所述第一端的相对端将所述拉杆的第二端枢转地联接至拉杆配件，所述拉杆配件附接至包围推进发动机的内部固定结构；以及
在所述拉杆与所述拉杆配件之间建立负载路径，所述负载路径中包括用于阻尼所述拉杆配件与所述拉杆之间的振动的柔顺型振动阻尼组件，
其中所述拉杆配件包括基座区域和从所述基座区域延伸的联接插座，
其中所述拉杆包括内部结构端、外部结构端和杆主体，所述杆主体形成在所述内部结构端与所述外部结构端之间，其中所述联接插座的内部宽度大于所述拉杆的所述内部结构端的外部宽度，
其中所述振动阻尼组件包括安装在所述内部结构端与所述联接插座之间的柔顺摩擦条，并且
其中所述内部结构端包括垂片，并且所述柔顺摩擦条安装在所述基座区域中形成的沟槽中，所述沟槽被设定尺寸来接收所述垂片，使得所述垂片被定位成在所述推力反向器完全打开和/或完全关闭时接触所述柔顺摩擦条。
10.如权利要求9所述的方法，其中在第一端将拉杆枢转地联接至可移动的阻挡门还包括将所述拉杆联接至轴承，并且通过弹簧元件将所述轴承联接至所述阻挡门，所述弹簧元件在至少某些位置处使所述轴承朝向所述拉杆偏置以向所述拉杆施加压缩力。
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