CN110341968A - 涵道风扇涡轮喷气发动机和飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涵道风扇涡轮喷气发动机(100)和飞行器，所述涵道风扇涡轮喷气发动机包括短舱(102)，所述短舱包括固定结构体(207)、推力反向器系统(250)，所述推力反向器系统具有框架(208b)、紧固至所述框架的活动结构(208a)、以及铰接于所述框架上的内门(208c)和外门(208d)。所述框架在所述固定结构体上在在前位置与后部位置之间平移活动，以便在固定结构体与活动结构之间限定窗口(210)，所述窗口在旁通管道与所述短舱外部之间开放。每个门(208c‑d)在收起位置与展开位置之间活动，并且所述活动结构被组装成通过至少一个铰链(402)铰接于所述框架上，所述至少一个铰链的旋转轴线总体上与所述涵道风扇涡轮喷气发动机(100)的纵向轴线X平行。

Description

涵道风扇涡轮喷气发动机和飞行器
技术领域
本发明涉及一种涵道风扇涡轮喷气发动机，所述涵道风扇涡轮喷气发动机包括装备有推力反向器系统的短舱，该推力反向器系统包括门和铰接活动结构，并且涉及一种包括至少一个这种涵道风扇涡轮喷气发动机的飞行器。
背景技术
图7是用于飞行器的现有技术的推进系统700的前视图。飞行器包括机身，在机身每一侧紧固有机翼702。推进系统700包括吊挂架704、涵道风扇涡轮喷气发动机706以及短舱710，该涵道风扇涡轮喷气发动机具有构成发动机的核心708。
吊挂架704紧固在机翼702下方并且支撑核心708和短舱710。
为了确保涵道风扇发动机706的维护，短舱710具有在闭合位置与打开位置之间活动的结构，这些结构在该闭合位置在核心708周围收紧，这些结构在该打开位置远离核心708周围。
特别地，短舱710具有两个内部固定结构体(IFS)712a-b和两个外结构体(OS)714a-b。
每个结构体712a-b、714a-b的形状总体上是半圆柱形的，并且短舱710在基本上竖直的且穿过核心708的中心轴线的中心平面的两侧都具有内部固定结构体712a-b和相关联的外结构体714a-b。
在闭合位置，两个内部固定结构体712a-b是毗连的、并且总体上形成围绕核心708且构成旁通管道的内侧壁的圆柱体，并且两个外结构体714a-b是毗连的、并且总体上形成围绕内部固定结构体712a-b且构成旁通管道的外侧壁的圆柱体。
每个外结构体714a-b被组装成通过铰链铰接于吊挂架704上。每个内部固定结构体712a-b紧固至相关联的外结构体714a-b，并且通过下部结构性元件716a-b和上部结构性元件718a-b来提供紧固。针对每个外结构体714a-b，相关联的内部固定结构体712a-b则在下部通过下部结构性元件716a-b、并且在上部通过上部结构性元件718a-b紧固至外结构体714a-b。
尽管当这些结构在涵道风扇涡轮喷气发动机706运行的情况下均不活动时这种安排有一定的价值，但是当这些结构之一在运行中移动时、尤其是当结构移动成为推力反向器系统的一部分时，这种安排是不合适的。
发明内容
本发明的目的是提出一种涵道风扇涡轮喷气发动机，所述涵道风扇涡轮喷气发动机包括装备有推力反向器系统的短舱，所述推力反向器系统具有多个门以及活动结构，所述活动结构是铰接的以便允许其在维护操作期间开放。
为此目的，提出了一种涵道风扇涡轮喷气发动机，所述涵道风扇涡轮喷气发动机包括发动机、围绕所述发动机的短舱、以及风扇壳体，其中所述短舱与所述发动机之间界定旁通流的旁通管道，并且气流在所述旁通管道中沿流动方向循环，所述短舱包括：
-固定结构体，所述固定结构体紧固至所述风扇壳体，
-推力反向器系统，所述推力反向系统具有框架、紧固至所述框架的活动结构、通过后部边缘铰接于所述框架上的内门、以及通过后部边缘铰接于所述框架上的外门，所述门相对于所述活动结构布置在前方，
所述框架在所述固定结构上沿平移方向在在前位置与后部位置之间平移活动，在所述在前位置，所述框架被定位成使得所述外门靠近所述风扇壳体，而在所述后部位置，所述框架被定位成使得所述外门远离所述风扇壳体，以便在所述固定结构体与所述活动结构之间限定窗口，所述窗口在所述旁通管道与所述短舱外部之间开放，
每个门在收起位置与展开位置之间活动，在所述收起位置，所述门遮挡所述窗口，而在所述展开位置，所述门不遮挡所述窗口，
所述活动结构被组装成通过至少一个铰链铰接于所述框架上，所述至少一个铰链的旋转轴线总体上与所述涵道风扇涡轮喷气发动机的纵向轴线X平行。
因此，可以轻松地打开这种涵道风扇涡轮喷气发动机以用于维护操作。
有利地，所述固定结构体包括12点钟方向的梁，所述框架包括抵靠所述12点钟方向定位的梁的高处梁，并且每个铰链紧固在所述高处梁与所述活动结构的高处部分之间。
有利地，所述固定结构体包括6点钟方向的梁，所述框架包括抵靠所述6点钟方向定位的梁的低处梁，并且所述涵道风扇涡轮喷气发动机包括至少一个锁定件，所述至少一个锁定件将所述活动结构的低处部分锁定在所述低处梁上。
有利地，所述低处梁具有止动件，并且针对每个止动件，所述活动结构的低处部分包括反向止动件，在闭合位置，所述反向止动件压靠所述止动件。
有利地，所述框架具有凹槽，所述凹槽通向外部并且在所述框架的圆形外周上延伸，所述圆形外周面向所述活动结构的前向边缘，所述前向边缘具有沿所述前向边缘延伸的肋，并且在闭合位置，所述肋被定位在所述凹槽中。
本发明还提出了一种飞行器，所述飞行器包括至少一个根据前述变体之一所述的涵道风扇涡轮喷气发动机。
附图说明
在阅读以下对示例性实施例的描述之后，本发明的上述特征以及其他特征将更清楚地显现，所述描述是关于附图给出的，在附图中：
图1是包括根据本发明的涵道风扇涡轮喷气发动机的飞行器的侧视图，
图2是根据本发明的涵道风扇涡轮喷气发动机在未启用推力反向器系统时的透视图，
图3是涵道风扇涡轮喷气发动机在启用了推力反向器系统时的透视图，
图4是根据本发明的涵道风扇涡轮喷气发动机在12点钟方向的梁处的细节的透视图，
图5是根据本发明的涵道风扇涡轮喷气发动机在6点钟方向的梁处的细节的透视图，
图6是根据本发明的涵道风扇涡轮喷气发动机的细节的沿径向平面的截面，以及
图7是现有技术的推进系统的背面的视图。
具体实施方式
在以下描述中，涉及位置的术语是参考飞行器的前向运动方向所取的。
图1示出了飞行器10，该飞行器包括机身12，在机身每一侧紧固有机翼14，该机翼支撑至少一个根据本发明的涵道风扇涡轮喷气发动机100。将涵道风扇涡轮喷气发动机100紧固在机翼14下方是通过吊挂架来完成的。
在以下描述中，并且按照惯例，涵道风扇涡轮喷气发动机100的纵向轴线被称为X，是与飞行器10的纵向轴线平行并且朝向飞行器10的前部正向定向的轴线，而当飞行器10在地面上时处于水平的横向轴线被称为Y，并且当飞行器在地面上时的竖直轴线被称为Z，这三个方向X、Y和Z彼此正交。
图2和图3示出了涵道风扇涡轮喷气发动机100。
涵道风扇涡轮喷气发动机100具有短舱102、容纳在短舱102内的核心形状的发动机、以及位于短舱102前方的风扇壳体206。
与现有技术的短舱类似，短舱102具有两个内部固定结构体(IFS)和两个外结构体(OS)。
每个内部固定结构体被组装成通过至少一个铰链铰接于吊挂架16上并且在闭合位置与打开位置之间活动，在该闭合位置，该内部固定结构体在发动机周围收紧，在该打开位置，内部固定结构体远离发动机。每个铰链的轴线总体上与纵向轴线X平行。
在闭合位置，两个内部固定结构体是毗连的，并且总体上形成围绕发动机且构成旁通管道的内侧壁的圆柱体。
涡轮喷气发动机100包括推力反向器系统250，该推力反向器系统在图2中是缩回的，而在图3中是展开的。
涵道风扇涡轮喷气发动机100在短舱102与发动机之间具有旁通管道，来自进气口205的旁通流在该旁通管道中循环穿过风扇，并且因此该旁通流沿从飞行器10的前部到后部的流动方向流动。
短舱102具有被组装成紧固至风扇壳体206的固定结构体207。
推力反向器系统250具有活动组件208，该活动组件包括活动结构208a和框架208b，该活动结构形成喷气管的壁。框架208b在此处是具有穿孔壁的圆柱体的形状。活动结构208a紧固至框架208b。
在涵道风扇涡轮喷气发动机100的中间平面的两侧布置有两个活动结构208a，每个活动结构组成如上所述的短舱102的外结构体，并且它们总体上形成围绕内部固定结构体的圆柱体，并且在闭合位置，两个活动结构208a构成旁通管道的外侧壁。
活动组件208通过框架208b被组装成可沿总体上与纵向轴线X平行的平移方向在短舱102的固定结构体207上平移活动，并且在此更具体地是在固定结构体207的12点钟方向的梁207a和6点钟方向的梁207b上平移活动。
框架208b的平移、以及因此活动组件208的平移是由任何合适的滑动系统提供的，例如由固定结构体207与框架208b之间的滑动件提供。以相同的方式，推力反向器系统250的第一机械传动系统被紧固至固定结构体207以便使框架208b移动。第一机械传动系统例如包括诸如千斤顶、马达、齿条等致动器。第一机械传动系统由飞行器10的控制单元控制、并且不会以更多细节进行描述，因为该第一机械传动系统可以具有本领域技术人员的能力范围内的不同形式。
活动组件208还包括推力反向器门208c-d，这些推力反向器门被组装成铰接于框架208b上并且包括内门208c和外门208d。
门208c-d相对于活动结构208a布置在前方。
每个内门208c被组装成在收起位置与展开位置(图3)之间铰接于框架208b上，反之亦然。通过内门208c朝向涡轮喷气发动机100内部旋转来执行从收起位置向展开位置的通过。
每个内门208c在后部边缘处通过紧固至框架208b的铰链209c铰接于框架208b上，而相反的自由边缘在收起位置被定位在前方、而在展开位置穿过旁通管道并朝向发动机定位。
外门208d相对于内门208c布置在外侧。每个外门208d被组装成面向内门208c，并且外门208d和所面向的内门208c构成一对门。推力反向器系统250因此包括多对门208c-d。
每个外门208d被组装成在收起位置(图2)与展开位置(图3)之间铰接于框架208b上，反之亦然。通过外门208d朝向涡轮喷气发动机100外部旋转来执行从收起位置向展开位置的通过。当内门208c和外门208d展开时，它们总体上形成接续体，该接续体使得旁通流朝向外部和朝向短舱102前方偏转。
每个外门208d在后部边缘处通过紧固至框架208b的铰链209d铰接于框架208b上，而相反的自由边缘在收起位置定位在前方、而在展开位置朝向外部定位。
在收起位置，外门208d布置在活动结构208a与风扇壳体206之间，以便构成短舱102的外侧壁，该外侧壁因此与短舱102周围流动的气流接触。
由推力反向器系统250的第二机械传动系统提供每个门208c-d从收起位置向展开位置(反之亦然)的通过，该第二机械传动系统包括例如马达、千斤顶、齿条系统等。第二机械传动系统由飞行器10的控制单元控制、并且不会以更多细节进行描述，因为该第一机械传动系统可以具有本领域技术人员的能力范围内的不同形式。
活动组件208、以及因此框架208b可在在前位置(图2)与后部位置(图3)之间移动，反之亦然。在在前位置，活动组件208、以及因此框架208b被定位成尽可能靠前，使得处于收起位置的外门208d靠近风扇壳体206。在后部位置，活动组件208、以及因此框架208b被定位成尽可能靠后，使得外门208d远离风扇壳体206。
在在前位置，外门208d使风扇壳体206向后延长以便限定旁通管道的外表面，并且以相同的方式，活动结构208a使外门208d向后延长以便限定旁通管道的外表面。
在框架208b处于在前位置或后部位置时可以采用门208c-d的收起位置。在框架208b处于后部位置时可以仅采用门208c-d的展开位置。
从框架208b的在前位置向框架208b的后部位置以及门208c-d的展开位置的通过因此包括以下步骤：从框架208b的在前位置并且因此从门208c-d的收起位置开始，启用第一机械传动系统以便使框架208b通过相对于固定结构体207平移而向后移动，以便到达框架208b的后部位置和门208c-d的收起位置，然后启用每个第二机械传动系统以便使每个门208c-d从收起位置移动到展开位置。
反向移动使得可以回到收起位置和在前位置。
在后部位置，涵道风扇涡轮喷气发动机100具有在旁通管道与短舱102外部之间开放的窗口210，该窗口在前部由固定结构体207界定，并且在后部由活动结构208a界定。在收起位置，门208c-d遮挡窗口210，并且在展开位置，门208c-d不遮挡窗口210并使其打开，也就是说，来自旁通流的空气穿过窗口210以便到达涵道风扇涡轮喷气发动机100外部。
当门208c-d处于展开位置时，旁通流朝向短舱102外部和朝向前部偏转，使得可以产生反推力。
12点钟方向的梁207a和6点钟方向的梁207b沿总体上与纵向轴线X平行的方向延伸。
框架208b的形状是半圆柱形的，并且在12点钟方向的梁207a与6点钟方向的梁207b之间平移地移动。为此目的，框架208b包括高处梁404a和低处梁404b，该高处梁抵靠12点钟方向的梁207a定位并与之平行，该低处梁抵靠6点钟方向的梁207b定位并与之平行。
图4和图5示出了框架208b上的活动结构208a的特定安排。
活动结构208a被组装成通过至少一个铰链402铰接于框架208b上，该铰链的旋转轴线总体上与纵向轴线X平行。每个铰链402紧固在高处梁404a与活动结构208a的高处部分之间。
每个铰链402在此处是与活动结构208a成一体并且容纳与框架208b成一体的钻孔板408的U形夹的形状。
活动结构208a因此在涵道风扇涡轮喷气发动机100运行时、尤其是在推力反向阶段与框架208b同时移动，并且可以向上打开以便释放为了对涵道风扇涡轮喷气发动机100进行维护所需要的空间。
为了将活动结构208a锁定在闭合位置，涵道风扇涡轮喷气发动机100包括至少一个锁定件406，该至少一个锁定件紧固至低处梁404b或活动结构208a的低处部分并且将活动结构208a的低处部分锁定在低处梁404b上。
为了限制活动结构208a在闭合位置的振动，止动件410紧固至低处梁404b，并且针对每个止动件410，反向止动件被紧固至活动结构208a的低处部分，并且在活动结构208a的闭合位置，反向止动件压靠相关联的止动件410。
图5示出了本发明的实施例细节。
框架208b具有凹槽602，该凹槽通向涵道风扇涡轮喷气发动机100外部并且在框架208b的圆形外周606上延伸。圆形外周606是活动结构208a在闭合位置时面向前向边缘604的部分，即处于门208c-d的延伸部中的边缘。
活动结构208a在其前向边缘604处具有肋608，该肋沿前向边缘604延伸并且在闭合位置被定位在凹槽602中。
肋608与凹槽602之间的相互作用确保了在闭合位置处活动结构208a相对于框架208b的正确定位。

Claims (6)

1.一种涵道风扇涡轮喷气发动机(100)，包括发动机、围绕所述发动机的短舱(102)、以及风扇壳体(206)，其中，在所述短舱(102)与所述发动机之间界定旁通流的旁通管道，并且其中，气流在所述旁通管道中沿流动方向循环，所述短舱(102)包括：
-固定结构体(207)，所述固定结构体紧固至所述风扇壳体(206)，
-推力反向器系统(250)，所述推力反向器系统具有框架(208b)、紧固至所述框架(208b)的活动结构(208a)、通过后部边缘铰接于所述框架(208b)的内门(208c)、以及通过后部边缘铰接于所述框架(208b)的外门(208d)，这些门(208c-d)相对于所述活动结构(208a)布置在前，
所述框架(208b)在所述固定结构(207)上沿平移方向在在前位置与后部位置之间平移活动，在所述在前位置，所述框架(208b)被定位成使得所述外门(208d)靠近所述风扇壳体(206)，而在所述后部位置，所述框架(208b)被定位成使得所述外门(208d)远离所述风扇壳体(206)，以便在所述固定结构体(207)与所述活动结构(208a)之间限定窗口(210)，所述窗口在所述旁通管道与所述短舱(102)外部之间开放，
每个门(208c-d)在收起位置与展开位置之间活动，在所述收起位置，所述门遮挡所述窗口(210)，而在所述展开位置，所述门不遮挡所述窗口(210)，
所述活动结构(208a)被组装成通过至少一个铰链(402)铰接于所述框架(208b)上，所述至少一个铰链的旋转轴线总体上与所述涵道风扇涡轮喷气发动机(100)的纵向轴线X平行。
2.根据权利要求1所述的涵道风扇涡轮喷气发动机(100)，其特征在于所述固定结构体(207)包括12点钟方向的梁(207a)，其特征在于所述框架(208b)包括抵靠所述12点钟方向的梁(207a)定位的高处梁(404a)，并且其特征在于每个铰链(402)紧固在所述高处梁(404a)与所述活动结构(208a)的高处部分之间。
3.根据权利要求2所述的涵道风扇涡轮喷气发动机(100)，其特征在于所述固定结构体(207)包括6点钟方向的梁(207b)，其特征在于所述框架(208b)包括抵靠所述6点钟方向的梁(207b)定位的低处梁(404b)，并且其特征在于所述涵道风扇涡轮喷气发动机包括至少一个锁定件(406)，所述至少一个锁定件在闭合位置将所述活动结构(208a)的低处部分锁定在所述低处梁(404b)上。
4.根据权利要求3所述的涵道风扇涡轮喷气发动机(100)，其特征在于所述低处梁(404b)具有止动件(410)，并且其特征在于针对每个止动件(410)，所述活动结构(208a)的低处部分包括反向止动件，所述反向止动件在闭合位置压靠所述止动件(410)。
5.根据前述权利要求之一所述的涵道风扇涡轮喷气发动机(100)，其特征在于所述框架(208b)具有凹槽(602)，所述凹槽通向外部并且在所述框架(208b)的圆形外周(606)上延伸，所述圆形外周面向所述活动结构(208a)的前向边缘(604)，其特征在于所述前向边缘(604)具有沿所述前向边缘(604)延伸的肋(608)，并且其特征在于在闭合位置，所述肋(608)被定位在所述凹槽(602)中。
6.一种飞行器(10)，所述飞行器包括至少一个根据前述权利要求之一所述的涵道风扇涡轮喷气发动机(100)。
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