CN116280221A - 用于将气体涡轮引擎附接到飞行器挂架的支撑结构 - Google Patents

Abstract

一种气体涡轮引擎(10)包括支撑结构(43)，该支撑结构用于将引擎在飞行器挂架(13)的前部、中部和后部附接位置处附接到飞行器挂架。该支撑结构包括前安装架(31)和后安装架，该前安装架接合到引擎并被构造成在前部附接位置处附接到挂架，该后安装架接合到核心壳体(42)并被构造成在后部附接位置处附接到挂架，前安装架和后安装架中的每一者被构造成将横向载荷和竖直载荷从引擎传递到挂架，并且后安装架与前安装架间隔开，使得偏航扭矩和俯仰扭矩也通过前安装架和后安装架从引擎传递到挂架。该支撑结构还包括被构造成将轴向载荷从引擎传递到挂架的轴向载荷传递装置(29)和被构造成将滚动扭矩从核心壳体传递到挂架的滚动扭矩传递构造(33)。

Description

用于将气体涡轮引擎附接到飞行器挂架的支撑结构

技术领域

本发明涉及一种用于将气体涡轮引擎附接到飞行器挂架的支撑结构。

背景技术

用于将引擎附接到飞行器挂架的支撑结构通常包括前安装架和后安装架(如例如US 2020/0207481和FR 3 079 212-A1中所示)。这些被构造成将载荷和扭矩从引擎核心传递到飞行器挂架。已知通过尽可能远地向前移动前安装架以增强与后安装架的分离，提高了对俯仰扭矩和偏航扭矩作出反应的能力，减小了安装架载荷和核心壳体变形，并由此改善了核心尖端间隙和引擎性能。然而，将传统前核心安装架向前移动到例如风扇出口导流叶片(以下称为FOGV)的基部处或附近，导致挂架向前延伸，并且因此需要在旁路导管中具有较长的上部分叉或需要用于覆盖前安装架的局部泡罩整流装置，这两种情况都造成气动性能损失，在具有高旁路比和低压力比的排气系统中，气动性能损失可能尤其严重。因此，希望提供一种能够避免此类气动性能损失的另选支撑结构。

此外，希望减小前安装架和后安装架的轮廓以减小用于保护它们免受气流影响的整流装置的尺寸或甚至不需要整流装置。然而，减小这些轮廓，同时仍然通过安装架传递相同量的载荷和扭矩，使它们暴露于不能支持所产生的载荷以及不能将滚动扭矩从引擎传递到挂架的增大风险。

还已知挂架的前部区段具有开放式格状结构，以有利于引擎到挂架系统的布线。然而，提供既紧凑又能够对滚动扭矩作出反应的开放式格状结构可能是有问题的。在这种情况下，滚动扭矩将传统地经由后安装架作出反应，从而导致较宽的后安装架和显著的空气动力学损失。

根据以上考虑设计了本发明。

发明内容

在第一方面，本发明提供了一种包括支撑结构的气体涡轮引擎，该支撑结构用于将引擎在飞行器挂架的前部、中部和后部附接位置处附接到飞行器挂架；

其中引擎还包括：

引擎核心，该引擎核心包括涡轮、压缩机以及将涡轮连接到压缩机的芯轴；以及

核心壳体，该核心壳体环绕引擎核心；并且

其中支撑结构包括：

前安装架和后安装架，前安装架接合到引擎并被构造成在前部附接位置处附接到挂架，后安装架接合到核心壳体并被构造成在后部附接位置处附接到挂架，前安装架和后安装架中的每一者被构造成将横向载荷和竖直载荷从引擎传递到挂架，并且后安装架与前安装架间隔开，使得偏航扭矩和俯仰扭矩也通过前安装架和后安装架从引擎传递到挂架；

轴向载荷传递装置，该轴向载荷传递装置被构造成将轴向载荷从引擎传递到挂架；以及

滚动扭矩传递构造，该滚动扭矩传递构造接合到核心壳体的相对横向两侧并被构造成在中部附接位置处附接到挂架以将滚动扭矩从核心壳体传递到挂架。

有利的是，由于轴向载荷传递装置和滚动扭矩传递构造可分别对大部分轴向载荷和滚动扭矩作出反应，因此可减小前安装架和后安装架上的机械负担，并且可减小其各自的轮廓(竖直和横向)且不损害其结构稳定性。减小的轮廓还可允许前安装架向前到达例如FOGV的端部。这些形成了相对刚性结构，因此将前安装架连接在其端部处或附近可增强稳定性并减小核心壳体变形。此外，前安装架的更靠前位置增大了前安装架与后安装架之间的间隔距离，从而提高了这些安装架对偏航扭矩和俯仰扭矩作出反应的能力。

此外，前安装架的减小轮廓允许在不需要在风扇旁路导道中具有较长上部分叉或不需要用于覆盖其的局部泡罩整流装置的情况下安装前安装架。这样，引擎的气动管线和整体空气动力学性能可得以改善。也具有减小轮廓的后安装架可在没有泡罩整流装置的情况下安装，并且下游挂架整流装置的尺寸可减小，从而也改善飞行器的空气动力学性能。而且，后安装架的减小竖直高度可为挂架或引擎结构提供更多空间。

在第二方面，本发明提供了一种具有根据第一方面的包括相应支撑结构的一个或多个气体涡轮引擎的飞行器，一个或多个气体涡轮引擎通过支撑结构附接到飞行器的相应挂架。

飞行器的该挂架或每个挂架可具有在至少中部附接位置和后部附接位置之间延伸的用于传递滚动扭矩的盒形区段，以及具有从前部附接位置延伸到盒形区段的开放式格状结构的前部区段。有利地，滚动扭矩传递构造将滚动扭矩的作用集中到挂架的从中部附接位置向下游延伸的区段。这允许挂架的前部区段具有开放式格状结构且不损害其结构稳定性，开放式结构继而有利于引擎到挂架系统的布线。

现在将阐述本发明的任选特征。这些特征可单独地或以与本方面的任何方面的任意组合应用。

滚动扭矩传递构造可具有第一扭矩连杆、第二扭矩连杆和扭矩梁，第一扭矩连杆在其下端处枢转地接合到核心壳体的一侧，第二扭矩连杆在其下端处枢转地接合到核心壳体的另一侧，扭矩梁延伸跨过核心壳体的顶部并在梁的相对两端处枢转地接合到第一扭矩连杆和第二扭矩连杆的相应上端。滚动扭矩传递构造还可具有被构造成在中部附接位置处附接到挂架的支撑托架，该支撑托架在梁的相对两端之间的两个横向间隔开的支撑位置处枢转地连接到扭矩梁。扭矩梁可具有介于支撑位置之间的中心部分，该中心部分形成铰接接头，使得通过扭矩连杆中的一个扭矩连杆传递的向上竖直载荷和通过另一个扭矩连杆传递的同时的向下竖直载荷在支撑位置处作出反应以将滚动扭矩从核心壳体传递到挂架，而两个扭矩连杆在相同竖直方向上的同时移动铰接该铰接接头以基本上防止竖直载荷在支撑位置处作出反应。

可选择滚动扭矩传递构造的轴向位置以实现许多有益效果。例如，它可被选择成装配在具有很少或没有空气动力学损失的气动管线内。又如，其可被定位成将载荷分散到核心引擎壳体和/或挂架结构中，以减小局部挠曲和变形，从而减小引擎壳体挠曲并改善尖端间隙控制和引擎性能。

滚动扭矩传递构造的扭矩梁可具有第一半部和第二半部，第一半部在支撑位置中的一个支撑位置处提供到第一扭矩连杆的枢转接合和到支撑托架的枢转连接，第二半部在另一个支撑位置处提供到第二扭矩连杆的枢转接合和到支撑托架的枢转连接。扭矩梁的第一半部因此可具有凸形部分，该凸形部分被接纳在扭矩梁的第二半部的对应凹形部分中以形成铰接接头。这可提高铰接接头的竖直紧凑性，这在中部附接位置处挂架下方的空间受限的情况下尤其有利。

然而，根据另一种选择，扭矩梁的第一半部和扭矩梁的第二半部可枢转地连接到中心连杆的相应端部以形成铰接接头。有利地，这种类型的铰接接头可减少接头处的磨损和/或侵蚀，并且减小系统中的任何间隙或游隙。

引擎还可包括位于引擎核心上游的推进式风扇、从引擎核心径向地向外布置以容纳由风扇生成的旁路气流的旁路导管、以及位于风扇后方的延伸跨过旁路导管的一排周向出口导流叶片。前安装架可然后在出口导流叶片处或之后接合到核心壳体。这是有利的，因为出口导流叶片形成相对刚性结构，由此在该位置处连接前安装架提供额外的稳定性并减小核心壳体变形。然而，另一种选择是前安装架在一个或多个出口导流叶片的径向外端处接合引擎。

支撑结构的前安装架可被构造成基本上防止滚动扭矩在挂架处作用于挂架。例如，前安装架可经由单球连接将引擎连接到飞行器挂架。这可以是轴向延伸的耳轴以对横向载荷和竖直载荷作出反应，其中球形球接头连接到核心引擎壳体以隔离任何俯仰或偏航不对准。轴向耳轴可通过轴向平移有利于引擎安装或拆卸。因此，单球连接可在竖直方向和横向方向上提供紧凑结构，这可减小FOGV出口附近的空气动力学冲击并且可有利于在引擎核心的环境有利地较冷的前部进行系统安装。然而，在另一个示例中，支撑结构的前安装架可具有双连杆布置结构以将引擎连接到飞行器挂架。具体地，双连杆可从附接到挂架的摆动中心的相对两侧延伸，并且因此基本上防止滚动扭矩作用于挂架。双连杆中的每个连杆可切向地附接到引擎以进一步减小核心壳体变形。

轴向载荷传递装置可包括被构造成将轴向载荷从引擎传递到挂架的前安装架。另选地或另外地，轴向载荷传递装置还可包括定位在引擎核心的相对横向两侧上的一对推力连杆，每个推力连杆具有接合到核心壳体的相应横向侧的第一端，并且每个推力连杆从其第一端向后、向上和向内延伸到第二端，该第二端被构造成在挂架的另一个中部附接位置处接合到挂架以将轴向载荷从引擎传递到挂架。有利地，这可减小前安装架上的机械负担并可进一步改善其紧凑性。任选地，推力连杆可被构造成经由平衡装置接合到挂架，平衡装置诸如平衡梁或横杠布置结构，被构造成平衡每个推力连杆中的推力载荷。

当轴向载荷传递装置包括一对推力连杆时，挂架的用于推力连杆的另一个中部附接位置可与挂架的用于滚动扭矩传递构造的中部附接位置重合或在其之前。通过这种布置结构，推力连杆可被制造得更轻且更紧凑，并且同时滚动扭矩传递构造可在更靠近飞行器的机翼反应点的点处接合到挂架，从而在挂架中产生更少的扭矩卷绕。

引擎还可包括围绕引擎核心的周向热交换单元。在这种情况下，前安装架可接合到核心壳体，其中前安装架方便地位于引擎的热交换单元下方，从而改善了引擎的空气动力学性能。更一般地，前安装架在引擎核心的环境有利地较冷的前部与增大的系统安装设施兼容。

如本文其他地方所述，该气体涡轮引擎可包括齿轮箱，该齿轮箱接收来自芯轴的输入并将驱动输出至风扇，以便以比芯轴低的旋转速度来驱动风扇。至齿轮箱的输入可直接来自芯轴或者间接地来自芯轴，例如经由正齿轮轴和/或齿轮。芯轴可将涡轮和压缩机刚性地连接，使得涡轮和压缩机以相同的速度旋转(其中，风扇以更低的速度旋转)。

如本文所述和/或所要求保护的气体涡轮引擎可具有任何合适的通用架构。例如，气体涡轮引擎可具有将涡轮和压缩机连接的任何所需数量的轴，例如一个轴、两个轴或三个轴。仅以举例的方式，连接到芯轴的涡轮可以是第一涡轮，连接到芯轴的压缩机可以是第一压缩机，并且芯轴可以是第一芯轴。该引擎核心还可包括第二涡轮、第二压缩机和将第二涡轮连接到第二压缩机的第二芯轴。该第二涡轮、第二压缩机和第二芯轴可被布置成以比第一芯轴高的旋转速度旋转。

在此类布置结构中，第二压缩机可轴向定位在第一压缩机的下游。该第二压缩机可被布置成(例如直接接收，例如经由大致环形的导管)从第一压缩机接收流。

齿轮箱可被布置成由被构造成(例如在使用中)以最低旋转速度旋转的芯轴(例如上述示例中的第一芯轴)来驱动。例如，该齿轮箱可被布置成仅由被构造成(例如在使用中)以最低旋转速度旋转的芯轴(例如，在上面的示例中，仅第一芯轴，而不是第二芯轴)来驱动。另选地，该齿轮箱可被布置成由任何一个或多个轴驱动，该任何一个或多个轴例如为上述示例中的第一轴和/或第二轴。

该齿轮箱可以是减速齿轮箱(因为至风扇的输出比来自芯轴的输入的旋转速率低)。可以使用任何类型的齿轮箱。例如，齿轮箱可以是“行星式”或“恒星”齿轮箱，如本文别处更详细地描述。该齿轮箱可以具有任何期望的减速比(定义为输入轴的旋转速度除以输出轴的旋转速度)，例如大于2.5，例如在3到4.2、或3.2到3.8的范围内，例如，大约或至少3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1或4.2。例如，齿轮传动比可以介于前一句中的任何两个值之间。仅以举例的方式，齿轮箱可以是“恒星”齿轮箱，其具有在3.1或3.2到3.8的范围内的齿轮传动比。在一些布置结构中，该齿轮传动比可在这些范围之外。

在如本文所述和/或所要求保护的任何气体涡轮引擎中，燃烧器可被轴向设置在风扇和一个或多个压缩机的下游。例如，在提供第二压缩机的情况下，燃烧器可直接位于第二压缩机的下游(例如在其出口处)。以另一个示例的方式，在提供第二涡轮的情况下，可将燃烧器出口处的流提供至第二涡轮的入口。该燃烧器可设置在一个或多个涡轮的上游。

该压缩机或每个压缩机(例如，如上所述的第一压缩机和第二压缩机)可包括任何数量的级，例如多个级。每一级可包括一排转子叶片和一排定子轮叶，该排定子轮叶可为可变定子轮叶(因为该排定子轮叶的入射角可以是可变的)。该排转子叶片和该排定子轮叶可彼此轴向偏移。

该涡轮或每个涡轮(例如，如上所述的第一涡轮和第二涡轮)可包括任何数量的级，例如多个级。每一级可包括一排转子叶片和一排定子轮叶。该排转子叶片和该排定子轮叶可彼此轴向偏移。

技术人员将理解，除非相互排斥，否则关于任何一个上述方面描述的特征或参数可应用于任何其他方面。此外，除非相互排斥，否则本文中描述的任何特征或参数可应用于任何方面以及/或者与本文中描述的任何其他特征或参数组合。

附图概述

现在将参考附图讨论举例说明本发明的原理的实施方案，其中：

图1是气体涡轮引擎的截面侧视图；

图2是气体涡轮引擎的上游部分的特写截面侧视图；

图3是用于气体涡轮引擎的齿轮箱的局部剖视图；

图4是气体涡轮引擎的示意性侧视图，该气体涡轮引擎包括用于将引擎附接到挂架的支撑结构；

图5A和图5B是支撑结构的滚动扭矩传递构造的两个变型的相应示意性正视图；

图6A和图6B是图5A的滚动扭矩传递构造的示意性正视图，该滚动扭矩传递构造分别对轴向扭矩和竖直核心壳体移动作出反应；

图7是支撑结构的一个变型的示意性侧视图；

图8是支撑结构的另一个变型的示意性侧视图；并且

图9是图8的支撑结构的变型的示意性正视图。

具体实施方式

现在将参考附图讨论本发明的方面和实施方案。另外的方面和实施方案对于本领域的技术人员而言是显而易见的。本文中提及的所有文档均以引用方式并入本文。

图1示出了具有主旋转轴线9的气体涡轮引擎10。引擎10包括进气口12和推进式风扇23，该推进式风扇产生两股气流：核心气流A和旁路气流B。气体涡轮引擎10包括接收核心气流A的核心11。引擎核心11以轴流式串联包括低压压缩机14、高压压缩机15、燃烧设备16、高压涡轮17、低压涡轮19和核心排气喷嘴20。短舱21围绕气体涡轮引擎10并且限定旁路导管22和旁路排气喷嘴18。旁路气流B流过旁路导管22。风扇23经由轴26和周转齿轮箱30附接到低压涡轮19并由该低压涡轮驱动。

在使用中，核心气流A由低压压缩机14加速和压缩，并被引导至高压压缩机15中以进行进一步的压缩。从高压压缩机15排出的压缩空气被引导至燃烧设备16中，在该燃烧设备中压缩空气与燃料混合，并且混合物被燃烧。然后，所得的热燃烧产物在通过喷嘴20排出之前通过高压涡轮和低压涡轮17、19膨胀，从而驱动高压涡轮和低压涡轮以提供一些推进推力。高压涡轮17通过合适的互连轴27来驱动高压压缩机15。风扇23通常提供大部分推进推力。周转齿轮箱30是减速齿轮箱。

图2中示出了齿轮式风扇气体涡轮引擎10的示例性布置。低压涡轮19(参见图1)驱动轴26，该轴联接到周转齿轮布置结构30的太阳轮或太阳齿轮28。在太阳齿轮28的径向向外处并与该太阳齿轮相互啮合的是多个行星齿轮32，该多个行星齿轮通过行星架34联接在一起。行星架34约束行星齿轮32以同步地围绕太阳齿轮28进动，同时使每个行星齿轮32绕其自身轴线旋转。行星架34经由连杆36联接到风扇23，以便驱动该风扇围绕引擎轴线9旋转。在行星齿轮32的径向向外处并与该行星齿轮相互啮合的是齿圈或环形齿轮38，其经由连杆40联接到固定支撑结构24。

需注意，本文中使用的术语“低压涡轮”和“低压压缩机”可分别表示最低压力涡轮级和最低压力压缩机级(即，不包括风扇23)，和/或通过在引擎中具有最低旋转速度的互连轴26(即，不包括驱动风扇23的齿轮箱输出轴)连接在一起的涡轮级和压缩机级。在一些文献中，本文中提到的“低压涡轮”和“低压压缩机”可被另选地称为“中压涡轮”和“中压压缩机”。在使用此类另选命名的情况下，风扇23可被称为第一或最低压力的压缩级。

在图3中以举例的方式更详细地示出了周转齿轮箱30。太阳齿轮28、行星齿轮32和环形齿轮38中的每一者包括围绕其周边以用于与其他齿轮相互啮合的齿。然而，为清楚起见，图3中仅示出了齿的示例性部分。示出了四个行星齿轮32，但是对本领域的技术人员显而易见的是，可以在要求保护的发明的范围内提供更多或更少的行星齿轮32。行星式周转齿轮箱30的实际应用通常包括至少三个行星齿轮32。

在图2和图3中以举例的方式示出的周转齿轮箱30是行星式的，其中行星架34经由连杆36联接到输出轴，其中环形齿轮38被固定。然而，可使用任何其他合适类型的周转齿轮箱30。以另一个示例的方式，周转齿轮箱30可以是恒星布置结构，其中行星架34保持固定，允许环形齿轮(或齿圈)38旋转。在此类布置结构中，风扇23由环形齿轮38驱动。以另一个另选示例的方式，齿轮箱30可以是差速齿轮箱，其中环形齿轮38和行星架34均被允许旋转。

应当理解，图2和图3中所示的布置结构仅是示例性的，并且各种另选方案都在本公开的范围内。仅以举例的方式，可使用任何合适的布置结构来将齿轮箱30定位在引擎10中和/或用于将齿轮箱30连接到引擎10。以另一个示例的方式，齿轮箱30与引擎10的其他部件(诸如输入轴26、输出轴和固定结构24)之间的连接件(诸如图2示例中的连杆36、40)可具有任何期望程度的刚度或柔性。以另一个示例的方式，可使用引擎的旋转部件和固定部件之间(例如，在来自齿轮箱的输入轴和输出轴与固定结构诸如齿轮箱壳体之间)的轴承的任何合适的布置结构，并且本公开不限于图2的示例性布置结构。例如，在齿轮箱30具有恒星布置结构(如上所述)的情况下，技术人员将容易理解，输出连杆和支撑连杆以及轴承位置的布置结构通常不同于图2中以举例的方式示出的布置结构。

因此，本公开延伸到具有齿轮箱类型(例如恒星或行星齿轮)、支撑结构、输入和输出轴布置结构以及轴承位置中的任何布置结构的气体涡轮引擎。

可选地，齿轮箱可驱动附加的和/或另选的部件(例如，中压压缩机和/或增压压缩机)。

本公开可应用的其他气体涡轮引擎可具有另选配置。例如，此类引擎可具有另选数量的压缩机和/或涡轮和/或另选数量的互连轴。以另外的示例的方式，图1中所示的气体涡轮引擎具有分流喷嘴18、20，这意味着穿过旁路导管22的流具有自己的喷嘴18，该喷嘴与核心引擎喷嘴20分开并径向地在该核心引擎喷嘴的外部。然而，这不是限制性的，并且本公开的任何方面也可应用于如下引擎，在该引擎中，穿过旁路导管22的流和穿过核心11的流在可被称为混流喷嘴的单个喷嘴之前(或上游)混合或组合。一个或两个喷嘴(无论是混合的还是分流的)可具有固定的或可变的面积。虽然所描述的示例涉及涡轮风扇引擎，但是本公开可应用于例如任何类型的气体涡轮引擎，诸如开放式转子(其中风扇级未被短舱围绕)或例如涡轮螺旋桨引擎。在一些布置结构中，气体涡轮引擎10可不包括齿轮箱30。

气体涡轮引擎10的几何形状及其部件由传统的轴系限定，包括轴向方向(与旋转轴线9对准)、径向方向(在图1中从下到上的方向)和周向方向(垂直于图1视图中的页面)。轴向方向、径向方向和周向方向相互垂直。

图4是类似的气体涡轮引擎10的示意性侧视图。图4和图1至图3中的等同特征具有相同的附图标记。因此，图4所示的气体涡轮引擎10具有短舱21、旁路导管22、风扇23、FOGV44、引擎核心11和核心壳体42。然而，还示出了将引擎10附接到飞行器挂架13的支撑结构43。

支撑结构43具有将核心壳体42附接到挂架的前部附接位置的前安装架31和将核心壳体42附接到挂架13的下连接面处的中部附接位置的一对推力连杆29。推力连杆29通过定位在引擎核心11的相对横向两侧上的单个推力连杆连接到核心壳体42。推力连杆29从核心壳体42处的相应第一端向后、向上和向内延伸到挂架的中部附接位置处的相应第二端。任选地，推力连杆29可经由平衡梁或横杠布置结构接合到挂架13的下连接面。这可平衡推力连杆中的推力载荷并且基本上防止连杆对偏航扭矩作出反应。

支撑结构43具有将核心壳体42附接到挂架13的中部附接位置的滚动扭矩传递构造33和将核心壳体42附接到挂架13的下连接面处的后部附接位置的后安装架25。该结构必须将轴向载荷、垂直载荷和横向载荷以及滚动扭矩、偏航扭矩和俯仰扭矩从引擎传递到挂架。

在操作过程中，推力连杆29将轴向载荷从引擎10传递到挂架13，并且前安装架31和后安装架25中的每一者将横向载荷和竖直载荷从核心壳体42传递到挂架13。此外，由于前安装架与后安装架之间具有相当大的距离，它们还经由前安装架31和后安装架25将偏航扭矩和俯仰扭矩有效地从引擎10传递到挂架13。滚动扭矩传递构造33然后将滚动扭矩从引擎10传递到挂架13。

飞行器挂架13具有前部区段13a和盒形区段13b，前部区段具有从前部附接位置延伸到中部附接位置的开放式格状结构，盒形区段从中部附接位置延伸到后部附接位置，然后向前延伸到挂架与飞行器的其余部分的连接部。前部区段13a能够采用开放式格状结构，这有利于引擎到挂架系统的布线，因为它不暴露于滚动扭矩。相反，从中间位置向后延伸的盒形区段13b允许挂架将经由滚动扭矩传递构造33接收的滚动扭矩传递到较宽的飞行器结构。

有利地，前安装架31和后安装架25的轮廓可减小且不损害其结构稳定性，因为推力连杆29和滚动扭矩传递构造33分别对大部分轴向载荷和滚动扭矩作出反应，并且因此前安装架31和后安装架25上的机械负担减小。由此，前安装架31可向前到达FOGV 44的基部。这些形成相对刚性结构，因此将前安装架31连接在其基部处增强了稳定性并减小了核心壳体变形。此外，由于前安装架31和后安装架25之间的间距增大，因此它们对偏航扭矩和俯仰扭矩的反应得以改善。

方便地，具有减小轮廓的前安装架31可装配在环绕引擎核心11的周向热交换单元(未示出)下方。此外，可在不需要在旁路导道22中具有较长上部分叉或不需要用于覆盖其的局部泡罩整流装置的情况下安装前安装架31。这减小了对风扇旁路导管气动管线的影响并改善了引擎10的空气动力学性能。同样具有减小轮廓的后安装架25同样可在没有泡罩整流装置的情况下安装。

前安装架31经由单球连接(未示出)接合到核心壳体42。单球连接可通过轴向延伸的耳轴形成以对横向载荷和竖直载荷作出反应，其中球形球接头连接到核心引擎壳体以基本上隔离俯仰或偏航不对准。这有利于通过轴向平移来安装和拆卸引擎10。单球连接在竖直方向和横向方向上提供紧凑的向前结构，这减小了FOGV 44出口附近的空气动力学冲击并且可有利于在引擎核心11的环境有利地较冷的前部进行系统安装。

图5A和图5B从前面示意性地示出了滚动扭矩传递构造33的两种变型。两种变型均具有第一扭矩连杆39a和第二扭矩连杆39b，这些连杆具有枢转地接合到核心壳体42的相对横向两侧的相应下端和枢转地接合到扭矩梁45的相对两端的相应上端。该梁延伸穿过核心壳体42的顶部，并且在梁的两端之间的两个横向间隔开的支撑位置处枢转地接合到支撑托架37。支撑托架37继而在中部附接位置附接到挂架13的下连接面。枢转接头可以是球形连接，从而不仅允许在附图的平面内(垂直于引擎轴线)进行枢转移动，还允许在该平面外以一定度数进行枢转移动。此类接头帮助构造吸收不生成滚动扭矩的核心壳体移动，包括核心壳体热膨胀。扭矩连杆39a、39b的长度还使得它们能够吸收由枢转接头的旋转引起的热公差、机械公差或建造/制造公差引起的横向和轴向核心壳体移动。

任选地，一个或两个扭矩连杆可以是长度可调节的，用于初始装配到引擎上。

在支撑位置之间，梁的中心部分形成铰接接头46。在图5A的变型中，扭矩梁45具有第一半部45a和第二半部45b，第一半部具有凸形部分，第二半部具有接纳第一半部45a的凸形部分以形成铰接接头46的凹形部分。这种类型的铰接接头46相对紧凑，这在挂架13的下连接面下的可用空间有限时是有利的。在图5B的变型中，扭矩梁45具有第一半部45a和第二半部45b，两者枢转地连接到中心连杆49的相应端部以形成铰接接头46。有利地，这种类型的铰接接头46可减少接头处的磨损和/或侵蚀，并且减小系统中的任何间隙/游隙。

在操作期间，通过扭矩连杆39a、39b中的一者传递的向上竖直载荷和通过扭矩连杆39a、39b中的另一者传递的同时的向下竖直载荷在支撑位置处作出反应，以将滚动扭矩从核心壳体42传递到挂架13的盒形区段13b。相反，由于核心壳体42的竖直移动，两个扭矩连杆39a、39b在相同竖直方向上的同时移动铰接该铰接接头46以基本上防止竖直载荷在支撑位置处作出反应。

图6A和图6B分别示出了图5A的滚动扭矩传递构造33对滚动扭矩和竖直核心壳体移动的这些不同反应。具体地，图6A示出了其对顺时针滚动扭矩的反应，而图6B示出了其对向下竖直移动的反应。扭矩连杆39a、39b和扭矩梁45的运动方向由箭头表示。

在图6A中，第一扭矩连杆39a经历向上竖直载荷并由此向上移动，而第二扭矩连杆39b经历向下竖直载荷并由此向下移动。两个扭矩连杆在其上端和下端处枢转，在上端和下端处它们分别接合到核心壳体42和扭矩梁45的端部。梁的第一半部45a的外端的向上移动反映在其凸形部分的向下移动中，而梁的第二半部45b的外端的向下移动反映在其凹形部分的向上移动中。因此，铰链46的凸形部分和凹形部分彼此接合并作用于彼此，使得顺时针滚动扭矩经由扭矩梁从核心壳体42传递到挂架13b在支撑托架37的支撑位置处的下连接面。

在图6B中，第一扭矩连杆39a和第二扭矩连杆39b经历同时的竖直移动。在铰链46处的结果是凸形部分和凹形部分都向上移动，从而吸收了核心壳体42的向下竖直移动，而不使载荷作用于支撑托架37。

图7和图8是气体涡轮引擎10的示意性侧视图，示出了图4的支撑结构43的变型。具体地，在图7的变型中，前安装架31例如经由单球连接接合到从FOGV 44后面的核心壳体42突出的隔板50。这仍然是不产生显著核心壳体变形的相对刚性附接位置。此外，代替在挂架13的下连接面处共用中部附接位置，推力连杆29的第二端附接到第一中部附接位置，而滚动扭矩传递构造33附接到第一中部附接位置后面的第二中部附接位置。在图8的变型中，前安装架31在最顶部FOGV 44的径向外端处接合到引擎10。因此，向前挂架结构可容纳在风扇旁路导管22的整个高度上延伸的狭窄的上部分叉中。

图9是气体涡轮引擎的一部分的示意性正视图，示出了图8的支撑结构43的变型。在图9的变型中，前安装架31经由双连杆布置结构52接合到引擎。双连杆52从与挂架13的前部区段13a的中心重合的摆动中心(未示出)的相对两侧延伸，并且因此基本上防止滚动扭矩作用于挂架13。双连杆切向地附接到核心壳体42以进一步减小核心壳体变形。在支撑结构43的其他变型中，前部区段13a是具有用于系统布线的切口的盒形区段而不是开放式格状结构。

虽然未示出，但支撑结构43可设置有故障安全特征，诸如双元件或等待故障安全扣件。

前述描述中、下述权利要求书中或附图中所公开的特征，或者以其特定形式或根据用于执行所公开功能的装置或用于获得所公开结果的方法或过程所表达的特征，可以根据需要单独地或以此类特征的任何组合用于实现本发明的不同形式。

虽然结合上述示例性实施方案描述了本发明，但是当给出本公开时，许多等同的修改和变型对于本领域的技术人员将是显而易见的。因此，上述本发明的示例性实施方案被认为是例示性的而非限制性的。在不脱离本发明的实质和范围的情况下，可以对所述实施方案作出各种改变。

为了避免任何疑问，本文所提供的任何理论解释都是为了提高读者的理解而提供的。发明人不希望受到任何这些理论解释的约束。

本文所用的任何章节标题仅用于组织结构的目的，并且不应被解释为限制所描述的主题。

本说明书通篇中，包括随后的权利要求，除非上下文另有要求，否则词语“包括”和“包含”以及诸如“包括”和“包括有”的变型将被理解为暗示包括所述整数或步骤或者整数或步骤组但不排除任何其他整数或步骤或者整数或步骤组。

必须注意，除非上下文另外明确规定，否则如说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括多个指代物。范围在本文中可以表示为从“约”一个特定值，和/或到“约”另一特定值。当表示这种范围时，另一实施方案包括从一个特定值和/或到另一特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，应当理解，该特定值形成另一实施方案。与数值有关的术语“约”是任选的并且意味着例如+/-10％。

Claims (15)

1.一种气体涡轮引擎(10)，所述气体涡轮引擎包括支撑结构(43)，所述支撑结构用于将所述引擎(10)在飞行器挂架(13)的前部、中部和后部附接位置处附接到所述飞行器挂架；

其中所述引擎还包括：

引擎核心(11)，所述引擎核心包括涡轮(17,19)、压缩机(14,15)以及将所述涡轮(17,19)连接到所述压缩机(14,15)的芯轴(26,27)；以及

核心壳体(42)，所述核心壳体围绕所述引擎核心(11)；并且

其中所述支撑结构(43)包括：

前安装架(31)和后安装架(25)，所述前安装架接合到所述引擎(10)并被构造成在所述前部附接位置处附接到所述挂架(13)，所述后安装架接合到所述核心壳体(42)并被构造成在所述后部附接位置(25)处附接到所述挂架(13)，所述前安装架(31)和所述后安装架(25)中的每一者被构造成将横向载荷和竖直载荷从所述引擎(10)传递到所述挂架(13)，并且所述后安装架(25)与所述前安装架(31)间隔开，使得偏航扭矩和俯仰扭矩也通过所述前安装架(31)和所述后安装架(25)从所述引擎(10)传递到所述挂架(13)；

轴向载荷传递装置(29)，所述轴向载荷传递装置被构造成将轴向载荷从所述引擎(10)传递到所述挂架(13)；以及

滚动扭矩传递构造(33)，所述滚动扭矩传递构造接合到所述核心壳体(42)的相对横向两侧并被构造成在所述中部附接位置处附接到所述挂架(13)以将滚动扭矩从所述核心壳体(42)传递到所述挂架(13)。

2.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10)，其中

所述滚动扭矩传递构造(33)具有第一扭矩连杆(39a)、第二扭矩连杆(39b)和扭矩梁(45)，所述第一扭矩连杆在其下端处枢转地接合到所述核心壳体(42)的一侧，所述第二扭矩连杆在其下端处枢转地接合到所述核心壳体(42)的另一侧，所述扭矩梁延伸跨过所述核心壳体(45)的顶部并在所述梁(45)的相对两端处枢转地接合到所述第一扭矩连杆(39a)和所述第二扭矩连杆(39b)的相应上端；

所述滚动扭矩传递构造(33)还具有被构造成在所述中部附接位置处附接到所述挂架(13)的支撑托架(37)，所述支撑托架(37)在所述梁(45)的所述相对两端之间的两个横向间隔开的支撑位置处枢转地连接到所述扭矩梁(45)；并且

所述扭矩梁(45)的介于所述支撑位置之间的中心部分形成铰接接头(46)，使得通过所述扭矩连杆(39a,39b)中的一个扭矩连杆传递的向上竖直载荷和通过另一个扭矩连杆(39a,39b)传递的同时的向下竖直载荷在所述支撑位置处作出反应以将滚动扭矩从所述核心壳体(42)传递到所述挂架(13)，而两个扭矩连杆(39a,39b)在相同竖直方向上的同时移动铰接所述铰接接头(46)以基本上防止竖直载荷在所述支撑位置处作出反应。

3.根据权利要求2所述的气体涡轮引擎(10)，其中：

所述扭矩梁(45)具有第一半部(45a)和第二半部(45b)，所述第一半部在所述支撑位置中的一个支撑位置处提供到所述第一扭矩连杆(39a)的枢转接合和到所述支撑托架(37)的枢转连接，所述第二半部在另一个支撑位置处提供到所述第二扭矩连杆(39b)的所述枢转接合和到所述支撑托架(37)的所述枢转连接；并且

所述扭矩梁(45)的所述第一半部(45a)具有凸形部分，所述凸形部分被接纳在所述扭矩梁(45)的所述第二半部(45b)的对应凹形部分中以形成所述铰接接头(46)。

4.根据权利要求2所述的气体涡轮引擎(10)，其中：

所述扭矩梁(45)具有第一半部(45a)和第二半部(45b)，所述第一半部在所述支撑位置中的一个支撑位置处提供到所述第一扭矩连杆(39a)的所述枢转接合和到所述支撑托架(37)的所述枢转连接，所述第二半部在另一个支撑位置处提供到所述第二扭矩连杆(39b)的所述枢转接合和到所述支撑托架(37)的所述枢转连接；并且

所述扭矩梁(45)的所述第一半部(45a)和所述扭矩梁(45)的所述第二半部(45b)枢转地连接到中心连杆(49)的相应端部以形成所述铰接接头(46)。

5.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10)，其中所述引擎(10)还包括位于所述引擎核心(11)上游的推进式风扇(23)、从所述引擎核心(11)径向地向外布置以容纳由所述风扇(23)生成的旁路气流的旁路导管(22)、以及位于所述风扇(23)后方的延伸跨过所述旁路导管(22)的一排周向出口导流叶片(44)。

6.根据权利要求5所述的气体涡轮引擎(10)，其中所述前安装架(31)在所述出口导流叶片(44)处或之后接合到所述核心壳体(42)。

7.根据权利要求5所述的气体涡轮引擎(10)，其中所述前安装架(31)在所述出口导流叶片(44)中的一者或多者的径向外端处接合到所述引擎。

8.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10)，其中所述引擎(10)还包括围绕所述引擎核心(11)的周向热交换单元，并且所述前安装架(31)接合到所述核心壳体，其中所述前安装架位于所述热交换单元下方。

9.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10)，其中所述前安装架(31)被构造成基本上防止滚动扭矩在所述挂架(13)处作用于所述挂架。

10.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10)，其中所述轴向载荷传递装置包括被构造成将轴向载荷从所述引擎传递到所述挂架的所述前安装架(31)。

11.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10)，其中所述轴向载荷传递装置(29)是定位在所述引擎核心(42)的相对横向两侧上的一对推力连杆，每个推力连杆(29)具有接合到所述核心壳体(42)的相应横向侧的第一端，并且每个推力连杆从其第一端向后、向上和向内延伸到第二端，所述第二端被构造成在所述挂架(13)的另一个中部附接位置处接合到所述挂架以将轴向载荷从所述引擎(10)传递到所述挂架(13)。

12.根据权利要求11所述的气体涡轮引擎(10)，其中所述挂架的用于所述推力连杆的所述另一个中部附接位置与所述挂架的用于所述滚动扭矩传递构造的所述中部附接位置重合或在其之前。

13.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10)，其中：

所述涡轮(17,19)是第一涡轮(19)，所述压缩机(14,15)是第一压缩机(14)，并且所述芯轴(26,27)是第一芯轴(26)，并且所述引擎核心(11)还包括第二涡轮(17)、第二压缩机(15)以及将所述第二涡轮(17)连接到所述第二压缩机(15)的第二芯轴(27)；并且

所述第二涡轮(17)、所述第二压缩机(15)和所述第二芯轴(27)被布置成以比所述第一芯轴(26)高的旋转速度旋转。

14.一种飞行器，所述飞行器具有根据前述权利要求中任一项所述的包括相应支撑结构(43)的一个或多个气体涡轮引擎(10)，所述一个或多个气体涡轮引擎(10)通过所述支撑结构(43)附接到所述飞行器的相应挂架(13)。

15.根据权利要求14所述的飞行器，其中所述或每个挂架(13)具有：

盒形区段(13b)，所述盒形区段用于传递在至少所述滚动扭矩传递构造(33)的所述中部附接位置与所述后部附接位置之间延伸的滚动扭矩；以及

前部区段(13a)，所述前部区段具有从所述前部附接位置延伸到所述盒形区段的开放式格状结构。

Images