CN110877742A - 涡轮风扇发动机和飞行器 - Google Patents

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乔斯·贡萨尔维斯
弗雷德里克·皮亚尔
利昂内尔·恰普拉
蒂埃里·加什
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Abstract

本发明涉及涡轮风扇发动机和飞行器，涡轮风扇发动机包括马达和短舱，在短舱与马达之间界定二次管道。短舱包括：包括前部部分和后部部分的风扇壳体；包括固定结构和前部部分的固定组件；移动组件，其包括镂空框架、移动整流罩、以及后部部分并且在前进位置与缩回位置之间可移动，在缩回位置，二次管道和短舱的外部之间打开窗口；铰接在收起位置与展开位置之间的多个内门，用于使框架移动的第一致动器以及用于使每个内门移动的第二致动器。后部部分被划分成多个外翻转板，每个外翻转板在降低和升高位置之间可移动、并且通过电机移动。这种喷气发动机通过释放风扇整流罩的一部分来增加缩回距离，并通过使外翻转板定向来改善穿过窗口的空气流的取向。

Description

涡轮风扇发动机和飞行器
技术领域
本发明涉及一种涡轮风扇发动机，该涡轮风扇发动机包括装备有反向器系统的短舱，该反向器系统包括内门和外翻转板，并且涉及一种包括至少一个这种涡轮风扇发动机的飞行器。
背景技术
飞行器包括机身，机身每侧固定有机翼。在每个机翼下方悬挂至少一个涡轮风扇发动机，该涡轮风扇发动机从前到后包括进气口、风扇、马达芯体、以及排气喷口。由风扇吸入的空气经由进气口进入并分成主要流和二次流，该主要流流动穿过马达芯体，该二次流围绕马达芯体在为此目的而设置的二次管道中流动。这两个流动在穿过排气喷口喷射之前相遇。
每个涡轮风扇发动机借助于吊挂架固定在机翼下方，该吊挂架被固定在机翼的结构与涡轮风扇发动机的结构之间。
涡轮风扇发动机包括马达芯体和短舱，该短舱围绕马达附接以便在它们之间界定二次管道并且形成风扇整流罩。
短舱包括固定组件和移动组件，该固定组件布置在前部、并且尤其包括风扇整流罩，该移动组件布置在固定组件的后部、并且从前进位置到缩回位置以平移的方式可移动，在该前进位置，移动组件邻接固定组件，在该缩回位置，移动组件相对于固定组件缩回，以便打开它们之间的窗口，这个窗口在二次管道与短舱外部之间开放。
短舱包括反向器系统，该反向器系统包括紧固至移动组件的前部的多个内门，每个内门在收起位置与展开位置之间可移动，在该收起位置，内门不横过二次管道，在该展开位置，内门被定位成横过二次管道，以便将二次流引导到通过移动组件的缩回而打开的窗口。
由于喷气发动机的内部尺寸的增大，使移动组件移动所必须的体积减小，并且这可能减小移动组件的缩回距离并因此减小窗口的尺寸。因此有利的是找到一种喷气发动机，该喷气发动机的短舱被配置成允许移动组件更好地缩回。
发明内容
本发明的目的是提出一种涡轮风扇发动机，该涡轮风扇发动机包括装备有反向器系统的短舱，该反向器系统具有多个内门和外翻转板，并且该涡轮风扇发动机允许移动组件具有更大的缩回距离。
为此目的，本发明提出了一种涡轮风扇发动机，所述涡轮风扇发动机包括马达和围绕所述马达的短舱，并且其中，在所述短舱与所述马达之间界定用于二次流的二次管道，所述短舱包括：
-风扇壳体，所述风扇壳体包括前部部分和后部部分，
-固定组件，所述固定组件布置在前部处、并且包括固定结构和所述前部部分，
-移动组件，所述移动组件布置在所述固定组件的后部处，并且包括具有镂空区域的框架、附接至所述框架的移动整流罩、以及安装在所述移动整流罩的前部的所述后部部分，所述移动组件在所述固定结构上在平移方向上在前进位置和缩回位置之间以平移的方式可移动，在所述前进位置，所述移动组件被定位成使得所述后部部分移动靠近所述前部部分并使所述前部部分延伸，在所述缩回位置，所述移动组件被定位成使得所述后部部分移动远离所述前部部分的后部，以便在它们之间限定窗口，所述窗口在所述二次管道和所述短舱的外部之间开放，
-多个内门，所述多个内门被安装成沿后边缘在收起位置与展开位置之间铰接在所述框架上，其中，在所述收起位置，每个内门封闭所述框架的镂空区域，在所述展开位置，每个内门延伸横过所述二次管道，
-第一致动器，提供所述第一致动器被的目的是使所述框架从所述前进位置以平移的方式移动到所述缩回位置，并且反之亦然，以及
-第二致动器，提供所述第二致动器的目的是使每个内门从所述收起位置移动到所述展开位置，并且反之亦然，
其中，所述后部部分被划分成多个外翻转板，其中，每个外翻转板被安装成通过其后边缘铰接至所述框架、并且在降低位置与升高位置之间可移动，在所述降低位置，每个外翻转板与所述移动整流罩对齐、并且面向所述框架的镂空区域的后部部分延伸，在所述升高位置，每个外翻转板倾斜以便使其前边缘向外延伸、并且释放所述框架的镂空区域的后部部分，并且
其中，对于每个外翻转板，所述短舱进一步包括电机，提供所述电机的目的是使所述外翻转板从所述降低位置移动到所述升高位置，并且反之亦然。
这种喷气发动机用于通过释放风扇整流罩的一部分来增加缩回距离，并通过使外翻转板定向来改善穿过窗口的空气流的取向。
所述涡轮风扇发动机包括至少一个导流器，所述至少一个导流器附接至所述框架、并且布置成横过所述框架的整个镂空区域。
本发明还提出了一种飞行器，所述飞行器包括根据以上变体之一所述的至少一个涡轮风扇发动机。
附图说明
在阅读以下对一个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变得更加清楚，所述描述参考附图给出，在附图中：
图1是包括根据本发明的涡轮风扇发动机的飞行器的侧视图，
图2是根据本发明的涡轮风扇发动机的短舱的一部分的内部的透视图，
图3是根据本发明的处于前进且收起位置的涡轮风扇发动机的示意性截面图示，
图4是与图3的图示类似的、关于与缩回且收起位置相对应的中间位置的图示，并且
图5是与图3的图示类似的、关于缩回且展开位置的图示。
具体实施方式
在以下描述中，位置相关的术语是以飞行器的前进方向为参照来交易考虑的。
图1示出了飞行器10，该飞行器包括机身12，机身每侧固定有机翼14，机翼承载根据本发明的至少一个涡轮风扇发动机100。涡轮风扇发动机100通过吊挂架16固定在机翼14下方。
涡轮风扇发动机100具有短舱102和马达，该马达以马达芯体的形式容纳在短舱102内，并且其中在马达芯体和短舱102之间界定二次管道。
短舱102包括固定组件105和移动组件106，该固定组件布置在前部、并且尤其包括风扇整流罩的前部部分，该移动组件布置在固定组件105的后部、并且在前进位置与缩回位置之间以平移的方式可移动，在该前进位置，移动组件106邻接固定组件105，在该缩回位置，移动组件106相对于固定组件105缩回，以便打开它们之间的窗口，这个窗口在二次管道和短舱102的外部之间开放。
在以下描述中，并且按照惯例，X表示涡轮风扇发动机100的纵向轴线，该纵向轴线与飞行器10的朝向飞行器10的前部正向定向的纵向轴线平行，Y表示在飞行器位于地面上时是水平的横向轴线，Z表示竖直轴线，这三个方向X、Y和Z相互正交。
图2示出了短舱102的一部分，图3至图5示出了短舱102的反向器系统250的多个不同的位置。
涡轮风扇发动机100具有在短舱102与马达之间的二次管道202，来自进气口并且穿过风扇的二次流208在该二次管道中流动，并且该二次流因此在从短舱102的前向到后部的流动方向上流动。
固定组件105具有固定结构206，该固定结构安装成固定在风扇壳体301的前部部分302上。
移动组件106包括形成喷口外壁的移动整流罩207和围绕马达的框架209。在这种情况下，框架209呈具有镂空区域的圆柱体的形式。移动整流罩207固定至框架209并位于框架的后部。
移动组件106包括风扇壳体301的后部部分304，该后部部分形成裙部并且使风扇壳体301的前部部分302延伸。后部部分304安装在移动整流罩207的前部。风扇壳体301的外表面在从前向后行进时变窄，以使其自身与移动整流罩207对齐。
移动组件106经由介于中间的框架209安装成在短舱102的固定结构206上、在与纵向轴线X的总体上平行的平移方向上以平移的方式可移动。
移动组件106、以及因此框架209在前进位置(图3)与缩回位置(图4和图5)之间可移动，并且反之亦然。在前进位置，移动组件106以及因此框架209被定位成相对于纵向轴线X尽可能远地靠前，使得风扇壳体301的后部部分304移动靠近风扇壳体301的前部部分302并使其延伸。因此，从前到后，前部部分302、后部部分304和移动整流罩207使彼此延伸，以便限定空气动力学外表面。在缩回位置，移动组件106以及因此框架209被定位成相对于纵向轴线X尽可能远地靠后，使得风扇壳体301的后部部分304移动远离风扇壳体301的前部部分302的后部。
在缩回位置，风扇壳体301的后部部分304与风扇壳体301的前部部分302彼此间隔开、并且在它们之间限定窗口210，该窗口在二次管道202与短舱102的外部之间开放。也就是说，来自二次流208的空气穿过窗口210，以最终到达涡轮风扇发动机100的外部。
窗口210由设置在框架209中的镂空区域形成。
前部部分302形成窗口210的相对于纵向轴线X的前边界，并且后部部分304形成窗口210的相对于纵向轴线X的后边界。
框架209以及移动组件106的平移由任何适当的滑道系统引起，比如固定结构206与框架209之间的滑道。移动组件106被制作成借助于由例如处理器类型的控制单元控制的任何适当类型的致动器移动，该控制单元根据飞行器10的要求命令一个方向或另一个方向上的位移。每个致动器可以例如采用电动球形千斤顶或任何其他适当类型的千斤顶的形式。
移动组件106包括多个内门104，该多个内门围绕马达并且在周边上根据窗口210围绕纵向轴线X的角度开口在短舱102的内部分布。
每个内门104被安装成在收起位置(图3和图4)与展开位置(图5)之间铰接在框架209上，并且反之亦然。由内门104朝向喷气发动机100的内部的旋转引起从收起位置到展开位置的转换。铰接沿着内门104的后边缘进行，而内门104的前边缘可自由移动。
可以在框架209处于前进位置或缩回位置时内门104采用收起位置。仅可以在框架209处于缩回位置时内门104采用展开位置。
在收起位置，每个内门104在框架209处于前进位置和缩回位置时封闭框架的镂空区域。在展开位置，内门104朝向马达延伸，也就是说横过二次管道202，并且不封闭框架209的所述镂空区域，从而打开窗口210并允许二次流208穿过。在展开位置，内门104用于将二次流208定向，以便产生反向推力。
在图3至图5所示的本发明的实施例中，为了更好地控制离开窗口210的二次流208，短舱102包括至少一个导流器226(在存在多于一个导流器情况下，这被称为叶栅)，导流器被固定至框架209并且布置成横过框架209的整个镂空区域。
固定结构206包括内壁306，该内壁形成二次管道202的外壁并因此在前部部分302内延伸。
前部部分302和内壁306在它们之间限定隔室308，当移动组件106处于前进位置时，框架209和内门104容纳在该隔室中。在缩回位置，框架209和内门104离开隔室308。
隔室308内部减小的空间以及风扇壳体301朝向后部变窄的事实可能妨碍框架209的移动。线310表示框架209的空间要求的限制。
为了避免在框架209移动时风扇壳体301与框架之间的相互作用，后部部分304的前端部被定位成在向外方向上超过框架209，也就是说在空间要求线310之外。因此，当框架移动时，框架209不会被风扇壳体301阻碍，并且该框架可以在更大的距离上缩回。
后部部分304被划分成多个外翻转板316，其中每个外翻转板被安装成通过其后边缘铰接至框架209、并且在降低位置(图3和图4)与升高位置(图5)之间可移动。在降低位置，每个外翻转板316与移动整流罩207和前部部分302对齐，以便形成空气动力学表面，并且每个外翻转板316面向框架209的镂空区域的以及因此窗口210的后部部分延伸、并相对于这些部分延伸到外部。在升高位置，每个外翻转板316倾斜，以使其前边缘向外延伸，并且因此释放框架209的镂空区域的后部部分。每个外翻转板316的前边缘在降低位置向前定位、并且在升高位置向外定位。
可以在框架209处于前进位置或处于缩回位置时外翻转板316采用下降位置，并且仅可以在框架209处于缩回位置时采用升高位置。
此外，外翻转板316用于在二次流208离开窗口210时改善二次流的向前取向，这是因为当内门104和外翻转板316展开时，它们通常彼此连续。
每个外翻转板316通过由控制单元根据需要控制的电机312在其降低位置和其升高位置之间移动，并且反之亦然。
每个内门104通过其后边缘铰接至框架209、在铰链314上，而相对的前边缘是自由的、并且在收起位置朝向前部定位并且在展开位置朝向马达定位。
每个内门104从收起位置到展开位置的移动(并且反之亦然)由任何适当的致动器(比如千斤顶或马达)引起、并且由控制单元控制。
根据另一实施例，不存在电机312，并且外翻转板316从降低位置到升高位置的移动与内门104的移动机械地组合。

Claims (3)

1.一种涡轮风扇发动机(100)，所述涡轮风扇发动机包括马达和围绕所述马达的短舱(102)，并且其中，在所述短舱(102)与所述马达之间界定了用于二次流(208)的二次管道(202)，所述短舱(102)包括：
-风扇壳体(301)，所述风扇壳体包括前部部分(302)和后部部分(304)，
-固定组件(105)，所述固定组件布置在前部处、并且包括固定结构(206)和所述前部部分(302)，
-移动组件(106)，所述移动组件布置在所述固定组件(105)的后部处，并且包括具有镂空区域的框架(209)、附接至所述框架(209)的移动整流罩(207)、以及安装在所述移动整流罩(207)的前部的所述后部部分(304)，所述移动组件(106)在所述固定结构(206)上在平移方向上在前进位置和缩回位置之间以平移的方式可移动，在所述前进位置，所述移动组件(106)被定位成使得所述后部部分(304)移动靠近所述前部部分(302)并使所述前部部分延伸，在所述缩回位置，所述移动组件(106)被定位成使得所述后部部分(304)移动远离所述前部部分(302)的后部，以便在它们之间限定窗口(210)，所述窗口在所述二次管道(202)和所述短舱(102)的外部之间开放，
-多个内门(104)，所述多个内门被安装成沿后边缘在收起位置与展开位置之间铰接在所述框架(209)上，其中，在所述收起位置，每个内门(104)封闭所述框架(209)的镂空区域，在所述展开位置，每个内门(104)延伸横过所述二次管道(202)，
-第一致动器，提供所述第一致动器的目的是使所述框架(209)从所述前进位置以平移的方式移动到所述缩回位置，并且反之亦然，以及
-第二致动器，提供所述第二致动器的目的是使每个内门(104)从所述收起位置移动到所述展开位置，并且反之亦然，
其中，所述后部部分(304)被划分成多个外翻转板(316)，其中，每个外翻转板被安装成通过其后边缘铰接至所述框架(209)、并且在降低位置与升高位置之间可移动，在所述降低位置，每个外翻转板(316)与所述移动整流罩(207)对齐、并且面向所述框架(209)的镂空区域的后部部分延伸，在所述升高位置，每个外翻转板(316)倾斜以便使其前边缘向外延伸、并且让出所述框架(209)的镂空区域的后部部分，并且
其中，对于每个外翻转板(316)，所述短舱(102)进一步包括电机(312)，提供所述电机的目的是使所述外翻转板(316)从所述降低位置移动到所述升高位置，并且反之亦然。
2.根据权利要求1所述的涡轮风扇发动机(100)，其特征在于，所述涡轮风扇发动机包括至少一个导流器(226)，所述至少一个导流器附接至所述框架(209)、并且布置成横过所述框架(209)的整个镂空区域。
3.一种飞行器(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涡轮风扇发动机(100)。
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