CN115176080A - 飞行器机舱的推力反向器的前框架和叶栅 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括飞行器机舱的推力反向器结构的前框架(602)以及至少一个叶栅(603)的组件(601)。组件的特征在于，当叶栅固定到框架时，将叶栅上游的第一叶片(605)与位于叶栅的延伸部和前框架之间的覆盖区域(606)分开的轴向距离(L)大于或等于叶栅的平均高度(h)的一倍。

Description

飞行器机舱的推力反向器的前框架和叶栅
技术领域
本发明涉及飞行器涡轮喷气发动机机舱的领域。特别地，涉及配备这些机舱的推力反向系统，更具体地，涉及包括用于这种推力反向系统的前框架和多个偏转格栅的组件。
背景技术
现有技术特别包括文献US-A-4 177 639，RU-C1-2 145 672以及EP-A1-1 176302。
推力反向系统或推力反向器现在广泛用于飞行器机舱，特别是容纳有双流式涡轮喷气发动机的机舱。以已知的方式，这种涡轮喷气发动机通过旋转风扇的叶片产生来自燃烧室的热空气流(被称为主流)和通过环形通道在涡轮喷气发动机的外部流通的冷空气流(被称为次级流)，该环形通道在涡轮喷气发动机的整流罩与机舱的内壁之间形成。两个空气流随后通过机舱的后部从涡轮喷气发动机喷出，从而产生推力。
在这种构造中，推力反向器的作用是在飞行器的着陆阶段，通过将由涡轮喷气发动机产生的推力的至少一部分向前重新引导来提高飞行器在地面上的制动能力。特别地，当推力反向器运作时，推力反向器阻塞了冷空气流(即次级流)的环形通道，并且引导该流朝向机舱前部，从而产生反推力。
用于重新引导冷空气流所实施的方式根据反向器的类型而有所不同。然而，在所有情况下，推力反向器的结构包括可动盖，该可动盖可以在一方面伸出位置(也被称为推力反向位置)和另一方面缩回位置(也被称为直接喷射位置)之间移位，在该伸出位置，这些可动盖为转向的流打开机舱中的通道，在该缩回位置，这些可动盖关闭该通道。因此，这些盖可以用于激活其他偏转装置，例如襟翼。在这种情况下，由可动盖的移位激活的襟翼至少部分地阻塞了次级流在其中流通的通道。
另外，在具有偏转格栅的推力反向器的情况下，空气流被偏转格栅重新引导。
图1示意性地示出了飞行器机舱101的一部分，该部分包括根据现有技术的处于推力反向位置的推力反向器111。空气流的流通由箭头109表示，并且在下文中参照该流动方向使用术语上游和下游。
反向器101包括至少一个盖102，该盖可以相对于内部管道的固定结构103(被称为“内部固定结构(Inner Fixed Structure,IFS)”)移动。盖102具有外壁104和内壁105，该内壁在涡轮喷气发动机(未示出)的直接喷射位置界定了次级流流过的环形通道106的外壁。反向器还包括至少一个襟翼107，该襟翼铰接地安装到可动盖102。至少一个致动器(例如起重器(未示出))使可动盖102滑动并且导致一个或多个襟翼107关闭环形通道106。该襟翼107使次级流的至少一部分转向离开所述环形通道106而朝向偏转格栅110，从而产生反推力。
因此，次级流的重新引导可以由偏转格栅110实现，这取决于可动盖沿着轴线X(机舱围绕该轴线X延伸)的平移使这些偏转格栅被覆盖还是未被覆盖。偏转格栅110还在围绕环形通道106的环形区域中彼此相邻地布置，并且包括从上游延伸到下游的叶片115的系列。
区域112对应于推力反向器111的被称为前框架113的固定结构、偏转格栅110以及偏转边缘114之间的连接区域。该连接区域在图2中更详细地示出。
在已知的现有技术中，偏转格栅110通过前框架113附接到涡轮喷气发动机的壳体。被称为偏转边缘114的元件也附接到前框架，使得能够形成空气动力学线并且引导空气流朝向偏转格栅110，如箭头201所示。
在所示的示例中，前框架113的最下游部段203用于实现偏转格栅110和偏转边缘114两者的附接。此外，偏转边缘114包括弯曲部205，该弯曲部形成空腔204，附接装置(未示出)被容纳在该空腔中。因此，偏转格栅、前框架以及偏转边缘通过共用的附接装置附接在一起，该共用的附接装置位于该空腔的高度处并且靠近偏转格栅的位于所述叶片的上游处的第一上游叶片202。
因此，如图2所示，在已知的现有技术中，构成推力反向器的各种元件的附接特别依赖于前框架的与长度206相比的轴向超长(over-length)的存在。在此，表述“超长”用于与小于或等于阈值206的长度进行比较，这尤其使得能够通过使前框架的尺寸与通过简单地对单个材料块进行机加工的制造兼容来简化前框架的制造过程。换言之，超长需要更复杂且成本更高地制造前框架。
发明内容
本发明提出了一种解决方案，该解决方案能够限制与偏转格栅附接的前框架的尺寸，从而能够通过简单且经济的制造方法来制造所述前框架。此外，本发明能够保持推力反向器的空气动力学性能至少等同于现有技术的反向器的空气动力学性能。
为此，根据第一方面，本发明涉及一种包括飞行器机舱的推力反向器结构的前框架以及至少一个偏转格栅的组件，所述组件是环形的并且围绕轴线延伸，所述偏转格栅在上游包括格栅延伸部，所述格栅延伸部相对于组件的轴线径向地延伸和/或轴向地延伸，旨在使得所述格栅能够附接到所述前框架，所述组件的特征在于，当偏转格栅附接到框架时，将所述偏转格栅的第一上游叶片与位于格栅延伸部和前框架之间的重叠区域分开的轴向距离大于或等于偏转格栅的平均高度的一倍。
根据本发明的组件可以包括以下特征中的一个或多个特征，这些特征被彼此单独地采用或彼此组合地采用：
-组件还包括偏转边缘，所述偏转边缘附接到前框架并且被构造成引导气体流朝向偏转格栅。
-偏转边缘包括弯曲部，所述弯曲部被适配成使得当偏转边缘附接到所述前框架时，所述偏转边缘的端部与前框架重叠。
-偏转格栅通过附接装置附接到前框架，所述附接装置位于格栅延伸部与前框架之间的重叠区域中。
-偏转格栅通过第一附接装置附接到偏转边缘，并且所述偏转边缘在所述偏转边缘的最靠近偏转格栅的端部的高度处通过不同于第一附接装置的第二附接装置附接到前框架。
-偏转格栅、偏转边缘以及前框架通过共用的附接装置彼此附接，所述共用的附接装置位于格栅延伸部与前框架之间的重叠区域中。
-前框架还包括角件，所述角件被适配成使得偏转边缘和偏转格栅能够附接到前框架。
-角件通过第一附接装置附接到偏转边缘，并且其中，偏转格栅通过第二附接装置附接到前框架。
-偏转格栅的格栅延伸部还包括型材，所述型材被适配成使得偏转格栅能够附接到偏转边缘和前框架，并且当偏转格栅附接到前框架时，所述偏转格栅的第一上游叶片与位于型材和前框架之间的重叠区域之间的轴向距离大于或等于偏转格栅的平均高度的一倍。
-型材通过第一附接装置附接到偏转边缘，并且通过第二附接装置附接到前框架。
-用于将偏转格栅和/或偏转边缘和/或角件附接到前框架的附接装置是沉头和锁紧螺母类型的或者是螺钉和锁紧螺母类型的。
附图说明
通过以非限制性示例的方式并且参照附图做出的以下描述，本发明将被更好地理解，并且本发明的其它细节、特征以及优点将变得更加清楚，在附图中：
[图1]图1是根据现有技术的处于推力反向位置的推力反向器的纵向横截面示意图；
[图2]图2是根据现有技术的推力反向器的前框架、偏转格栅以及偏转边缘之间的连接区域的纵向横截面示意图；
[图3]图3是根据本发明的第一实施例的推力反向器的前框架、偏转格栅以及偏转边缘之间的连接区域的纵向横截面示意图；
[图4]图4是示出了根据本发明的实施例的将偏转格栅和/或偏转边缘附接到推力反向器的前框架上的附接装置的纵向横截面示意图；
[图5]图5是示意性地示出了由给定材料的单板通过机加工来制造根据本发明的前框架的透视图；
[图6]图6是根据本发明的第二实施例的推力反向器的前框架、偏转格栅以及偏转边缘之间的连接区域的纵向横截面示意图；
[图7]图7是根据本发明的第三实施例的推力反向器的前框架、偏转格栅以及偏转边缘之间的连接区域的纵向横截面示意图；
[图8]图8是根据本发明的第四实施例的推力反向器的前框架、偏转格栅以及偏转边缘之间的连接区域的纵向横截面示意图；以及，
[图9]图9是根据本发明的第五实施例的推力反向器的前框架、偏转格栅以及偏转边缘之间的连接区域的纵向横截面示意图。
在不同实施例中具有相同功能的元件在附图中具有相同的附图标记。
具体实施方式
参照图3，现将描述本发明的第一实施例。根据本发明的组件可以集成到包括推力反向器(例如上文参照图1描述的推力反向器)的任何类型的飞行器机舱中。
组件601包括飞行器机舱的推力反向器结构的前框架602以及至少一个偏转格栅603。组件601是环形的，并且围绕轴线X延伸。因此，相对于该轴线来理解下文使用的术语轴向和径向。本领域技术人员应当理解，在特定实施例中，这种环形组件可以包括未被布置在连续360度的角扇区中的偏转格栅。例如，两个相邻的偏转格栅之间可以存在空间，或者一些角扇区可以不包括格栅。
偏转格栅603在气体流动方向的上游包括格栅延伸部604。格栅延伸部604对应于偏转格栅603的轴向地延伸的细长部段。该延伸部旨在使得格栅能够附接到前框架。此外，延伸部使得第一上游叶片605的位置能够在该流在其中流通(在推力反向位置)的导管中相对于组件保持不变，前框架在该组件中将进一步向下游轴向地延伸。换言之，与现有技术的前框架相比，格栅的上游延伸部补偿了前框架的缩短。
具体地，如在图6中更清楚地看到，在本发明的所有实施例中，当偏转格栅603附接到前框架时，偏转格栅的第一上游叶片605与位于格栅延伸部和前框架之间的重叠区域606之间的轴向距离L大于或等于偏转格栅的平均高度h的一倍。特别地，轴向距离L一方面在上游由前框架的最下游轴向站部界定，另一方面在下游由偏转格栅的第一通道的根部的最上游轴向站部界定。平均高度h被限定为格栅的下部面603a和上部面603b之间的径向距离(由图6中的箭头示出)在格栅的整个表面上的平均值。此外，格栅的高度h可以在格栅的表面上变化，并且平均值可以在格栅的轴向方向和/或周向方向上测量。
术语“重叠区域”指的是所涉及的元件(在这种情况下是格栅延伸部和前框架)直接重叠或通过第三元件重叠的区域。
本领域技术人员应当理解，在表示根据本发明的组件的不同实施例的图3、图6、图7、图8以及图9中，未示出组件的不同元件的附接装置，但通过穿过附接到彼此的元件的实线象征性地示出了附接装置的位置。
此外，图4示出了附接装置的非限制性示例，该附接装置用于将偏转格栅和/或偏转边缘和/或角件(如后面将描述的)附接到前框架。在图中，在图的左侧示出的附接装置401为沉头和锁紧螺母类型，而在图的右侧示出的附接装置402为螺钉和锁紧螺母类型402。有利地，附接装置402使得能够将由偏转边缘承受的力传递到前框架。
在与参照图3描述的实施例对应的示例中，重叠区域是格栅延伸部604与偏转边缘607的部段609相接的区域，该偏转边缘的部段609本身与前框架的部段610相接。
实际上，在组件的特定实施例中，该组件还包括偏转边缘，该偏转边缘附接到前框架并且被构造成引导气体流朝向偏转格栅。在图3中示出的示例中，在推力反向位置，该流遵循由箭头611表示的轨迹。
此外，在偏转边缘607的在前框架的下游轴向地延伸的部段中，该偏转边缘包括弯曲部608(也被称为返回部)，该弯曲部被适配成使偏转边缘的端部(部段)609与前框架的部段610重叠。有利地，从流过组件的流的角度来看，偏转边缘的在前框架的下游轴向地延伸的部段有助于改进组件的空气动力学连续性。
最后，格栅延伸部使得格栅能够附接到比现有技术的前框架更短的前框架。因此，如在图5中示出，前框架的角扇区(旨在与其他扇区进行组装以形成完整的框架)可以例如由给定材料的单块(板)制成单个机加工部件。给定材料例如为铝7040。特别地，不再需要在轴向方向上组装两个单独的元件来制造该前框架的角扇区。
在图3所示的示例中，偏转格栅、偏转边缘以及前框架通过位于格栅延伸部与前框架之间的重叠区域中的共用的附接装置附接在一起。图6、图7、图8以及图9示出了不同元件以不同方式彼此附接的变型。图6和图7示出了包括前框架、偏转格栅以及偏转边缘的组件的实施例，其中，偏转格栅通过位于格栅延伸部与前框架之间的重叠区域中的第一附接装置直接地附接到前框架，偏转边缘在该偏转边缘的最靠近偏转格栅的端部的高度处通过与第一附接装置不同的第二附接装置附接到前框架。
此外，在图6所示的实施例中，格栅延伸部在格栅的上游轴向地延伸，而在图7所示的实施例中，格栅延伸部径向地延伸，因此，前框架的附接到该格栅延伸部的部段也径向地延伸。本领域技术人员将知道如何针对特定的制造、鲁棒性和/或总体尺寸约束来调整这些特定布置。
应当注意，在该组件的各种实施例中，偏转边缘607的弯曲部608可以更大或更小，使得所述偏转边缘的端部609在上游形成返回部或者在该偏转边缘的旨在附接到前框架的部段中径向地延伸。此外，在参照图3描述的实施例中，弯曲部608使得端部609能够轴向地延伸以向上游延伸，并且与格栅延伸部和前框架相互作用以将这三个元件附接在一起。相反地，在参照图6、图7、图8以及图9描述的实施例中，弯曲部608意味着偏转边缘的端部609径向地延伸，以使得能够附接到前框架的内部径向延伸部(即，在图6和图7中)或者装配元件的内部径向延伸部(即，在图8和图9中)。同样，本领域技术人员将知道如何响应于例如特定的制造和/或空气动力学约束来调整偏转边缘的形状和前框架的面对偏转边缘的部段的形状。
在参照图8示出的实施例中，前框架还包括角件，该角件被适配成使得偏转边缘和偏转格栅能够附接到前框架。该角件本身可以通过共用的附接装置附接到前框架的其余部分，该共用的附接装置与用于附接偏转格栅的共用的附接装置相同或不同。
在图8所示的示例中，角件801通过第一附接装置附接到偏转边缘，偏转格栅通过第二附接装置附接到前框架。因此，在该特定情况下，偏转格栅与前框架的附接是在前框架的角件801、部分602和格栅延伸部604之间的重叠区域606的高度处实现的。
有利地，使用这种角件一方面能够减小前框架的轴向尺寸，从而通过对单个材料块进行机加工来简化前框架的制造，另一方面能够使用与现有技术的偏转格栅相比不需要任何修改的偏转格栅。
在参照图9示出的实施例中，偏转格栅的格栅延伸部还包括型材，该型材被适配成使得偏转格栅能够附接到偏转边缘和前框架。
在所示的示例中，型材901通过第一附接装置附接到偏转边缘，并且通过第二附接装置附接到前框架。换言之，偏转格栅603不是直接附接到前框架的部分602，而是通过型材901附接到前框架的部分602。因此，在该特定情况下，偏转格栅与前框架的附接是在型材901和前框架之间的重叠区域606的高度处实现的。
有利地，使用这种型材一方面能够减小前框架的轴向尺寸，从而通过对单个材料块进行机加工来简化前框架的制造，另一方面能够使用与现有技术的偏转格栅相比不需要任何修改的偏转格栅。

Claims (11)

1.一种包括飞行器机舱的推力反向器结构的前框架(602)以及至少一个偏转格栅(603)的组件(601)，所述组件是环形的并且围绕轴线(X)延伸，所述偏转格栅在上游包括格栅延伸部(604)，所述格栅延伸部相对于所述组件的轴线(X)径向地延伸和/或轴向地延伸，旨在使得所述格栅能够附接到所述前框架，所述组件的特征在于，当所述偏转格栅附接到所述框架时，将所述偏转格栅的第一上游叶片(605)与位于所述格栅延伸部和所述前框架之间的重叠区域(606)分开的轴向距离(L)大于或等于所述偏转格栅的平均高度(h)的一倍。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述组件还包括偏转边缘(607)，所述偏转边缘附接到所述前框架并且被构造成引导气体流朝向所述偏转格栅。
3.根据权利要求2所述的组件(601)，其中，所述偏转边缘(607)包括弯曲部(608)，所述弯曲部被适配成使得当所述偏转边缘附接到所述前框架时，所述偏转边缘的端部(609)与所述前框架(602)重叠。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组件(601)，其中，所述偏转格栅(603)通过附接装置(401，402)附接到所述前框架(602)，所述附接装置位于所述格栅延伸部与所述前框架之间的重叠区域(606)中。
5.根据权利要求2或权利要求3所述的组件(601)，其中，所述偏转格栅(603)通过第一附接装置附接到所述偏转边缘(607)，并且所述偏转边缘在所述偏转边缘的最靠近所述偏转格栅的端部的高度处通过不同于所述第一附接装置的第二附接装置附接到所述前框架。
6.根据权利要求2或权利要求3所述的组件(601)，其中，所述偏转格栅(603)、所述偏转边缘(607)以及所述前框架(602)通过共用的附接装置彼此附接，所述共用的附接装置位于所述格栅延伸部与所述前框架之间的重叠区域中。
7.根据权利要求2或权利要求3所述的组件(601)，其中，所述前框架还包括角件(801)，所述角件被适配成使得所述偏转边缘(607)和所述偏转格栅(603)能够附接到所述前框架(602)，并且当所述偏转格栅(603)附接到所述框架(602)时，所述偏转格栅的第一上游叶片(605)与位于所述格栅延伸部和所述角件之间的重叠区域(606)之间的轴向距离(L)大于或等于所述偏转格栅的平均高度(h)的一倍。
8.根据权利要求7所述的组件(601)，其中，所述角件(801)通过第一附接装置附接到所述偏转边缘(607)，并且其中，所述偏转格栅(603)通过第二附接装置附接到所述前框架(602)。
9.根据权利要求2或权利要求3所述的组件(601)，其中，所述偏转格栅(603)的格栅延伸部还包括型材(901)，所述型材被适配成使得所述偏转格栅(603)能够附接到所述偏转边缘(607)和所述前框架(602)，并且当所述偏转格栅(603)附接到所述前框架(602)时，所述偏转格栅(603)的第一上游叶片(605)与位于所述型材(901)和所述前框架(602)之间的重叠区域(606)之间的轴向距离(L)大于或等于所述偏转格栅的平均高度(h)的一倍。
10.根据权利要求9所述的组件(601)，其中，所述型材(901)通过第一附接装置附接到所述偏转边缘(607)，并且其中，所述型材(901)通过第二附接装置附接到所述前框架(602)。
11.一种飞行器机舱的推力反向器，所述推力反向器包括根据权利要求1至10中任一项所述的组件。
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