CN107336837B - 用于飞行器的发动机组件及相应的飞行器 - Google Patents

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Abstract

用于飞行器的发动机组件及相应的飞行器。为了减少用于飞行器的发动机组件(1)的整体质量，该组件包括：‑飞行器的一机身部分(102a)；‑涡轮机(10)，该涡轮机包括无涵道螺旋桨(14)以及无涵道后导向叶片(50b)的环列(32)，这些无涵道后导向叶片位于该螺旋桨之后并且相对于该涡轮机的纵向轴线(5)防旋转地固定；以及‑安装挂架(20)。根据本发明，挂架前缘(26)的至少一部分结合在所述环列(32)内、在其两个后导向叶片(50b)之间。

Description

用于飞行器的发动机组件及相应的飞行器
技术领域
本发明涉及包括涡轮机的发动机组件的领域，该涡轮机通过挂架安装来附接到机身的一部分。本发明更优选地涉及涡轮机附接到后部机身的侧面的设计。
背景技术
在现有技术中，已知涡轮机可以附接到飞行器的后部机身的侧面，这些涡轮机具有一对对转无涵道螺旋桨(hélicecontrarotativesnon-carénée，也被称作“开式转子”式、或“CROR”(对转开式转子))。这些涡轮机例如从文件FR3024125中已知。
在所谓的“牵引机(Puller)”构型中(其中螺旋桨定位在涡轮机的气体发生器前方)，在后螺旋桨桨叶的后缘与安装挂架前缘之间设置了最小轴向距离。例如具有米的量级的这种最小距离尤其可以限制边界层与后螺旋桨桨叶分离的风险。
然而，这种最小距离的设置导致涡轮机因此悬垂在安装挂架上。这种悬垂的存在意味着挂架和支撑该挂架的机身部分必须适当地确定尺寸，其结果是该组件具有大的整体质量。
发明内容
为了至少提供对此问题的部分回应，本发明涉及一种飞行器发动机组件，该飞行器发动机组件包括：
-飞行器的机身的一部分；
-涡轮机，该涡轮机包括无涵道螺旋桨以及无涵道后导向叶片的环列，这些无涵道后导向叶片位于该螺旋桨之后并且相对于该涡轮机的纵向轴线防旋转地固定；以及
-在该涡轮机与该机身部分之间安装的挂架，该挂架结合有该挂架前缘。
根据本发明，该挂架前缘的至少一部分被结合在所述环列内、在其两个后导向叶片之间。
由于涡轮机向后移动，直到挂架前缘结合在该后导向叶片的环列中，因此显著地减小了涡轮机的悬垂。所讨论的挂架和机身部分于是有利地承受较小的载荷，这意味着它们的尺寸可以减小，因此对于发动机组件可以实现低得多的整体质量。
本发明优选地单独或组合地结合以下任选特征中的至少一者。
该挂架前缘的所述至少一部分的前向末端位于穿过这些后导向叶片的前缘的假想平面P2中。
安装挂架包括位于挂架前缘之后的主结构，该主结构将机身的所述部分连接到该涡轮机上。这个主要结构具有细长的形状(例如，矩形盒的整体形状)并且构成用于发动机与机身之间的力的主要路径。常规地，该主要结构使用侧面板、上下纵向构件和内部肋来构造。
根据本发明的优选实施例，挂架前缘相对于挂架的主结构固定。
根据本发明的另一个优选实施例，挂架前缘的所述至少一部分可以沿着枢转轴线相对于该挂架的主结构旋转，该枢转轴线基本上平行于挂架前缘的翼展方向。
然后优选提出的是，挂架前缘的所述至少一部分连接到用于这些后导向叶片的倾角控制装置上，所述装置被设计成改变该挂架前缘的所述至少一部分的倾角，使其围绕所述枢转轴线枢转。
优选地，该枢转轴线位于与包括这些后导向叶片的径向轴线的假想平面相同的假想平面中，这些后导向叶片基于这些径向轴线被设计成使其倾角可以通过所述倾角控制装置来枢转。
优选地，挂架前缘的所述至少一部分具有总体上凹形的横截面、优选地具有与这些后导向叶片的横截面基本相同的总体形状。
根据本发明的优选实施例，所述挂架前缘在涡轮机与机身的该部分之间以基本上直线的方式延伸。
根据本发明的另一个优选实施例，挂架前缘具有向前修圆的部分，该修圆的部分形成被结合在所述后导向叶片的环列内的挂架前缘的所述至少一部分，该修圆的部分从该涡轮机延伸至该机身部分并且通过与该机身的那个部分的交接部而延长，所述修圆的部分优选地具有边缘，该边缘的形状与后导向叶片的前缘基本上相同。
优选地，该挂架前缘的交接部基本上是直线的。
优选地，该涡轮机包括位于螺旋桨之后的气体发生器。此外，机身的所述部分优选地是该机身的后侧部分。
如上所述，涡轮机还包括用于这些后导向叶片的倾角控制装置，这个倾角控制装置还被设计成改变该无涵道螺旋桨桨叶的倾角，从而使其沿着桨叶的径向轴线枢转。替代性地，该涡轮机可以包括以同步方式被控制的两个分开的倾角控制装置。
最后，本发明还涉及一种包括如上所述的至少一个发动机组件的飞行器。
本发明的其他优点和特征将通过以下非限制性详细说明而变得明显。
附图说明
将参照附图来提供此说明，在附图中：
-图1示出了根据本发明的第一优选实施例的包括发动机组件的飞行器的一部分的俯视图解视图；
-图2示出了装配至图1中示出的发动机组件的螺旋桨的透视图；
-图3示出了图1中示出的发动机组件所配备有的后导向叶片列环的透视图；
-图4a示出了沿图1中的线IV-IV截取的横截面视图；
-图4b是与前一图类似的视图，其中挂架前缘呈本发明的另一个实施例的形式；
-图4c是与图4b类似的视图，其中挂架前缘呈本发明的另一个优选实施例的形式；并且
-图5示出了与图1类似的视图，其中挂架前缘呈本发明的又另一个优选实施例的形式。
具体实施方式
首先参照图1，此图示出了根据本发明的第一优选实施例的包括一个或多个发动机组件1的飞行器100的后部。更具体地，飞行器100包括两个发动机组件1(在图1中仅有一个被完整示出)，因而这两个发动机组件各自位于飞行器的后部中。
每个发动机组件1包括机身102的后侧向的机身部分102a。它还包括涡轮机10，该涡轮机装配有呈“牵引机”模式的单个无涵道螺旋桨14，也就是说，它包括位于螺旋桨14之后的气体发生器12。在这方面，应当注意，贯穿说明书始终，术语“前”和“后”是要参照气体流经涡轮机10的主方向来考虑的，这个方向由箭头16图解地展示。此外，根据惯例，X方向对应于发动机组件1的纵向方向，其还可以与涡轮机10和这个组件1的纵向方向一致。这个X方向平行于涡轮机10的纵向轴线5。除此之外，Y方向对应于相对于发动机组件1横向定向的方向，该方向还可以与涡轮机10的横向方向一致，而Z方向对应于竖直方向或高度方向。这三个方向X、Y和Z彼此成直角并形成直角三面体。
发动机组件1还包括在机身部分102a上的用于涡轮机的安装挂架20。挂架20(也称作EMS(发动机安装结构))包括旨在承接来自涡轮机的力的、呈箱体22形式的主结构。这个箱体22尤其构造具有后纵向构件28和前纵向构件30，挂架的后缘24从该后纵向构件向后延伸，挂架前缘26从该前纵向构件向前延伸。从上方观察，箱体22在Y方向上从涡轮机10延伸到机身部分102a。
返回到图1展示的涡轮机10，应注意的是，该涡轮机具有围绕轴5旋转的单个螺旋桨14，而不是如在更常规的开式转子类型涡轮机的情况下的两个对转螺旋桨。涡轮机10也称为USF(无涵道单风扇)。然而，该涡轮机包括在螺旋桨14之后的无涵道后导向叶片的环列32。因此，这个环列32没有安装成相对于轴5旋转，而是相对于后者防旋转地固定。
参照图2和图3，该涡轮机包括倾角控制装置38，该倾角控制装置可以改变螺旋桨14的桨叶50a的围绕这些桨叶的径向轴线54a的倾角、以及固定环列32的后导向叶片50b的同样围绕这些后导向叶片的径向轴线54b的倾角。
在展示了螺旋桨14的图2中，该螺旋桨具有对应于轴线5的以螺旋桨的旋转轴线为中心的毂40。这个毂40包括以轴5为中心的主环42，该主环被多个开口44穿通，这些开口彼此周向地间隔开并且相对于该轴线5径向地定向。毂40还包括与开口44相关联并从主环42径向向外延伸的多个中空构件46。每个中空构件46以径向轴线54a之一为中心，并且旨在接收螺旋桨桨叶50a。除此之外，螺旋桨包括外整流罩52，其仅在图2中图解性地示出，该整流罩52以轴5为中心并且围绕中空构件46安排。以常规方式，旨在使围绕该涡轮机环流的空气在到达螺旋桨桨叶之前遵循该整流罩52的外表面。
螺旋桨14因此包括多个桨叶50a，该多个桨叶设置成例如8至12之间的数量。每个桨叶50a的基部56径向地朝向毂40的内部突出，使其可以以常规方式机械连接到倾角控制装置38上。
图3所示的环列32可以具有与螺旋桨14相同或相似的设计。因此，在图2和图3中，具有相同数值的参考数字的元件对应于相同或相似的元件。然而，一个区别在于，毂40不相对于轴5旋转。此外，本发明的特殊特征之一是，环列32在两个桨叶50b之间具有开放空间60，从而结合挂架前缘的至少一部分。
实际上，回到图1，将注意到，挂架前缘26结合在环列32中、在两个直接连续的导向叶片之间。
在图1至图4a中展示的第一实施例中，结合在环列32中的是整个挂架前缘26。挂架前缘26在此相对于箱体22固定，并且具有类似于飞行器机翼的常规的空气动力学轮廓横截面。此外，该挂架前缘在涡轮机10与机身部分102a之间的翼展方向62上基本上直线延伸。
在这个第一优选实施例中，认为挂架前缘26被完全结合在环列32中，因为穿过后导向叶片50b的径向轴线的假想平面P1穿过其整个长度。
此外，挂架前缘26的前向末端位于穿过后导向叶片50b的前缘的假想平面P2中，这个平面P2基本上与轴线5成直角。更加优选地，挂架前缘26的前向末端位于与后导向叶片50b的前缘的前向末端相同的假想横向平面中。
因此，本发明值得注意的是，可以将图1中标识为66的涡轮机的重心移动得更靠近安装挂架20的箱体22。这可以减小涡轮机的悬垂，并因此减小穿过挂架20和机身部分102a的力。作为结果，有利地减小了发动机组件1的质量。优选地，重心66位于箱体22的延长线中、沿翼展方向62向外。
此外，由于与现有技术中的已知实施例相比，涡轮机向后移动得更远，所以减小了暴露于由涡轮机引起的噪声危害的机身区段。同样，根据本发明的设计暗示了，在离开后导向叶片50b与挂架前缘26的空气流之间不再有任何有害的相互作用。这有利地可以增加发动机组件1的空气动力性能和整体性能。
根据图4b中展示的第二优选实施例，挂架前缘26不再是常规形状，而是其横截面是总体上凹形的，其凹面在与叶片50b相同的方向上定向。此外，优选安排的是，挂架前缘26的横截面具有与这些后导向叶片50b的横截面总体上基本上相同的形状，使得挂架前缘26被更好地结合在环列32内。
根据图4c中展示的第三优选实施例，挂架前缘26的形状保持不变，但是它被制成能够围绕基本上平行于翼展方向62的枢转轴线54c相对于箱体22旋转。因此，挂架前缘26可以被认为类似于后导向叶片，并且其倾角可以借助于与其机械连接的控制装置38以与环列中的其他叶片相同的方式被控制。
在恰当情况下，优选提出的是，挂架前缘26的枢转轴线54c位于与图3中所示的包含后导向叶片50b的径向轴线54b的假想平面相同的假想平面P1中。
最后，图5示出了本发明的第四优选实施例，其中仅挂架前缘26的一部分26a被结合在环列32中。这是呈后导向叶片的前缘的方式向前修圆的部分26a。这个修圆的部分26a从涡轮机10朝机身的该部分延伸一段径向长度，该径向长度与后导向叶片50b的径向长度基本上相同。此外，修圆的部分26a具有前向边缘26a'，该前向边缘可以被认为类似其前缘，其形状与后导向叶片50b的前缘形状基本上相同。
修圆的部分26a通过与机身部分102a的交接部26b延伸，这个交接部26b基本上是直线的并且平行于翼展方向62。
在此再次地，边缘26a'的前向末端位于穿过后导向叶片50b的前缘的假想横向平面P2中，并且更优选地，假想横向平面P2穿过后导向叶片50b的前缘的前向末端。
当然，本领域技术人员可以对刚刚已纯粹通过非限制性举例的方式描述的本发明进行各种修改。具体地，以上已经描述的实施例并非彼此排斥，而是相反可以组合在一起。

Claims (14)

1.用于飞行器的发动机组件(1)，包括：
-飞行器的一机身部分(102a)；
-涡轮机(10)，该涡轮机包括无涵道螺旋桨(14)以及无涵道后导向叶片(50b)的环列(32)，这些无涵道后导向叶片位于该无涵道螺旋桨之后并且相对于该涡轮机的纵向轴线(5)防旋转地固定；以及
-用于将该涡轮机(10)安装在该机身部分(102a)上的挂架(20)，该挂架结合有挂架前缘(26)，
其特征在于，该挂架前缘的至少一部分结合在所述环列(32)内、在其两个无涵道后导向叶片(50b)之间。
2.根据权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，该挂架前缘的所述至少一部分的前向末端处于穿过这些无涵道后导向叶片(50b)的前缘的假想平面(P2)中。
3.根据权利要求1或2所述的发动机组件，其特征在于，该挂架前缘(26)相对于该挂架的主结构固定。
4.根据权利要求1或2所述的发动机组件，其特征在于，该挂架前缘的所述至少一部分能够围绕枢转轴线(54c)相对于该挂架的主结构旋转，该枢转轴线基本上平行于该挂架前缘(26)的翼展方向(62)。
5.根据权利要求4所述的发动机组件，其特征在于，该挂架前缘的所述至少一部分连接到用于这些无涵道后导向叶片(50b)的倾角控制装置(38)上，所述倾角控制装置(38)被设计成通过使该挂架前缘的所述至少一部分围绕所述枢转轴线(54c)枢转，来改变该挂架前缘的所述至少一部分的倾角。
6.根据权利要求5所述的发动机组件，其特征在于，该枢转轴线(54c)位于与包括这些无涵道后导向叶片(50b)的径向轴线(54b)的假想平面相同的假想平面(P1)中，这些无涵道后导向叶片基于径向轴线被设计为使其倾角能够通过所述倾角控制装置(38)来枢转。
7.根据权利要求1或2所述的发动机组件，其特征在于，该挂架前缘的所述至少一部分具有总体上凹形的横截面、并且具有与所述无涵道后导向叶片(50b)的横截面基本相同的总体形状。
8.根据权利要求1或2所述的发动机组件，其特征在于，该挂架前缘(26)在该涡轮机(10)与该机身部分(102a)之间以基本上直线的方式延伸。
9.根据权利要求1或2所述的发动机组件，其特征在于，该挂架前缘具有向前修圆的部分(26a)，该修圆的部分形成被结合在所述无涵道后导向叶片(50b)的环列(32)内的该挂架前缘的所述至少一部分，该修圆的部分(26a)从该涡轮机(10)朝该机身部分(102a)延伸并且通过与该机身部分的交接部(26b)而延长，所述修圆的部分(26a)具有前向边缘(26a')，该前向边缘的形状与这些无涵道后导向叶片(50b)的前缘基本上相同。
10.根据权利要求9所述的发动机组件，其特征在于，该挂架前缘(26)的交接部(26b)基本上是直线的。
11.根据权利要求1或2所述的发动机组件，其特征在于，该涡轮机(10)包括位于该无涵道螺旋桨(14)之后的气体发生器(12)。
12.根据权利要求1或2所述的发动机组件，其特征在于，该机身部分(102a)是该机身的后侧部分。
13.根据权利要求1或2所述的发动机组件，其特征在于，该涡轮机还包括用于这些无涵道后导向叶片(50b)的倾角控制装置(38)，所述倾角控制装置(38)还被设计成通过使该无涵道螺旋桨(14)的桨叶(50a)围绕这些桨叶的径向轴线(54a)枢转来改变这些桨叶的倾角。
14.飞行器(100)，其特征在于，飞行器包括至少一个根据权利要求1至13中任一项所述的发动机组件(1)。
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