CN114542636B - 可变刚度阻尼系统 - Google Patents

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Abstract

一种可变刚度阻尼系统，该阻尼系统包括定位在第一壁和第二壁之间的内弹簧，其中内弹簧包括第一构件和第二构件，每个构件通过内缓冲器在远端处联接在一起。第一构件和第二构件各自成型为朝向彼此。第一构件、第二构件和内缓冲器在它们之间形成腔。外弹簧定位在内弹簧与第一壁或第二壁之间。外弹簧包括成型为朝向内弹簧的弹簧臂。外弹簧包括定位在内缓冲器与第一壁或第二壁之间的外缓冲器。内缓冲器和外缓冲器可基于施加到阻尼系统的负载选择性地彼此联接。

Description

可变刚度阻尼系统
技术领域
本主题大体涉及可变刚度阻尼系统。本主题特别涉及用于涡轮发动机的可变刚度阻尼系统。
背景技术
机械结构(包括围绕诸如涡轮发动机的系统的旋转结构的静态外壳)通常包括为每个负载构件提供单一线性刚度或负载与偏转的结构构件。然而，相对于结构构件所附接的机械结构的负载或偏转行为，线性刚度结构构件可提供有限范围的可操作性。需要改进承载结构构件的刚度特性。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践获知。
本公开的方面涉及一种可变刚度阻尼系统，该阻尼系统包括定位在第一壁和第二壁之间的内弹簧。内弹簧包括第一构件和第二构件，每个构件通过内缓冲器(bumper)在远端处联接在一起。第一构件和第二构件各自成型为朝向彼此。第一构件、第二构件和内缓冲器在它们之间形成腔。外弹簧定位在内弹簧与第一壁或第二壁之间。外弹簧包括成型为朝向内弹簧的弹簧臂。外弹簧包括定位在内缓冲器与第一壁或第二壁之间的外缓冲器。内缓冲器和外缓冲器可基于施加到阻尼系统的负载选择性地彼此联接。
参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图说明了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
图1是根据本公开的方面的包括阻尼系统的涡轮发动机的示例性实施例；和
图2-10是根据本公开的方面的阻尼系统的示例性实施例。
在本说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。提供每个示例是为了解释本发明，而不是限制本发明。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变化。
如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。
本文所述的近似值可以包括基于本领域中使用的一个或多个测量装置的裕度，例如但不限于测量装置或传感器的满量程测量范围的百分比。或者，本文所述的近似值可包括大于上限值的上限值的10％或小于下限值的下限值的10％的裕度。
如本文所用，“壁”是指三维特征，例如包括长度或半径、宽度和深度。如本文所用，“面”是指二维特征，例如包括长度或半径和宽度。
如本文所用，“不平衡”是指质量围绕旋转轴线的不均匀分布。不平衡通常会导致旋转质量或转子处的力矩，通常会导致不希望的振动、噪音、旋转或对周围壳体或轴承的损坏。不平衡可由转子处的材料添加或损失、转子处的热变形或不均匀热能添加或去除、或转子处的机械应力引起。
本文描绘和描述了可变刚度阻尼系统的实施例。本文提供的阻尼系统允许弹性屈曲行为以在没有塑性变形的情况下吸收大量机械能。阻尼系统的弹性屈曲行为允许在各种涡轮发动机操作状况下降低转子动态响应。本文提供的可变刚度阻尼系统可提供特别适用于高不平衡涡轮发动机操作的益处，例如减轻由弓形转子启动、叶片脱落情况、异物碎片吸入、或转子组件相对于轴向中心线的其他偏心、或其他高不平衡操作状况引起的损坏。
本文提供的阻尼系统的实施例允许经由弹性屈曲吸收能量以从大变形恢复形状或形式。本文提供的阻尼系统允许与挤压膜阻尼器和减震器相关的优点以提供高容量阻尼。此外，本文提供的阻尼系统的实施例由于较高的径向间隙可允许较低的阻尼，例如为正常或标称操作提供改进的冷稳定性裕度。
本文提供的阻尼系统可提供优于已知阻尼系统和其他系统(诸如涡轮发动机)的益处。益处可包括在弓形转子操作和高周疲劳不平衡期间减少响应。阻尼系统还可以减少非同步振动、避免转子涡动，并在润滑剂损失的情况下提供稳定的操作。阻尼系统可以减少或消除涡轮发动机驱动(即，在不燃烧的情况下施加能量来旋转转子组件)，这可以允许减少商用飞行器操作或特别是短途飞行的周转时间。本文提供的阻尼系统可允许转子与周围静态结构之间的减小或更紧密的间隙，这允许提高效率(例如，在压缩机区段或涡轮区段处)，这允许降低比燃料消耗。更进一步地，阻尼系统的实施例允许减少的高周疲劳和相关故障、较低的非同步振动(NSV)和较低的发动机相关振动噪声(EVRN)。应当理解，当应用于飞行器涡轮发动机时，这样的益处可以允许发动机和飞行器在迄今为止已知的飞行器和涡轮发动机无法获得的条件下操作。
现在参考附图，图1是本文中称为“发动机10”的示例性燃气涡轮发动机10的示意局部横截面侧视图，该发动机10可并入本发明的各种实施例。发动机10可以特别地被构造为用于飞行器的燃气涡轮发动机。尽管在本文中进一步描述为涡轮风扇发动机，但是发动机10可以限定涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机或涡轮喷气燃气涡轮发动机，包括船舶和工业发动机以及辅助动力单元。如图1所示，发动机10具有延伸通过其中的纵向或轴向中心线轴线12，以用于参考目的。轴向方向A与供参考的轴向中心线轴线12同向地延伸。发动机10还限定上游端99和下游端98以供参考。通常，发动机10可包括风扇组件14和设置在风扇组件14下游的核心发动机16。
核心发动机16可大体上包括限定环形入口20的基本上管状外壳18。外壳18以串行流动关系包围或至少部分地形成：压缩机区段，其具有增压器或低压(LP)压缩机22、高压(HP)压缩机24；燃烧区段26；涡轮区段，其包括高压(HP)涡轮28、低压(LP)涡轮30；以及喷射排气喷嘴区段32。高压(HP)转子轴34将HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24。低压(LP)转子轴36将LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22。LP转子轴36还可以连接到风扇组件14的风扇轴38。在特定实施例中，如图1所示，LP转子轴36可以经由减速齿轮40例如以间接驱动或齿轮驱动构造连接到风扇轴38。
如图1所示，风扇组件14包括联接到风扇轴38并从风扇轴38径向向外延伸的多个风扇叶片42。环形风扇壳体或机舱44可周向围绕风扇组件14和/或核心发动机16的至少一部分。本领域普通技术人员应当理解，机舱44可以被构造为由多个周向间隔开的出口导向轮叶或支柱46相对于核心发动机16被支撑。此外，机舱44的至少一部分可以在核心发动机16的外部分上延伸，以在它们之间限定旁通气流通道48。然而，应当理解，发动机10的各种构造可以省略机舱44，或者省略机舱44围绕风扇叶片42延伸，例如以提供发动机10的开放式转子或螺旋桨风扇构造。
应当理解，轴34、36，压缩机22、24和涡轮28、30的组合限定发动机10的转子组件90。例如，HP轴34、HP压缩机24和HP涡轮28可以限定发动机10的高速或HP转子组件。类似地，LP轴36、LP压缩机22和LP涡轮30的组合可以限定发动机10的低速或LP转子组件。发动机10的各种实施例还可以包括风扇轴38和风扇叶片42作为LP转子组件。在其他实施例中，发动机10可以进一步限定风扇转子组件，该风扇转子组件经由风扇轴38和减速齿轮40至少部分地与LP线轴机械分离。更进一步的实施例可以进一步限定一个或多个中间转子组件，该中间转子组件由中压压缩机、中压轴以及设置在LP转子组件和HP转子组件之间(相对于串行空气动力学流动布置)的中压涡轮限定。
在发动机10的操作期间，由箭头74示意性示出的空气流进入发动机10的由风扇壳体或机舱44限定的入口76。由箭头80示意性示出的一部分空气通过至少部分地经由外壳18限定的核心入口20进入核心发动机16。空气流80在流过压缩机22、24的连续级时被越来越多地压缩，例如由箭头82示意性示出。压缩空气82进入燃烧区段26并与液体或气体燃料混合并被点燃，以产生燃烧气体86。燃烧气体86在从喷射排气喷嘴区段32排出之前释放能量以驱动HP转子组件和LP转子组件的旋转。来自燃烧气体86的能量释放进一步驱动包括风扇叶片42的风扇组件14的旋转。一部分空气74绕过核心发动机16并流过旁通气流通道48，例如由箭头78示意性示出。
发动机10还包括设置在发动机10的转子组件90处的静态结构100。静态结构100通常可形成轴承座或结构框架以支撑静态至旋转界面(interface)。静态结构100均支撑转子组件90的旋转。静态结构100的实施例通常可包括内壳和外壳以及歧管或导管，以供应和清除轴承组件处的润滑剂、阻尼流体或其他合适的流体。导管向静态结构100内的一个或多个轴承元件160提供润滑剂和/或阻尼或缓冲流体流，以及从静态结构100内的一个或多个轴承元件160抽取润滑剂和/或阻尼或缓冲流体流。轴承元件160进一步联接到一个或多个转子组件90，并且直接或间接联接到轴承座100。静态结构100还可以包括提供空气、润滑剂或其他流体108的流的阻尼系统300(图2-10)，以在发动机10的操作期间抑制或限制来自转子组件90的振动、振荡或不平衡。静态结构100和轴承元件160通常需要润滑剂(诸如油)来启用转子组件的旋转，减少静态结构100和/或轴承元件160处的热量或热积聚，并提供来自转子组件90的旋转的振动的阻尼。
包括阻尼系统300的静态结构100的各种实施例可设置位于发动机10的一个或多个轴承组件160位置处。例如，静态结构100可以联接到LP转子组件、HP转子组件或一个或多个中压或速度转子组件。作为另一个示例，静态结构100可以联接到发动机10的后部，例如燃烧区段26处或后方。
现在参考图2-10，提供了阻尼系统300的示例性实施例。本文提供的阻尼系统300可以包括在关于图1描绘和描述的发动机10处。在特定实施例中，阻尼系统300可定位在静态结构100和轴承元件160之间，以提供本文所述的一种或多种益处。
提供了限定第一方向101、第二方向102和第三方向103的坐标投影。应当理解，第一方向101、第二方向102和第三方向103通常彼此垂直。然而，应当进一步理解，第三方向103可以相对于轴向中心线轴线(例如，发动机10的轴向中心线轴线12)至少部分地沿周向方向延伸。因此，在某些实施例中，第二方向102可以相对于轴向中心线轴线至少部分地沿径向方向延伸。更进一步地，第一方向101可以与发动机10的轴向方向A基本同向地延伸。
阻尼系统300包括各自沿第一方向101延伸的第一壁310和第二壁320。第一壁310和第二壁320沿第二方向102分开，例如垂直于第一方向101分开。内弹簧330定位在第一壁310和第二壁320之间，例如沿第二方向102定位在第一壁310和第二壁320之间。内弹簧330包括第一构件332和第二构件334，每个构件在远端105处联接在一起，例如通过内缓冲器336沿第一方向101在远端105处联接在一起。第一构件332和第二构件334各自定型为例如沿第二方向102朝向彼此。第一构件332、第二构件334和内缓冲器336在它们之间形成腔104。在某些实施例中，第一构件332、第二构件334和内缓冲器336一起形成大致椭圆形的腔104，其中构件332、334定型为朝向彼此。在各种实施例中，远端105相对于腔104(例如腔104的中心点的远端)沿第一方向101定位。
阻尼系统300还包括定位在内弹簧330和第一壁310或第二壁320之间的外弹簧340。在某些实施例中，一个或多个外弹簧340(例如第一外弹簧1340)沿第二方向102定位在内弹簧330和第一壁310之间。在某些实施例中，一个或多个外弹簧340(例如第二外弹簧2340)沿第二方向102定位在内弹簧330和第二壁320之间。外弹簧340包括朝向内弹簧330定型(例如沿第二方向102定型)的弹簧臂342。外弹簧340包括定位在内缓冲器336和第一壁310或第二壁320之间的外缓冲器346。在某些实施例中，外缓冲器346沿第二方向102定位在内缓冲器336和第一壁310之间。在某些实施例中，外缓冲器346沿第二方向102定位在内缓冲器336和第二壁320之间。在各种实施例中，第一外弹簧1340处的外缓冲器346可选择性地联接到第一壁310和内弹簧330处的内缓冲器336。在各种实施例中，第二外弹簧2340处的外缓冲器346可选择性地联接到第二壁320和内弹簧330处的内缓冲器336。
内缓冲器336和外缓冲器346基于施加到阻尼系统300的负载91可选择性地彼此联接。内缓冲器336和外缓冲器346选择性地彼此打开和关闭。在阻尼系统300的标称条件下，内缓冲器336和外缓冲器345通常间隔开，例如在间隙140处描绘的。在各种实施例中，例如在标称条件下，外缓冲器346通常与第一壁310和第二壁320间隔开，例如在间隙140处描绘的。
简要地参考图5-7，大体上提供了阻尼系统300在各种负载下的描述。在应用到系统或设备的阻尼系统300的一个实施例(例如图1中描绘和描述的发动机10的实施例)中，发动机10在操作期间从转子组件90产生热负载和离心负载，这些作为发动机10的操作参数或操作状况的函数而变化。例如，随着转子组件90的旋转速度增加，发动机10产生越来越大的推力。推力的增加幅度对应于沿负载方向91增加的负载。作为另一个示例，由于外弹簧340和内弹簧330的刚度不同，基本上对应于增加推力负载和增加温度而增加转子组件90的旋转速度导致间隙140向零减小。因此，操作参数通常可以包括发动机10的推力输出、提供给阻尼系统300的流体的温度、或转子组件90的旋转速度、或本文描述的各种不平衡条件、或其组合中的一个或多个。
在特定实施例中，间隙140限定了大约0.015毫米的标称或零负载间隙。然而，应当理解，间隙140是基于发动机10的构造限定的。因此，标称或零负载间隙条件可能更大或更小。阻尼系统300可允许对应于操作参数或发动机状况和发动机10处的期望刚度选择性地打开和关闭间隙140(即，缓冲器336、346和/或壁310、320的选择性联接)。作为另一个示例，在相对低功率条件(例如，启动和点火、怠速条件等)下，间隙140的存在允许沿负载方向91的较低负载传递。相反，在高功率条件(例如，满载条件、起飞等)或高不平衡条件下，间隙140为零，以允许沿负载方向91的满载传递。当发动机10在转子组件90处限定弓形转子条件时，负载条件的这种选择性变化可以进一步在各种条件下提供足够的刚度，同时允许在低功率条件下的自适应响应(例如，较低的振动响应)。
在各种实施例中，当发动机10处于异常负载操作状况下时，间隙140等于0。例如，异常负载操作状况通常包括发动机10的一种或多种高振动状况，包括但不限于由转子组件90的相对高的不平衡引起的一种或多种状况，或转子组件90相对于周围壳体(例如包括静态结构100)的高偏心状况。作为另一示例，异常负载操作状况基于叶片释放事件(例如，转子组件90的旋转翼型件(包括但不限于一个或多个风扇叶片42)的全部或部分的丢失或分离)或叶片撞击事件(例如但不限于内部或外来物体碎片损坏)中的一个或多个。此类内部或外来物体碎片损坏可包括但不限于鸟击、冰雹、污垢和泥土以及发动机部件破损或脱出。
在某些实施例中，内缓冲器336和外缓冲器346一起形成界面142，缓冲器336、346在界面142处彼此联接。在特定实施例中，界面142沿第一方向101和第二方向102延伸。界面142沿第一方向101和第二方向102的延伸允许阻尼系统300反应或转换来自相应方向101、102的运动(例如，径向和轴向负载或运动)。界面142通常可以相对于轴向中心线轴线12(图1)倾斜或偏斜。在某些实施例中，角度的范围可以锐角地在0度和75度之间、或0度和60度之间、或0度和45度之间。此外，应当理解，角度的范围可以在0度和-75度之间、0度和-60度之间、或0度和-45度之间。
返回参考图2-10，在一些实施例中，阻尼系统300包括连接到第一壁310的第一基部352。第一外弹簧1340和内弹簧330各自连接到第一基部352。第一基部352可大体沿第二方向102延伸，并且将第一外弹簧1340和内弹簧330定位成沿第二方向102彼此间隔开。
阻尼系统300可以包括连接到第二壁320的第二基部354。第二外弹簧2340和内弹簧330各自连接到第二基部354。第二基部354可大体沿第二方向102延伸，并且将第二外弹簧2340和内弹簧330定位成沿第二方向102彼此间隔开。
第一构件332、第二构件334和弹簧臂342可大体沿第一方向101延伸。在特定实施例中，第一构件332、第二构件334和弹簧臂342可大体沿第一方向101从相应基部352、354延伸。第一构件332、第二构件334和弹簧臂342在标称负载条件下可各自大体沿第二方向102彼此间隔开，例如本文关于缓冲器336、346和间隙140所描述的。阻尼系统300的各种实施例包括定位在弹簧臂342的远端105处的一对外缓冲器346。进一步实施例包括定位在第一构件332和第二构件334的远端105处的一对内缓冲器336。缓冲器336、346沿第二方向102以相邻布置定位，例如以允许缓冲器336、346彼此选择性地直接联接。
现在参考图3-4，提供了定位在发动机10处的阻尼系统300的示例性实施例。阻尼系统300沿第二方向102定位在静态结构100和轴承元件160之间。轴承元件160包括滚动元件或流体膜162和轴承座圈164。轴承座圈164联接到阻尼系统300的第二壁320。静态结构100联接到第一壁310。
在一个实施例中，如图3所示，静态结构100包括开口107，以允许润滑剂或阻尼流体108流入形成在静态结构100和阻尼系统300之间的气室(plenum)106。在特定实施例中，气室106形成在静态结构100和阻尼系统300的第一壁310之间。定位在静态结构100和阻尼系统300之间的气室106可以与阻尼系统300的多变量刚度元件形成挤压膜阻尼器。
在另一个实施例中，如图4所示，静态结构100包括开口107，以允许润滑剂或阻尼流体108流入形成为通过阻尼系统300的通道360。通道360在内弹簧330处与腔104流体连通。通向腔104的通道360允许润滑剂或阻尼流体进入腔104，从而在腔104处形成挤压膜阻尼器。在一个实施例中，通道360沿第二方向102延伸并形成为通过第一基部352、外弹簧340和内弹簧330。在特定实施例中，内弹簧330包括穿孔338。在一些实施例中，穿孔338延伸通过与腔104流体连通的内弹簧330。在一个实施例中，穿孔338形成在基部352、354中的一个或两者与内缓冲器336之间的内弹簧330处。在特定实施例中，穿孔338形成为通过第一构件332、第二构件334或两者。
在操作期间，例如在转子组件90的高偏心操作(例如，弓形转子、叶片脱落、异物碎片、叶片释放或其他高不平衡操作)期间的动态压力通过通道360将润滑剂挤压到中心压力腔104中。通过通道360的流体流的速度可取决于转子组件的偏心的大小。例如，更高速度的流动提供更大的阻尼。在某些条件(例如高不平衡操作)下，阻尼系统300至少部分地由于来自通过穿孔338的流体流的增加的粘性力而提供更高阻尼，例如以提高阻尼容量。此外，对于相对冷的流体流(例如，冷润滑剂，诸如在启动或初始发动机操作期间)，激励处于低偏心率，例如以提供较低阻尼。因此，可以在不对标称振动产生不利影响的情况下(例如在低偏心率或标称条件下)提高发动机稳定性裕度。
在某些实施例中，阻尼系统300包括外弹簧340和内弹簧330作为单个一体的整体式结构或部件。在各种实施例中，包括第一壁310、第二壁320和弹簧330、340的阻尼系统300是单个一体的整体式结构或部件。整体式部件可以经由3D打印或增材制造处理形成。在另一个实施例中，阻尼系统300包括形状记忆合金。例如，阻尼系统300通常包括构造成基于第一操作参数限定第一形状并基于不同于第一操作参数的第二操作参数限定第二形状(不同于第一形状)的材料。形状记忆合金通常随着操作参数改变而返回到第一形状和第二形状以及从第一形状和第二形状返回。因此，在一个实施例中，阻尼系统300包括限定双向记忆效应的形状记忆合金。在各种实施例中，阻尼系统300包括但不限于镍、钛、锌、铜、金或铁，或其组合。
在某些实施例中，阻尼系统300的部分可以包括基于设备、操作状况或期望响应的各种厚度、角度、间隙或通道容积。在一个实施例中，弹簧臂342可以包括不同于第一构件332和第二构件334中的一个或两者的第一厚度或横截面面积。在另一个实施例中，第一构件332可以包括不同于第二构件334的第二厚度或横截面面积。在各种实施例中，两个或更多个弹簧臂342可以包括彼此不同的厚度或横截面面积。例如，第一外弹簧1340处的弹簧臂342可以包括与第二外弹簧2340处的弹簧臂342不同的厚度或横截面面积。在另一个实例中，一个或多个第一外弹簧1340处的弹簧臂342可以包括与一个或多个其他第一外弹簧1340不同的厚度或横截面面积。在又一个实例中，一个或多个第二外弹簧2340处的弹簧臂342可以包括与一个或多个其他第二外弹簧2340不同的厚度或横截面面积。
在各种实施例中，弹簧臂342、第一构件332和第二构件334可以包括厚度变化。在一个实施例中，例如图8所示，厚度变化可以形成正弦分布。在特定实施例中，正弦分布可沿第一方向101形成或延伸。在另一个实施例中，例如图9所示，弹簧臂342可以成角度地延伸，例如三角波。在又一个实施例中，例如图10所示，弹簧臂342可具有彼此不同的厚度。在其他实施例中，弹簧臂342、第一构件332和第二构件334可以沿第一方向101笔直地延伸或与第一壁310或第二壁320同向延伸。在其他实施例中，弹簧臂342、第一构件332和第二构件334可以以锐角延伸。在各种实施例中，弹簧臂342、第一构件332或第二构件334可以相对于彼此对称或不对称。在各种实施例中，间隙140可以在壁310、320中的一个或两者与外缓冲器346之间不同，或者可以在外缓冲器346和内缓冲器336之间相对于彼此或相对于壁310、320中的一个或两者不同。
返回参考图1，发动机10还可以包括控制器210。通常，控制器210可以对应于任何合适的基于处理器的装置，包括一个或多个计算装置。例如，图1图示了可以包括在控制器210内的合适部件的一个实施例。如图1所示，控制器210可以包括被构造为执行多种计算机实施的功能(例如，经由通过通道360的流体的流率、压力和/或温度调节或调整阻尼系统300处的温度)的处理器212和相关联的存储器214。
如本文所用，术语“处理器”不仅指本领域中称为包括在计算机中的集成电路，而且指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和其他可编程电路。此外，存储器214通常可以包括存储器元件，包括但不限于计算机可读介质(例如随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如闪存)、光盘-只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字多功能盘(DVD)和/或其他合适的存储器元件或其组合。在各种实施例中，控制器210可以限定全权限数字发动机控制器(FADEC)、螺旋桨控制单元(PCU)、发动机控制单元(ECU)或电子发动机控制(EEC)中的一个或多个。
如图所示，控制器210可以包括存储在存储器214中的控制逻辑216。控制逻辑216可以包括指令，该指令在由一个或多个处理器212执行时使一个或多个处理器212执行操作，诸如调节或改变阻尼系统300的刚度或阻尼响应。操作可以包括选择性地使流体108流到腔104，以调节第一壁310、第二壁320、内缓冲器336和外缓冲器346中的两个或更多个之间的间隙140。操作可以包括选择性地使流体108流到第一壁310和静态结构100之间的气室106。操作可以包括至少基于流体108的物理参数选择性地调节间隙140。操作可以包括基于阻尼系统300的期望响应选择性地调节流体108的物理参数。阻尼系统300的期望响应可以至少部分地基于选择性地打开和关闭第一壁310、第二壁320、内缓冲器336和外缓冲器346中的两个或更多个之间的间隙140。阻尼系统300的期望响应可以至少部分地基于将流体108选择性地流到气室106。物理参数可以包括流体108的温度、粘度、密度、热通量、压力或其他物理参数中的一个或多个。
此外，如图1所示，控制器210还可以包括通信接口模块230。在各种实施例中，通信接口模块230可以包括用于发送和接收数据的相关联电子电路。因此，控制器210的通信接口模块230可用于从转子组件90、静态结构100、轴承元件160或靠近或附接到其以提供操作参数(例如推力输出、表面或流体温度、转速、振动或加速度、压力或流率)的传感器接收数据。此外，通信接口模块230还可以用于与发动机10的任何其他合适部件(包括被构造为监测发动机10的一个或多个操作参数的任意数量的传感器)通信。应当理解，通信接口模块230可以是合适的有线和/或无线通信接口的任意组合，并且因此可以经由有线和/或无线连接通信地联接到发动机10的一个或多个部件。因此，控制器210可以经由流体108通过通道360的流动来调整阻尼系统300的阻尼响应。在某些实施例中，控制器210可以调整热连通，例如提供给阻尼系统300和提供给腔104或气室106中的一个或多个的流体108的温度。
控制器210通常可以至少基于操作参数或发动机操作状况来调整流体流与阻尼系统200的热连通。更进一步地，控制器210可以调节与操作参数或发动机操作状况直接相关的阻尼系统300的阻尼响应(例如，随着操作参数的增加而增加温度，随着操作参数的减少而降低温度等)。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何合并的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质区别的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。
本发明的进一步方面由以下条项的主题提供：
1.一种阻尼系统，所述阻尼系统包括：第一壁，所述第一壁沿第一方向延伸；第二壁，所述第二壁沿所述第一方向延伸，其中所述第一壁与所述第二壁沿垂直于所述第一方向的第二方向分开；内弹簧，所述内弹簧沿所述第二方向定位在所述第一壁和所述第二壁之间，其中所述内弹簧包括第一构件和第二构件，所述第一构件和所述第二构件通过内缓冲器沿所述第一方向在远端处联接在一起，并且其中所述第一构件、所述第二构件和所述内缓冲器在它们之间形成腔；以及外弹簧，所述外弹簧沿所述第二方向定位在所述内弹簧和所述第一壁或所述第二壁之间，其中所述外弹簧包括成型为沿所述第二方向朝向所述内弹簧的弹簧臂，并且其中所述外弹簧包括沿所述第二方向定位在所述内缓冲器和所述第一壁或所述第二壁之间的外缓冲器，并且其中所述内缓冲器和所述外缓冲器基于施加到所述阻尼系统的负载而可选择性地彼此联接。
2.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中所述内缓冲器和所述外缓冲器一起形成沿所述第一方向和所述第二方向延伸的界面，其中所述内缓冲器和所述外缓冲器在所述界面处可选择性地联接。
3.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中所述外缓冲器可选择性地联接到所述第一壁或所述第二壁。
4.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中通过所述第一壁、所述外弹簧和所述内弹簧形成的通道在所述内弹簧处与所述腔流体连通。
5.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中所述第一壁、所述第二壁、所述外弹簧和所述内弹簧一起是一体的整体式部件。
6.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中所述外弹簧包括：第一外弹簧，所述第一外弹簧沿所述第二方向定位在所述第一壁和所述内弹簧之间；以及第二外弹簧，所述第二外弹簧沿所述第二方向定位在所述第二壁和所述内弹簧之间。
7.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中所述第一外弹簧处的所述外缓冲器可选择性地联接到所述第一壁和所述内弹簧处的所述内缓冲器，并且其中所述第二外弹簧处的所述外缓冲器可选择性地联接到所述第二壁和所述内弹簧处的所述内缓冲器。
8.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，所述阻尼系统包括：第一基部，所述第一基部连接到所述第一壁并沿所述第二方向延伸，其中所述第一外弹簧和所述内弹簧各自连接到所述第一基部，并且其中所述第一基部将所述第一外弹簧和所述内弹簧定位成沿所述第二方向彼此间隔开。
9.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，所述阻尼系统包括：第二基部，所述第二基部连接到所述第二壁并沿所述第二方向延伸，其中所述第二外弹簧和所述内弹簧各自连接到所述第二基部，并且其中所述第二基部将所述第二外弹簧和所述内弹簧定位成沿所述第二方向彼此间隔开。
10.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中所述第一构件、所述第二构件和所述弹簧臂各自沿所述第一方向延伸。
11.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中所述第一构件、所述第二构件和所述弹簧臂在标称负载条件下各自沿所述第二方向彼此间隔开。
12.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中所述外缓冲器和所述内缓冲器在标称负载条件下彼此间隔开。
13.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中所述第一构件包括穿孔，所述穿孔允许在所述内弹簧处流体连通到所述腔。
14.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中所述内弹簧在由所述第一构件、所述第二构件和所述内缓冲器形成的所述腔处形成基本上椭圆形的横截面。
15.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中所述内弹簧包括沿所述第一方向分开的远端处的一对所述内缓冲器，并且其中所述外弹簧包括沿所述第一方向分开的远端处的一对所述外缓冲器，并且其中所述外缓冲器在相应的远端处沿所述第二方向与所述内缓冲器间隔开并相邻。
16.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，所述阻尼系统包括：静态结构，所述静态结构连接到所述第一壁；轴承组件，所述轴承组件连接到所述第二壁。
17.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中所述静态结构、所述第一壁、所述外弹簧和所述内弹簧一起形成延伸通过其中的通道，所述通道在所述内弹簧处与所述腔流体连通，其中所述通道被构造为在所述腔处接收流体。
18.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中所述外弹簧处的所述弹簧臂包括第一厚度，所述第一厚度不同于所述内弹簧处的所述第一构件或所述第二构件中的一个或两者处的第二厚度。
19.根据本文的任何条项所述的阻尼系统，其中所述第一构件和所述第二构件各自成型为沿所述第二方向朝向彼此。
20.一种系统，所述系统包括：转子组件，所述转子组件经由轴承组件安装到静态结构，其中所述静态结构和所述轴承组件至少通过阻尼元件连接到彼此，其中所述阻尼元件包括：第一壁，所述第一壁沿第一方向延伸；第二壁，所述第二壁沿所述第一方向延伸，其中所述第一壁与所述第二壁沿垂直于所述第一方向的第二方向分开；内弹簧，所述内弹簧沿所述第二方向定位在所述第一壁和所述第二壁之间，其中所述内弹簧包括第一构件和第二构件，所述第一构件和所述第二构件各自通过内缓冲器沿所述第一方向在远端处联接在一起，其中所述第一构件和所述第二构件各自成型为沿所述第二方向朝向彼此，并且其中所述第一构件、所述第二构件和所述内缓冲器在它们之间形成腔；以及外弹簧，所述外弹簧沿所述第二方向定位在所述内弹簧和所述第一壁或所述第二壁之间，其中所述外弹簧包括成型为沿所述第二方向朝向所述内弹簧的弹簧臂，并且其中所述外弹簧包括沿所述第二方向定位在所述内缓冲器和所述第一壁或所述第二壁之间的外缓冲器，并且其中所述内缓冲器和所述外缓冲器基于施加到所述第一壁或所述第二壁的负载可选择性地彼此联接。
21.根据本文的任何条项所述的系统，其中所述系统是燃气涡轮发动机。

Claims (18)

1.一种阻尼系统，其特征在于，所述阻尼系统包括：
第一壁，所述第一壁沿第一方向延伸；
第二壁，所述第二壁沿所述第一方向延伸，其中所述第一壁与所述第二壁沿垂直于所述第一方向的第二方向分开；
内弹簧，所述内弹簧沿所述第二方向定位在所述第一壁和所述第二壁之间，其中所述内弹簧包括第一构件和第二构件，所述第一构件和所述第二构件通过内缓冲器沿所述第一方向在远端处联接在一起，并且其中所述第一构件、所述第二构件和所述内缓冲器在它们之间形成腔；以及
外弹簧，所述外弹簧沿所述第二方向定位在所述内弹簧和所述第一壁或所述第二壁之间，其中所述外弹簧包括成型为沿所述第二方向朝向所述内弹簧的弹簧臂，并且其中所述外弹簧包括沿所述第二方向定位在所述内缓冲器和所述第一壁或所述第二壁之间的外缓冲器，并且其中所述内缓冲器和所述外缓冲器基于施加到所述阻尼系统的负载而可选择性地彼此联接；
其中所述外弹簧进一步包括：
第一外弹簧，所述第一外弹簧沿所述第二方向定位在所述第一壁和所述内弹簧之间；以及
第二外弹簧，所述第二外弹簧沿所述第二方向定位在所述第二壁和所述内弹簧之间。
2.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，其中所述内缓冲器和所述外缓冲器一起形成沿所述第一方向和所述第二方向延伸的界面，其中所述内缓冲器和所述外缓冲器在所述界面处可选择性地联接。
3.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，其中所述外缓冲器可选择性地联接到所述第一壁或所述第二壁。
4.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，其中通过所述第一壁、所述外弹簧和所述内弹簧形成的通道在所述内弹簧处与所述腔流体连通。
5.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，其中所述第一壁、所述第二壁、所述外弹簧和所述内弹簧一起是一体的整体式部件。
6.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，其中所述第一外弹簧处的所述外缓冲器可选择性地联接到所述第一壁和所述内弹簧处的所述内缓冲器，并且其中所述第二外弹簧处的所述外缓冲器可选择性地联接到所述第二壁和所述内弹簧处的所述内缓冲器。
7.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，所述阻尼系统包括：
第一基部，所述第一基部连接到所述第一壁并沿所述第二方向延伸，其中所述第一外弹簧和所述内弹簧各自连接到所述第一基部，并且其中所述第一基部将所述第一外弹簧和所述内弹簧定位成沿所述第二方向彼此间隔开。
8.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，所述阻尼系统包括：
第二基部，所述第二基部连接到所述第二壁并沿所述第二方向延伸，其中所述第二外弹簧和所述内弹簧各自连接到所述第二基部，并且其中所述第二基部将所述第二外弹簧和所述内弹簧定位成沿所述第二方向彼此间隔开。
9.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，其中所述第一构件、所述第二构件和所述弹簧臂各自沿所述第一方向延伸。
10.根据权利要求9所述的阻尼系统，其特征在于，其中所述第一构件、所述第二构件和所述弹簧臂在标称负载条件下各自沿所述第二方向彼此间隔开。
11.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，其中所述外缓冲器和所述内缓冲器在标称负载条件下彼此间隔开。
12.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，其中所述内弹簧在由所述第一构件、所述第二构件和所述内缓冲器形成的所述腔处形成基本上椭圆形的横截面。
13.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，其中所述内弹簧包括沿所述第一方向分开的远端处的一对所述内缓冲器，并且其中所述外弹簧包括沿所述第一方向分开的远端处的一对所述外缓冲器，并且其中所述外缓冲器在相应的远端处沿所述第二方向与所述内缓冲器间隔开并相邻。
14.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，所述阻尼系统包括：
静态结构，所述静态结构连接到所述第一壁；
轴承组件，所述轴承组件连接到所述第二壁。
15.根据权利要求14所述的阻尼系统，其特征在于，其中所述静态结构、所述第一壁、所述外弹簧和所述内弹簧一起形成延伸通过其中的通道，所述通道在所述内弹簧处与所述腔流体连通，其中所述通道被构造成在所述腔处接收流体。
16.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，其中所述外弹簧处的所述弹簧臂包括第一厚度，所述第一厚度不同于所述内弹簧处的所述第一构件或所述第二构件中的一个或两者处的第二厚度。
17.根据权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，其中所述第一构件和所述第二构件各自成型为沿所述第二方向朝向彼此。
18.一种系统，其特征在于，所述系统包括：
转子组件，所述转子组件经由轴承组件安装到静态结构，其中所述静态结构和所述轴承组件至少通过阻尼元件连接到彼此，其中所述阻尼元件包括：
第一壁，所述第一壁沿第一方向延伸；
第二壁，所述第二壁沿所述第一方向延伸，其中所述第一壁与所述第二壁沿垂直于所述第一方向的第二方向分开；
内弹簧，所述内弹簧沿所述第二方向定位在所述第一壁和所述第二壁之间，其中所述内弹簧包括第一构件和第二构件，所述第一构件和所述第二构件各自通过内缓冲器沿所述第一方向在远端处联接在一起，其中所述第一构件和所述第二构件各自成型为沿所述第二方向朝向彼此，并且其中所述第一构件、所述第二构件和所述内缓冲器在它们之间形成腔；以及
外弹簧，所述外弹簧沿所述第二方向定位在所述内弹簧和所述第一壁或所述第二壁之间，其中所述外弹簧包括成型为沿所述第二方向朝向所述内弹簧的弹簧臂，并且其中所述外弹簧包括沿所述第二方向定位在所述内缓冲器和所述第一壁或所述第二壁之间的外缓冲器，并且其中所述内缓冲器和所述外缓冲器基于施加到所述第一壁或所述第二壁的负载可选择性地彼此联接；
其中所述第一构件包括穿孔，所述穿孔允许在所述内弹簧处流体连通到所述腔。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11021998B2 (en) * 2019-08-08 2021-06-01 General Electric Company Shape memory alloy sleeve support assembly for a bearing
FR3140397A1 (fr) * 2022-09-30 2024-04-05 Safran Aircraft Engines Ensemble de pièces pour turboréacteur dont une pièce est sujette à des coïncidences vibratoires et procédé de modification de la fréquence propre de cet ensemble de pièces
US12006829B1 (en) 2023-02-16 2024-06-11 General Electric Company Seal member support system for a gas turbine engine
US12116896B1 (en) 2023-03-24 2024-10-15 General Electric Company Seal support assembly for a turbine engine

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5374039A (en) * 1992-08-24 1994-12-20 Lord Corporation Fluid-and-elastomer support device
US5531522A (en) * 1987-05-29 1996-07-02 Kmc, Inc. Fluid dampened support having variable stiffness and damping
EP1122102A2 (de) * 2000-02-04 2001-08-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Federbein
US6655667B1 (en) * 1999-05-27 2003-12-02 Firma Carl Freudenberg Hydraulic damper bearing
CN102182787A (zh) * 2003-08-27 2011-09-14 贝尔直升机泰克斯特龙公司 双弹簧刚度阻尼器
CN102705427A (zh) * 2012-06-12 2012-10-03 中国科学院工程热物理研究所 一种挤压油膜阻尼器
CN106536968A (zh) * 2014-01-02 2017-03-22 库博标准汽车配件有限公司 多级可电切换的发动机安装组件
US9746029B1 (en) * 2016-04-18 2017-08-29 General Electric Company Bearing
CN107420201A (zh) * 2016-04-22 2017-12-01 通用电气公司 用于可变挤压膜阻尼器的系统及方法
CN108799399A (zh) * 2017-05-03 2018-11-13 通用电气公司 挤压膜阻尼器组件
US10156159B1 (en) * 2017-08-22 2018-12-18 General Electric Company Squeeze film damper for a gas turbine engine
US10753391B1 (en) * 2019-04-05 2020-08-25 Raytheon Technologies Corporation Compact centering spring configuration, retention, and bladeout features

Family Cites Families (83)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2602009A (en) 1948-07-28 1952-07-01 Napier & Son Ltd Bearing mounting
US4044977A (en) * 1976-04-16 1977-08-30 Caterpillar Tractor Co. Bushing type mount with triple spring rate
US4178046A (en) * 1976-05-24 1979-12-11 The Garrett Corporation Foil bearing
US4084861A (en) 1976-11-11 1978-04-18 United Technologies Corporation Thrust bearing damping means
US4262975A (en) * 1979-10-01 1981-04-21 Mechanical Technology Incorporated Compliant journal bearing with angular stiffness gradient
GB2111136A (en) 1981-12-09 1983-06-29 Rolls Royce Skid control in rolling bearings
EP0095196B1 (de) 1982-05-26 1986-11-12 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Federnde Stützeinrichtung für Wellenlager von schnelllaufenden Rotoren, insbesondere von Turbomaschinen
US4527910A (en) 1984-04-05 1985-07-09 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Dual clearance squeeze film damper
US5743654A (en) * 1987-05-29 1998-04-28 Kmc, Inc. Hydrostatic and active control movable pad bearing
US5421655A (en) * 1987-05-29 1995-06-06 Kmc, Inc. Fluid dampened support having variable stiffness and damping
US5603574A (en) * 1987-05-29 1997-02-18 Kmc, Inc. Fluid dampened support having variable stiffness and damping
FR2631668B2 (fr) * 1988-01-15 1993-11-12 Hutchinson Supports elastiques de suspension
US4867655A (en) 1988-03-14 1989-09-19 United Technologies Corporation Variable stiffness oil film damper
US4947639A (en) 1988-05-12 1990-08-14 United Technologies Corporation Apparatus and method for supporting a rotating shaft in a rotary machine
US5372431A (en) * 1988-10-25 1994-12-13 Ide; Russell D. Hydrodynamic bearings having spaced bearing pads and methods of making same
DE3938770A1 (de) 1989-11-23 1991-05-29 Mtu Muenchen Gmbh Verfahren und vorrichtung zur regulierung der daempfung von rotierenden massen
US4992024A (en) 1989-12-13 1991-02-12 Allied-Signal Inc. Multi-film fluid bearing damper
US5052828A (en) 1990-05-25 1991-10-01 General Electric Company Bearing assembly for use in high temperature operating environment
US5178400A (en) 1991-01-14 1993-01-12 General Electric Company Squeeze film damper seal
JPH0519641U (ja) 1991-08-29 1993-03-12 日産自動車株式会社 高速回転体の軸受装置
US5169241A (en) 1991-10-04 1992-12-08 General Electric Company Squeeze film shaft damper oil system
US5205652A (en) 1992-08-18 1993-04-27 Williams International Corporation Nonlinear spring supported hydrodynamic bearing
US5344239A (en) 1992-11-25 1994-09-06 General Electric Company Squeeze film bearing damper with annular end plenums
JPH06200933A (ja) 1992-12-28 1994-07-19 Hitachi Ltd 転がり軸受の支持構造
DE69433065T2 (de) 1993-03-18 2004-06-03 Saurer Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Zuführung von Schmiermittel an ein Wälzlager
US5658125A (en) 1995-02-28 1997-08-19 Allison Engine Company, Inc. Magnetic bearings as actuation for active compressor stability control
US6536953B1 (en) 2000-11-08 2003-03-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Bearing mount system for reducing vibration
JP2003139134A (ja) 2001-11-06 2003-05-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd スクィーズフィルムダンパ軸受
FR2835898B1 (fr) * 2002-02-12 2004-04-23 Michelin Avs Articulation hydroelastique avec canal de surpression a section variable
US6796408B2 (en) 2002-09-13 2004-09-28 The Boeing Company Method for vibration damping using superelastic alloys
US7343832B2 (en) * 2003-02-14 2008-03-18 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Torsional vibration damper
JP2004278744A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 Exedy Corp ダンパー機構及びダンパーディスク組立体
US7267196B2 (en) 2004-02-12 2007-09-11 The Boeing Company Method and apparatus for reducing acoustic noise
US7097413B2 (en) 2004-05-12 2006-08-29 United Technologies Corporation Bearing support
US7692347B2 (en) 2004-10-12 2010-04-06 Nissan Motor Co., Ltd. Vibration damping for a rotating shaft
US20060269357A1 (en) 2005-05-31 2006-11-30 United Technologies Corporation Rotating shaft coupling assembly
US7329048B2 (en) 2005-07-19 2008-02-12 Rolls-Royce Corporation Self contained squeeze film damping system
US7625121B2 (en) 2005-09-28 2009-12-01 Elliott Company Bearing assembly and centering support structure therefor
FR2895936B1 (fr) 2006-01-12 2010-06-04 Michelin Soc Tech Structure porteuse pour appui de soutien et appui de soutien optimises
DE102006026123B3 (de) 2006-06-03 2008-01-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Dämpfen von Bewegungen eines um eine Rotorachse rotierenden Rotors und Lager zur Durchführung des Verfahrens
GB0615383D0 (en) 2006-08-03 2006-09-13 Rolls Royce Plc Fluid calming member
US7517152B1 (en) 2006-09-20 2009-04-14 Florida Turbine Technologies, Inc. Squeeze film damper with variable support stiffness
US7798720B1 (en) 2006-11-16 2010-09-21 Florida Turbine Technologies, Inc. Squeeze film damper with highly variable support stiffness
GB2444935B (en) 2006-12-06 2009-06-10 Rolls Royce Plc A turbofan gas turbine engine
GB0812832D0 (en) 2008-07-15 2008-08-20 Rolls Royce Plc A centering device
US8182153B2 (en) 2009-02-27 2012-05-22 General Electric Company Bearing damper with spring seal
GB0922189D0 (en) 2009-12-21 2010-02-03 Rolls Royce Plc Bearing assembly
US8845277B2 (en) 2010-05-24 2014-09-30 United Technologies Corporation Geared turbofan engine with integral gear and bearing supports
FR2976316B1 (fr) 2011-06-08 2013-06-14 Snecma Turbomachine comportant un palier flottant de guidage d'un arbre de turbomachine
US8834095B2 (en) 2011-06-24 2014-09-16 United Technologies Corporation Integral bearing support and centering spring assembly for a gas turbine engine
US8992161B2 (en) * 2011-08-26 2015-03-31 Honeywell International Inc. Gas turbine engines including broadband damping systems and methods for producing the same
US9046001B2 (en) * 2011-08-29 2015-06-02 Honeywell International Inc. Annular bearing support dampers, gas turbine engines including the same, and methods for the manufacture thereof
US8727632B2 (en) 2011-11-01 2014-05-20 General Electric Company Bearing support apparatus for a gas turbine engine
US9476320B2 (en) 2012-01-31 2016-10-25 United Technologies Corporation Gas turbine engine aft bearing arrangement
US9140137B2 (en) 2012-01-31 2015-09-22 United Technologies Corporation Gas turbine engine mid turbine frame bearing support
JP5933352B2 (ja) 2012-06-08 2016-06-08 加藤　平三郎 補助軸受装置
US9297310B2 (en) 2012-10-18 2016-03-29 General Electric Company Part load performance improvement using deformable bore plugs
GB201310834D0 (en) 2013-06-18 2013-07-31 Rolls Royce Plc Bearing arrangement
WO2014204633A1 (en) * 2013-06-21 2014-12-24 United Technologies Corporation Nonlinear rolling bearing radial support stiffness
DE102013216598B4 (de) 2013-08-21 2016-12-22 MTU Aero Engines AG Sicherungseinrichtung für eine Lageranordnung eines Rotors einer Turbomaschine
US9121448B2 (en) * 2013-10-11 2015-09-01 General Electric Company Hermetically sealed damper assembly and methods of assembling same
WO2015094421A1 (en) * 2013-12-19 2015-06-25 United Technologies Corporation Gas turbine engine having energy dissipating gap and containment layer
US9777592B2 (en) 2013-12-23 2017-10-03 Pratt & Whitney Canada Corp. Post FBO windmilling bumper
US9777596B2 (en) 2013-12-23 2017-10-03 Pratt & Whitney Canada Corp. Double frangible bearing support
JP6392371B2 (ja) 2014-04-11 2018-09-19 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ タービン中央フレームフェアリングアセンブリ
DE102014220317A1 (de) 2014-10-07 2016-04-07 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Fluggasturbinentriebwerk mit Stoßdämpfungselement für Fanschaufelverlust
GB201421880D0 (en) 2014-12-09 2015-01-21 Rolls Royce Plc Bearing structure
US10612560B2 (en) 2015-01-13 2020-04-07 General Electric Company Composite airfoil with fuse architecture
EP3115564A1 (en) 2015-07-09 2017-01-11 General Electric Company Bearing housing and related bearing assembly for a gas turbine engine
US9909451B2 (en) 2015-07-09 2018-03-06 General Electric Company Bearing assembly for supporting a rotor shaft of a gas turbine engine
GB201514921D0 (en) 2015-08-21 2015-10-07 Rolls Royce Plc Actuator control
US10077782B2 (en) * 2015-09-30 2018-09-18 Siemens Aktiengesellschaft Adaptive blade tip seal assembly
US9869205B2 (en) 2015-11-23 2018-01-16 General Electric Company Bearing outer race retention during high load events
US10436064B2 (en) 2016-02-12 2019-10-08 United Technologies Corporation Bowed rotor start response damping system
US9879750B2 (en) * 2016-02-25 2018-01-30 United Technologies Corporation Systems and methods for oil damping with textured damper surfaces
JP6839565B2 (ja) 2017-02-24 2021-03-10 本田技研工業株式会社 スクイズフィルムダンパベアリング装置
JP6934729B2 (ja) 2017-02-24 2021-09-15 本田技研工業株式会社 スクイズフィルムダンパベアリング装置
CA3000360C (en) 2017-04-14 2020-05-26 General Electric Company Support assembly having variable stiffness member
US10801366B2 (en) 2018-05-15 2020-10-13 General Electric Company Variable stiffness bearing housing
EP3818281A4 (en) * 2018-07-06 2022-05-04 AUT Ventures Limited STRUCTURAL CONNECTOR
US10641325B1 (en) * 2018-10-12 2020-05-05 Pratt & Whitney Canada Corp. Damping device for a bearing housing
US10815831B2 (en) * 2018-12-18 2020-10-27 General Electric Company Bearing support including hermetic squeeze film damper and accumulator volume
US11021998B2 (en) * 2019-08-08 2021-06-01 General Electric Company Shape memory alloy sleeve support assembly for a bearing

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5531522A (en) * 1987-05-29 1996-07-02 Kmc, Inc. Fluid dampened support having variable stiffness and damping
US5374039A (en) * 1992-08-24 1994-12-20 Lord Corporation Fluid-and-elastomer support device
US6655667B1 (en) * 1999-05-27 2003-12-02 Firma Carl Freudenberg Hydraulic damper bearing
EP1122102A2 (de) * 2000-02-04 2001-08-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Federbein
CN102182787A (zh) * 2003-08-27 2011-09-14 贝尔直升机泰克斯特龙公司 双弹簧刚度阻尼器
CN102705427A (zh) * 2012-06-12 2012-10-03 中国科学院工程热物理研究所 一种挤压油膜阻尼器
CN106536968A (zh) * 2014-01-02 2017-03-22 库博标准汽车配件有限公司 多级可电切换的发动机安装组件
US9746029B1 (en) * 2016-04-18 2017-08-29 General Electric Company Bearing
CN107420201A (zh) * 2016-04-22 2017-12-01 通用电气公司 用于可变挤压膜阻尼器的系统及方法
CN108799399A (zh) * 2017-05-03 2018-11-13 通用电气公司 挤压膜阻尼器组件
US10156159B1 (en) * 2017-08-22 2018-12-18 General Electric Company Squeeze film damper for a gas turbine engine
US10753391B1 (en) * 2019-04-05 2020-08-25 Raytheon Technologies Corporation Compact centering spring configuration, retention, and bladeout features

Also Published As

Publication number Publication date
US20220154580A1 (en) 2022-05-19
CN114542636A (zh) 2022-05-27
US11674397B2 (en) 2023-06-13

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