CN108361110B - 用于飞机发动机的入口网筛 - Google Patents

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Abstract

一种用于对飞机发动机(12)的空气进口(34)提供异物碎片保护的设备(50)。设备(50)包括框架(53)和多个交叉部件(74，84，74，174，184，274，284，374，384)。交叉部件(74，84，74，174，184，274，284，374，384)定位在框架(53)中，以限定多个网筛开口(94)。交叉部件(74，84，74，174，184，274，284，374，384)中的至少一个具有在空气动力学上高效的横截面。

Description

用于飞机发动机的入口网筛
技术领域
本发明涉及飞机发动机效率，并且更特别地，涉及用于入口异物碎片(FOD)网筛的空气动力学设备。
背景技术
用于防止异物碎片(“FOD”)的入口网筛对于针对可由FOD引起的潜在损害和堵塞的保护来说是必要的。传统的FOD网筛由具有大体圆柱形横截面的线材形成。传统网筛在空气穿过网筛时引起空气阻力，导致发动机的效率降低。因此需要一种在空气动力学上比大体由圆柱形线材形成的传统网筛更高效的入口网筛。
发明内容
此需要由具有在空气动力学上高效的交叉部件的网筛解决。
根据本发明的一方面，提供一种用于对飞机发动机的空气进口提供异物碎片保护的设备。该设备包括框架和多个交叉部件。交叉部件定位在框架中，以限定多个网筛开口。交叉部件中的至少一个具有在空气动力学上高效的横截面。
技术方案1. 一种用于对飞机发动机的空气进口提供异物碎片保护的设备，所述设备包括；
框架；
多个交叉部件，它们定位在所述框架中，以限定多个网筛开口；以及
其中，所述交叉部件中的至少一个具有在空气动力学上高效的横截面。
技术方案2. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述交叉部件是管状的。
技术方案3. 根据技术方案2所述的设备，其特征在于，所述框架构造成支承由所述管状交叉部件形成的网组件。
技术方案4. 根据技术方案3所述的设备，其特征在于，所述框架还构造成支承不构造成被加热的网。
技术方案5. 根据技术方案4所述的设备，其特征在于，所述管状交叉部件布置成层且定位成大体平行于彼此。
技术方案6. 根据技术方案5所述的设备，其特征在于，所述管布置成两个层，使得各个层中的所述管状交叉部件平行于也在那个层中的所述管状交叉部件，并且各个层中的所述管状交叉部件与另一层的所述管状交叉部件交叉而形成网。
技术方案7. 根据技术方案6所述的设备，其特征在于，所述网构造成防止异物碎片进入所述发动机的所述空气进口。
技术方案8. 根据技术方案7所述的设备，其特征在于，所述管状交叉部件在第一层中，并且实心线材连结件定位在第二层中，使得所述第一层和所述第二层共同限定网。
技术方案9. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述在空气动力学上高效的横截面为泪滴形。
技术方案10. 根据技术方案9所述的设备，其特征在于，所述横截面的尾部是狭窄的。
技术方案11. 根据技术方案9所述的设备，其特征在于，所述横截面的尾部是尖的。
技术方案12. 根据技术方案9所述的设备，其特征在于，所述横截面的尾部为圆形。
技术方案13. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述在空气动力学上高效的横截面大体为钻石形。
技术方案14. 根据技术方案13所述的设备，其特征在于，所述横截面的一个端部大体为圆形。
技术方案15. 根据技术方案14所述的设备，其特征在于，所述横截面的两个端部为圆形。
技术方案16. 一种对飞机发动机(12)的空气进口(34)提供异物碎片保护的设备(50)，所述设备(50)包括；
框架(53)；
多个交叉部件(74，84，74，174，184，274，284，374，384)(74，84，74，174，184，274，284，374，384)，它们定位在所述框架(53)中，以限定多个网筛开口(94)；以及
其中，所述交叉部件(74，84，74，174，184，274，284，374，384)中的至少一个具有在空气动力学上高效的横截面。
技术方案17. 根据技术方案16所述的设备(50)，其特征在于，所述交叉部件(74，84，74，174，184，274，284，374，384)是管状的。
技术方案18. 根据技术方案17所述的设备(50)，其特征在于，所述框架(53)构造成支承由所述管状交叉部件(74，84，74，174，184，274，284，374，384)形成的网(55)组件(70)。
技术方案19. 根据技术方案18所述的设备(50)，其特征在于，所述框架(53)还构造成支承不构造成被加热的网(55)。
技术方案20. 根据技术方案19所述的设备(50)，其特征在于，所述管状交叉部件(74，84，74，174，184，274，284，374，384)布置成层(73)且定位成大体平行于彼此。
技术方案21. 根据技术方案20所述的设备(50)，其特征在于，所述管状交叉部件(74，84，74，174，184，274，284，374，384)布置成两个层(73，83)，使得各个层(73，83)中的所述管状交叉部件(74，84，74，174，184，274，284，374，384)平行于也在那个层(73，83)中的所述管状交叉部件(74，84，74，174，184，274，284，374，384)，并且各个层(73，83)中的所述管状交叉部件(74，84，74，174，184，274，284，374，384)与另一层(73，83)的所述管状交叉部件(74，84，74，174，184，274，284，374，384)交叉而形成网(55)。
技术方案22. 根据技术方案21所述的设备(50)，其特征在于，所述网(55)构造成防止异物碎片进入所述发动机(12)的所述空气进口(34)。
技术方案23. 根据技术方案22所述的设备(50)，其特征在于，所述管状交叉部件(74，84，74，174，184，274，284，374，384)在第一层(73)中，并且实心线材连结件定位在第二层(83)中，使得所述第一层(73)和所述第二层(83)共同限定网(55)。
技术方案24. 根据技术方案16所述的设备(50)，其特征在于，所述在空气动力学上高效的横截面为泪滴形。
技术方案25. 根据技术方案24所述的设备(50)，其特征在于，所述横截面的尾部是狭窄的。
技术方案26. 根据技术方案24所述的设备(50)，其特征在于，所述横截面的尾部是尖的。
技术方案27. 根据技术方案24所述的设备(50)，其特征在于，所述横截面的尾部为圆形。
技术方案28. 根据技术方案16所述的设备(50)，其特征在于，所述在空气动力学上高效的横截面大体为钻石形。
技术方案29. 根据技术方案28所述的设备(50)，其特征在于，所述横截面的一个端部大体为圆形。
技术方案30. 根据技术方案29所述的设备(50)，其特征在于，所述横截面的两个端部为圆形。
附图说明
通过参照结合附图得到的以下描述，可最佳地理解本发明，其中：
图1显示根据本发明的包括多个FOD网筛的飞机发动机的透视图；
图2显示根据本发明的网筛的平面图；
图3显示沿着图2中显示的线3-3得到的网筛的侧视剖面图；
图4显示具有相关联的发动机的区段的成组网筛的径向扩展图；
图5显示网筛的区段；
图6显示网筛中的两个管的相交部的区段；以及
图7-10显示根据本发明的备选实施例的各种线材的横截面。
部件列表
12发动机
14螺旋桨组件
16发动机壳体
22排气管
32空气进口导管
34空气进口入口
38网筛组件
50网筛
53框架
55未经加热的网
70经加热的网组件
73第一层
74第一层管
83第二层
84第二层管
92相交部
94网筛开口
174管/交叉部件
274管/交叉部件
374管/交叉部件
474管/交叉部件。
具体实施方式
参照附图，其中相同参考标号在各种视图中表示相同元件，图1显示发动机12，它包括多个网筛50，多个网筛布置在网筛组件38中，使得网筛50中的各个覆盖空气进口入口34。发动机12还包括螺旋桨组件14、壳体16、成对的排气管22和安装块28。在示出的实施例中，发动机12是涡轮螺旋桨飞机发动机。在其它实施例中，发动机12可构造成在航海和工业应用中使用。
现在参照图2，显示了网筛组件38的区段，使得在平面图中呈现示例网筛50。网筛50包括构造成支承网组件70的框架53。在示出的实施例中，框架53为管状结构且构造成支承网55。网55构造成允许来自发动机12外部的空气通过空气进口入口34且进入到空气进口导管32中，同时防止异物碎片(FOD)进入空气进口导管32(参见图3)。
网组件70还包括第一层管74形成的第一层73，它定位成相对于第二层管84形成的第二层83有偏移且与其接触。第一层73和第二层83相对于彼此定位，使得第一层管74和第二层管84交叉而限定多个相交部92。管74和管84是构造成阻挡FOD的交叉部件。继续参照图2和5，多个网筛开口94由第一层管74和第二层管84的一部分和相交部92限定。开口94在大小上设置成使得超过预定大小和形状的FOD不可穿过。
第一层73和第二层83的相对位置可在实施例之间有所不同。在一些实施例中，第一层73和第二层83不偏移且在相同平面上。在其它实施例中，第一层73和第二层83彼此间隔开。而在其它实施例中，可存在超过两个层，并且一些层可彼此接触，而一些层则可彼此间隔开。
另外，还选择各个网筛50中的开口94的数量，以允许预定空气流通过网筛50。与大小类似的实心构件提供的相比，相信网筛50的一部分的在空气动力学上高效的管状结构可以更轻的重量提供额外的强度。
现在参照图4，它在径向扩展图中显示了网筛组件38，包括多个支柱31的部分区段。网筛50围绕发动机12沿径向分布，并且网筛50中的各个定位在相关联的空气进口入口34和空气进口导管32上面。空气进口导管32由支柱31限定。
管74和84构造成使得它们的相应的横截面不是圆形，而是空气动力学形状，并且因此，在空气动力学上是高效的。如本文使用，用语“空气动力学形状”指的是物体的这样形状：它构造成穿过空气，使得与物体大体为圆形(诸如圆形线材)的情况相比，在物体周围不产生那么多湍流和/或空气阻力。如本文使用，用语“在空气动力学上高效的”指的是空气阻力与厚度或直径的比小于具有大体圆形横截面的物体(诸如圆形线材)的结构的特性。大体上，单个实施例内的管74和84具有与图3中显示的相同的外部形状，但应当理解的是，管74和84的形状在给定网筛50内可混合。如在图3和6-10中可看到的那样，在空气动力学上高效的形状可在实施例之间有所不同，而且可为除了本文描述的那些之外的形状。
用于亚音速的一个在空气动力学上高效的形状是泪滴形，如图7中显示的管174的横截面所展示的那样。泪滴形状关于从圆形前部延伸到渐缩尖部的轴线对称。另一个在空气动力学上高效的形状是图8中显示的具有狭窄鼻部和尾部的管274的对称前部和后部钻石形状。第三个在空气动力学上高效的形状是管374展示的和图9中显示的翼型。管374具有凸起侧，它如显示的那样弯曲远离相对的凹入侧。在图10中显示了翼型形状的另一个变型，其中管474是平头翼型，与管374相比，其凹入侧的曲率较小且具有圆形尾部。对于低于音速的速度来说，在空气动力学上最高效的形状为泪滴形。
前述已经描述了一种用于提供在空气动力学上高效的FOD网筛的设备。由于上面描述的FOD网筛的空气动力学效率，它们在能量浪费较少的情况下提供保护。这样的网筛可用于需要无FOD的流体(诸如空气和其它气体或液体)的任何机器或应用。这样的其它应用包括IC发动机、风扇、冷却水、油等。此说明书(包括任何伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征，以及/或者像这样公开的任何方法或过程的所有步骤，都可按任何组合结合，除了其中这样的特征和/或步骤中的至少一些相互排斥的组合之外。
此说明书(包括任何伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的各个特征可由用于相同目的、同等目的或类似目的的备选特征代替，除非另有明确的说明。因而，除非另有明确的说明，否则公开的各个特征仅仅是一般的一系列等效特征或类似特征的一个示例。
本发明不局限于前述实施例(一个或多个)的细节。本发明可扩展到此说明书(包括任何伴随的潜在新颖点、摘要和附图)中公开的特征的任何新颖特征，或者任何新颖特征组合，或者扩展到这样公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖步骤，或者任何新颖步骤组合。

Claims (13)

1.一种用于对飞机发动机的空气进口提供异物碎片保护的设备，所述设备包括；
框架；
多个交叉部件，它们定位在所述框架中，以限定多个网筛开口；
其中，所述多个交叉部件包括第一层管的第一层，其定位成相对于第二层管的第二层有偏移且与其接触，使得所述第一层和所述第二层处于彼此偏移的不同的平面中，在偏移的方向上，所述第一层的上侧与所述第二层的下侧接触，且所述第一层管和所述第二层管交叉而限定多个相交部，所述多个相交部限定所述多个网筛开口，且
其中，第一层管和第二层管各自具有泪滴形横截面，或所述第一层管和第二层管各自具有钻石形横截面。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个交叉部件是管状交叉部件。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述框架构造成支承由所述管状交叉部件形成的网组件。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述框架还构造成支承不构造成被加热的网。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述管状交叉部件布置成层且定位成平行于彼此。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述管状交叉部件布置成两个层，使得各个层中的所述管状交叉部件平行于也在那个层中的所述管状交叉部件，并且各个层中的所述管状交叉部件与另一层的所述管状交叉部件交叉而形成网。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述网构造成防止异物碎片进入所述发动机的所述空气进口。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述管状交叉部件在第一层中，并且实心线材连结件定位在第二层中，使得所述第一层和所述第二层共同限定网。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一层管和第二层管各自具有泪滴形横截面，且所述横截面的尾部是狭窄的。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一层管和第二层管各自具有泪滴形横截面，且所述横截面的尾部是尖的。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一层管和第二层管各自具有泪滴形横截面，且所述横截面的尾部为圆形。
12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一层管和第二层管各自具有钻石形横截面，且所述横截面的一个端部为圆形。
13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一层管和第二层管各自具有钻石形横截面，且所述横截面的两个端部为圆形。
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