CN117441059A - 包括设备支承件的飞行器涡轮发动机组件 - Google Patents
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Abstract
一种用于飞行器涡轮机(20)的组件,包括:中间外壳轮毂(30)、具有位于中间外壳轮毂(30)下游的上游面(42)的设备支承件(40)、和驱动动力传动轴(54)的分动齿轮箱(50),所述动力传动轴被配置为将从涡轮机的发动机轴(17)输出的机械动力传递至安装在设备支承件(40)的上游面(42)上的至少一个上游设备部件(46),上游设备部件(46)包括结构元件(462),所述结构元件(462)将设备支承件(40)附接到中间外壳轮毂(30)。
Description
技术领域
本公开涉及涡轮机、特别是航空涡轮机的一般领域。本公开涉及设备支承件在这种涡轮机中的安装,并且更具体地涉及用于包括设备支承件的飞行器涡轮机的组件。
背景技术
在例如用于推进飞行器(如飞机或直升机)的涡轮机中,设备和附件(用于产生液压动力、供应燃料和润滑的泵、用于产生电力的发电机等)都集中在通常称为附件齿轮箱(AGB)的设备支承件上。这种支承件通常承载一个或多个齿轮系,所述一个或多个齿轮系通过来自涡轮机的轴的输出动力而被旋转地驱动,并且不同的附件随后联接到所述一个或多个齿轮系。
由于各种原因,设备支承件可以设置在涡轮机的压缩机周围。在这些情况下,将设备支承件至少部分地附接到压缩机的外壳上是很自然的。然而,这会导致外壳出现椭圆化现象,从而对压缩机的性能产生不利影响。为了解决此问题,申请人的专利申请FR 2952672设想将设备支承件悬挂在位于压缩机外壳上方的梁(也称为挂架)上,并且经由该梁将涡轮喷气发动机紧固到飞机的机翼上,在一种配置中,涡轮喷气发动机在该梁上的悬挂是在发动机的中间外壳的水平位置处完成的。尽管在某些情况下它提供了令人满意的解决方案,但这种解决方案可能难以实施,特别是,当涡轮喷气发动机通过另一个系统紧固到飞行器上时,或者当设备支承件位于压缩机外壳下方并且不延伸到该外壳上方时。此外,该解决方案需要大量复杂或庞大的连接。
发明内容
本公开的目的是至少部分地弥补这些缺陷。
为此目的,本公开涉及一种用于飞行器涡轮机的组件,该组件包括:中间轮毂外壳、具有位于中间外壳轮毂下游的上游面的设备支承件、以及驱动动力传动轴的分动齿轮箱,该动力传动轴被配置为将从涡轮机的发动机轴输出的机械动力传递至安装在设备支承件的上游面上的至少一个上游设备部件,该上游设备部件包括结构元件,该结构元件将设备支承件附接到中间外壳轮毂。
术语“涡轮机的轴线”指的是涡轮机的转子(例如压缩机转子)的旋转轴线。轴向方向对应于涡轮机的轴线的方向,而径向方向是垂直于该轴线且与该轴线相交的方向。同样,轴向平面是包含涡轮机轴线的平面,而径向平面是垂直于该轴线的平面。圆周像属于径向平面的圆一样延伸,其中心属于涡轮机的轴线。切向或周向方向是与圆周相切的方向;它垂直于涡轮机的轴线,但不从该轴线通过。
除非另有说明,否则形容词“内部”和“外部”是参考径向方向使用的,使得一个元件的内部部分沿径向方向比同一元件的外部部分更靠近扩散器的轴线。
最后,除非另有说明,术语“上游”和“下游”是参考涡轮机中的总体流动方向(即从压缩机到涡轮)来使用的。
在涡轮机中,当涡轮机包括多个压缩机时,中间外壳位于压缩机外壳的上游,在适用时,位于高压压缩机外壳的上游(并且任选地位于低压压缩机外壳的下游)。当涡轮机包括风扇时,中间外壳位于风扇的保持外壳的下游,该保持外壳环形地围绕风扇设置。
中间外壳轮毂表示中间外壳的径向向内部分。在旁通涡轮机中,中间外壳轮毂可以指中间外壳的将初级流与次级流分开的部分。中间外壳轮毂的作用是允许初级流与次级流之间的结构连续性,以将负载传递至涡轮机的上游悬架。另外,中间外壳的轮毂可以用于附接推力拉杆的轭、低压压缩机的排气口以及不同的设备部件,例如致动器、探头等。
分动齿轮箱(TGB)旋转地驱动动力传动轴(也称为传动轴),其被配置为将从发动机轴(例如涡轮机的高压或低压机身)汲取的机械动力传递至设备支承件。动力传动轴与发动机轴之间的运动学连接可以经由齿轮装置并通过轴(特别是径向轴)来完成。因此,机械动力可以被传递至安装在设备支承件上的至少一个上游设备,以便通常通过设置在动力传动轴与上游设备部件之间的齿轮装置来旋转地驱动设备部件的可移动部分。分动箱设置在中间外壳轮毂内,并通过动力传动轴连接到设备支承件。
根据本公开的用于飞行器涡轮机的组件明智地使用一个或多个上游设备部件,所述上游设备部件同时包括将设备支承件附接到中间外壳轮毂的结构元件,这使得可以省去将设备支承件附接到压缩机外壳和用于紧固到飞行器机翼的梁两者。应当理解,包括允许将设备支承件附接到中间外壳轮毂的结构元件的上游设备部件是设备部件或附件,严格来说,是设备支承件,例如泵或发电机,其由分动齿轮箱旋转驱动,并且因此与所述分动齿轮箱分离。
结构元件是被配置为提供结构保持和载荷承受作用的元件。在这种情况下,结构元件可以允许设备支承件独立地附接到中间外壳轮毂,即使如将进一步看到的可能涉及其他元件以沿某些自由度承受载荷。
由于上游设备部件包括将设备支承件附接到中间外壳轮毂的结构元件,因此设备支承件适用于任何类型的飞行器涡轮机,而不需要增设梁,此外,简化了设备支承件的附接,从而为涡轮机的其他方面腾出了设计空间。
在某些实施例中,上游设备部件包括功能部分,结构元件至少部分地围绕该功能部分。
术语“功能部分”包括设备部件的用于实现严格意义上的功能的部分,该设备部件是为该功能提供的。例如对于泵,功能部分可以是用于执行泵送的旋转部件。因此,结构元件可以是护套或外壳,所述护套或外壳至少部分地围绕功能部分,同时被配置为支承设备支承件并将其附接至中间外壳轮毂并且承受在设备支承件与中间外壳轮毂之间移动的载荷。因此,可以通过一个(或多个)现有设备部件将设备支承件悬挂和附接到中间外壳轮毂,向该现有设备部件添加结构元件允许设备部件实现这些附接和载荷承受功能。
在某些实施例中,至少一个上游设备部件是以下之一:向飞行器供应电力的发电机、向涡轮机的电气设备部件供应电流的交流发电机、用于启动涡轮机的启动器、为飞行器提供液压动力的液压泵、燃油泵或润滑泵。
上游设备部件可以是这些附件之一,或者当组件包括各自具有结构元件的若干设备部件时,可以存在这些附件中的若干个,每个附件存在一个或多个。这些设备部件中的每一个都包括:功能部分,其用于根据场景提供电力、电流、液压动力、气动动力、燃料流量/压力等;以及结构元件,其允许将设备支承件附接到中间外壳轮毂。此外,该列表是非限制性的,因为可以设想其他设备部件,例如脱油器、压缩机或诸如交换器的非旋转设备部件。
在某些实施例中,结构元件刚性地附接到上游面和中间外壳轮毂。
设备支承件优选地由包括上游面的箱体形成。术语“刚性附接”应当理解为意味着结构元件直接附接到上游面和中间外壳轮毂,而没有自由度。例如,可以通过螺栓连接来完成将结构元件附接到中间外壳轮毂。因此,结构元件的附接简单且坚固。
在某些实施例中,结构元件通过可变形连接件刚性地附接到上游面和中间外壳轮毂。
可变形连接件可以借助于包括可变形中间部分的螺栓连接来实现,该中间部分插入在结构元件与中间外壳轮毂之间,特别是用于吸收振动。
在某些实施例中,结构元件刚性地附接到上游面,该组件还包括至少一个上游臂,该上游臂将上游设备部件的结构元件连接到中间外壳轮毂,并且其中,刚性护套围绕动力传动轴并将设备支承件刚性地附接到中间外壳轮毂。
根据此配置,结构元件一方面刚性地附接到上游面,而另一方面经由上游臂附接到中间外壳轮毂。当该组件包括若干设备部件时,每个设备部件具有结构元件,每个结构元件通过臂连接到中间外壳轮毂。此外,设备支承件还经由围绕传动轴的刚性护套附接到中间外壳轮毂,于是刚性护套也是结构元件。所述臂用于主要承受沿三个正交轴线的力矩,当设备支承件的尺寸被设计为承载至少三个设备部件时,这些力矩能够变得明显,而刚性护套可以被配置为主要承受沿所述三个轴线的载荷。
此外,将上游臂连接到结构元件而不是直接连接到设备支承件的上游面的事实使得可以限制组件的体积。具体地,当设备支承件包括在其上游面上的若干设备部件并且上游面上的至少某些设备部件彼此非常靠近时,在这些设备部件之间几乎没有剩余空间来附接臂。上游臂可以附接到其上的结构元件的存在因此使得可以限制组件的体积。
在某些实施例中,结构元件刚性地附接到上游面,该组件还包括:将设备支承件连接到中间外壳轮毂的至少六个上游臂,这六个上游臂中的至少一个将上游设备部件的结构元件连接到中间外壳轮毂。
六个上游臂的存在使得设备支承件的六个自由度能够被占据,而不需要存在围绕动力传动轴并将设备支承件刚性地附接到中间外壳轮毂的刚性护套。优选地,每个上游臂包括:在其每个端部处的球体。更优选地,每个上游臂连接到结构元件。这种配置通过结构元件的存在而成为可能,使得可以将上游臂附接到结构元件而不是附接到设备支承件的上游面,因为该上游可能由于存在设备部件而受到阻碍。或者,根据可用的体积和空间,六个上游臂中的至少一个(或多个)可以连接到结构元件,其他上游臂被连接到上游面。
在某些实施例中,结构元件刚性地附接到上游面,该组件还包括:至少一个上游臂,其将上游设备部件的结构元件连接到中间外壳轮毂;至少一个下游设备部件,其安装在设备支承件的下游面上;以及至少一个下游臂,其配置成将下游设备部件连接到设置在设备支承件下游的涡轮机外壳。
根据此配置,结构元件还一方面刚性地附接到上游面,而另一方面经由上游臂附接到中间外壳轮毂。然而,考虑到下游臂的存在,分动齿轮箱到设备支承件的附接可以是刚性的(经由前述刚性护套),特别是用作在中间外壳的水平位置处居中,或者是柔性的,例如经由滑块球窝接头。应注意的是,下游设备部件优选地包括:与下游臂连接的结构元件。下游臂还连接到设置在设备支承件下游(优选地,燃烧室下游)的涡轮机外壳,例如连接到低压涡轮外壳。还应当理解的是,下游设备部件可以是先前参考上游设备部件列出的设备部件之一,并且也由分动齿轮箱旋转地驱动。
在某些实施例中,至少一个上游臂以铰接方式附接到中间外壳和/或附接到上游设备部件的结构元件。
更准确地说,在某些实施例中,至少一个臂以铰接方式附接到中间外壳轮毂和/或结构元件,以便仅沿臂的轴线承受(处于张力和/或压缩下)的载荷。该铰接可以包括相对于彼此机械地运动的两个部分,在这种情况下,所述臂可以是杆或联动装置(例如枢转杆),和/或包括可弹性变形的部分,以便允许臂相对于中间外壳轮毂和/或结构元件的一定移动,臂于是可以是简单的梁。使用这些装置,设备支承件的附接可以是均衡的,并且在其组装期间不需要任何调节。悬架还可以配备有柔性螺柱以吸收振动应力。
在某些实施例中,至少一个下游臂以铰接方式附接到设置在设备支承件下游的涡轮机外壳上和/或附接到下游设备部件的结构元件,以便仅承受拉伸载荷。
在某些实施例中,设备支承件到中间外壳轮毂的附接是均衡的。因此,简化了组件的尺寸设计,并且附件在其组装期间不需要任何调节。
在某些实施例中,设备支承件附接到中间外壳轮毂,使得:在工作位置,设备支承件的大部分位于中间外壳轮毂的轴线下方。
工作位置是用于涡轮机的组件被集成到本身组装在飞行器上的涡轮机中的位置。在此位置,设备支承件的至少50%的体积位于中间外壳轮毂的轴线下方。当设备支承件被所谓的“六点钟(6h)安装”时,例如,参考假想的时钟,其12h-6h轴线与竖直方向对齐,12h位于顶部,6h位于底部。设备支承件还可以例如安装在5h、7h等处。参考点可以是设备支承件的重心,在适用的情况下设置有其设备部件和附件。
在某些实施例中,该组件包括至少两个上游设备部件,该至少两个上游设备部件各自包括结构元件并且各自设置在设备支承件的两个相对端部处。
换句话说,上游设备部件在设备支承件的两个相对端部处设置在动力传动轴的两侧。这使得可以在结构元件之间分配载荷承受。术语“端部”应当理解为表示设备部件沿垂直于涡轮轴线的横向方向的端部。此外,与由配备有结构元件的单个上游设备部件组成的情形不同,需要加固且因此较重的结构来承受载荷,包括结构元件的两个上游设备部件的存在使得可以更好地分配这些载荷,同时限制组件的质量。
在某些实施例中,第一上游设备部件的结构元件刚性地附接到上游面和中间外壳轮毂,并且第二上游设备部件的结构元件通过上游臂刚性地附接到上游面和中间外壳轮毂。
在某些实施例中,设备支承件呈环形部分延伸。因此,设备支承件可以尽可能靠近主轴线设置在发动机舱周围,以便保持涡轮机紧凑。环形部分可以是半圆形,在涡轮机的轴线上居中或以其他方式位于涡轮机的轴线上。
在某些实施例中,中间外壳轮毂包括下游环形凸缘,结构元件固定到该下游环形凸缘,并且分动齿轮箱包括:在下游环形凸缘上游设置在中间外壳轮毂中的双臂曲柄,所述双臂曲柄通过涡轮机的径向轴将动力传动轴连接到涡轮机的发动机轴。双臂曲柄可以允许径向轴与动力传动轴之间机械动力的机械传递。下游环形凸缘可以与先前提到的相同。
在某些实施例中,环形部分覆盖小于180°的角扇区。
本公开还涉及一种飞行器涡轮机,该飞行器涡轮机包括根据先前限定的实施例中的任一个的组件。该飞行器尤其可以是飞机或直升机。涡轮机可以是涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、辅助动力装置(APU)等。
在某些实施例中,飞行器涡轮机包括:在中间外壳下游的压缩机外壳和燃烧室外壳,并且先前描述的组件在设备支承件与压缩机外壳之间没有附接件,以及在设备支承件与燃烧室外壳之间没有附接件。因此保持了涡轮机的性能。
附图说明
通过参考附图以非限制性示例的方式给出的实施例的以下描述,本公开的主题的其他特征和优点将变得显而易见。
[图1]图1是根据第一实施例的包括组件的飞行器涡轮机的示意性截面图。
[图2]图2是根据第一实施例的飞行器涡轮机的一部分的底视透视图。
[图3]图3是图2的涡轮机的一部分在工作位置的侧视图,
[图4]图4是根据第二实施例的飞行器涡轮机的一部分的底视透视图。
[图5]图5是图4的涡轮机的一部分在工作位置的侧视图。
[图6]图6是根据第三实施例的飞行器涡轮机的一部分的底视透视图。
[图7]图7是图6的涡轮机的一部分在工作位置的侧视图。
具体实施方式
图1以简化方式示出了根据一个实施例的涡轮机10的截面图。图2至图7以透视图、底视图或侧视图示出了涡轮机10的一部分。在这种情况下,涡轮机10是双转子旁路涡轮喷气发动机,但本公开还涵盖如前文提到的其他类型的涡轮机。涡轮机10或另一种类型的涡轮机可以安装在飞行器的机翼下方、机翼上或飞行器机身的后部。
涡轮机10总体上沿着主轴线X延伸,该主轴线X形成其转子的至少一部分的旋转轴线。从上游到下游,涡轮机10可以包括:风扇保持外壳12、中间外壳14、压缩机外壳60、燃烧室外壳16和涡轮机外壳18。任选地,这些外壳中的某些外壳可以被分为多个区段;例如,涡轮机外壳18可以包括高压涡轮外壳、涡轮间外壳和低压涡轮外壳。
不同的外壳可以是环形的,或者甚至是轴对称的,并且以轴线X为中心。
中间外壳14包括外罩15和中间外壳轮毂30。中间外壳轮毂30可以通过出口导叶(OGV)15a连接到外罩15以矫直来自风扇的次级流,并通过结构臂15b连接到外罩15。
中间外壳轮毂30可以在所谓的初级流动路径与所谓的次级流动路径之间形成分离,所述初级流动路径被配置为:引导初级流穿过涡轮机的核心并旨在参与至少一个涡轮机的燃烧和驱动,次级流动路径被配置为:引导次级流穿过OGV 15a以产生涡轮机10的大部分推力。
在这种情况下,中间外壳轮毂30包括:下游环形凸缘32,其从截锥形部分34的下游部分径向向内延伸。截锥形部分34可以至少在其下游部分与外罩15基本上同心,并且在特殊情况下围绕主轴线X轴对称。
中间外壳轮毂30还可以包括:(这里在下游凸缘32中)一个或多个开口36,其用于压缩机(特别是低压压缩机)的排放出口的通路。这些出口通常被称为VBV(可变放气阀)出口。在这种情况下,开口36是椭圆形的。开口36可以沿圆周彼此相间设置。
中间外壳轮毂30可以由金属制成,例如由钛、钢、铝或包括这些金属中的一种或多种的金属合金制成。
中间外壳轮毂30还可以包括上游凸缘31。在这种情况下,环形的上游凸缘31从截锥形部分34的上游部分径向向内延伸。在上游凸缘31与下游凸缘32之间的是一个或多个中空结构,所述中空结构例如呈横穿初级流动路径的臂的延长部延伸,并且可选地呈结构臂15b的延长部延伸,如图所示。这些中空结构允许诸如润滑回路、测速装置的辅助装置通过,而且还允许径向轴38通过,下面将进一步描述其作用。
在涡轮机10内,用于飞行器涡轮机的组件20包括前述的中间外壳轮毂30,而且还包括设备支承件40。
图2至图7示出了设备支承件40(此处围绕主轴线X)呈环形部分延伸。在该实施例中,环形部分覆盖优选地小于180°(在这种情况下小于120°)的角扇区。
设备支承件40可以由箱体形成,该箱体具有:上游面42,其朝向中间外壳轮毂30;和相对的面(所述下游面44),其朝向涡轮机的下游,例如朝向涡轮外壳18。上游面42和/或下游面44可以是基本平坦的和/或横向于主轴线X延伸,如图所示。
可以立即看出,由于下面详细描述的布置,上游面42位于中间外壳轮毂30的下游。
此外,用于飞行器涡轮机20的组件包括分动齿轮箱50,该分动齿轮箱50例如经由螺栓接头刚性地附接到中间外壳轮毂30(优选地,下游凸缘32的上游)。或者,分动齿轮箱50可以通过在铸造时结合到中间外壳轮毂30中而与中间外壳轮毂30形成为单个部件。动力传动轴54将分动齿轮箱50连接到设备支承件40,并且被配置为:(在适用的情况下,经由一个或更多齿轮系)将从涡轮机的发动机轴17输出的机械动力传递到安装在设备支承件上的至少一个设备部件。
由于径向轴38大体沿着涡轮机10的径向方向定位,因此动力传动轴54可以经由被称为径向轴38的中间轴从发动机轴17获取机械动力。在适用的情况下,分动齿轮箱50可以包括:双臂曲柄,其在径向轴38与动力传动轴54之间形成运动学连接。例如,双臂曲柄可以包括:由锥齿轮联轴器形成的传动装置。如图1所示,双臂曲柄可以位于中间外壳轮毂30的上游凸缘31和下游凸缘32之间,或者设置在下游凸缘32上。
在分动齿轮箱50与设备支承件40之间延伸的连接元件52设置成围绕传动轴54并保护后者。根据本发明的第一实施例,连接元件52是:非结构性柔性连接件,其允许分动齿轮箱50连接到设备支承件40,并且例如包括具有滑块的球窝接头(未示出)。
此外,如前所述,设备支承件40可以包围先前提到的齿轮系(未示出),该齿轮系由从涡轮机10的发动机轴17(例如高压机身轴)输出的动力旋转驱动。一个或多个设备部件可以安装在设备支承件40上,并且每个设备部件都可以具有联接到设备支承件40的齿轮装置之一的驱动轴。这些驱动轴(附图中未示出)可以沿基本平行于主轴线X的方向延伸。可以从以下设备部件之中提供一个或多个元件,每个元件都包括以下之中的一个或多个:向飞行器供应电力的发电机、向涡轮机的电气设备部件供应电流的交流发电机、用于启动涡轮机的启动器、向飞行器供应液压动力的液压泵、燃油泵和润滑泵。当然,除上述之外的其他设备部件(例如脱油器)可以安装在设备支承件40上,特别是需要机械驱动器并因此需要在设备支承件上获取动力来操作的设备部件。
在参考第一实施例的图2和图3所示的示例中,示出了安装在设备支承件40的上游面42上的两个上游设备部件46。然而,其他设备部件也可以安装在上游面42上,而且还安装在下游面44上。
这些上游设备部件46分别设置在设备支承件40的端部处,并且各自都包括功能部分461和结构元件462。在这种情况下,结构元件462还形成设备部件46的外壳,围绕设备部件46的功能部分461,如图2和图3所示。可以以这样的方式修改传统外壳的形状:使它可以更容易地附接到设备支承件40的上游面42和中间外壳轮毂30两者上。需要注意的是,优选地将旨在附接到中间外壳轮毂30上的结构元件462添加至具有最大轴向长度的功能部分461的设备部件46。因此,上游面42与中间外壳轮毂30之间的距离具体地由这些功能部分461的轴向长度决定,此外应当理解的是,可以存在要观察到的最小距离,使得上游面42不会与附接到中间外壳轮毂的元件(例如压缩机的排放出口管道)发生干涉。
因此,在该实施例中,结构元件462以能够承受设备支承件40及其包括的元件的总载荷并且保持设备支承件40刚性地附接到中间外壳轮毂30上的方式被加固。
结构元件462主要由壁形成,所述壁可以是圆柱形的,具有圆形、椭圆形、长圆形、正方形、矩形、多边形或其他形状的截面。如果需要,结构元件462可以包括纵向和/或周向加强件以赋予其期望的刚度。加强件可以设置在结构元件462的壁的内侧,或者优选地设置在结构元件462的壁的外侧。结构元件462可以是金属的,例如由钢、钛、铝或包含这些金属中的至少一种的合金制成,或者也可以由金属基复合材料或有机基复合材料制成。它们还可以包括通道(“核心通路”)或接口板以确保流体(油、燃料、)或空气在设备支承件40的区域中循环。
如先前所述,结构元件462优选地设置在设备支承件40的端部处以及位于分动齿轮箱50的任一侧,对应于设备部件46的位置,以便对两个结构元件462之间的载荷承受进行分配,并平衡设备支承件40的重量和载荷。
结构元件462可以通过以下方式安装在设备支承件40的上游面42上和中间外壳轮毂30上:螺栓连接,例如经由螺栓连接的凸缘、V带型套环或本领域技术人员可以设想的任何其他附接方法,优选地,其是可拆卸的,足够稳健以允许设备支承件40刚性附接到中间外壳轮毂30上。
由于这些布置,设备支承件40尽管附接到中间外壳轮毂30上,但仍可以定位在中间外壳轮毂30的下游。因此,在该实施例中,设备支承件40可以轴向定位在压缩机外壳60的水平位置处,更具体地定位在高压压缩机外壳的水平位置处,但不附接到该压缩机外壳60上。因此,避免了变形现象。
根据本发明的第二实施例并且如图4和图5所示,用于飞行器涡轮机20的组件可以包括至少一个上游臂70,或至少两个上游臂70,在这种情况下恰好是两个上游臂70,即每个上游设备部件46有一个臂。除非另有说明,否则下面是对上游臂70之一的描述,另一个可以是相同的或具有其他特征,特别是所提到的那些特征。
上游臂70将设备部件46(更精确地,结构元件462)连接到中间外壳轮毂30,以提供例如在张力下的轴向载荷的载荷承受。在这种情况下,结构元件462在轴向方向X上比参考图2和图3针对第一实施例描述的结构元件更短。因此,结构元件462沿中间外壳轮毂30的方向向上延伸,但不直接附接到其上。结构元件462通过上游臂70附接到中间外壳轮毂30上。
更准确地说,上游臂70通过第一连接件72附接到结构元件462上并且通过第二连接件74附接到中间外壳30上。第一连接件72和第二连接件74中的一者和/或另一者可以是铰接的,使得仅沿臂的轴线(在拉伸和/或压缩下)承受载荷。
例如,第一连接件72可以是球窝接头。
例如,第二连接件74可以包括:柔性螺柱,其例如包括一系列金属层和弹性体层。
这些连接件可以互换或者彼此相同,或者可以使用其他连接件,例如螺栓接头,特别是与用于调节臂以补偿连接件的超静态性质的装置组合。
如图4和图5所示,连接件72可以设置在结构元件462的外围表面上,或更一般地,设置在与结构元件462的上游面分开的表面上,但也可以设置在结构元件462的上游面上。
在连接件之间,上游臂70可以是棒或杆,通常是金属的或由复合材料制成。这种杆或杆的截面尺寸可以由本领域技术人员确定,例如具有H形截面或中空截面,特别是圆形、椭圆形、正方形、矩形或多边形形状。
此外,根据该第二实施例,与第一实施例不同,分动齿轮箱50的连接元件52不是柔性连接件,而是结构连接件,换言之,是将设备支承件40刚性地附接到中间外壳轮毂30上的刚性连接件。在这种情况下,连接元件52由护套(下文中也称为“护套52”)形成,所述护套52围绕动力传动轴54。
因此,在该实施例中,分动齿轮箱50的护套52也以能够承受设备支承件40的载荷并保持设备支承件40刚性地附接到中间外壳轮毂30上的方式被加固。
护套52可以具有与参考第一实施例描述的结构元件462类似的特征(与其形状和材料有关)。护套52可以附接到设备支承件40的周向中心部分上,并且可以通过螺栓连接联接到设备支承件40和中间外壳轮毂30。
如图所示,根据该实施例的用于飞行器涡轮机20的组件在设备支承件40和与中间外壳轮毂30之间不具有除了先前描述的护套52和两个上游臂70之外的其他附接件。由于这种组件,设备支承件40到中间外壳轮毂30的附接是均衡的。然而,可以设想其他均衡设置。特别地,对于连接元件52,可以通过增加上游臂70的数量以阻挡设备支承件40的六个自由度来以与第一实施例类似的方式设想柔性非结构性连接件,而不是结构性连接件。此外,图4和图5所示的布置结构不是限制性的。根据上游面42上的设备部件的体积和布置,至少第一上游臂70可以将结构元件462连接到中间外壳轮毂30,并且至少第二上游臂70可以直接连接到设备支承件40的上游面42。
此外,如从图4和图5中可以看出的,连接件74可以设置在连续的开口36之间,使得上游臂70不会阻塞压缩机的排放出口。
图6和图7中示出了根据本发明的第三实施例。该实施例在设备支承件40的上游侧方面与第二实施例类似,因为用于飞行器涡轮机20的组件也包括以与第二实施例相同的方式布置的两个上游臂70。
在第三实施例中,用于飞行器涡轮机20的组件还包括:两个下游设备部件48,它们设置在设备支承件40的下游面44上。与上游设备部件46类似,每个下游设备部件都包括功能部分481和结构元件482。第一下游设备部件48设置在设备支承件40的一端处,并且第二下游设备部件48沿圆周方向设置在设备支承件40的中心部分上。然而,这些位置不是限制性的,因为下游设备部件48可以不同地设置在下游面44上。
此外,该组件包括两个下游臂71,每个下游臂71都将下游设备部件48(更准确地,结构元件482)连接到设置在燃烧室的外壳16的下游的外壳,在这种情况下,为涡轮外壳18。与上游臂70相似,下游臂71能够确保例如在拉伸载荷下的载荷(例如轴向载荷)承受。
此外,与上游臂70类似,每个下游臂71都通过第一连接件75附接到结构元件482,并且通过第二连接件73附接到涡轮外壳18。第一连接件75和第二连接件73中的一者和/或另一者可以是铰接的,使得载荷仅沿臂的轴线(在张力和/或压缩下)被承受,并且可以是球窝接头或包括柔性螺柱,例如包括连续的金属层和预应力弹性体层。
另外,根据第三实施例,分动齿轮箱50的连接元件52可以是与在第二实施例中描述并在图6和图7中示出的护套类似的刚性护套,但也可以是柔性连接件,例如参考例如第一实施例描述的柔性连接件。该第二配置通过下游臂71的存在而成为可能。
一般而言,示出了处于工作位置的涡轮机10的图3、图5和图7示出了设备支承件40附接到中间外壳轮毂30上,主要位于中间外壳轮毂30的主轴线X下方。在这种情况下,设备支承件40安装在六点钟方向,从中间外壳轮毂30悬挂。该位置有利于保持在机翼下方以及在运行期间和发动机关闭时收集流体,并且最大限度地降低了起火的风险,因为任何泄漏都在重力作用下(在适用情况下经由机舱)排出,这使得不将设备支承件40附接到压缩机外壳60上的事实变得更加有利。
尽管本说明书涉及特定的示例性实施例,但是可以对这些示例进行修改而不脱离由权利要求限定的本发明的一般范围。此外,所示出或提到的不同实施例的各个特征可以组合成另外的实施例。例如,在组合第一和第二实施例的配置中,其中两个上游设备部件均配备有结构元件462,两个结构元件462中的一个可以通过螺栓连接刚性地附接到中间外壳轮毂30上,第二结构元件462通过上游臂70连接到中间外壳轮毂。因此,必须以说明性而非限制性的方式来考虑本说明书和附图。
Claims (12)
1.一种用于飞行器涡轮机(20)的组件,包括:中间外壳轮毂(30)、具有位于所述中间外壳轮毂(30)下游的上游面(42)的设备支承件(40)、和驱动动力传动轴(54)的分动齿轮箱(50),所述动力传动轴(54)被配置为将从所述涡轮机的发动机轴(17)输出的机械动力传递至安装在所述设备支承件(40)的上游面(42)上的至少一个上游设备部件(46),所述上游设备部件(46)包括结构元件(462),所述结构元件(462)将所述设备支承件(40)附接到所述中间外壳轮毂(30)。
2.如权利要求1所述的用于飞行器涡轮机的组件,其中,所述上游设备部件(46)包括功能部分(461),所述结构元件(462)至少部分地围绕所述功能部分。
3.如权利要求1或2所述的用于飞行器涡轮机的组件,其中,所述至少一个上游设备部件(46)是以下之中的一个:向所述飞行器供应电力的发电机、向所述涡轮机的电气设备部件供应电流的交流发电机、用于启动所述涡轮机的启动器、用于向所述飞行器提供液压动力的液压泵、燃油泵或润滑泵。
4.如权利要求1至3中任一项所述的用于飞行器涡轮机的组件,其中,所述结构元件(462)刚性地附接到所述上游面(42)和所述中间外壳轮毂(30)。
5.如权利要求1至3中任一项所述的用于飞行器涡轮机的组件,其中,所述结构元件(462)刚性地附接到所述上游面(42),所述组件还包括至少一个上游臂(70),所述至少一个上游臂(70)将所述上游设备部件(46)的结构元件(462)连接到所述中间外壳轮毂(30),并且其中,刚性护套(52)围绕所述动力传动轴(54)并将所述设备支承件刚性地附接到所述中间外壳轮毂。
6.如权利要求1至3中任一项所述的用于飞行器涡轮机的组件,其中,所述结构元件(462)刚性地附接到所述上游面(42),所述组件还包括:至少一个上游臂(70),其将所述上游设备部件(46)的结构元件(462)连接到所述中间外壳轮毂(30);至少一个下游设备部件(48),其安装在所述设备支承件(40)的下游面(44)上;以及至少一个下游臂(71),其被配置为将所述下游设备部件(48)连接到设置在所述设备支承件(40)下游的所述涡轮机的外壳(18)。
7.如权利要求5或6所述的用于飞行器涡轮机的组件,其中,所述至少一个上游臂(70)以铰接方式附接到所述中间外壳轮毂(30)和/或附接到所述上游设备部件(46)的结构元件(462)。
8.如权利要求1至7中任一项所述的用于飞行器涡轮机的组件,其中,所述设备支承件(40)到所述中间外壳轮毂(30)的附接是均衡的。
9.如权利要求1至8中任一项所述的用于飞行器涡轮机的组件,其中,所述设备支承件(40)附接到所述中间外壳轮毂(30),使得:在工作位置,所述设备支承件的大部分位于所述中间外壳轮毂(30)的轴线(X)下方。
10.如权利要求1至9中任一项所述的用于飞行器涡轮机的组件,包括:至少两个上游设备部件(46),所述至少两个上游设备部件(46)各自包括结构元件(462)并且各自设置在所述设备支承件(40)的两个相对端部处。
11.一种飞行器涡轮机(10),包括:如权利要求1至10中任一项所述的组件(20)。
12.如权利要求11所述的飞行器涡轮机(10),包括:位于中间外壳(14)下游的压缩机外壳(60)和燃烧室外壳(16),并且其中,所述组件在所述设备支承件(40)与所述压缩机外壳(60)和所述燃烧室外壳(16)之间没有附接件。
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