CN113250855B - 一种叶栅式反推力装置阻流门运动机构及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请属于叶栅式反推力装置领域，特别涉及一种叶栅式反推力装置阻流门运动机构及方法。本申请的叶栅式反推力装置阻流门运动机构及方法，通过在外涵流道处拉杆安装座的新型结构设计，将原有转动副铰点内埋在外涵流道下方，引入“转动‑滑动”副的复合式运动副滑槽，同时由弹簧片提供预紧扭矩，使得在叶栅式反推力装置的“展开‑收起”过程中，拉杆下端能够带动第四销轴在拉杆安装座内部的滑槽中往复移动，达到反推力装置正、反推状态转换及行程补偿。本申请改变了传统反推力装置阻流门运动机构布局和运动关系，由于相对传统阻流门构件，减少了转接件及扭簧结构，减少构件及铰点数量，能够大幅降低机构复杂程度和空间限制，提升可靠性。

Description

一种叶栅式反推力装置阻流门运动机构及方法
技术领域
本申请属于叶栅式反推力装置领域，特别涉及一种叶栅式反推力装置阻流门运动机构及方法。
背景技术
叶栅式反推力装置阻流门运动机构是实现发动机正、反推状态转换的主要机构，广泛应用于大涵道比发动机叶栅式反推力装置，在正推状态阻流门构件主要作为外涵流道一部分，在反推状态阻流门构件随运动机构翻转阻塞外涵流道、折转外涵气流。
现有的叶栅式反推力装置阻流门运动机构由于安装有转接件，通过安装在转接件铰点的扭簧提供限位扭矩，使整个阻流门构件在反推力装置展开-收起过程中，实现五连杆到四连杆机构的切换，保证在作动筒的驱动下，带动阻流门按先平动一段行程后、再绕拉杆与外涵流道铰点翻转。但现有传统叶栅式反推力装置阻流门运动机构存在以下缺点，其为保证行程补偿功能所设置的转接件及扭簧等相关构件，需要进行五连杆到四连杆机构的限位及切换，导致阻流门机构结构复杂程度增高、铰点增多，长期工作运动精度和可靠性较差；同时由于转接件在工作过程中需要翻转，导致阻流门构件与外涵外壁其他构件间径向需预留一定空间，使得传统阻流门运动机构在设计过程中空间限制较大。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本申请的目的是提供了一种叶栅式反推力装置阻流门运动机构及方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本申请的技术方案是：
本申请的第一个方面提供了一种叶栅式反推力装置阻流门运动机构，包括：
外涵，所述外涵包括外涵主承力框架以及外涵壁面，所述外涵主承力框架上沿轴向设置有滑轨，所述外涵壁面上开设有第一通孔；
外罩，所述外罩通过外罩安装座滑动安装在所述滑轨上，所述外罩与所述外涵壁面之间形成外涵流道；
驱动机构，所述驱动机构的前端与所述外涵主承力框架连接，后端与所述外罩连接，用于驱动所述外罩沿所述滑轨滑动；
叶栅，所述叶栅固定安装在所述外涵主承力框架上，且位于所述外罩的内侧；
阻流门主体，所述阻流门主体设置在所述外罩安装座的前端，所述阻流门主体的前端通过第一销轴与所述外罩安装座铰接，所述阻流门主体上设置有连接耳片以及第二通孔；
拉杆安装座，所述拉杆安装座包括相互垂直的第一安装板以及第二安装板，所述第一安装板固定安装在所述外涵壁面的内侧，所述第一安装板上沿轴向开设有第三通孔，所述第二安装板上开设有滑槽以及销轴安装孔，所述销轴安装孔中安装有第二销轴；
拉杆，所述拉杆的一端通过第三销轴与所述阻流门主体的连接耳片铰接，另一端依次穿过所述第二通孔、所述第一通孔以及所述第三通孔，并通过第四销轴以及套筒配合安装在所述拉杆安装座的滑槽中；
弹簧片，所述弹簧片的一端与所述第二销轴挂接，另一端与所述第四销轴挂接。
可选地，所述驱动机构为作动筒。
可选地，所述阻流门主体呈扇形，沿周向布置多个。
可选地，所述阻流门主体沿周向布置10个或14个。
可选地，所述拉杆安装座上的所述第二安装板平行设置两个。
可选地，每个所述拉杆安装座上设置两个所述弹簧片，两个所述弹簧片分别贴合对应侧的所述第二安装板设置。
可选地，所述第一销轴、所述第二销轴、所述第三销轴以及所述第四销轴均配合垫片以及螺母进行安装。
本申请的第二个方面提供了一种叶栅式反推力装置阻流门运动方法，基于如上所述的叶栅式反推力装置阻流门运动机构，包括：
在正推状态下，拉杆与拉杆安装座之间的铰接点处的第四销轴位于拉杆安装座滑槽的最上方的初始位置，拉杆在外涵流道内部支撑阻流门主体，构成外涵流道的一部分，保持发动机处于正推状态；
在叶栅式反推力装置展开过程中，随着驱动机构驱动，阻流门主体随外罩保持平动，拉杆一端绕第三销轴旋转，同时，拉杆另一端带动第四销轴以及套筒压缩弹簧片，在拉杆安装座的滑槽中，先向下滑动，再向上恢复到初始位置，实现反推行程补偿功能；
随着反推行程增大，阻流门主体带动拉杆平动的同时，绕阻流门主体前铰接点翻转，此时，拉杆一端绕第三销轴继续旋转，拉杆另一端绕保持在初始位置的第四销轴旋转，实现阻流门主体阻塞外涵流道，折转外涵气流，使得外涵气流通过叶栅反向排出，形成反推力，持续减速，最终到达反推状态。
发明至少存在以下有益技术效果：
本申请的叶栅式反推力装置阻流门运动机构，在保证阻流门基本功能和行程补偿能力的前提下，减少了构件数量、大幅降低机构复杂程度和空间限制要求，提高机构可靠性。
附图说明
图1是本申请一个实施方式的叶栅式反推力装置阻流门运动机构整体示意图；
图2是本申请一个实施方式的叶栅式反推力装置阻流门运动机构的部分爆炸图；
图3是本申请一个实施方式的叶栅式反推力装置阻流门运动机构收起状态第一视图；
图4是本申请一个实施方式的叶栅式反推力装置阻流门运动机构收起状态第二视图；
图5是本申请一个实施方式的叶栅式反推力装置阻流门运动机构收起状态第三视图；
图6是本申请一个实施方式的叶栅式反推力装置阻流门运动机构第一平动状态第一视图；
图7是本申请一个实施方式的叶栅式反推力装置阻流门运动机构第一平动状态第二视图；
图8是本申请一个实施方式的叶栅式反推力装置阻流门运动机构第一平动状态第三视图；
图9是本申请一个实施方式的叶栅式反推力装置阻流门运动机构第二平动状态第一视图；
图10是本申请一个实施方式的叶栅式反推力装置阻流门运动机构第二平动状态第二视图；
图11是本申请一个实施方式的叶栅式反推力装置阻流门运动机构第二平动状态第三视图；
图12是本申请一个实施方式的叶栅式反推力装置阻流门运动机构展开状态第一视图；
图13是本申请一个实施方式的叶栅式反推力装置阻流门运动机构展开状态第二视图；
图14是本申请一个实施方式的叶栅式反推力装置阻流门运动机构展开状态第三视图。
其中：
1-阻流门主体；2-拉杆；3-拉杆安装座；4-弹簧片；5-叶栅；6-销轴；61-第一销轴；62-第二销轴；63-第三销轴；64-第四销轴；7-外罩；8-套筒；9-垫片；10-螺母。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
下面结合附图1至图14对本申请做进一步详细说明。
本申请第一个方面提供了一种叶栅式反推力装置阻流门运动机构，包括：外涵、外罩7、驱动机构、叶栅5、阻流门主体1、拉杆安装座3、拉杆2以及弹簧片4。
具体的，如图1-图2所示，外涵包括外涵主承力框架以及外涵壁面，外涵主承力框架作为外涵的固定段，其上沿轴向设置有滑轨，外涵壁面上开设有用于拉杆2穿过的第一通孔；外罩7作为外涵移动段，通过外罩安装座滑动安装在外涵主承力框架的滑轨上，外罩7与外涵壁面之间形成外涵流道；驱动机构的前端与外涵主承力框架连接，后端与外罩7连接，用于驱动外罩7沿所述滑轨滑动；叶栅5可以通过螺栓固定安装在外涵主承力框架上，且叶栅5位于外罩7的内侧。可以理解的是，外涵、外罩7以及叶栅5均可以是环状结构。
进一步，阻流门主体1设置在外罩安装座的前端，阻流门主体1的前端通过第一销轴61与外罩安装座铰接，阻流门主体1上设置有连接耳片以及用于拉杆2穿过的第二通孔；拉杆安装座3包括相互垂直的第一安装板以及第二安装板，第一安装板固定安装在外涵壁面的内侧，第一安装板上沿轴向开设有用于拉杆2穿过的第三通孔，第二安装板上开设有滑槽以及销轴安装孔，销轴安装孔中安装有第二销轴62；拉杆2的一端通过第三销轴63与阻流门主体1的连接耳片铰接，另一端依次穿过第二通孔、第一通孔以及第三通孔，并通过第四销轴64以及套筒8配合安装在拉杆安装座3的滑槽中；弹簧片4的一端与第二销轴62挂接，另一端与第四销轴64挂接。
本申请的叶栅式反推力装置阻流门运动机构，阻流门主体1通过第三销轴63安装在拉杆2一端，形成阻流门主体1与拉杆2之间的一处转动副；拉杆2的另一端通过第四销轴64以及套筒8安装在拉杆安装座3的滑槽内，行形成拉杆2与拉杆安装座3之间的一处复合“转动-滑动”副，并通过压缩预装在拉杆安装座3上的弹簧片4获得预紧扭矩。
在本申请的一个优选实施例中，驱动机构为作动筒。
本申请的叶栅式反推力装置阻流门运动机构，阻流门主体1可以呈扇形，沿周向布置多个形成整环结构。本实施例中，优选沿周向布置10个或14个阻流门主体1。
在本申请的一个优选实施例中，拉杆安装座3上的第二安装板平行设置两个，每个拉杆安装座3上设置两个弹簧片4，两个弹簧片4分别贴合对应侧的第二安装板设置。
在本申请的一个优选实施例中，各个销轴6，例如第一销轴61、第二销轴62、第三销轴63以及第四销轴64均配合垫片9以及螺母10进行安装。
基于上述的叶栅式反推力装置阻流门运动机构，本申请第二个方面提供了一种叶栅式反推力装置阻流门运动方法，包括：
在正推状态下，拉杆2与拉杆安装座3之间的铰点处的第四销轴64位于拉杆安装座3滑槽的最上方的初始位置，拉杆2在外涵流道内部支撑阻流门主体1，构成外涵流道的一部分，保持发动机处于正推状态，如图3-5；
在叶栅式反推力装置展开过程中，随着作动筒驱动，阻流门主体1随移动外罩7保持平动，拉杆2上端绕第三销轴63旋转，同时，拉杆2下端带动第四销轴64以及套筒8压缩弹簧片4，在拉杆安装座3内部的滑槽中，先向下滑动，如图6-8，再向上恢复到初始位置，如图9-11，实现反推行程补偿功能；
随着反推行程增大，阻流门主体1开始带动拉杆2平动的同时，绕阻流门主体1前铰点翻转，此时，拉杆2上端绕转动副继续旋转，拉杆2下端绕保持在初始位置的第四销轴64旋转，最终实现阻流门主体1阻塞外涵流道，折转外涵气流，使得外涵气流通过叶栅5反向排出，形成反推力，持续减速，最终到达反推状态，如图12-14，从而实现发动机正、反推状态的转换。
叶栅式反推力装置收起过程与展开过程相反，此处不再赘述。
本申请的叶栅式反推力装置阻流门运动机构及方法，通过在外涵流道处拉杆安装座3的新型结构设计，将原有转动副铰点内埋在外涵流道下方，引入“转动-滑动”副的复合式运动副滑槽，同时由弹簧片4提供预紧扭矩，使得在叶栅式反推力装置的“展开-收起”过程中，拉杆2下端能够带动第四销轴64在拉杆安装座3内部的滑槽中往复移动，达到反推力装置正、反推状态转换及行程补偿。
本申请的叶栅式反推力装置阻流门运动机构及方法，改变了传统反推力装置阻流门运动机构布局和运动关系，采用带滑槽和预紧弹簧片的拉杆安装座，补偿叶栅式反推力装置所需的展开行程，由于相对传统阻流门构件，减少了转接件及扭簧结构，减少构件及铰点数量，能够大幅降低机构复杂程度和空间限制，提升可靠性。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种叶栅式反推力装置阻流门运动机构，其特征在于，包括：
外涵，所述外涵包括外涵主承力框架以及外涵壁面，所述外涵主承力框架上沿轴向设置有滑轨，所述外涵壁面上开设有第一通孔；
外罩（7），所述外罩（7）通过外罩安装座滑动安装在所述滑轨上，所述外罩（7）与所述外涵壁面之间形成外涵流道；
驱动机构，所述驱动机构的前端与所述外涵主承力框架连接，后端与所述外罩（7）连接，用于驱动所述外罩（7）沿所述滑轨滑动；
叶栅（5），所述叶栅（5）固定安装在所述外涵主承力框架上，且位于所述外罩（7）的内侧；
阻流门主体（1），所述阻流门主体（1）设置在所述外罩安装座的前端，所述阻流门主体（1）的前端通过第一销轴（61）与所述外罩安装座铰接，所述阻流门主体（1）上设置有连接耳片以及第二通孔；
所述阻流门主体（1）呈扇形，沿周向布置10个或14个；
拉杆安装座（3），所述拉杆安装座（3）包括相互垂直的第一安装板以及第二安装板，所述第一安装板固定安装在所述外涵壁面的内侧，所述第一安装板上沿轴向开设有第三通孔，所述第二安装板上开设有滑槽以及销轴安装孔，所述销轴安装孔中安装有第二销轴（62）；
拉杆（2），所述拉杆（2）的一端通过第三销轴（63）与所述阻流门主体（1）的连接耳片铰接，另一端依次穿过所述第二通孔、所述第一通孔以及所述第三通孔，并通过第四销轴（64）以及套筒（8）配合安装在所述拉杆安装座（3）的滑槽中；
弹簧片（4），所述弹簧片（4）的一端与所述第二销轴（62）挂接，另一端与所述第四销轴（64）挂接；
在正推状态下，拉杆（2）与拉杆安装座（3）之间的铰接点处的第四销轴（64）位于拉杆安装座（3）滑槽的最上方的初始位置，拉杆（2）在外涵流道内部支撑阻流门主体（1），构成外涵流道的一部分，保持发动机处于正推状态；
在叶栅式反推力装置展开过程中，随着驱动机构驱动，阻流门主体（1）随外罩（7）保持平动，拉杆（2）一端绕第三销轴（63）旋转，同时，拉杆（2）另一端带动第四销轴（64）以及套筒（8）压缩弹簧片（4），在拉杆安装座（3）的滑槽中，先向下滑动，再向上恢复到初始位置，实现反推行程补偿功能；
随着反推行程增大，阻流门主体（1）带动拉杆（2）平动的同时，绕阻流门主体（1）前铰接点翻转，此时，拉杆（2）一端绕第三销轴（63）继续旋转，拉杆（2）另一端绕保持在初始位置的第四销轴（64）旋转，实现阻流门主体（1）阻塞外涵流道，折转外涵气流，使得外涵气流通过叶栅（5）反向排出，形成反推力，持续减速，最终到达反推状态。
2.根据权利要求1所述的叶栅式反推力装置阻流门运动机构，其特征在于，所述驱动机构为作动筒。
3.根据权利要求1所述的叶栅式反推力装置阻流门运动机构，其特征在于，所述拉杆安装座（3）上的所述第二安装板平行设置两个。
4.根据权利要求3所述的叶栅式反推力装置阻流门运动机构，其特征在于，每个所述拉杆安装座（3）上设置两个所述弹簧片（4），两个所述弹簧片（4）分别贴合对应侧的所述第二安装板设置。
5.根据权利要求4所述的叶栅式反推力装置阻流门运动机构，其特征在于，所述第一销轴（61）、所述第二销轴（62）、所述第三销轴（63）以及所述第四销轴（64）均配合垫片（9）以及螺母（10）进行安装。
6.一种叶栅式反推力装置阻流门运动方法，基于权利要求1至5任意一项所述的叶栅式反推力装置阻流门运动机构，其特征在于，包括：
在正推状态下，拉杆（2）与拉杆安装座（3）之间的铰接点处的第四销轴（64）位于拉杆安装座（3）滑槽的最上方的初始位置，拉杆（2）在外涵流道内部支撑阻流门主体（1），构成外涵流道的一部分，保持发动机处于正推状态；
在叶栅式反推力装置展开过程中，随着驱动机构驱动，阻流门主体（1）随外罩（7）保持平动，拉杆（2）一端绕第三销轴（63）旋转，同时，拉杆（2）另一端带动第四销轴（64）以及套筒（8）压缩弹簧片（4），在拉杆安装座（3）的滑槽中，先向下滑动，再向上恢复到初始位置，实现反推行程补偿功能；
随着反推行程增大，阻流门主体（1）带动拉杆（2）平动的同时，绕阻流门主体（1）前铰接点翻转，此时，拉杆（2）一端绕第三销轴（63）继续旋转，拉杆（2）另一端绕保持在初始位置的第四销轴（64）旋转，实现阻流门主体（1）阻塞外涵流道，折转外涵气流，使得外涵气流通过叶栅（5）反向排出，形成反推力，持续减速，最终到达反推状态。
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