CN111323162A - 压力测量工具和用于飞行器的发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力测量工具，其紧固至布置成横过飞行器的发动机的管道的杆件，工具包括：护套，由界定旨在接纳杆件的空间的两个壁构成，空间通过在护套的长度上延伸的开口与外部连通，护套具有隔间，隔间在护套长度上延伸、具有分布在护套长度上的多个腔体；对于每个腔体的进气口，进气口包括通道，通道在一个端部处开放到腔体中，在一个端部处开放到管道中；印刷电路板，沿隔间延伸；对于每个通道的压力传感器，布置在相应的腔体中、面向通道并安装在印刷电路板上；以及用于处理和/或记录由压力传感器传输的数据的单元。这种类型的工具因此易于安装、使得可以在二次管道中进行大量的测量。

Description

压力测量工具和用于飞行器的发动机

技术领域

本发明涉及一种压力测量工具，该压力测量工具包括护套，以使得该压力测量工具能够安装在横过发动机的管道的杆件上、例如安装在飞行器的涡轮风扇发动机的二次管道的杆件上；并且涉及一种飞行器发动机，该飞行器发动机包括管道和至少一个这种压力测量工具；并且涉及一种包括至少一个这种发动机的飞行器。

背景技术

当要对现有技术的涡轮风扇发动机进行测试时，有必要对尤其是这个发动机的二次管道内的内部压力进行测量。

为此目的，已知的是在二次管道内部紧固压力探头。这种类型的探头由金属制成并且由紧固件紧固，这些紧固件永久地改变了二次管道的壁。

这种类型的探头还包括气动管，该气动管的一个端部插入到二次管道中，而另一个端部连接至压力传感器，该压力传感器位于一定距离外、在短舱上或飞行器中。

气动管在二次管道中所占据的空间限制了这些管的数量，这进而限制了测量点的数量。

发明内容

本发明的目的是提出一种压力测量工具，该压力测量工具包括护套，以使得该压力测量工具能够安装在横过飞行器的发动机的管道的杆件上，并且因此允许得到更多数量的测量点而不会损坏管道的壁。

为此目的，本发明提出了一种压力测量工具，所述压力测量工具旨在紧固至布置成横过飞行器的发动机的管道的杆件，所述工具包括：

-护套，所述护套由界定旨在接纳所述杆件的空间的两个壁构成，所述空间通过在所述护套的长度上、在所述两个壁之间延伸的开口而与外部连通，所述开口比所述杆件的厚度窄，所述护套具有隔间，所述隔间在所述护套的长度上延伸、并且具有分布在所述护套的长度上的多个腔体，

-对于每个腔体的进气口，所述进气口包括通道，所述通道在一个端部处开放到所述隔间的腔体中，并且在一个端部处开放到所述管道中，

-印刷电路板，所述印刷电路板沿所述隔间延伸，

-对于每个通道的压力传感器，所述压力传感器布置在与所述通道相对应的所述腔体中、并且面向所述通道，并且所述压力传感器安装在所述印刷电路板上，以及

-用于处理和/或记录由所述压力传感器传输的数据的至少一个单元，所述单元电连接至总线。

这种类型的工具因此易于安装、并且使得可以在二次管道中进行大量的测量。

有利地，所述护套具有空气动力学截面。

有利地，当所述护套被放置在所述二次管道时，所述护套具有前缘和后缘，并且所述开口布置在所述后缘处。

有利地，每个通道开放到在所述护套的前缘的上游的所述二次管道中。

有利地，所述压力测量工具包括在每个通道的端部与相应的腔体之间的透气膜。

有利地，所述隔间在所述护套的一个端部处经由窗口开放到外部，能够从所述窗口触及所述印刷电路板。

本发明还提出一种用于飞行器的发动机，所述发动机包括：二次管道；至少一个反向器门，所述反向器门能够在收起位置与展开位置之间移动，在所述收起位置，所述反向器门没有横过所述二次管道，在所述展开位置，所述反向器门横过所述二次管道；对于每个反向器门的杆件，所述杆件以铰接的方式紧固在所述反向器门与马达之间，其中，在所述收起位置，所述杆件横过所述二次管道；以及对于至少一个杆件的如前述变体之一所述的压力测量工具，所述杆件被容纳在所述空间中。

有利地，所述杆件包括定位装置，所述定位装置防止所述护套沿所述杆件移动。

有利地，所述定位装置是所述杆件的厚度中的增大部。

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以上变体之一所述的涡轮风扇发动机。

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是根据本发明的飞行器的侧视图，

图2是根据本发明的涡轮风扇发动机的侧截面视图，

图3是配备有根据本发明的压力测量工具的杆件的侧视图，

图4是沿图3中线IV-IV的截面视图，

图5是包括网络中的多个压力测量工具的安装的表示，

图6是沿图4中线VI-VI的截面视图，并且

图7是根据本发明的测量工具的部件的透视图。

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考虑的。

图1示出了飞行器10，其包括机身12，机身的每一侧固定有机翼14，机翼承载发动机100和吊挂架16，发动机100通过该吊挂架紧固在机翼14下方。在以下描述中，本发明更具体地是在涡轮风扇发动机和这种涡轮风扇发动机的二次管道的背景下进行描述的，但是本发明可以应用于包括其中空气流的压力有待被测量的管道的任何发动机。

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的纵向轴线平行并且是朝向飞行器10的前部正定向的，Y表示当飞行器10在地面上时水平的横向轴线，并且Z表示当飞行器10在地面上时的竖直轴线，这三个轴线X、Y和Z相互正交。

图2示出了本发明在其中实施的涡轮风扇发动机100的实例，但是可以在另一种类型的涡轮风扇发动机中实施本发明。

涡轮风扇发动机100包括风扇108、形成芯部的马达102、以及围绕马达102布置的短舱106。马达102布置在风扇108的下游。

马达102与短舱106之间限定二次管道110。

穿过风扇108进入的空气被分成穿过马达102的主要流和穿过二次管道110的二次流。

短舱106包括围绕风扇108的固定的风扇壳体112、以及在风扇壳体112的后部的活动整流罩114，并且其中，每个活动整流罩能够在与涡轮风扇发动机100的纵向轴线X总体上平行的平移方向平移移动。

每个活动整流罩114能够相对于马达102在前进位置与缩回位置之间平移移动。在前进位置，活动整流罩114邻接风扇壳体112的后部，并且在缩回位置，活动整流罩114相对于风扇壳体112缩回、并且与风扇壳体112相距一定距离，以便在二次管道110与短舱106的外部之间打开窗口。该窗口在前部由风扇壳体112界定，并且在后部由活动整流罩114界定。

每个活动整流罩114通过比如滑动件、致动器等的任何合适的装置来进行移动。

涡轮风扇发动机100还包括推力反向系统，该推力反向系统包括至少一个反向器门116。

在此背景下，每个反向器门116被安装成能够在活动整流罩114上围绕与纵向轴线X总体上垂直的轴线旋转移动。

每个反向器门116能够在收起位置与展开位置之间移动。在收起位置，反向器门116没有横过二次管道110，并且因此不阻挡二次管道110中的二次空气流的通过。在展开位置，反向器门116横过二次管道110以便使空气流朝向在二次管道110与短舱106的外部之间打开的窗口偏转。

对于每个反向器门116，反向系统还包括杆件118，当活动整流罩114从前进位置转入缩回位置时，该杆件使反向器门116从收起位置移动至展开位置。杆件118以铰接的方式紧固在反向器门116与马达102之间。

当活动整流罩114朝向缩回位置移动时，反向器门116的、紧固至活动整流罩114的那一部分也缩回，而反向器门116的、紧固至杆件118的那一部分被固持并且枢转以便抵靠马达102。

因此，在收起位置，每个杆件118横过二次管道110，而在展开位置，每个杆件118几乎平直地抵靠马达102。

图3示出了杆件118，该杆件在每个端部处具有铰接点、并且被根据本发明的压力测量工具300覆盖，并且图4以截面示出了杆件118和工具300。工具300更具体地被设计成当反向器门116处于收起位置时测量压力。

杆件118具有空气动力学截面，二次管道110的空气在该空气动力学截面周围流动。

工具300包括护套302，该护套由两个壁构成，这两个壁界定空间306，杆件118被接纳在该空间中。空间306通过在护套302的长度上、在两个壁之间延伸的开口304而与护套302的外部连通。

因此，每个壁形成钳形件的一个臂，杆件118定位在这些壁之间。

这两个壁之间的开口304比杆件118的厚度窄，并且杆件118的插入因此需要将壁弹性地分开，并且当杆件118在空间306中就位时使这些壁重新收紧。护套302的这种弹性变形确保工具300在无需提供额外元件的情况下得以固持。

如果需要，可以粘性地粘合开口304的两个边缘，同时允许后续清除粘合剂以移除护套302。

因为护套302被定位在杆件118周围，所述该护套的安装不需要在发动机100的其他部件进行动作，并且该护套简单地通过将杆件118从护套302中取出而移除，以此方式表示既不干扰测量也不干扰空气流的非侵入式系统。

为了限制护套302对空气流的影响，护套302具有空气动力学截面，在这种情况下该空气动力学截面是双凸面。

因为护套302在杆件118的两侧上延伸，该杆件周围的空气流在护套302周围产生压力，因此该护套更牢固地固持该杆件。

在二次管道110中的杆件118上就位时，护套302具有相对于二次管道110中的空气流向前定向的前缘320和向后定向的后缘322。

为了限制开口304对流动的影响，该开口布置在后缘322处。

护套302还具有隔间332，该隔间产生在护套302的内部、在护套302的长度上延伸、并且在这种情况下形成空间306的一部分。

在前缘320处，工具300包括多个进气口，每一个进气口包括通道330。

这些进气口分布在护套302的长度上并且通道330被定向成与二次管道110中的空气流总体上平行。

对于每个通道330来说，隔间332具有将通道330延长的孔口342。

因此，每个通道330在一个端部处经由孔口342(在这种情况下)开放到隔间332中，并且每个通道330在另一个端部处开放到在护套302的前缘320的上游的二次管道110中。每个孔口342允许来自每个通道330的空气流穿过。

对于每个通道330，工具300包括例如MEMS(微机电系统)类型的压力传感器334，该压力传感器布置在隔间332中、面向通道330，以便测量通道330中存在的压力、并且因此测量二次管道110在此通道330水平处的压力。每个压力传感器334安装在印刷电路板336上。

对于每个压力传感器334并且因此对于每个通道330，隔间332具有腔体335，该腔体与通道330处于流体连通、并且与其他腔体335流体地隔离，并且压力传感器334容纳在该腔体中。在这种情况下，每个腔体335由环绕压力传感器334的支撑壁337界定。这个腔体335避免了压力传感器334的压力测量受其他通道330影响。

图6示出了支撑壁337，这些支撑壁在其全部四个侧部上限定每个腔体335，其中，压力传感器334布置在支撑壁337之间。

图7示出了所有的支撑壁337均紧固至基部602的特定实施例，该基部沿隔间332的长度延伸、并且在每个腔体335处具有孔。

基部602和支撑壁337可以通过模制一起产生，并且可以例如由硅树脂密封件类型的弹性体产生。

这种类型的密封件因此使得可以通过填充压力传感器334周围的隔间332、并且尤其通过压靠印刷电路板336来确保腔体335的隔离。

因此，在一般意义上，护套302具有隔间332，该隔间在护套302的长度上延伸、并且具有分布在护套302的长度上的多个腔体335。此外，对于每个腔体335来说，存在包括通道330的进气口，该通道在一个端部处开放到隔间332的腔体335中、并且在一个端部处开放到管道110中；并且对于每个通道330，压力传感器334布置在与所述通道330相对应的腔体335中、并且面向所述通道330，并且该压力传感器安装在印刷电路板336上。

压力传感器334被安装在印刷电路板336上，该印刷电路板在隔间332中沿护套302的长度延伸。

印刷电路板336尤其包括数据总线和电源。

根据一个特定实施例，印刷电路板336是柔性的。

在图4所示的本发明的实施例中，腔体335的支撑壁337延伸远至印刷电路板336。

工具300包括用于处理和/或记录由压力传感器334传输的数据的单元，这些传感器被直接安装在印刷电路板336上。

在一般意义上，用于处理和/或记录数据的单元电连接至印刷电路板336。

在此处提出的本发明的实施例中，隔间332在护套302的一个端部处经由窗口340向外开放，可从此窗口触及印刷电路板336。

出于密封原因，隔间332的另一个端部是封闭的。特别地，靠近马达102的端部是封闭的并且朝向反向器门116定向的端部是开放的。

图5示出了例如安装在单个二次管道110中、在不同杆件118上的多个压力测量工具300的组件。

多个不同的压力测量工具300的印刷电路板336通过线缆502、例如扁平线缆(flatcables)连接至彼此。线缆可以在发动机100内延伸远至布置在机舱中的处理和/或显示系统504，以便允许恢复数据并且向印刷电路板336供应电力。

用于处理和/或记录数据的单元可以被处理和/或显示系统替换并且因此位于护套302的外部。

在图3所示的本发明的实施例中，护套302在杆件118的整个长度上延伸，但是可以将护套302的长度限制为杆件118的一部分。

为了将护套保持在位，于是可以具有沿杆件118的长度的定位装置，从而防止护套302沿杆件118移动。这些定位装置例如是杆件118的厚度中的、防止护套302移动的增大部。

在图4所示的本发明的实施例中，工具300包括在每个压力传感器334的上游、横过与所述压力传感器334相对应的通道330的透气膜338，空气可以穿过该透气膜，但是液体或固体不可以穿过该透气膜。因此，膜338布置在隔间332、更具体地是孔口342与每个通道330的端部之间。

在图4所示的本发明的实施例中，膜338布置在槽缝中，并且护套302具有滑动部分402，该滑动部分用于打开槽缝并且允许从外部触及该槽缝，以便能够插入膜338。

当然，用于允许将膜338插入到槽缝中的其他实施例也是可能的。例如，可以移除护套302在槽缝后部的那一部分、也就是说包括支撑壁337的部分。

护套302的材料必须足够柔韧以允许插入和移除杆件118而不会变形，并且具有足够刚性以在杆件118位于空间306中时紧握该杆件。一种这样的材料是聚酰胺PA12。

压力传感器334的数量可以变化，但是根据一个实施例可以是例如每2cm具有一个压力传感器334。

每个压力传感器334可以例如配备有允许测量温度的装置，因此使得可以更好地了解二次管道110中的流动。

在附图所提供的布置中，沿前缘进行压力测量，但也可以在除前缘外的其他位置进行压力测量，并且因此使测量分散在护套302的表面上。

Claims (10)

1.一种压力测量工具(300)，所述压力测量工具旨在紧固至布置成横过飞行器(10)的发动机(100)的管道(110)的杆件(118)，所述工具(300)包括：

-护套(302)，所述护套由界定旨在接纳所述杆件(118)的空间(306)的两个壁构成，所述空间(306)通过在所述护套(302)的长度上、在所述两个壁之间延伸的开口(304)而与外部连通，所述开口(304)比所述杆件(118)的厚度窄，所述护套(302)具有隔间(332)，所述隔间在所述护套(302)的长度上延伸、并且具有分布在所述护套(302)的长度上的多个腔体(335)，

-对于每个腔体(335)的进气口，所述进气口包括通道(330)，所述通道在一个端部处开放到所述隔间(332)的腔体(335)中，并且在一个端部处开放到所述管道(110)中，

-印刷电路板(336)，所述印刷电路板沿所述隔间(332)延伸，

-对于每个通道(330)的压力传感器(334)，所述压力传感器布置在与所述通道(330)相对应的所述腔体(335)中、并且面向所述通道(330)，并且所述压力传感器安装在所述印刷电路板(336)上，以及

-用于处理和/或记录由所述压力传感器(334)传输的数据的至少一个单元，所述单元电连接至所述印刷电路板(336)。

2.如权利要求1所述的压力测量工具(300)，其特征在于，所述护套(302)具有空气动力学截面。

3.如权利要求1和2中任一项所述的压力测量工具(300)，其特征在于，当所述护套(302)被放置在所述二次管道(110)时，所述护套具有前缘(320)和后缘(322)，并且其特征在于，所述开口(304)布置在所述后缘(322)处。

4.如权利要求3所述的压力测量工具(300)，其特征在于，每个通道(330)开放到在所述护套(302)的前缘(320)的上游所述二次管道(110)中。

5.如权利要求1至4之一所述的压力测量工具(300)，其特征在于，所述压力测量工具包括在每个通道(330)的端部与相应的腔体(335)之间的透气膜(338)。

6.如权利要求1至5之一所述的压力测量工具(300)，其特征在于，所述隔间(332)在所述护套(302)的一个端部处经由窗口(340)开放到外部，能够从所述窗口触及所述印刷电路板(336)。

7.一种用于飞行器(10)的发动机(100)，所述发动机(100)包括二次管道(110)；至少一个反向器门(116)，所述反向器门能够在收起位置与展开位置之间移动，在所述收起位置，所述反向器门(116)没有横过所述二次管道(110)，在所述展开位置，所述反向器门(116)横过所述二次管道(110)；对于每个反向器门(116)的杆件(118)，所述杆件以铰接的方式紧固在所述反向器门(116)与马达(102)之间，其中，在所述收起位置，所述杆件(118)横过所述二次管道(110)；以及对于至少一个杆件(118)的如前述权利要求之一所述的压力测量工具(300)，所述杆件(118)被容纳在所述空间(306)中。

8.如权利要求7所述的发动机(100)，其特征在于，所述杆件(118)包括定位装置，所述定位装置防止所述护套(302)沿所述杆件(118)移动。

9.如权利要求8所述的发动机(100)，其特征在于，所述定位装置是所述杆件(118)的厚度中的增大部。

10.一种飞行器(10)，所述飞行器包括至少一个如权利要求7至9之一所述的涡轮风扇发动机(100)。

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