CN1191009A - 双门式推力换向器装置 - Google Patents

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Abstract

一种用在双流式喷气发动机上的绕枢轴转动双门式推力换向器装置,它包括一个由纵梁(10,11)连接起来的前体部分(9)和后体部分(12)共同构成的固定整流罩(5),在其上形成了换向室,在每一个换向室中容纳了可绕枢轴转动的门(7)。门枢轴轴销(17)由两对支杆(15,16)支承着,于是轴销就与发动机轴线(X－X′)分离开一段距离。这种布置提供了对冷气流的有效偏转和双门的最大开度。

Description

双门式推力 换向器装置
本发明涉及一种内外双函道式喷气发动机的绕枢轴转动双门式推力换向器装置。
这种形式的换向器已为人们熟知，在该装置中所述双门与在环绕发动机的外整流罩上固定的枢轴铰链连接，大致上与所述发动机的纵向轴线同心。发动机外整流罩沿着喷口形成一个环形的风道，主热气流经喷口喷射，而由上游风扇产生的冷的旁路气流则从此环形的风道流过。在这种型式的装置中，绕枢轴转动的双门在促动系统的作用下可以在其收拢位置和展开位置之间来回转动。在收拢位置时，双门把由整流罩固定构件形成的开口关闭；而在展开位置时，所述双门则径向地向外伸展开来将环形风道关闭，以便使旁路气流偏转。
例如，在1987所11月5日提出的一项专利FR-A-2,622,928中曾叙述了一种带门的换向器系统。在收拢位置时，门就构成了环形风道外壁的下游端，所述的门用铰链连接到悬臂纵梁上。这种型式的后门换向器呈现出的优点是它能使门在工作时可无阻碍地绕枢轴转动，而门在展开位置时能使开口或转向槽达到最大开度，旁路气流通过它便被偏转。这是基于如下事实，即门枢轴能够置于非常接近于通过发动机中心线平面的位置上。
然而这种布置的结果的是该纵梁的下游端-门就是用铰链连接到该梁上-因为是悬臂而固定得并不牢固，当双门展开时由于有相当大的力作用在这一区域上，因而会出现导致系统严重失灵甚至构件被损坏的危险。此外，很明显的是这种解决办法将不适合于门绕枢轴向后转动时受到发动机的机械特征所限制的情况。这些缺点在打算使用仅有两个门的换向器的情况下将会成为特别关键的问题。
本发明提供了一个简单的解决办法，在双门换向器的范围内将改进换向器的安全性和更经济性的设计结合起来。按照本发明，一个双门推力换向器的特征在于：
发动机整流罩的固定结构件包括：一个位于绕枢轴转动双门上游的环形前部构件；两根与发动机轴线平行并相互对称的纵梁；一个位于绕枢轴转动的双门下游的环形后部构件，它被紧固在纵梁上并与前部构件紧固在一起；
对于每一个门，至少有两根支杆被紧固在整流罩延长部分的固定构件上，以通过发动机轴线的平面和门的纵向中心线为对称中心相互对称，位于发动机轴线与每一个门纵向中心线之间的那一段距离的上半部区域内，所述的支杆支承着双门的枢轴。
于是，通过将环形后部构件紧固到固定构件上就可得到纵梁的最佳强度，同时还可避免门从它们的枢轴连接点上脱开来的危险，从而提高了安全性。另外，当门枢轴回移到相对于发动机轴线的某个新位置时能够得到一个门的最大开度，从而保证了旁路气流的正确偏转。
优选地，按照本发明，支杆是在位于发动机轴线与每个门纵向中心线之间的那一段距离的大约三分之二长度的区域，从发动机轴线开始起延伸。一种对枢轴的特别新颖的布置，因为它能提供最佳的效果，是将枢轴置于发动机轴线与门纵向中心线之间那一段距离从发动机轴线开始算起的大约三分之二长度的位置处。
仍然是按照本发明，为了不妨碍门的机动灵活性，支杆应置于与整流罩固定结构相同的平面内。支杆可以紧固在整流罩的环形前部构件上并朝着后部构件的方向纵向延伸，或者紧固到整流罩固定构件的纵梁上。在这种情况下，它们具有圆弧形状以便与所述整流罩的曲率相匹配。
然而，按照本发明的优选实施例，与每一个门相关联的是两对支杆，它们相对于门的纵向中心线是对称的。每一对支杆由紧固在整流罩环形前部构件上的第一支杆和由于它的零件而紧固在整流罩纵梁上的第二支杆组成，这两个支杆被刚性地连接在一起。在这种情况下，每一个门的枢轴均位于两根支杆的相交处。
应补充说明一点，紧固在纵梁上的圆弧形支杆是被放置在从前部构件算起的前部构件与后部构件之间那一段距离的多于三分之二长度的位置上。而一种优选的布置方案则是将这些支杆放置在所述距离的三分之二到四分之三的长度的位置上。
本发明的其他特性和优点在下面参照附图作为举例而不是加以限制的说明过程中将会变得更加清楚。这些附图是：
图1为安装在飞机机翼结构下的装备有按照本发明所述的具有双门的推力换向器装置的喷气发动机后部的透视图，换向器双门处在收拢位置(即关闭位置)；
图2为与图1相似的透视图，显示了换向器双门处在展开位置(即开启位置)；
图3为安装在机身后部的按照本发明所述的推力换向器装置的透视示意图；
图4为按照本发明所述的换向器门的透视示意图，其中箭头所指的是前进方向；
图5为一个关闭门的侧视图；
图6为一个与图5相似的视图，但是将门剖掉了一部分，这次表示的是开启位置，以及
图7和图8为按照本发明所述的换向器装置的其他型式。在图7中，装置被安装在机身的后部，在图8中则是安装在机翼结构下。
图1表示了通过了一个支承机构1安装在一架飞机机翼结构A下面的一台喷气式发动机吊舱单元2的后部。然而，可以理解的是，该吊舱单元可以固定在飞机的任何其他合适的位置上，例如，固定在机身的后部如图3和图7所示。这台发动机是一台传统的函道式涡轮喷气发动机，它有一个喷口3，发动机的热气按箭头F1所指的方向通过喷口3排出。外部整流罩如5所示，它环绕着发动机及喷射热气流的喷口3。在外整流罩5与喷口外表面4之间有一个环形风道6(见图3)，它能使图中未表示出的上游风扇产生的冷气流按箭头F2所指的方向流过。
参考数字8所指的是整个推力换向装置。参考数字7所代表的是绕枢轴转动的双门，它们被容纳在一个开口或者换向槽PD中(见图2)，开口或者换向槽PD是关闭或者是开启取决于双门是处在收拢位置(图1)还是处在展开位置(图2)。换向槽由一个固定构件确定，它包括一个环形前部构件9，纵梁10和11(见图3)以及一个环形后部构件12。纵梁、前部构件和后部构件刚性连接在一起，并通过支架B固定到飞机结构上。两个门7中的每一个门在14a处与控制作动筒14的一端相连接，控制作动筒的另一端则是固定在整流罩的构件上。
两根支杆15紧固在前固定构件9上，并在整流罩的表面内向着后部构件12的方向纵向延伸。同时，两根或多根圆弧形支杆16紧固在纵梁10和11上，彼此都在双门7的表面内沿着纵向中心线LM(见图4)的方向延伸。每一对相邻支杆中的支杆15和16在它们的交点处被紧固在一起，它们还被用作枢轴17的支座，门7便绕枢轴转动。在图3和图5中可以看到，双门处在关闭位置时，这些门的前缘20和后缘21与整流罩固定构件的前缘18和后缘19相齐平。
现在参照图5来确定一个显示本发明特征的关于枢轴17的十分特殊的位置。如果将发动机轴线X-X′与处于关闭位置的门7外表面中心线LM间的距离选取为3d，枢轴则处在从X-X′轴线算起的沿着这一距离的大约三分之二长度(2d)的位置上。由于枢轴位置相对于发动机轴线X-X′位置的这一提高，就有可能使双门7达到其最大开度，如图6所示，而不至受到后固定构件12的阻碍。
此外，将枢轴17与前固定构件9的边缘18之间的距离“1”处于前固定构件与后固定构件的边缘18和19之间“L”的三分之二与四分之三之间是有利的。
下面将要对双门7的结构作更为详细的说明。已经确定的结构在考虑到新颖的枢轴位置的情况下能够正确地发挥作用。从图4中可能已经看出，在双门与枢轴相铰链连接的区域内，双门的内壁7b在其厚度范围内有两道与支杆15的外形相互补的纵向凹腔23，因此当双门7关闭时支杆就能很方便地埋入凹腔23内。这些凹腔23的形状是两条相互平行的沟槽。在双门外壁7a的厚度范围内(图4和图5)还有两个互相对称的由参考数字22标出的凹腔，这些凹腔的形状大体上呈三角形，其顶点25与门7的枢轴17相邻，其底边沿循着门的纵向边缘向后，而由凹腔22形成的三角形斜边26则与门的后边缘21构成了燕尾形状30。
图4，5和6清楚地显示出门7的内壁7b在27处向外伸出很多，特别是向后，这样它就能很好地与喷口3的外表面曲面4相贴合，以便当双门展开时有效地阻塞旁路气流F2而使它径向地向外偏转通过转向槽PD。应该注意到，由于枢轴17的位置合适，双门7能够开启到最大角度，其在所有情况下将大于45°从而保证了喷射流有效的偏转。最后还应该提到，转向槽PD的侧边最好采用19a-19b所示的剖面形状(见图5和图6)，它大体上与门7的内面板7b后部的燕尾形状30相对应。
作为举例，图7和图8显示了发动机吊舱装置可能采用的其他布置和其他形状。在这些附图中，相同的参考数字所指的零部件与图1至图6中相同的参考数字所指的零部件相同。特别之处在于，代替图1至图6中所显示的大体上圆形的发动机吊舱，在本发明中可以采用四角形的外形(图7)，这并未超出本发明的范围。在图7中吊舱是安装在机身的后部，在图8中则是安装在机翼的下方。

Claims (14)

1.用于函道式涡轮喷气发动机的具有两个绕轴转动的门(7)型式的推力换向器装置，其与环绕发动机的外整流罩(5)的固定构件上的枢轴(17)用铰链相连接，并大致上与所述发动机的纵向轴线(X-X′)同心，所述的外整流罩(5)沿着喷口(3)的方向成形，主热气流(F1)经喷口(3)喷射，一个环形风道(6)用以流过冷的旁路气流；所述的绕枢轴转动双门(7)在一个促动系统的作用下可以在其收拢位置和展开位置之间来回转动，在收拢位置时，双门(7)把由整流罩固定构件形成的开口(PD)关闭；而在展开位置时，所述的双门(7)则径向地向外延伸开来将环形风道(6)关闭，以便使得旁路气流(F2)偏转；所述推力换向器装置的特征在于：
整流罩(5)的固定构件包括下列部分：一个位于绕枢轴转动双门(7)上游的环形前部构件(9)；两根与发动机轴线(X-X′)平行并相互对称的纵梁(10，11)；一个位于绕枢轴转动双门(7)下游的环形后部构件(12)，它被紧固在纵梁(10，11)上并与前部构件(9)紧固在一起；
并且，对于每一个门(7)，至少有两根支杆(15或16)是以通过发动机轴线(X-X′)的平面和双门(7)的纵向中心线(LM)为对称中心相互对称地被紧固在整流罩(5)延长部分的固定构件上，位于发动机轴线(X-X′)与每一个门(7)的纵向中心线(LM)之间的那一段距离(3d)的上半部区域内，所述的支杆(15或16)支承着门的枢轴(17)。
2.按照权利要求1所述的推力换向器装置，其特征在于，支杆(15，16)是在位于从发动机轴线(X-X′)算起发动机轴线(X-X′)与每一个门(7)的纵向中心线(LM)之间的那一段距离的大约三分之二长度的地方延伸。
3.按照权利要求1或2所述的推力换向器装置，其特征在于，每一个门(7)的枢轴(17)是位于从发动机轴线(X-X′)算起的发动机轴线(X-X′)与门的纵向中心线(LM)之间的那一段距离的大约三分之二长度(2d)的位置上。
4.按照权利要求1至3中任一权利要求所述的推力换向器装置，其特征在于，支杆(15，16)是位于与整流罩(5)的固定构件相同的平面内。
5.按照权利要求1至4中任一权利要求所述的推力换向器装置，其特征在于，支杆(15)是紧固在整流罩的环形前部构件(9)上并朝着后部构件(12)的方向纵向延伸。
6.按照权利要求1至4中任一权利要求所述的推力换向器装置，其特征在于，支杆(16)是紧固在整流罩(5)的固定构件的纵梁(10，11)上，并具有弯曲的形状以便于与所述整流罩的曲率相匹配。
7.按照权利要求1至4中任一权利要求所述的推力换向器装置，其特征在于，与每个门(7)相关联的是两对支杆(15，16)，它们相对于门(7)的纵向中心线(LM)对称，每一对支杆(15，16)包括紧固在整流罩(5)的环形前部构件(9)上的第一支杆(15)和紧固在整流罩的纵梁(10，11)上的第二支杆(16)，这两根支杆(15，16)被刚性地连接在一起。
8.按照权利要求7所述的推力换向器装置，其特征在于，每一个门枢轴(17)都位于两根支杆(15，16)的相交处。
9.按照权利要求6至8中任一权利要求所述的推力换向器装置，其特征在于，紧固在纵梁(10，11)上的弯曲形的支杆(16)是位于从前部构件(9)算起的前部构件(9)与后部构件(12)之间那一段距离的大于三分之二长度(1)的位置上。
10.按照前述权利要求中任一权利要求所述的推力换向器装置，其特征在于，在与枢轴(17)相铰接的区域内，门(7)在它的厚度范围内有两处凹腔(23，22)，当门(7)处在关闭位置时，支杆(15，16)便埋入凹腔内。
11.按照权利要求10所述的推力换向器装置，其特征在于，为了便于将支杆(15)紧固到前部构件(9)上，在门(7)的内壁(7b)上加工出凹腔(23)，其形状是两条相互平行的沟槽。
12.按照权利要求10所述的推力换向器装置，其特征在于，为了便于将支杆(16)紧固到纵梁(10，11)上，在门(7)的外壁(7a)上加工出凹腔(22)。
13.按照权利要求12所述的推力换向器装置，其特征在于，在门(7)的外壁(7a)上加工成形的凹腔(22)大体上呈三角形，其顶点(25)与门的枢轴(17)相邻近，其底边循着门(7)的纵向边缘向后形成。
14.按照权利要求13所述的推力换向器装置，其特征在于，门(7)的后部有一个大体上象燕尾的形状(30)。
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