CN112400051A - 一种飞机涡轮机和控制该涡轮机可变旁通阀运动的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于飞机的涡轮机沿X轴延伸,包括主流道和副流道,用于所述燃烧室(102)的气流在所述主流道中循环,用于推进的气流在所述副流道中循环,所述涡轮机包括压缩机(101),所述压缩机(101)包括多个第一可变旁通阀(1A)、多个第二可变旁通阀(1B),所述涡轮机包括用于控制所述多个第一可变旁通阀(1A)运动的第一控制系统(2A)和用于控制所述多个第二可变旁通阀(1B)运动的第二控制系统(2B),所述第一控制系统(2A)和所述第二控制系统(2B)各自独立。

Description

一种飞机涡轮机和控制该涡轮机可变旁通阀运动的方法
技术领域
本发明涉及一种飞机涡轮机和控制该涡轮机可变旁通阀运动的方法。
背景技术
以已知的方式,飞机包括一个或多个涡轮机来实现飞机的推进。涡轮机沿X轴延伸并包括压缩机、燃烧室和涡轮。涡轮机包括主流道和副流道,用于燃烧室的气流在主流道中循环,用于推进的气流在副流道中循环。
为了避免涡轮机的操作故障的发生,尤其是涡轮机的失速现象,已知的是将主流道中循环的一部分气流旁通到副流道中。为此目的,涡轮机的压缩机包括多个可变旁通阀(或“VBV”)。
每个可变旁通阀被配置为在闭合位置和打开位置之间运动,在闭合位置,可变旁通阀禁止气流从主流道向副流道循环,在打开位置,可变旁通阀允许气流从主流道向副流道循环。在打开位置,主气流被旁通到副流道中,这降低了压缩机中的压力并避免了泵吸现象。此外,在打开位置,可变旁通阀还可排出存在于主气流中的离心碎屑(水、沙、灰尘、冰、冰雹、由于禽类闯入而产生的器官组织等)。
此外,冰也可能积聚在涡轮机中,并且已知的是,在积聚冰达到可能损坏涡轮机和/或影响涡轮机操作的临界体积或重量前,使可变旁通阀在打开位置与闭合位置之间运动多次可去除积聚冰。
实际上,可变旁通阀由包括外围传动环的控制系统进行控制。为了去除积聚冰,一种方案是使可变旁通阀在其打开位置和闭合位置之间运动多次,这种方案的缺点是,在若干段时间内,所有旁通阀都处于闭合位置。因此,在这些短暂的时间段内,主流道不再被旁通,而这将导致涡轮机失速。
本发明的发明目的之一是当运行条件需要时,涡轮机的主流道可被旁通,同时能够去除任何积聚冰。
克服这种缺点的直接解决方案是设置除冰专用器件,但是这将对涡轮机的总空间和重量产生负面影响。因此,不能采用这个解决方案。
因此,本发明的目的是通过提供一种飞机涡轮机和控制该涡轮机可变旁通阀运动的方法来克服这些缺点。
专利FR2983911A1涉及一种飞机发动机,其包括用于旁通压缩机的第一上游门和第二下游门。可变旁通阀不位于与X轴垂直的同一平面上以使气流在第一上游门和第二上游门之间流通,但这种阀具有较大的纵向体积。
发明内容
为此目的,本发明涉及一种飞机的涡轮机,所述涡轮机沿X轴延伸并包括压缩机、燃烧室和用于驱动所述压缩机的涡轮,所述涡轮机包括主流道和副流道,用于燃烧室的气流在主流道中循环,用于推进的气流在副流道中循环,所述压缩机包括多个第一可变旁通阀和多个第二可变旁通阀,各第一可变旁通阀和各第二可变旁通阀均位于与X轴垂直的同一平面上,各第一可变旁通阀和各第二可变旁通阀均被配置为在闭合位置和打开位置之间运动,在所述闭合位置,气流被禁止从所述主流道向所述副流道循环,在所述打开位置,气流被允许从主流道向所述副流道循环。
本发明的有益之处在于,其包括用于控制多个第一可变旁通阀运动的第一控制系统和用于控制多个第二可变旁通阀运动的第二控制系统,第一控制系统和第二控制系统相互独立,以分别控制多个第一可变旁通阀和多个第二可变旁通阀。
本发明实现了交替地控制第一可变旁通阀和第二可变旁通阀,这有利于在保持压缩机旁通的同时去除积聚冰。有利地,无需提供除冰专用器件,而仅需改进对可变旁通阀的控制。设置两个控制系统还提高了涡轮机出现故障时的可靠性。
优选地,第一控制系统包括:第一传动环,其位于与涡轮机的X轴垂直的平面上;第一驱动装置,其用于驱动第一传动环绕X轴以预设角度旋转;多个第一联动机构,其与所述第一传动环连接,并与各第一可变旁通阀一一对应连接。
该系统有利于同时控制第一旁通阀,以便在压缩机的周沿均匀地旁通该压缩机。有利地,第一控制系统用于根据传动环的角位置调节可变旁通阀的打开角度。
优选地,第二控制系统包括:第二传动环,其位于与涡轮机的X轴垂直的平面上;第二驱动装置,其用于驱动第二传动环绕X轴以预设角度旋转;多个第二联动机构,其与所述第二传动环连接,并与各第二可变旁通阀一一对应连接。
第一控制系统和第二控制系统具有相似的结构,从而确保了第一可变旁通阀和第二可变旁通阀被打开或闭合时产生相似的运动轨迹。这尤其有利于同时控制第一可变旁通阀和第二可变旁通阀。
优选地,第一联动机构和第二联动机构与X轴的径向距离相同。这有利地确保了第一可变旁通阀和第二可变旁通阀被打开或闭合时产生相似的运动轨迹。
优选地,第一可变旁通阀和第二可变旁通阀交替地分布在主流道的周沿。即使在仅打开第一可变旁通阀或仅打开第二可变旁通阀的情况下,旁通阀的交替设置仍可实现涡轮机周沿的基本均匀旁通。
优选地,第一传动环位于第二传动环的径向外缘,使用不同尺寸的传动环可控制涡轮机中的轴向空间。
优选地,第一传动环包括分别与第一联动机构连接的多个第一联动件,第二传动环包括分别与第二联动机构连接的多个第二联动件,第一联动件和第二联动件与涡轮机X轴的径向距离相同。因此,两个控制系统的可变旁通阀具有相似的控制运动学特征。这确保了同时控制第一可变旁通阀和第二可变旁通阀的效果最佳。
优选地,第一传动环被引导相对于第二传动环旋转。这种引导可提高整体的稳健性和控制精度。
根据本发明的一个方面,第一传动环和第二传动环位于与X轴垂直的同一平面上,这具有减小轴向空间的优点。
根据本发明的另一方面,第一传动环相对于第二传动环沿X轴轴向偏移,这有利于适配涡轮机的气流路径。
优选地,由于压缩机包括多个第三可变旁通阀,各第一可变旁通阀、各第二可变旁通阀和各第三可变旁通阀均位于与X轴垂直的同一平面上,涡轮机包括第三控制系统,第三控制系统用于控制多个第三可变旁通阀的运动,第一控制系统、第二控制系统和第三控制系统各自独立,以分别控制多个第一可变旁通阀、多个第二可变旁通阀和多个第三可变旁通阀。使用三组可变旁通阀更具灵活性,并且当其中一组可变旁通阀正在除霜时仍可保持高效旁通。
优选地,第一联动机构包括至少一个旋转曲柄。进一步优选地,每个驱动装置包括至少一个旋转曲柄。
本发明还涉及一种用于控制如上所述的涡轮机可变旁通阀运动的方法,该方法包括:
在第一时间t1通过所述第一控制系统打开所述第一可变旁通阀;
在不同于所述第一时间t1的第二时间t2通过所述第二系统控制打开所述第二可变旁通阀。
这种交替地控制第一可变旁通阀和第二可变旁通阀的方法可在压缩机部分旁通的同时实现最佳除霜。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明涡轮机的示意图;
图2是第一实施例的涡轮机的可变旁通阀的控制系统的立体示意图;
图3是图2控制系统的放大示意图;
图4是控制系统的示意图;
图5是涡轮机上游的控制系统的第一方向的局部示意图;
图6是涡轮机上游的控制系统的第二方向的局部示意图;
图7是第二实施例控制系统的示意图;
图8是第二实施例控制系统的示意图;
图9是第三实施例控制系统的示意图;
图10是第四实施例控制系统的示意图;
图11是第四实施例控制系统的示意图。
具体实施方式
如图1中所示,涡轮机沿X轴纵向延伸,飞机由涡轮机内从上游向下游循环的气流推动。在下文中,术语“上游”和“下游”相对于从上游向下游延伸的X轴进行定义。类似地,术语“内部”和“外部”相对于X轴沿径向方向进行定义。涡轮机包括上游风扇104、内壳105和外壳106。
风扇102受驱动后绕涡轮机的X轴旋转,以便吸入由内壳105分离的气流,内壳105位于用于驱动涡轮机的第一气流(称为主气流)和第二推力气流(称为副气流)之间。内壳105大部分沿着涡轮机的X轴延伸,外壳106沿内壳105的外部延伸。主气流在内壳105内的主流道V1内循环,而副气流在内壳105外的副流道V2内循环。内壳105和外壳106共同界定了用于循环副气流的副流道V2。
涡轮机包括用于加速主气流的压缩机101、用于对主气流供能的燃烧室102以及由主气流驱动的涡轮103,涡轮103因此得以驱动压缩机101。
为了避免涡轮机的操作故障的发生,尤其是涡轮机的泵吸/失速现象,压缩机包括多个第一可变旁通阀1A和多个第二可变旁通阀1B。各第一可变旁通阀1A和各第二可变旁通阀1B均被配置为在闭合位置和打开位置之间运动,在闭合位置,气流被禁止从主流道V1向副流道V2循环,在打开位置,气流被允许从主流道V1向副流道V2循环。第一可变旁通阀1A、第二可变旁通阀1B均位于与X轴垂直的同一平面上,以实现在主流道的周沿对其旁通。
根据本发明,参考图2,涡轮机包括用于控制第一可变旁通阀1A运动的第一控制系统2A和用于控制第二可变旁通阀1B运动的第二控制系统2B,第一控制系统2A和第二控制系统2B相互独立。
由于第一控制系统2A和第二控制系统2B相互独立,第一可变旁通阀1A和第二可变旁通阀1B可被交替地控制,即以时间错开的方式被控制,而不再如现有技术中那样被同时控制。例如,可在打开第一可变旁通阀1A的同时,闭合第二可变旁通阀1B。这特别有利于在排出积聚冰的同时降低涡轮机的泵吸风险。在除冰期间,不再存在必须同时闭合第一可变旁通阀1A和第二可变旁通阀1B的短暂时间段。
第一控制系统2A和第二控制系统2B为气动控制系统或电动控制系统以实现对第一可变旁通阀1A和第二可变旁通阀1B的交替打开或闭合,若为气动控制系统,涡轮机可包括用于第一控制系统2A、第二控制系统2B的气动回路和用于选择性地连通每个气动回路的调节阀。
有利地,若第一控制系统2A、第二控制系统2B中的一个控制系统发生故障,另一个控制系统仍可操作,从而提高涡轮机的可靠性。
参考图2,根据第一实施例,涡轮机仅包括第一可变旁通阀1A和第二可变旁通阀1B。第一可变旁通阀1A和第二可变旁通阀1B在主流道V1的周沿交替分布,并且位于与涡轮机的X轴垂直的相同平面上。
在本实施例中,涡轮机包括四个第一可变旁通阀1A和四个第二可变旁通阀1B。优选地,涡轮机具有相同数量的第一可变旁通阀1A和第二可变旁通阀1B。当然,第一可变旁通阀1A和第二可变旁通阀1B的数量可以不同。
根据本发明,涡轮机包括用于控制第一可变旁通阀1A运动的第一控制系统2A和用于控制第二可变旁通阀1B运动的第二控制系统2B。
在本实施例中,第一控制系统2A包括位于与涡轮机的X轴垂直的平面上并成环形的的第一传动环3A、用于驱动第一传动环3A绕X轴以预设角度旋转的第一驱动装置9A、以及与第一传动环3A连接的多个第一联动机构4A,各第一可变旁通阀1A与各第一联动机构4A一一对应连接。这样,当第一驱动装置9A工作时,第一可变旁通阀1A也同时运动。
类似地,第二控制系统2A包括位于与X轴垂直的平面上并成环形的第二传动环3B、用于驱动第二传动环3B绕X轴以预设角度旋转的第二驱动装置9B、以及与第二传动环3B连接的多个第二联动机构4B,各第二可变旁通阀1B与各第二联动机构4B一一对应连接。类似地,当第二驱动装置9B工作时,第二可变旁通阀1B也同时运动。
有利地,第一控制系统2A可同时控制分布在涡轮机周沿的多个第一可变旁通阀1A,第二控制系统2B可同时控制分布在涡轮机周沿的多个第二可变旁通阀1B。因此,当第一可变旁通阀1A或第二可变旁通阀1B被旁通时,旁通可均衡分布,从而实现了最佳旁通和降低了泵吸风险。
优选地,第一联动机构4A、第二联动机构4B、第一驱动装置9A和第二驱动装置9B均设置在第一传动环3A和第二传动环3B的下游,从而减少空间。
优选地,在运动过程中,第一传动环3A和第二传动环3B保持居中并位于与X轴垂直的平面上。第一传动环3A和第二传动环3B的刚性确保传动环在应力下不会变形。优选地,第一传动环3A和第二传动环3B的引导由垫片或校准的连接接口来引导。
优选地,第一传动环3A和第二传动环3B被配置为当同时打开或闭合第一可变旁通阀1A和第二可变旁通阀1B时绕X轴沿相反方向旋转。当然,沿相同方向的旋转也是可以的。
第一传动环3A和第二传动环3B为环状并位于与涡轮机的X轴垂直的平面上。
在本实施例中,参考图2,第一传动环3A和第二传动环3B位于与X轴垂直的同一平面上。第一传动环3A的直径大于第二传动环3B的直径。第一传动环3A和第二传动环3B同轴,第一传动环3A位于第二传动环3B的径向外缘。
第一传动环3A相对于第二传动环3B可旋转地安装。参考图6,第一传动环3A和第二传动环3B均包括引导部件7,如片材或垫片,以便允许第一传动环3A和第二传动环3B相对于彼此绕X轴旋转。优选地,引导部件7设置于第一传动环3A和第二传动环3B的交界处,尤其是在第一传动环3A的第一联动件31A的端部和第二传动环3B的第二联动件31B的端部。引导部件的设置改善了控制运动学随时间的稳健性。
如图3中所示,第一传动环3A包括环形部分32A,若干第一联动件31A从该环形部分径向向内延伸,从而使得第一传动环3A既可通过第一联动件31A与第一驱动装置9A连接,也可通过第一联动件31A与第一联动机构4A连接。在该实施例中,如图2中所示,第一传动环3A包括五个第一联动件31A(一个与第一可变旁通阀1A连接,一个与第一驱动装置9A连接)。
参考图5和图6,每个第一联动件31A为近平行四边形状,其包括与环形部分32A连为一体的底壁和几乎平行于底壁的顶壁。底壁通过两个壁连接到顶壁,该两个壁朝向顶壁会聚,如图5和图6中所示。换言之,顶壁在尺寸上比底壁小,以便减小第一联动件31A与第二传动环3B的摩擦。
此外,每个第一联动件31A包括开口,该开口沿与X轴平行的方向延伸,第一联动机构4A或第一驱动装置9A安装于该开口中。优选地,参考图6,通过径向向内插入第一连接件8A来实现第一联动机构4A或第一驱动装置9A的安装。
类似地,第二传动环3B包括环形部分32B,若干第二联动件31B从该环形部分径向向外延伸,从而使得第二传动环3B既可通过第二联动件31B与第二驱动装置9B连接,也可通过第二联动件31B与第二联动机构4B连接。在该实施例中,如图2中所示,第二传动环3B包括五个第二联动件31B(一个与第二可变旁通阀1B连接,一个与第二驱动装置9B连接)。
每个第二联动件31B包括开口,开口沿与X轴平行的方向延伸,第二联动机构4B或第二驱动装置9B安装于该开口中。优选地,参考图6,通过径向向外插入第二连接件8B来实现第二联动机构4B或第二驱动装置9B的安装。
第二传动环3B在相同的垂直面中嵌入第一传动环3A中。优选地,与第一可变旁通阀1A连接的第一联动件31A和与第二可变旁通阀1B连接的第二联动件31B交替地分布在圆周上。优选地,第一联动件31A和第二联动件31B距X轴的径向距离相同,以减小体积并使第一传动环3A和第二传动环3B具有类似的运动轨迹。
在本实施例中,优选地,第一驱动装置9A和第二驱动装置9B也是相同的,为了清楚和简洁起见,以下将仅对第一驱动装置9A详细描述。
在本实施例中,参考图4至图6,第一驱动装置9A包括被配置为沿与涡轮机X轴平行的方向延伸的可控汽缸91A、与可控汽缸91A连接的连接杆92A以及将连接杆92A与第一传动环3A连接、尤其是与第一联动件31A连接的曲柄93A。曲柄93A能有利地使可控汽缸91A的纵向驱动力转换成切向驱动力,以驱动第一传动环3A绕X轴旋转。如图4中所示,曲柄93A可旋转地安装在涡轮机中的轴线Z9周围。不言而喻,第一驱动装置9A可以具有不同的形式。
可选地,第一驱动装置9A可设置成包括可控汽缸91A,可控汽缸被配置为沿垂直于涡轮机X轴的方向延伸,具体地,沿第一传动环3A的切线方向延伸。
在本实施例中,优选地,第一联动机构4A和第二联动机构4B也是相同的,为了清楚和简洁起见,以下将仅详细描述第一联动机构4A。
在本实施例中,参考图4至图6,第一联动机构4A包括与第一传动环3A连接、尤其是与第一联动件31A连接的曲柄41A、将曲柄41A与第一可变旁通阀1A连接的连接杆42A,曲柄41A绕垂直于X轴的铰接轴线Z1旋转。如图4中所示,曲柄41A可旋转地安装在涡轮机中的轴线Z4周围。不言而喻,第一联动机构4A可以具有不同的形式。
因此,通过第一驱动装置9A可实现同时调节所有第一可变旁通阀1A的打开角度。类似地,通过第二驱动装置9B可实现同时调节所有第二可变旁通阀1B的打开角度。当第一可变旁通阀1A和第二可变旁通阀1B的控制运动学相同时,这允许所有的第一可变旁通阀1A和第二可变旁通阀1B被同步地控制,即如同它们在现有技术中那样仅由一单个的控制系统控制。
当第一驱动装置9A和第二驱动装置9B不同时工作时,第一可变旁通阀1A和第二可变旁通阀1B交替打开(第一可变旁通阀1A在第一时间t1打开,然后第二可变旁通阀1B在第二时间t2打开)。第一可变旁通阀1A和第二可变旁通阀1B的交替打开既使得涡轮机中可能的积聚冰被排出,又不会禁止压缩机101的旁通,从而消除了现有技术的缺点。
图7至图11中阐述了几个实施例。为了清楚和简洁起见,不再描述第一实施例的元件,仅详细描述结构和功能不同于第一实施例的元件。此外,实施例之间的类似元件被类似地引用。
根据第二实施例,参考图7至图8,第一传动环3A'和第二传动环3B'保持同轴,但不彼此嵌套,而是径向叠加。第一传动环3A'和第二传动环3B'具有径向间隔,以便在第一传动环和第二传动环之间界定环形间隙。换句话说,第一联动件31A和第二联动件31B距X轴的径向距离不同。
在本实施例中,第一传动环3A'和第二传动环3B'沿X轴轴向偏移。该方案可以有利地减小第一控制系统3A'和第二控制系统3B'的轴向体积并且实现类似的运动轨迹。
参考图7,在沿X轴的延伸方向中,第一传动环3A'和第二传动环3B'沿轴线Z3'设置,轴线Z3'和与X轴垂直的平面成夹角θ。优选地,与第一传动环3A'连接的曲柄41A'和与第二传动环3B'连接的曲柄41B'分别铰接在轴线Z4A'和Z4B'上,每个轴线Z4A'、Z4B'和与X轴垂直的平面形成夹角θ。该特征有利于根据相同的运动轨迹控制第一可变旁通阀和第二可变旁通阀。
根据第三实施例,参考图9,第一传动环3A”和第二传动环3B”不再处于相同的垂直于X轴的平面上,而是沿X轴的延伸方向设置。在本实施例中,第一传动环3A”安装在第二传动环3B”的上游。联动机构和驱动装置设置在第一传动环3A”和第二传动环3B”的下游。为了驱动位于最上游的第一传动环3A”运动,第二传动环3B”包括端口,与第一传动环3A”连接的曲柄41A”延伸至所述端口中。这种解决方案有利于减小控制系统的体积,实现第一传动环3A”和第二传动环3B”根据类似的运动学运动。
根据第四实施例,涡轮机包括第一可变旁通阀、第二可变旁通阀和第三可变旁通阀。第一可变旁通阀、第二可变旁通阀和第三可变旁通阀在主流道的周沿交替分布并且在与X轴垂直的同一平面上延伸。
涡轮机包括用于控制多个第一可变旁通阀运动的第一控制系统、用于控制多个第二可变旁通阀运动的第二控制系统、以及用于控制多个第三可变旁通阀运动的第三控制系统。
参考图10至图11,第一控制系统包括第一传动环3A”',第二控制系统包括第二传动环3B”',第三控制系统包括第三传动环3C”'。
第一传动环3A”'和第二传动环3B”'和第三传动环3C”'同轴并位于与X轴垂直的同一平面上。如图10和图11中所示,第三传动环3C”'位于第一传动环3A”'的径向外缘,第一传动环3A”'位于第二传动环3B”'的径向外缘。参考图11,第一传动环3A”'、第二传动环3B”'和第三传动环3C”'分别包括第一联动件31”'、第二联动件31B”'、第三联动件31C”',所述第一联动件、第二联动件和第三联动件距X轴的径向距离相同,以便能够根据类似的运动学控制曲柄41A”'、41B”'、41C”'的运动。
第一传动环3A”'、第二传动环3B”'和第三传动环3C”'的使用为在旁通所述涡轮机压缩机101时提供了灵活性。不言而喻,涡轮机可以包括多于三组的可变旁通阀和同样多的相关控制系统。

Claims (11)

1.一种用于飞机的涡轮机,所述涡轮机沿X轴延伸,包括压缩机(101)、燃烧室(102)和用于驱动所述压缩机(101)的涡轮(103),所述涡轮机包括主流道(V1)和副流道(V2),用于所述燃烧室(102)的气流在所述主流道中循环,用于推进的气流在所述副流道中循环,所述压缩机(101)包括多个第一可变旁通阀(1A)和多个第二可变旁通阀(16),各第一可变旁通阀(1A)和各第二可变旁通阀(1B)均位于与X轴垂直的同一平面,各第一可变旁通阀(1A)和各第二可变旁通阀(1B)均被配置为在闭合位置和打开位置之间运动,在所述闭合位置,气流被禁止从所述主流道(V1)向所述副流道(V2)循环,在所述打开位置,气流被允许从所述主流道(V1)向所述副流道(V2)循环,其特征在于,所述涡轮机还包括用于控制所述多个第一可变旁通阀(1A)运动的第一控制系统(2A)和用于控制所述多个第二可变旁通阀(1B)运动的第二控制系统(2B),所述第一控制系统(2A)和所述第二控制系统(2B)相互独立,以分别控制所述多个第一可变旁通阀(1A)和所述多个第二可变旁通阀(16)。
2.根据权利要求1所述的一种用于飞机的涡轮机,其特征在于,所述第一控制系统(2A)包括:
第一传动环(3A、3A'、3A”,3A”'),其位于与所述涡轮机的X轴垂直的平面上;
第一驱动装置(9A),其用于驱动所述第一传动环(3A)绕X轴以预设角度旋转;和
多个第一联动机构(4A),其与所述第一传动环(3A、3A'、3A”,3A”')连接,并与各第一可变旁通阀(1A)一一对应连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于飞机的涡轮机,其特征在于,所述第二控制系统(2B)包括:
第二传动环(3B、3B'、3B”,3B”'),其位于与所述涡轮机的X轴垂直的平面上;
第二驱动装置(9B),其用于驱动所述第二传动环(3B、3B'、3B”,36”')绕X轴以预设角度旋转;和
多个第二联动机构(4B),其与所述第二传动环(3B、3B'、3B”,3B”')连接,并与各第二可变旁通阀(1B)一一对应连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于飞机的涡轮机,其特征在于,所述第一联动机构(4A)和所述第二联动机构(4B)与所述X轴的径向距离相同。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种用于飞机的涡轮机,其特征在于,所述第一可变旁通阀(1A)和所述第二可变旁通阀(1B)沿所述主流道(V1)的周沿交替分布。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种用于飞机的涡轮机,其特征在于,所述第一传动环(3A、3A”')位于所述第二传动环(3B、3B”')的径向外缘。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种用于飞机的涡轮机,其特征在于,所述第一传动环(3A、3A”')被引导相对于所述第二传动环(3B、3B”')旋转。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种用于飞机的涡轮机,其特征在于,所述第一传动环(3A、3A”')和所述第二传动环(3B、36”')位于与X轴垂直的同一平面上。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的一种用于飞机的涡轮机,其特征在于,所述第一传动环(3A'、3A”)相对于所述第二传动环(3B'、3B”)沿所述X轴轴向偏移。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的一种用于飞机的涡轮机,其特征在于,所述压缩机(101)包括多个第三可变旁通阀,各第一可变旁通阀、各第二可变旁通阀和各第三可变旁通阀均位于与X轴垂直的同一平面上,所述涡轮机包括第三控制系统,所述第三控制系统用于控制所述多个第三可变旁通阀的运动,所述第一控制系统、所述第二控制系统和所述第三控制系统各自独立,以分别控制所述多个第一可变旁通阀、所述多个第二可变旁通阀和所述多个第三可变旁通阀。
11.一种用于控制权利要求1至10中任一项所述的涡轮机的可变旁通阀(1A、1B)运动的方法,其特征在于,包括:
在第一时间(t1)通过所述第一控制系统(2A)打开所述第一可变旁通阀(1A);
在不同于所述第一时间(t1)的第二时间(t2)通过所述第二控制系统(2A)打开所述第二可变旁通阀(1B)。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111927645B (zh) * 2020-07-23 2021-07-02 北京航空航天大学 一种阀体周向盖紧的后涵道引射器
FR3127782B1 (fr) * 2021-10-04 2024-04-05 Safran Aircraft Engines Patin de guidage pour un anneau de transmission d’un système de commande de vannes de décharge d’une turbomachine pour aéronef, système de commande et turbomachine
FR3146945A1 (fr) 2023-03-22 2024-09-27 Safran Aircraft Engines Systeme de liaison rotule pour l’actionnement d’une piece mobile d’une turbomachine d’aeronef
FR3146944A1 (fr) 2023-03-22 2024-09-27 Safran Aircraft Engines Dispositif d’articulation pour la rotation d’une piece d’une turbomachine d’aeronef

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5784894A (en) * 1996-12-18 1998-07-28 United Technologies Corporation Integral bypass valves and air cycle machine
CA2208801A1 (en) * 1997-06-24 1998-12-24 Rolls-Royce Plc A bleed apparatus for a gas turbine engine
WO2008147260A1 (en) * 2007-05-25 2008-12-04 Volvo Aero Corporation A device for moving a plurality of hatches in a gas turbine engine
US20110088405A1 (en) * 2009-10-15 2011-04-21 John Biagio Turco Gas turbine engine temperature modulated cooling flow
FR2983911A1 (fr) * 2011-12-08 2013-06-14 Snecma Portes de decharge du compresseur a basse pression d'un moteur a turbine a gaz.
CN107532799A (zh) * 2015-04-23 2018-01-02 赛峰飞机发动机公司 包括特定形状的气流导向装置的涡轮机燃烧室

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3638428A (en) * 1970-05-04 1972-02-01 Gen Electric Bypass valve mechanism
US7721551B2 (en) * 2006-06-29 2010-05-25 United Technologies Corporation Fan variable area nozzle for a gas turbine engine fan nacelle
US10830179B2 (en) * 2017-03-01 2020-11-10 General Electric Company Variable bleed valve door assembly and system for gas turbine engines

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5784894A (en) * 1996-12-18 1998-07-28 United Technologies Corporation Integral bypass valves and air cycle machine
CA2208801A1 (en) * 1997-06-24 1998-12-24 Rolls-Royce Plc A bleed apparatus for a gas turbine engine
WO2008147260A1 (en) * 2007-05-25 2008-12-04 Volvo Aero Corporation A device for moving a plurality of hatches in a gas turbine engine
US20110088405A1 (en) * 2009-10-15 2011-04-21 John Biagio Turco Gas turbine engine temperature modulated cooling flow
FR2983911A1 (fr) * 2011-12-08 2013-06-14 Snecma Portes de decharge du compresseur a basse pression d'un moteur a turbine a gaz.
CN107532799A (zh) * 2015-04-23 2018-01-02 赛峰飞机发动机公司 包括特定形状的气流导向装置的涡轮机燃烧室

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