CN112703308A - 具有包括翻板控制段的叶栅推力反向器的涡轮喷气发动机机舱 - Google Patents

具有包括翻板控制段的叶栅推力反向器的涡轮喷气发动机机舱 Download PDF

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CN112703308A
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杰罗姆·科尔法
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Abstract

一种涡轮风扇发动机机舱，包括推力反向器系统，所述推力反向器系统设置有至少一个朝向后部反向喷射位置缩回的可移动机罩(8)，至少部分地关闭环形流动通道(18)的倾斜枢转翻板(10)，以及配备有反向器格栅的该环形流动通道的打开的侧向开口，每个可移动机罩(8)包括在横向平面中滑动的控制段(12)，将机舱(2)的固定部分联接至该控制段(12)以在可移动机罩(8)缩回时使其朝向反向位置滑动的偏转装置(20)、以及将该控制段(12)联接至枢转翻板(10)的翻板连杆(16)，当控制段(12)朝向其反向位置滑动时，翻板连杆使这些翻板(10)倾斜，从而关闭环形流动通道(18)。

Description

具有包括翻板控制段的叶栅推力反向器的涡轮喷气发动机 机舱
技术领域
本发明涉及一种旁路涡轮喷气发动机机舱，其包括向前输送冷气流的叶栅推力反向器。
背景技术
用于使飞行器机动化的涡轮喷气发动机沿纵向轴线布置并且由机舱围绕，从前侧接收新鲜空气，并且从后侧排出由产生推力的燃料的燃烧产生的热气体。
旁路涡轮喷气发动机包括围绕发动机设置在环中的风扇叶片，沿着在该发动机和机舱之间通过的环形流动路径产生相当大的冷空气二次流，这增加了高推力。
一些机舱包括推力反向器系统，该推力反向器系统配备有至少部分地关闭冷空气环形流动路径的枢转翻板，以通过将二次流向前引导而将二次流径向向外引导通过机舱的打开的侧向开口，以产生用于制动飞行器的反向推力。
已知类型的叶栅推力反向器，特别是由文献US-A1-20160160799提出的叶栅推力反向器，包括在气缸的作用下轴向向后滑动的后可移动机罩，以打开包含叶栅的机舱的可移动结构。枢转翻板通过拉杆连接到固定的前框架，以在可移动机罩缩回时操作这些翻板。这种解决方案在没有前框架的情况下不适用。
另一已知类型的叶栅推力反向器，特别是由文献FR-A1-2758761提出，包括将枢转翻板连接到环形流动路径的固定内部结构的连杆，该固定内部结构被称为内固定结构或简称为“IFS”，该内固定结构使由可移动机罩的缩回而向后驱动的枢转翻板倾斜。
当反向器处于直接喷射位置时，穿过冷空气环形流动路径的枢转翻板的控制拉杆会造成性能问题，这是因为它们在该环形流动路径中产生空气动力学损失。
发明内容
本发明的目的尤其在于避免现有技术的这些缺点。
为此，本发明提出了一种沿主轴线设置的旁路涡轮喷气发动机类型的发动机机舱，包括从前侧开始的用于接收来自风扇的新鲜空气的环形流动路径，以及推力反向器系统装置，该推力反向器系统装置具有至少一个机罩，该机罩可在直接喷射前部位置和反向喷射后部位置之间轴向移动，该反向喷射后部位置通过至少部分地关闭环形流动路径而使枢转翻板倾斜，并且该反向喷射后部位置在枢转翻板上游打开该环形流动路径的侧向开口，该发动机机舱配备有使冷空气流朝向外部前方返回的推力反向器叶栅，该发动机机舱的显著之处在于，每个可移动机罩包括在相对于主轴线横向的平面中滑动的控制段，包括将机舱的固定部分连接到该控制段以使其在可移动机罩反冲时朝反向位置滑动的返回装置，并且包括将该控制段连接到设置在可移动机罩前面的枢转翻板的翻板拉杆，所述翻板拉杆在控制段朝其反向位置滑动时通过关闭环形流动路径而使这些翻板倾斜。
这种机舱的优点在于，分布在每个机罩前面的所有枢转翻板的控制通过固定在该机罩上的单个控制段来实现，该控制段沿切线方向滑动，该控制段在其端部处由附接至机舱的固定部分的返回装置来控制。翻板拉杆保持在环形流动路径的外部，避免了用于每个翻板的拉杆，该拉杆将穿过新鲜空气流。这样，不需要在机舱的位于机罩前面的中间段上的固定前框架，并且机舱的空气动力学效率得到优化。
根据本发明的机舱还可以包括一个或多个以下特征，这些特征可以彼此组合。
有利地，每个翻板拉杆包括游隙收紧系统，该游隙收紧系统包括相对于彼此滑动的两个轴向部分，并且配备有中间弹簧。这种布置使得可以消除翻板在直接喷射位置的游隙。
有利地，每个翻板包括固定到控制段的安全钩，该安全钩通过向处于直接喷射位置的翻板施加平行于该翻板的运动的力来确保该位置。当控制段滑动时，该钩自动地接合和释放。
有利地，每个控制段包括固定到支撑它的机罩的导向件，允许该控制段在圆周方向上的移动。
特别地，每个控制段可以在其每个端部包括返回装置。获得控制段的双重致动，这确保了安全性。
根据一个实施例，机舱包括返回装置，该返回装置包括通过机罩枢轴固定到机罩的返回板，该返回板通过主拉杆连接到机舱的固定部分，并且通过次级拉杆连接到控制段。
根据另一实施例，机舱包括返回装置，该返回装置包括连接到固定部分并平行于主轴线设置的齿条，以及接合在该齿条上并连接到机罩的小齿轮。
在这种情况下，返回装置可以包括将小齿轮连接到控制段的第二拉杆，或者在变型中，小齿轮可以驱动容纳连接到控制段的连接销的凸轮，或者可以驱动通过丝杠-螺母系统连接到控制段的具有一定角度的小齿轮。
根据另一实施例，机舱包括返回装置，该返回装置包括容纳连接销的凸轮，这些元件中的一个在机罩的反冲运动期间轴向滑动，另一个元件连接到控制段以驱动该控制段。
根据另一实施例，机舱包括返回装置，该返回装置包括在横向方向上固定到控制段的缆索，缆索在该段的每侧上通过滑轮，该滑轮通过采取在一侧上向后且在另一侧上向前的轴向方向而连接到机罩，所述缆索然后固定到固定部分。
附图说明
通过阅读以下参照附图以示例方式给出的描述，本发明将被更好地理解并且其它特征和优点将更清楚地显现，在附图中：
图1A和图1B是根据本发明的用于机舱的推力反向器系统的图，其以直接喷射和反向喷射位置连续呈现；
图2a和图2b是从该反向系统的枢转翻板的前侧看到的图，依次呈现为处于直接喷射位置和反向喷射位置；
图3a和图3b是拉杆返回装置的图，其连续地呈现在直接喷射位置和反向喷射位置；
图4a、图4b和图4c是齿条变型之后的返回装置的图，从上方连续地呈现了直接喷射位置和反向喷射位置，并且在直接喷射位置中沿着截面IVc-IVc的轴向截面中；
图5是配备有机动化装置的该返回装置的轴向截面图；
图6a、图6b和图6c是旋转凸轮返回装置的视图，其以俯视图连续地示出了直接喷射位置和反向喷射位置，以及在直接喷射位置沿截面Vlc-VIc的轴向截面；
图7是配备有机动化装置的该返回装置的轴向截面图；
图8A和图8B是平移凸轮返回装置的图，其连续地呈现在直接喷射位置和反向喷射位置；
图9A和图9B是在没有机动化装置和具有机动化装置的情况下连续呈现的处于直接喷射位置的齿条返回和角度返回装置的图；
图10a和图10b是缆索返回装置的图，其连续地呈现在直接喷射位置和反向喷射位置；
图11a和图11b是圆柱形凸轮返回装置的图，其连续地呈现在直接喷射位置和反向喷射位置。
具体实施方式
图1a、图1b、图2a和图2b示出了包括推力反向器的机舱的后段，推力反向器沿主轴线设置，包括联接到飞行器的上和下固定梁2，通过设置在竖直轴向平面4中的连接件支撑包围涡轮喷气发动机的内固定结构6。
围绕内固定结构设置的环形流动路径18通过向后滑动的可移动机罩8而形成在机舱的每一侧上。
每个可移动机罩8基本上在其前端支撑枢转翻板10，每个翻板具有沿切线方向朝向该机罩的前部固定的枢转轴线46，以当到达如图1b所示的内固定结构6上时向内倾斜，以关闭环形流动路径18。
形成细长弯曲的杆的控制段12在横向平面中由导向件14保持在每个机罩8内以在切向方向上滑动，该控制段覆盖该机罩的主角部分，沿着接近180°的段。
控制段12的每个端部通过返回装置20连接到下或上固定梁2，当机罩8沿箭头R反冲时，该返回装置驱动该段通过跟随其导向件14而沿箭头C向下滑动。
作为变型，两个机罩8的两个控制段12都可以向上滑动，或者沿顺时针或逆时针旋转的相同方向滑动，一个向下开始，另一个向上。
在机罩8前面的每个枢转翻板10通过在每个端部包括球型接头22、24的拉杆16连接到该机罩的控制段12，用于在该段的滑动C期间驱动该翻板径向向内倾斜。
在直接喷射位置，每个拉杆16接近切向对准位置，联接到翻板10的球型接头24相对于另一球型接头22朝向机舱的轴线径向地略微偏移。
当移动到反向喷射位置时，控制段12的作用在每个拉杆16上的滑动C通过驱动其在关闭状态下枢转的翻板10而使其翻板球型接头24在径向方向上朝向机舱的轴线移动。
有利地，联接到翻板10的球型接头24在反向喷射位置，在该翻板的底部处沿机舱的主轴线的方向，这提供了显著的杠杆臂，增加了行程，但减小了连杆16上的端口。
然后，射流被引导朝向推力反向器叶栅(未示出)，该推力反向器叶栅设置在环形流动路径18的侧向开口中，该侧向开口在已反冲的机罩8的前面被释放。
每个拉杆16包括游隙收紧系统，该游隙收紧系统包括相对于彼此滑动的两个轴向部分，并配备有压缩时工作的中间弹簧26，当打开时，在控制段12的滑动结束时压缩翻板10，以确保在直接喷射中，该翻板被适当地阻挡为支承在其端部止挡件上以防止游隙。
径向固定在控制段12内的安全钩28进入拉杆16的翻板球型接头24下方的直接喷射位置，以通过在该翻板上施加预张力并通过避免其意外关闭来确保翻板10的直接喷射位置。控制段12朝向反向喷射位置的移动自动地释放该安全钩28以允许翻板10倾斜。
图3a示出了返回装置20，其包括设置在围绕主轴线的切向平面内的返回板32，该返回板通过机罩枢轴34固定到机罩8，通过主拉杆36连接到固定梁2，并通过次级拉杆38连接到控制段12。每个拉杆36、38在每一端处包括关节，以允许它们在返回板32的切向平面中偏转。
主拉杆36在轴向上位于机罩枢轴34后面的点处固定到返回板32。次拉杆38在相对于机罩枢轴34与控制段12相对的点处沿切线方向固定到返回板32。
图3b示出了机罩8和机罩枢轴34的反冲R。主拉杆36以箭头T所示的角度使返回板32围绕机罩枢轴34转动，转动角度略小于180°，这次拉杆38基本上切向运动，从而使控制段12沿滑动C滑动。获得了连接到该控制段12的所有翻板10的同时关闭。
图4a和图4c示出了返回装置20，其包括连接到固定梁2的齿条40，由机罩枢轴34承载的小齿轮42接合在该齿条上。
基本切向设置的次拉杆38在一侧连接到控制段12，在另一侧在相对于机罩枢轴34与该控制段相对的位置连接到小齿轮42。
图4b示出了机罩8和机罩枢轴34的反冲R。小齿轮42在齿条40上以箭头T所示的角度旋转，次拉杆38执行基本切向的运动，使得控制段12沿着滑动C滑动。获得了翻板10的关闭。
图5示出了固定在机罩8上的机动装置44，其直接驱动小齿轮42旋转，通过其支承在齿条40上的致动，其允许反冲该机罩和倾斜翻板10。机动装置44执行推力反向器的完全驱动，其避免了使用气缸来操纵机罩8和其枢转翻板10。
图6a和图6c示出了返回装置20，其包括连接到固定梁2的齿条40，以及由接合在齿条40上的机罩枢轴34承载的小齿轮42。
小齿轮42在其与机罩8相对的下侧上包括螺旋凹槽，该螺旋凹槽形成凸轮50，接收固定到控制段12的端部的连接销52。
图6b示出了机罩8和机罩枢轴34的反冲R，通过驱动连接销52，机罩枢轴使凸轮50沿着角度T旋转，连接销通过控制段12的滑动保持在该凸轮的给定径向方向上。连接销52通过跟随其凹槽的螺旋而接近凸轮50的轴线，从而提供控制段12的滑动C。
凸轮50通过在开始和结束时相对于小齿轮42的切线方向改变其角度，使得可以在翻板10的关闭开始和结束时获得可变的驱动速度。尤其是可以实现平滑的开始和停止，以及通过给予凸轮切线方向来阻挡翻板10。
图7示出了固定在机罩8上的直接驱动小齿轮42旋转的机动装置44，该小齿轮承载凸轮50，通过其支承在齿条40上的致动，其允许反冲该机罩和倾斜翻板10。
图8a示出了一个返回装置20，该返回装置包括一个板60，该板设置在相对于该主轴线的切向平面中，该板具有凹槽，该凹槽包括轴向部分62以及倾斜部分64，从而形成凸轮50，该凸轮接收连接销52，该连接销固定到控制段12的端部上。
图8b示出了机罩8和控制段12的反冲R，板60及其保持固定的凸轮50，这导致连接销52在横向方向上的位移，以及该控制段的滑动C。
对于图6a所示的返回装置20，可以在开始和结束时提供凸轮50的不同斜度，以在开始和结束时获得可变的驱动速度，以及翻板10的阻挡。
图9a示出了返回装置20，其包括连接到固定梁2的齿条40，以及由接合在齿条40上的机罩枢轴34承载的小齿轮42。
小齿轮42在其与机罩8相对的下表面上包括第一小伞齿轮70，其与固定到设置在控制段12的延伸部中的丝杠74的端部的第二小伞齿轮72啮合，该丝杠接合在固定在该控制段的侧面上的螺母76中。
机罩8和机罩枢轴的反冲使得小齿轮42和第一小伞齿轮70以角度T旋转，这使得第二小伞齿轮72和丝杠74旋转形成角度。通过引起控制段12的滑动C，螺母76在丝杠74上轴向移动。
图9b示出了固定在机罩8上的直接驱动小齿轮42旋转的机动装置44，该小齿轮承载第一小伞齿轮70，通过其支承在齿条40上的致动，其允许反冲该机罩和倾斜翻板10。
图10a示出了返回装置20，其包括沿着控制段12固定的缆索80，通过联接到机罩8的滑轮82越过该段的每一端。
在每个滑轮82之后，缆索沿在一侧上向后且在另一侧上向前的轴向方向行进，以在其端部处通过夹子84固定到固定梁2。每个夹子84通过压缩时工作的弹簧86连接到缆索80，以占据游隙并确保该缆索的恒定张力。
图10b示出了机罩8和控制段12的反冲R，通过横向地引起固定到该缆索的控制段的滑动运动C，引起滑轮82上的缆索80的展开，该缆索逐渐从上梁2传递到另一侧上的下梁。
图11a示出了返回装置20，其包括平行于每个梁2固定的圆柱形凸轮90，该凸轮包括螺旋凹槽92，每个螺旋凹槽穿过小齿轮94的中心孔，小齿轮具有接合在该凹槽中的连接销。支撑两个小齿轮94的控制段12包括啮合在这些小齿轮上的齿条90。
图11b示出了机罩8和控制段12的反冲R，导致来自接合在螺旋凹槽92中的销的每个小齿轮94的旋转，这给出齿条96和控制段的横向滑动C。
根据本发明的机舱使得每个可移动机罩8可以具有形成控制段12的单个部件，使用不局限于上述示例中的返回装置横向滑动，以控制位于该机罩下方的所有翻板10而不通过环形流动路径。有利地，控制段12放置在反向器的每个机罩8上，其中两个机罩对称地布置在机舱的轴向平面的每一侧上。

Claims (10)

1.一种旁路涡轮喷气发动机类型的发动机机舱，其沿主轴线设置，包括从前侧开始的用于接收来自风扇的新鲜空气的环形流动路径(18)，然后是推力反向器系统，所述推力反向器系统具有至少一个机罩(8)，所述机罩能在直接喷射前部位置和反向喷射后部位置之间轴向移动，所述反向喷射后部位置使枢转翻板(10)倾斜，同时至少部分地关闭所述环形流动路径(18)，并且所述反向喷射后部位置在所述枢转翻板(10)上游打开所述环形流动路径的侧向开口，所述发动机机舱配备有使冷气流朝向外部前方返回的推力反向器叶栅，其特征在于，每个可移动机罩(8)包括在相对于所述主轴线的横向平面中滑动的控制段(12)，包括返回装置(20)，所述返回装置将所述机舱(2)的固定部分连接到所述控制段(12)，以在所述可移动机罩反冲(8)时使其滑动到反向位置，并且包括翻板拉杆(16)，所述翻板拉杆将所述控制段(12)连接到设置在所述可移动机罩(8)前面的枢转翻板(10)，所述翻板拉杆(16)在所述控制段(12)朝其反向位置滑动时通过关闭所述环形流动路径(18)而使这些翻板(10)倾斜。
2.根据权利要求1所述的机舱，其特征在于，每个翻板拉杆(16)包括游隙收紧系统，所述游隙收紧系统包括相对于彼此滑动的两个轴向部分，所述两个轴向部分配备有中间弹簧(26)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的机舱，其特征在于，每个翻板(10)包括固定到所述控制段(12)的安全钩(28)，所述安全钩通过在处于所述直接喷射位置的所述翻板(10)上施加平行于该翻板(10)的运动的力来固定位置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的机舱，其特征在于，每个控制段(12)包括固定到支撑所述控制段的机罩(8)的导向件(14)，从而允许该控制段(12)根据圆周方向移动。
5.根据前述权利要求中任一项所述的机舱，其特征在于，每个控制段(12)在其每个端部处包括返回装置(20)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的机舱，其特征在于，所述机舱包括返回装置(20)，所述返回装置包括通过机罩枢轴(34)固定到所述机罩(8)的返回板(32)，所述返回板通过主拉杆(36)连接到所述机舱(2)的固定部分，并且通过次级拉杆(38)连接到所述控制段(12)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的机舱，其特征在于，所述机舱包括返回装置(20)，所述返回装置包括齿条(40)和小齿轮(42)，所述齿条连接到所述固定部分(2)并且平行于所述主轴线设置，所述小齿轮接合在所述齿条(40)上并联接到机罩(8)。
8.根据权利要求7所述的机舱，其特征在于，所述返回装置(20)包括将所述小齿轮(42)连接到所述控制段(12)的次级拉杆(38)，或者替代地，所述小齿轮(42)驱动容纳连接到所述控制段(12)的连接销(52)的凸轮(50)，或者所述小齿轮(42)通过丝杠-螺母系统驱动连接到所述控制段(12)的具有一定角度的小齿轮(70)。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的机舱，其特征在于，所述机舱包括返回装置(20)，所述返回装置包括容纳连接销(52)的凸轮(50、90)，这些元件中的一个在所述机罩(8)的反冲运动期间轴向滑动，另一个元件连接到所述控制段(12)以驱动所述控制段。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的机舱，其特征在于，所述机舱包括返回装置(20)，所述返回装置包括缆索(80)，所述缆索在横向方向上固定至所述控制段(12)，从该段(12)的每一侧经过连接至所述机罩(8)的滑轮(82)，所述滑轮(82)采取在一侧上向后且在另一侧上向前的轴向方向，所述缆索(80)然后固定至固定部分(2)。
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