CN114382592A - 具有转动铰接的风罩和用于展开风罩的系统的飞行器涡轮风扇发动机 - Google Patents

具有转动铰接的风罩和用于展开风罩的系统的飞行器涡轮风扇发动机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种涡轮风扇发动机，具有固定的结构、风扇、围绕风扇的风扇壳体、布置在风扇壳体周围且安装成铰接在固定的结构上的外风罩，以及将外风罩从关闭位置移动到打开位置的展开系统(250)，并且展开系统具有紧固在风扇壳体周围的导轨(252)，能沿着导轨(252)移动且具有靴部(258)的滑动件(254)，使滑动件(254)和靴部(258)沿着导轨(252)在一个方向或另一个方向上交替移动滑动件(254)和靴部(258)的激活系统，以及臂(264)，臂的一个端部安装为铰接在靴部(258)上，臂的另一个端部安装为铰接在外风罩上。这样的机动化展开系统使得能节省涡轮风扇发动机的空间和质量。

Description

具有转动铰接的风罩和用于展开风罩的系统的飞行器涡轮风 扇发动机
技术领域
本发明涉及一种飞行器涡轮风扇发动机，具有转动铰接的风罩和用于展开所述风罩的系统；本发明还涉及一种具有至少一个这样的涡轮风扇发动机的飞行器。
背景技术
飞行器通常具有至少一个涡轮风扇发动机，它具有形成核心的发动机，围绕该核心布置有发动机短舱，发动机短舱具有固定的结构，该固定的结构具有围绕布置在发动机前面的风扇的风扇壳体和在风扇壳体周围的前风罩，前风罩形成外部空气动力学表面。
发动机短舱还具有后风罩，后风罩将前风罩向后部延伸，并且基本上支承推力反向系统。
为了能够对涡轮风扇发动机进行维护，必需打开后风罩，从而进入发动机短舱内部。为了做到这一点，后风罩安装为铰接在固定的结构上，并且在后风罩与固定的结构之间安装有致动器以协助打开所述后风罩。
虽然这样的系统整体令人满意，但仍有必要寻求更紧凑且不那么笨重的系统，并且其质量对发动机性能的影响有限。
发明内容
本发明的一个目的是提出一种飞行器推进系统，该系统具有铰接在固定的结构上的风罩，并可通过机动化展开系统转动。
为此，提出了一种用于飞行器的涡轮风扇发动机，所述涡轮风扇发动机具有纵向轴线，并具有固定的结构、风扇、围绕风扇的圆柱形风扇壳体、至少一个外风罩，该外风罩围绕风扇壳体布置并且安装为铰接在固定的结构上，并且，对于每个外风罩，涡轮风扇发动机具有将外风罩从关闭位置移动到打开位置并且反之亦然的展开系统，其中，每个展开系统具有：
-沿着风扇壳体的周缘的一部分固定的导轨，
-能够沿着导轨移动并具有靴部的滑动件，
-激活系统，使滑动件和靴部沿着导轨在一个或另一个方向上交替地运动，以及
-臂，其一端安装为铰接在靴部上，而且另一端安装为铰接在外风罩上，
其中，激活系统对于每个滑动件都具有相对于导轨固定的电机，电机的驱动轴配备有齿轮和齿条，齿条实现在滑动件上并与齿轮啮合。
这样的机动化展开系统使得能节省涡轮风扇发动机的空间和质量。
有利的是，导轨是围绕纵向轴线弯曲的。
有利的是，导轨的截面呈向外敞开的U形的形式，其底部紧固于风扇壳体，并且滑动件在导轨的U形壁之间移动。
有利的是，沿着构成导轨的“U”的每个壁分布有多个辊子，在辊子的周缘上有沟槽，并且该多个辊子安装为可以围绕平行于纵向轴线的轴线自由旋转，且滑动件具有肋部，肋部具有的形状与辊子的沟槽的形状相反。
有利的是，涡轮风扇发动机具有两个外风罩，两个导轨是彼此在涡轮风扇发动机的底部中的延伸部，每个滑动件呈弧的形式，该弧刻制在垂直于纵向轴线的平面中，并且两个平面距彼此一定距离。
有利的是，每个外风罩具有铰接地安装的固定式风罩和具有移动式风罩，移动式风罩在固定式风罩之后，并且安装为能够在固定式风罩上的前进位置与缩回位置之间平移移动。
有利的是，涡轮风扇发动机有固定于移动式风罩的级联，在前进位置中，级联被容纳在风扇壳体与固定式风罩之间，而导轨在风扇壳体与级联之间。
本发明还提出了一种具有至少一个根据上述变型中任一种的涡轮风扇发动机的飞行器。
附图说明
通过阅读下面参照附图给出的对示例性实施例的描述，本发明的上述特征以及其它特征将变得更明了，附图中：
图1是本发明的飞行器的侧视图，
图2是本发明的涡轮风扇发动机的示意性立体图，
图3是剖过图2所示的涡轮风扇发动机的轴向平面的截面视图，
图4是处于部分打开位置中的本发明的涡轮风扇发动机的前视图，
图5是处于完全打开位置中的本发明的涡轮风扇发动机的前视图，
图6是本发明的机动化展开系统的分解立体图，
图7是图6中所示的展开系统的线条图，以及
图8是剖过图7中线VIII-VIII的截面的视图
具体实施方式
在以下描述中，与位置有关的术语参照图1中的箭头F所表示的飞行器向前运动的方向给出的。
图1示出了具有机身12的飞行器10，机身的每一侧紧固有承载至少一个挂架16的机翼14，在挂架16下方紧固有涡轮风扇发动机100。
在下文的描述中，并且按照惯例，X标示涡轮风扇发动机100的纵向轴线，其平行于飞行器10的纵向轴线且正向朝向飞行器10的前部定向；Y标示横向轴线，当飞行器10在地面上时，其是水平的；以及Z标示垂直轴线，当飞行器10在地面上时，这三个方向X、Y和Z相互正交。
图2示出本发明的涡轮风扇发动机100的一示例。
涡轮风扇发动机100具有发动机102，发动机102的前部安装有风扇104，风扇如已知的用于在涡轮风扇发动机100中产生从前部朝向后部的空气流动，空气流然后从风扇104向下游移动，即部分地在涡轮风扇发动机100的主风道中，而部分地在涡轮风扇发动机100的副风道106中。
发动机102形成核心，主风道的空气在核心中循环。
涡轮风扇发动机100还具有围绕发动机102和风扇104的发动机短舱108。
发动机102具有在风扇104周围的圆柱形风扇壳体110，而发动机短舱108具有在风扇壳体110周围的至少一个外风罩112。风扇壳体110部分地形成了发动机102的固定的结构。常规地有两个外风罩112。
在图2中仅示出了左舷的外风罩。
每个外风罩112安装成经由多个铰接件114铰接到涡轮风扇发动机100的固定的结构。涡轮风扇发动机100的固定的结构可以例如是挂架16。
在这种情况下，外风罩112的铰接轴线是铰接件114的轴线，并且其大致平行于纵向轴线X。
图2示出了处于外风罩112关闭的位置中的涡轮风扇发动机100，而图5示出了涡轮风扇发动机100处于外风罩112完全打开的位置中。图4示出了涡轮风扇发动机100处于外风罩112部分打开的位置中。
因此，每个外风罩112能够在固定的结构上、在关闭位置与打开位置之间旋转运动，并且反之亦然。在关闭位置中，外风罩112靠近风扇壳体110，而在打开位置中，外风罩112与风扇壳体110保持距离。
在图2和图3所示的实施例中，每个外风罩112都具有固定式风罩112a和移动式风罩112b，移动式风罩112b在固定式风罩112a之后，安装为能在固定式风罩112a上平移移动。
外风罩112和固定的结构之间的铰接是在所述固定的结构与其中安装有铰接件114的固定式风罩112a之间实现的。
移动式风罩112b通过任何合适的引导手段、例如举例来说是滑动件，在固定式风罩112a上进行引导，而移动式风罩112b通过任何合适的驱动手段，例如举例来说是致动器或马达来移动。
移动式风罩112b能够平行于纵向轴线x在前进位置(图2)和缩回位置(图3)之间平移移动。
在前进位置中，移动式风罩112b邻接固定式风罩112a的和风扇壳体110的后部，从而在外部实现与所述固定式风罩112a的空气动力学连续性，从而在外部将副风道106与风扇壳体110划定界限。
在缩回位置中，移动整流罩112b被抬起并相对于固定式风罩112a和相对于风扇壳体110缩回，从而在副风道106与外部之间打开窗口302，从而允许副风道106的空气向外部排空。缩回位置对应于涡轮风扇发动机100的推力反向位置。
涡轮风扇发动机100具有未示出的反向手段，诸如反向门，反向门在窗口302之后阻挡副风道106，从而引导副风道106的气流通过窗口302朝向外部。反转门可以采取本领域技术人员已知的任何形式，当移动式风罩112b朝向缩回位置缩回时，它们跨副风道106展开，而当移动式风罩112b朝向前进位置前进时，它们被收起在副风道106外部。
为了更好地引导空气流通过窗口302，发动机短舱108也具有级联304，它们固定于移动式风罩112b，并与后者同时移动，从而在缩回位置时跨窗口302放置。
在前进位置中，级联304被容纳在风扇壳体110与固定式风罩112a之间。
涡轮风扇发动机100对于每个外风罩112具有展开系统250，展开系统是机动化的，其将所述外风罩112从关闭位置移动到打开位置；反之亦然。图6示出了展开系统250的分解图，展开系统具有沿着风扇壳体110的周缘的一部分紧固的导轨252，在这种情况下其围绕风扇壳体110的外表面，即在风扇壳体110与外风罩112之间，并且更具体地在这种情况下是在风扇壳体110与固定式风罩112a之间。更具体地，在此呈现的本发明的实施例中，导轨252布置为处于前进位置中在级联304的内部，即在风扇壳体110与级联304之间，从而节省空间。
导轨252围绕纵向轴线X弯曲，以顺应风扇壳体110的曲率。
每个外风罩112有一个导轨252，即一个在左舷，一个在右舷。在这种情况下，两条导轨252从6点钟的位置延伸到大致3点钟的位置。
在此呈现的本发明的实施例中，导轨252的部段呈向外敞开的U的形式，其底部紧固于风扇壳体110。
展开系统250也具有滑动件254，其安装为能够沿着导轨252运动。由于导轨252的形状，滑动件254的运动是围绕纵向轴线X的转动。在此呈现的本发明的实施例中，滑动件254在导轨252的U形壁之间运动。
滑动件254具有弯曲形状的靴部258，以匹配导轨252的形状。
展开系统250具有激活系统，激活系统沿着导轨252在一个或另一个方向上交替地移动滑动件254和靴部258。
展开系统250还具有臂264，其一端安装为铰接在靴部258上，而其另一端安装为铰接在外风罩112上，并且更具体地在该情形中铰接在固定式风罩112a上。在该情形下，臂264的每个铰接都呈现围绕平行于纵向轴线X的轴线的转动的形式。
因此，在此呈现的本发明的实施例中，当靴部258沿着导轨252上升时，臂264被抬起并打开外风罩112；反之，当靴部258沿导轨252下降时，臂264被放下并关闭外罩112。
这样的布置使得与现有技术的系统相比可以节省空间和质量。
在此情形中，靴部258呈U型夹(夹钳)的形式，臂264的端部安装在靴部之中。
在图4至图7中呈现的本发明的实施例中，激活系统对于每个滑动件254都具有相对于导轨252固定的电机260，电机的驱动轴配备有齿轮262和齿条256，齿条实现在滑动件254上，并与齿轮262啮合。根据电机的旋转方向并因此根据齿轮262的旋转方向，齿条256并因此是靴部258将沿着导轨252在一个方向或另一个方向上运动。
每个电机260的旋转都是电控的，例如通过开关。
在此情形中，齿条256具有弯曲的形状以匹配导轨252的形状。
根据另一未示出的实施例，激活系统可具有机动化卷轴；对于每个滑动件254，具有缆绳，缆绳的第一端紧固于滑动件254，其第二端缠绕在机动化卷轴上；对于每根缆绳，具有至少一个复位滑轮，复位滑轮布置在离机动化卷轴一定距离处，缆绳通过该复位滑轮，从而使机动化卷轴沿第一方向转动，以缠绕绳缆，每个滑动件254沿着导轨252沿第一方向运动，且机动化卷轴沿第二方向转动，从而解绕缆绳，每个滑动件254在通过臂264传递的外风罩112重量的作用下沿着导轨252、沿第二方向运动。
图7和图8示出了由导轨252引导滑动件254的一个特定实施例。
在该实施例中，两条导轨252是彼此在涡轮风扇发动机100的底部中的延伸，即，在这种情形下在6点钟方向，并且根据其位置，每个滑动件254将由一条或两条导轨252引导。
每个滑动件254呈弧形的形式，该弧形刻制在垂直于纵向轴线X的平面中，并且两个平面距彼此一定距离。
如图7所示，两个滑动件254在它们的运动路径的至少一部分上彼此面对与纵向轴线X平行。在具有齿条256的激活系统的特定实施例中，每个齿条256呈弧形的形式，该弧形刻制在垂直于纵向轴线X的平面中，并且两个平面距彼此一定距离。
在该情形中，滑动件254由辊子270和肋部272引导。
辊子270沿着构成导轨252的U的每个壁分布，并安装为可以围绕平行于纵向轴线X的轴线自由转动，即，设有布置在滑动件254之前的辊子270和布置在滑动件254之后的辊子270。每个辊子270在其周缘上具有沟槽，在该情形中是V形沟槽，但也可设想其它形状。
肋部272实现在滑动件254上，并呈与辊子270的沟槽相反的形状，即，在本情形中为倒V形，从而与所述辊子270配合。每个肋部272都被容纳在辊子270的各个沟槽中，从而确保引导。
因此，每个滑动件254都具有肋部272，肋部272根据情况朝前或朝后定向，而每个靴部258具有两个肋部272，一个朝前定向而另一个朝后定向。
尽管上述发明更具体地应用在具有能够平移运动的风罩和紧固于所述移动式风罩的移动式级联的涡轮风扇发动机中，因为展开系统集成在风扇壳体上且在级联之下，但是在没有这样的能够平移移动的风罩，或级联是固定的或甚至没有级联时，所述发明仍同样地适用。

Claims (8)

1.一种涡轮风扇发动机(100)，用于飞行器(10)，所述涡轮风扇发动机(100)具有纵向轴线(X)，并具有固定的结构、风扇(104)、围绕所述风扇(104)的圆柱形风扇壳体(110)、至少一个外风罩(112)，所述外风罩围绕所述风扇壳体(110)布置并且安装为铰接在所述固定的结构上，且对于每个所述外风罩(112)，具有将所述外风罩(112)从关闭位置移动到打开位置且反过来也能的展开系统(250)，其中，每个所述展开系统(250)具有：
-沿着所述风扇壳体(110)的周缘的一部分紧固的导轨(252)，
-能够沿着所述导轨(252)移动并具有靴部(258)的滑动件(254)，
-沿着所述导轨(252)在一个或另一个方向上交替地移动所述滑动件(254)和所述靴部(258)的激活系统，以及
-臂(264)，所述臂的一端安装为铰接在所述靴部(258)上，而且所述臂的另一端安装为铰接在所述外风罩(112)上，
其中，所述激活系统对于每个所述滑动件(254)都具有相对于所述导轨(252)固定的电机(260)，所述电机的驱动轴配备有齿轮(262)和齿条(256)，所述齿条实现在所述滑动件(254)上，并与所述齿轮(262)啮合。
2.如权利要求1所述的涡轮风扇发动机，其特征在于，所述导轨(252)围绕所述纵向轴线(X)弯曲。
3.如权利要求2所述的涡轮风扇发动机，其特征在于，所述导轨(252)的截面呈向外敞开的U的形式，所述U的底部紧固于所述风扇壳体(110)，并且所述滑动件(254)在所述导轨(252)的U形壁之间移动。
4.如权利要求3所述的涡轮风扇发动机(100)，其特征在于，沿着构成所述导轨(252)的U形的每个壁分布有多个辊子(270)，在所述辊子的周缘上具有沟槽，并且所述多个辊子安装为能围绕平行于纵向轴线(X)的轴线自由旋转，并且所述滑动件(254)具有肋部(272)，所述肋部具有的形状与所述辊子(270)沟槽的相反。
5.如权利要求3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(100)具有两个外风罩(112)，其中，两个所述导轨(252)是彼此在所述涡轮风扇发动机(100)的底部中的延伸，其中，每个所述滑动件(254)呈弧的形式，所述弧刻制在垂直于纵向轴线(X)的平面中，并且两个平面距彼此一定距离。
6.如权利要求1所述的涡轮风扇发动机(100)，其特征在于，每个所述外风罩(112)具有铰接地安装的固定式风罩(112a)和具有移动式风罩(112b)，所述移动式风罩在所述固定式风罩(112a)之后，并且安装为能够在所述固定式风罩(112a)上在前进位置与缩回位置之间平移移动。
7.如权利要求6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具有固定于移动式风罩(112b)的级联(304)，并且其中，在所述前进位置中，所述级联(304)被容纳在所述风扇壳体(110)与所述固定式风罩(112a)之间，而所述导轨(252)在所述风扇壳体(110)与所述级联(304)之间。
8.一种飞行器(10)，具有至少一个如权利要求1所述的涡轮风扇发动机(100)。
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