CN116867962A - 具有增大的a9/a8喷嘴面积比的涡轮喷气发动机的后部部分 - Google Patents
具有增大的a9/a8喷嘴面积比的涡轮喷气发动机的后部部分 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116867962A CN116867962A CN202280015568.3A CN202280015568A CN116867962A CN 116867962 A CN116867962 A CN 116867962A CN 202280015568 A CN202280015568 A CN 202280015568A CN 116867962 A CN116867962 A CN 116867962A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- link
- converging
- vane
- hinged
- upstream
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 64
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
- F02K1/06—Varying effective area of jet pipe or nozzle
- F02K1/12—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps
- F02K1/1223—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps of two series of flaps, the upstream series having its flaps hinged at their upstream ends on a fixed structure and the downstream series having its flaps hinged at their upstream ends on the downstream ends of the flaps of the upstream series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/80—Application in supersonic vehicles excluding hypersonic vehicles or ram, scram or rocket propulsion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/40—Movement of components
- F05D2250/41—Movement of components with one degree of freedom
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/90—Variable geometry
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/50—Kinematic linkage, i.e. transmission of position
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/50—Kinematic linkage, i.e. transmission of position
- F05D2260/57—Kinematic linkage, i.e. transmission of position using servos, independent actuators, etc.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
带收敛‑扩散型喷嘴的涡轮喷气发动机的后部部分包括用于相对于收敛翼片的位置控制扩散翼片的位置的装置,该装置包括第一连杆(120)、第二连杆(122)和第三连杆(124),第一连杆具有铰接到收敛翼片(30)的第一端部(120A)和相对的第二端部(120B),第二连杆具有铰接到扩散翼片(32)的第一端部(122A)和相对的第二端部(122B),第三连杆具有铰接到同步环(82)的第一端部(124A)和相对的第二端部(124B)。第一连杆的第二端部(120B)铰接到第二连杆的第二端部(122B)和/或第三连杆的第二端部(124B),以及第三连杆(124)的第二端部(124B)铰接到第二连杆(122)的第二端部(122B)。
Description
技术领域
本发明涉及旨在用于推进飞行器的涡轮喷气发动机的可变几何形状的喷嘴领域。
背景技术
旨在用于超音速飞行的涡轮喷气发动机通常包括加力燃烧室通道,加力燃烧室通道的出口由可变几何形状的轴对称喷嘴界定,即,能够使喷嘴的几何形状适应于不同的速度,其中,这样的飞行器可能在这些不同的速度下飞行。
为此,这样的喷嘴包括至少一组称为收敛翼片的可移动内部翼片,收敛翼片围绕涡轮喷气发动机的纵向轴线分布,而且每个收敛翼片具有铰接在壳体的内部结构上的上游端,每个收敛翼片包括旨在在喷嘴内引导废气流的面板。这样的喷嘴进一步包括用于控制收敛翼片的系统,该系统能够使得这些收敛翼片以同步的方式围绕它们的铰接轴线枢转到壳体。
通常,旨在用于超音速飞行的喷嘴进一步包括另一组称为扩散翼片的可移动内部翼片,扩散翼片围绕纵向轴线分布,每个扩散翼片包括旨在在喷嘴内引导废气流的面板,而且每个扩散翼片具有铰接在收敛翼片的下游端上的相应的上游端,由此,这样的喷嘴称为收敛-扩散型喷嘴。
在这种情况下,控制系统进一步配置成基于收敛翼片的位置控制扩散翼片的位置。因此,这样的系统使得收敛翼片相对于涡轮喷气发动机的纵向轴线的相应倾斜度能够连续地改变,以及根据确定的明确定律使扩散翼片相对于该轴线的倾斜度对应于收敛翼片的相应倾斜度。因此,特别地,这样的喷嘴使得喷嘴的颈部的位置和形状能够改变。
应注意,修饰词“扩散”并不排除所考虑的翼片可采用平行于纵向轴线的定向,甚至在一些操作阶段收敛。
这样的喷嘴的操作所用的重要参数是比率A9/A8,其中,A8指的是喷嘴在形成在收敛翼片和扩散翼片之间的接合部处的颈部处的截面,而A9指的是喷嘴在扩散翼片的下游端处的截面。
对于给定喷嘴,该比率A9/A8变化的范围取决于实现为基于收敛翼片的位置控制扩散翼片的位置的装置的构造。
在该背景下,需要一种可变几何形状的喷嘴,其可移动内部翼片的控制系统高效且紧凑,以能够使之集成在有限空间中,同时使得比率A9/A8的可能值的范围能够最大化。
发明内容
特别地,本发明的目的是以简单、经济和高效的方式解决该需求。
为此,本发明提供一种涡轮喷气发动机的后部部分,该涡轮喷气发动机的后部部分包括:
-上游定子结构;
-具有可变几何形状的收敛-扩散型喷嘴,收敛-扩散型喷嘴包括围绕涡轮喷气发动机的后部部分的纵向轴线分布的一组收敛翼片,每个收敛翼片包括旨在在喷嘴内引导废气流的面板,而且每个收敛翼片具有铰接在上游定子结构上的上游端,收敛-扩散型喷嘴进一步包括围绕纵向轴线分布的一组扩散翼片,每个扩散翼片包括旨在在喷嘴内引导废气流的面板,而且每个扩散翼片具有铰接在对应的收敛翼片的下游端上的上游端;
-同步环,同步环围绕一组收敛翼片或上游定子结构布置;
-驱动装置,驱动装置被构造成使同步环根据纵向轴线相对于上游定子结构平移移动;
-致动装置,同步环通过该致动装置而作用在至少一些收敛翼片上,以控制喷嘴的几何形状变化,其中,该至少一些收敛翼片称为受控收敛翼片;以及
-用于基于收敛翼片的位置控制扩散翼片的位置的装置,该装置包括第一连杆、第二连杆和第三连杆,第一连杆具有铰接到对应的收敛翼片的第一端部和相对的第二端部,第二连杆具有铰接到对应的扩散翼片的第一端部和相对的第二端部,第三连杆具有铰接到同步环的第一端部和相对的第二端部,
其中,第一连杆的第二端部铰接到第二连杆的第二端部和第三连杆的第二端部中的至少一个,以及
第三连杆的第二端部铰接到第二连杆的第二端部。
因此,实现为控制翼片的装置可具有尽可能最佳地受到限制的尺寸和质量,同时使得比率A9/A8的值范围能够扩大。
在本发明的优选实施例中,根据公共铰接轴线,第一连杆的第二端部与第二连杆的第二端部和第三连杆的第二端部铰接在一起。
在本发明的其它优选实施例中,根据第五铰接轴线,第三连杆的第二端部铰接到第二连杆的第二端部,以及根据位于第五铰接轴线和第二连杆的第一端部之间的第六铰接轴线,第一连杆的第二端部铰接到第二连杆的第二端部。
优选地,比率A9/A8等于喷嘴在扩散翼片的下游端处的截面A9与喷嘴在形成在收敛翼片和扩散翼片之间的接合部处的颈部处的截面A8之商,且在大于0.35的范围内变化。
本发明还涉及一种用于飞行器的涡轮喷气发动机,其包括上文描述的类型的后部部分。
附图说明
通过阅读作为非限制性示例且参考附图给出的以下描述,将更好地理解本发明,且本发明的其它细节、优点和特点将变得明显,在附图中:
-图1是包括可变几何形状的喷嘴的涡轮喷气发动机的轴向截面的示意性半视图;
-图2是已知类型的涡轮喷气发动机的后部部分的轴向截面的示意性半视图;
-图3是根据本发明的实施例,在收敛翼片的低收敛构造中,图1的涡轮喷气发动机的后部部分的轴向截面的示意性半视图;
-图4是在收敛翼片的高收敛构造中,图1的涡轮喷气发动机的后部部分的轴向截面的示意性半视图;
-图5是构成图1的涡轮喷气发动机的后部部分、旨在用于控制收敛翼片的某些元件的示意性透视图;
-图6和图7是图5中可见的元件中的一些元件的放大示意性透视图;
-图8是根据一种变型的涡轮喷气发动机的后部部分的局部示意性透视图,其示出了旨在用于伺服控制喷嘴的扩散翼片的元件。
在所有这些图中,相同的标记可指代相同或相似的元件。
具体实施方式
图1示出了涡轮喷气发动机10(例如双转子涡轮风扇发动机),该涡轮喷气发动机旨在用于推进能够超音速飞行的飞行器,并因此具体地旨在安装在这样的飞行器的机身中。当然,本发明可适用于其它类型的涡轮喷气发动机。
在整个描述中,轴向方向X是涡轮喷气发动机的纵向轴线11的方向。除非另有陈述,否则径向方向R是在所有点处与纵向轴线11正交并穿过纵向轴线11的方向,周向方向C是在所有点处与径向方向R和纵向轴线11正交的方向。除非另有陈述,否则术语“内部”和“外部”分别指的是元件相对于纵向轴线11相对接近和相对远离。最后,修饰词“上游”和“下游”相对于气体在涡轮喷气发动机10中流动的总体方向D来定义。
为了说明,这样的涡轮喷气发动机10从上游到下游包括空气入口12、低压压缩机14、高压压缩机16、燃烧室18、高压涡轮20、低压涡轮22、二次燃烧通道26、以及可变几何形状的喷嘴28(例如收敛-扩散类型的喷嘴)。涡轮喷气发动机的所有这些构件均根据涡轮喷气发动机的纵向轴线11居中。
如已知的,高压压缩机16、燃烧室18、高压涡轮20和低压涡轮22限定主流路径PF。主流路径PF被涡轮发动机的次级流路径SF包围,次级流路径SF从低压压缩机的出口从上游延伸到下游。因此,在操作中,通过空气入口12进入并由低压压缩机14压缩的空气F1然后划分成在主流路径中流通的主流F2和在次级流路径中流通的次级流F3。然后,主流F2在高压压缩机16中进一步压缩,然后与燃料混合并在燃烧室18中点燃,然后在高压涡轮20中经历膨胀,然后在低压涡轮22中经历膨胀。
然后,从主流产生的燃烧气体和次级流F3的混合物所构成的废气流F4在二次燃烧通道26中流通,然后通过喷嘴28从涡轮喷气发动机10逸出。
在使用加力燃烧室控制发动机速度,例如以超音速推进飞行器时,燃料在加力燃烧室通道26内与废气流F4混合,由此形成的混合物在该加力燃烧室通道内点燃,以产生额外的推力。
图2以更大比例示出了从现有技术中已知的构造中的涡轮喷气发动机的后部部分,特别地展示了喷嘴的可移动内部翼片。
可移动内部翼片由位于上游的围绕纵向轴线11分布的一组收敛翼片30和位于下游的同样围绕纵向轴线11分布的一组扩散翼片32构成。
这些可移动内部翼片中的每一个包括面板31、33,面板31、33有助于从外部界定废气循环通道34,该废气循环通道限定在二次燃烧通道26的延伸部中。因此,可移动内部翼片30、32使得在操作中能够在涡轮喷气发动机10的出口处引导废气流F4。
收敛翼片30在其上游端36处铰接在涡轮喷气发动机的后部部分的定子结构38上,在这种情况下,铰接在属于所述定子结构的梁42的内部U形夹40上,使得收敛翼片30可围绕附接到定子结构38的第一铰接轴线A1旋转运动。
扩散翼片32在其上游端44处铰接在收敛翼片30的下游端46上,使得扩散翼片32可围绕第二铰接轴线A2旋转运动,该第二铰接轴线附接到收敛翼片30且大致平行于第一轴线A1。扩散翼片32还在其下游端48处铰接在连杆50的第一端50A上,连杆50的相对的第二端50B铰接在定子结构38上,在这种情况下,铰接在梁42的外部U形夹54上。
可移动内部翼片的控制系统包括驱动装置,驱动装置构造成作用在至少一些收敛翼片上,在下文中,该至少一些收敛翼片将称为受控收敛翼片。在其它收敛翼片仅通过受控收敛翼片才受到驱动装置的作用的情况下,这些其它收敛翼片以公知的方式称为随动收敛翼片。
驱动装置通常由气缸56构成,每个气缸56具有紧固到定子结构38的定子部分和固定到对应的滚子托架58的可移动部分,定子部分例如是气缸的主体56A,可移动部分例如是气缸的杆56B,滚子60安装在滚子托架58上以支承在凸轮62上的滚动,凸轮62由固定到对应的收敛翼片30的面板31的结构64形成,滚子托架58进一步固定到保持指状件66,保持指状件66与结构64协作以径向地保持收敛翼片30,特别是当涡轮喷气发动机停止运转时防止翼片在重力作用下降低。因此,一组可移动内部翼片30和32与定子结构38一起形成等静压系统。
因此,每个气缸56的可移动部分的平移移动使得能够引起收敛翼片30围绕第一铰接轴线A1旋转地移动,伴随发生的是扩散翼片32围绕第二铰接轴线A2旋转地移动,在此期间,扩散翼片的行程由连杆50确定。可移动内部翼片30、32的这样的移动导致修改喷嘴的轮廓,特别是修改喷嘴在收敛翼片和扩散翼片之间的接合部处的颈部的截面。
喷嘴进一步包括可移动外部翼片70,可移动外部翼片70的上游端72铰接在定子结构38上,例如铰接在梁42的外部U形夹54上,可移动外部翼片70的下游端74附接到扩散翼片32的下游端48,例如通过滚子连接装置76和滑动连接装置78而附接到扩散翼片32的下游端48。
喷嘴28的可变几何形状构造使得喷嘴28能够适应不同的飞行阶段。因此,在亚音速时,收敛内部翼片例如保持在低收敛构造中,而在超音速时,收敛内部翼片采用更收敛的构造。
这样的喷嘴的操作所用的重要参数是比率A9/A8,其中,A8指的是喷嘴在形成在收敛翼片30和扩散翼片32之间的接合部处的颈部79A处的截面,而A9指的是喷嘴在扩散翼片32的下游端79B处的截面。这样的比率A9/A8通常具有介于1.1和1.8之间的值。
对于给定喷嘴,比率A9/A8变化的值范围取决于实现为基于收敛翼片30的位置伺服控制扩散翼片32的位置的装置的构造。在上文描述的示例中,该范围因此由连杆50的特性且通过将连杆50连接到扩散翼片32和定子结构38来确定,该范围的宽度通常为0.15。
现在,将参考图3至图7更详细地描述根据本发明的实施例的图1的涡轮喷气发动机的后部部分,目的是获得比率A9/A8的更宽的值范围。
为了说明,在下文首先描述用于控制收敛翼片的优选模式。
根据该优选实施例,受控收敛翼片30中的每一个包括固定到翼片的面板31的杠杆80。当然,这样的杠杆80从面板31沿着远离纵向轴线11的方向延伸,或者在所示的示例中,从布置在面板31的外表面上并固定到面板31的外表面的加强结构81沿着远离纵向轴线11的方向延伸。
与上文描述的内容类似地,涡轮喷气发动机的后部部分包括驱动装置,驱动装置包括可移动部分,可移动部分可根据指令相对于上游定子结构38轴向地移动。为了说明,驱动装置在此再次由气缸56构成,且气缸的所有杆56B形成所述可移动部分。
为了使驱动装置的可移动部分能够作用于至少一个受控收敛翼片30的杠杆80上,所述杠杆80轴向地布置在上游支承壁90和下游支承壁92之间,上游支承壁90和下游支承壁92刚性地固定到驱动装置的可移动部分,使得杠杆80至少根据相对于纵向轴线11的径向方向R,相对于上游支承壁90和下游支承壁92自由移动。
按照这种方式,在驱动装置的可移动部分(由杆56B构成)向下游移动期间,上游支承壁90向下游推动杠杆80,因此使收敛翼片30根据对应的第一铰接轴线A1枢转,从而使翼片的下游端46更靠近纵向轴线11。
相反,在驱动装置的可移动部分向上游移动期间,至少在涡轮喷气发动机停止运转的情况下,下游支承壁92向上游推动杠杆80,因此使收敛翼片30根据对应的第一铰接轴线A1枢转,从而导致翼片的下游端46远离纵向轴线11移动。如果涡轮喷气发动机在操作中,则可能是收敛翼片30上的气体推力足以使收敛翼片30枢转,甚至在下游支承壁92与杠杆80发生接触之前就会使收敛翼片30枢转。因此,有利地提供了:与下游支承壁92相比,上游支承壁90具有增加的刚度。为此,上游支承壁90可以比下游支承壁92厚,或者上游支承壁90可具有加强筋,下游支承壁92可以没有这样的加强筋。
杠杆80设置有轴对称的圆柱形形状的支承滚子96,支承滚子96在杠杆80上安装成根据平行于对应的第一铰接轴线A1的轴线94自由旋转,支承滚子96布置在上游支承壁90和下游支承壁92之间,使得上游支承壁90和下游支承壁92中的任一个在杠杆80上的接触是圆柱/平面接触。
因此,在收敛翼片在由上游支承壁90和下游支承壁92之一施加到支承滚子96的推力作用下的枢转操控期间,支承滚子96相对于所考虑的支承壁的径向移动通过支承滚子96在所述支承壁上的滚动来执行。
上游支承壁90和下游支承壁92之间的轴向间距大于支承滚子96的直径,使得在支承滚子96和与在支承滚子96上施加推力的支承壁相对的支承壁之间,永久存在轴向间隙。
有利地,支承滚子96布置在杠杆80的自由端处,以使由上游支承壁90和下游支承壁92施加在所考虑的收敛翼片30上的杠杆臂最大化。
因此,例如,支承滚子96安装在由两个横向臂80A、80B承载的轴上,这两个横向臂80A、80B形成杠杆80的端部叉(图5)。
此外,支承壁之一(在这种情况下,下游支承壁92)通过另一个支承壁(在这种情况下,上游支承壁90)连接到驱动装置的可移动部分。
为此,外连接壁98将上游支承壁90和下游支承壁92的相应的径向外端连接在一起。
与一个受控收敛翼片的杠杆的操控相关的前述描述优选地对于其它受控收敛翼片同样有效。
因此,在所示的实施例中,与每个杠杆80相对地布置的上游支承壁90和与最靠近所考虑的杠杆的两个杠杆80相对地布置的上游支承壁90周向地间隔开,与每个杠杆80相对地布置的下游支承壁92和与最靠近所考虑的杠杆的两个杠杆80相对地布置的下游支承壁92周向地间隔开(图5)。因此,上游支承壁90和下游支承壁92形成彼此间隔开的呈环形排的支承装置100,每个支承装置100包括对应的一对支承壁,这一对支承壁包括一个上游支承壁90和一个下游支承壁92。
涡轮喷气发动机的后部部分进一步包括同步环82,同步环82围绕一组收敛翼片30布置,或者替代地,布置在上游定子结构38周围稍微上游处,支承装置100中的每一个通过同步环82连接到驱动装置的可移动部分,即,连接到气缸56的所有杆56B。
特别地,驱动装置的可移动部分连接到同步环82,以能够使同步环82根据纵向轴线11平移移动。为此,气缸56的杆56B铰接到同步环82的第一U形夹84。这样的第一U形夹84形成为从同步环82的例如具有环形形状的主体86突出。例如,第一U形夹84从主体86向上游延伸。
应注意,同步环的主体86可具有更复杂的形状,包括例如径向向内突出的部分和径向向外突出的部分的交替,和/或向上游突出的部分和向下游突出的部分的交替。在所有情况下,同步环的主体86均围绕涡轮喷气发动机的纵向轴线11延伸,因此具有大致环形的形状。
支承装置100中的每一个通过例如三个臂102而连接到同步环82,这三个臂102彼此周向地间隔开,且每个臂102将同步环82连接到下游支承壁92。
支承装置形成致动装置的示例,同步环82通过致动装置而作用在受控收敛翼片30上,以控制喷嘴的几何形状变化。
在所示的示例中,在每个支承装置100(一个支承装置在图6中可见)内,第一连接侧壁104将上游支承壁90和下游支承壁92的相应的第一周向端连接在一起,第二连接侧壁106将上游支承壁90和下游支承壁92的相应的第二周向端连接在一起,第二周向端与第一周向端相对。因此,第一连接侧壁104和第二连接侧壁106使得上游支承壁90能够连接到下游支承壁92并因此连接到同步环82,以及通过同步环82而连接到驱动装置的可移动部分。
在操作中,每个致动器56的杆56B展开,或者更通常地,驱动装置的可移动部分向下游展开,引起同步环82向下游移动,这会向下游驱动每个上游支承壁90和下游支承壁92。因此,每个上游支承壁90与对应的杠杆80的支承滚子96接触。然后,每个上游支承壁90向下游推动支承滚子96,并因此向下游推动杠杆80,使得相应的翼片沿着纵向轴线11的方向枢转,这会增加收敛翼片30的收敛度。在翼片枢转期间,支承滚子96在上游支承壁90上滚动,由于滚子96和其它支承壁(在这种情况下,下游支承壁92)之间的间隙而允许这种滚动。
相反,每个致动器56的杆56B缩回,或者更通常地,驱动装置的可移动部分向上游缩回,引起同步环82向上游移动,这会向上游驱动每个上游支承壁90和下游支承壁92。因此,如果涡轮喷气发动机停止运转,则每个下游支承壁92与对应的杠杆80的支承滚子96接触。然后,每个下游支承壁92向上游推动支承滚子96,并因此向上游推动杠杆80,使得相应的翼片沿着与纵向轴线11相反的方向枢转,这会减小收敛翼片30的收敛度。在翼片枢转期间,支承滚子96在下游支承壁92上滚动,在本文中,再次由于滚子96和其它支承壁(在这种情况下,上游支承壁90)之间的间隙而允许这种滚动。另一方面,如果涡轮喷气发动机在操作中,则可能是收敛翼片30上的气体推力足以使收敛翼片30枢转,甚至在下游支承壁92与杠杆80发生接触之前就会使收敛翼片30枢转。
因此,在用于增加收敛翼片的收敛度的操控期间,气缸56沿着其杆56B的展开方向工作,从机械角度来看这是有利的。实际上,至少在气缸56是液压缸的优选情况下,这样的气缸的杆的展开由施加在气缸的活塞的整个表面上的液压压力引起,而杆的缩回由施加在减去杆的截面的活塞表面上的液压压力引起。至少由于这个原因,与杆的缩回相比,杆的展开通常提供增加的功率。
此外,参与对内部翼片进行控制的所有元件,包括杠杆80、上游支承壁90和下游支承壁92、以及将这些上游支承壁和下游支承壁连接到驱动装置的可移动部分的装置,因此可具有有限的尺寸和质量。
此外,每个受控收敛翼片30的杠杆80有利地布置在翼片的上游端,以在本文中再次尽可能最佳地限制翼片的控制系统的尺寸和质量。
在这种情况下,有利的是将同步环82布置在每个受控收敛翼片30的杠杆80的下游。
应注意,气缸56的主体56A可以以与在图2中示出且在上文描述的已知示例相同的方式,刚性地紧固在定子结构38上。
在替代实施例中,上游支承壁90可彼此连接,以形成在360度内延伸的单一上游支承结构。类似地,下游支承壁92可彼此连接,以形成在360度内延伸的单一下游支承结构。
这样的支承结构可直接集成在同步环82的主体86中。
在下文中,将描述实现为基于收敛翼片30的位置控制扩散翼片32的位置的装置。
对于每个扩散翼片32,这些装置包括第一连杆120、第二连杆122和第三连杆124,第一连杆120具有铰接到对应的收敛翼片30的第一端部120A和相对的第二端部120B,第二连杆122具有铰接到对应的扩散翼片32的第一端部122A和相对的第二端部122B,第三连杆124具有铰接到同步环82的第一端部124A和相对的第二端部124B。此外,第一连杆120的第二端部120B铰接到第二连杆122的第二端部122B和第三连杆124的第二端部124B中的至少一个。最后,第三连杆124的第二端部124B铰接到第二连杆122的第二端部122B。
在图3至图7所示的示例中,根据公共铰接轴线AC,第一连杆120的第二端部120B与第二连杆122的第二端部122B和第三连杆124的第二端部124B铰接在一起。
此外,根据第三铰接轴线A3,第一连杆120的第一端部120A铰接到固定于收敛翼片的面板31的加强结构81,第三铰接轴线A3有利地更靠近第一铰接轴线A1而非第二铰接轴线A2。在所示的示例中,第三铰接轴线A3还更靠近中线LM而非第一轴线A1,中线LM位于第一轴线A1和第二轴线A2之间的一半处。根据第四铰接轴线A4,第二连杆122的第一端部122A铰接到固定于扩散翼片的面板33的U形夹126,第四铰接轴线A4有利地位于第二铰接轴线A2和扩散翼片的下游端79B之间的大致一半处。最后,第三连杆124的第一端部124A铰接到同步环82的第二U形夹128。这样的第二U形夹128形成为从同步环82的主体86突出,例如从主体86向下游且径向向外延伸。
在图8所示的变型中,根据第五铰接轴线A5,第三连杆124的第二端部124B铰接到第二连杆122的第二端部122B,以及根据位于第五铰接轴线A5和第二连杆122的第一端部122A之间的第六铰接轴线A6,第一连杆120的第二端部120B铰接到第二连杆122的第二端部122B。
在操作中,第一连杆120、第二连杆122和第三连杆124根据作为收敛翼片30的定向的函数的明确定律,确定扩散翼片32的定向。
这种用于伺服控制扩散翼片的位置的模式使得比率A9/A8的值范围能够扩大。因此,该范围的大小通常可增加到0.35,甚至更大。
Claims (5)
1.一种涡轮喷气发动机的后部部分,所述涡轮喷气发动机的后部部分包括:
-上游定子结构(38);
-具有可变几何形状的收敛-扩散型喷嘴(28),所述收敛-扩散型喷嘴包括围绕所述涡轮喷气发动机的所述后部部分的纵向轴线(11)分布的一组收敛翼片(30),每个收敛翼片包括旨在在所述喷嘴内引导废气流(F4)的面板(31),而且每个收敛翼片具有铰接在所述上游定子结构上的上游端(36),所述收敛-扩散型喷嘴进一步包括围绕所述纵向轴线(11)分布的一组扩散翼片(32),每个扩散翼片包括旨在在所述喷嘴内引导所述废气流的面板(33),而且每个扩散翼片具有铰接在对应的收敛翼片的下游端(46)上的上游端(44);
-同步环(82),所述同步环围绕所述一组收敛翼片(30)或所述上游定子结构(38)布置;
-驱动装置,所述驱动装置被构造成使所述同步环(82)根据所述纵向轴线(11)相对于所述上游定子结构(38)平移移动;
-致动装置,所述同步环(82)通过所述致动装置而作用在至少一些收敛翼片(30)上,以控制所述喷嘴的几何形状变化,其中,所述至少一些收敛翼片称为受控收敛翼片;以及
-用于基于所述收敛翼片的位置控制所述扩散翼片的位置的装置,所述装置包括第一连杆(120)、第二连杆(122)和第三连杆(124),所述第一连杆具有铰接到所述对应的收敛翼片(30)的第一端部(120A)和相对的第二端部(120B),所述第二连杆具有铰接到对应的所述扩散翼片(32)的第一端部(122A)和相对的第二端部(122B),所述第三连杆具有铰接到所述同步环(82)的第一端部(124A)和相对的第二端部(124B),
其中,所述第一连杆(120)的所述第二端部(120B)铰接到所述第二连杆(122)的所述第二端部(122B)和所述第三连杆(124)的所述第二端部(124B)中的至少一个,以及
所述第三连杆(124)的所述第二端部(124B)铰接到所述第二连杆(122)的所述第二端部(122B)。
2.根据权利要求1所述的涡轮喷气发动机的后部部分,其中,根据公共铰接轴线(AC),所述第一连杆(120)的所述第二端部(120B)与所述第二连杆(122)的所述第二端部(122B)和所述第三连杆(124)的所述第二端部(124B)铰接在一起。
3.根据权利要求1所述的涡轮喷气发动机的后部部分,其中,根据第五轴线(A5),所述第三连杆(124)的所述第二端部(124B)铰接到所述第二连杆(122)的所述第二端部(122B),以及根据位于所述第五铰接轴线(A5)和所述第二连杆(122)的所述第一端部(122A)之间的第六铰接轴线(A6),所述第一连杆(120)的所述第二端部(120B)铰接到所述第二连杆(122)的所述第二端部(122B)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮喷气发动机的后部部分,其中,比率A9/A8等于所述喷嘴在所述扩散翼片的下游端处的截面A9与所述喷嘴在形成在所述收敛翼片和所述扩散翼片之间的接合部处的颈部处的截面A8之商,且在大于0.35的范围内变化。
5.一种用于飞行器的涡轮喷气发动机,所述涡轮喷气发动机包括根据权利要求1至4中任一项所述的后部部分。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2101523A FR3119869B1 (fr) | 2021-02-18 | 2021-02-18 | Partie arrière de turboréacteur comprenant une tuyère à loi a9/a8 étendue |
FRFR2101523 | 2021-02-18 | ||
PCT/FR2022/050262 WO2022175620A1 (fr) | 2021-02-18 | 2022-02-14 | Partie arriere de turboreacteur comprenant une tuyere a loi a9/a8 etendue |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116867962A true CN116867962A (zh) | 2023-10-10 |
Family
ID=76283822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202280015568.3A Pending CN116867962A (zh) | 2021-02-18 | 2022-02-14 | 具有增大的a9/a8喷嘴面积比的涡轮喷气发动机的后部部分 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240141852A1 (zh) |
EP (1) | EP4295025A1 (zh) |
CN (1) | CN116867962A (zh) |
FR (1) | FR3119869B1 (zh) |
WO (1) | WO2022175620A1 (zh) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB858579A (en) * | 1957-01-17 | 1961-01-11 | Havilland Engine Co Ltd | Adjustable propulsion nozzles |
GB2256007B (en) * | 1982-02-10 | 1993-09-22 | Rolls Royce | Gas turbine engine including a variable area nozzle |
FR2750167B1 (fr) * | 1996-06-20 | 1998-07-31 | Snecma | Tuyere d'ejection de turboreacteur, a geometrie variable |
US5794850A (en) * | 1996-09-27 | 1998-08-18 | United Technologies Corporation | Enclosed pressure balanced sync ring nozzle |
GB201621331D0 (en) * | 2016-12-15 | 2017-02-01 | Rolls Royce Plc | A Nozzle |
-
2021
- 2021-02-18 FR FR2101523A patent/FR3119869B1/fr active Active
-
2022
- 2022-02-14 EP EP22708989.3A patent/EP4295025A1/fr active Pending
- 2022-02-14 WO PCT/FR2022/050262 patent/WO2022175620A1/fr active Application Filing
- 2022-02-14 US US18/546,543 patent/US20240141852A1/en active Pending
- 2022-02-14 CN CN202280015568.3A patent/CN116867962A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3119869A1 (fr) | 2022-08-19 |
EP4295025A1 (fr) | 2023-12-27 |
US20240141852A1 (en) | 2024-05-02 |
FR3119869B1 (fr) | 2023-02-10 |
WO2022175620A1 (fr) | 2022-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1873386B1 (en) | Fan variable area nozzle for a gas turbine engine fan nacelle | |
EP1470328B1 (en) | Turbofan exhaust nozzle and method of reducing noise in such a nozzle | |
US7174704B2 (en) | Split shroud exhaust nozzle | |
US9957823B2 (en) | Virtual multi-stream gas turbine engine | |
EP3825538A1 (en) | Variable area fan nozzle bearing track | |
JPS6157461B2 (zh) | ||
US8020386B2 (en) | Rollertrack pivoting axi-nozzle | |
US20190316544A1 (en) | Variable area exhaust mixer for a gas turbine engine | |
US3214904A (en) | Variable area convergent-divergent nozzle and actuation system therefor | |
EP2984315B1 (en) | Annular airflow actuation system for variable cycle gas turbine engines | |
US20130092756A1 (en) | Variable area nozzle for gas turbine engine | |
JPS6053176B2 (ja) | 推進用ノズル | |
US20170058831A1 (en) | Gas turbine engine having radially-split inlet guide vanes | |
EP1916405B1 (en) | Thrust vectorable fan variable area nozzle for a gas turbine engine fan nacelle | |
EP4242445A1 (en) | Variable area nozzle assembly | |
EP4242444A1 (en) | Thrust reverser for variable area nozzle | |
CN116867962A (zh) | 具有增大的a9/a8喷嘴面积比的涡轮喷气发动机的后部部分 | |
EP3249203B1 (en) | Aircraft gas turbine engine nacelle | |
US12018628B2 (en) | Turbojet engine rear part comprising a nozzle having flaps comprising levers that are movable by means of upstream and downstream bearing walls | |
US20140165575A1 (en) | Nozzle section for a gas turbine engine | |
US11994087B2 (en) | Variable area nozzle and method for operating same | |
US11891964B1 (en) | Method of manufacture of plug nozzle with thrust reverser | |
US12025074B1 (en) | Plug nozzle for high mach gas turbine engines | |
EP4198292A1 (en) | Variable area nozzle assembly and method for operating same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |