CN107781036A - 具有用于涡轮发动机的热塑性阻流门的阻流门装配件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及具有用于涡轮发动机的热塑性阻流门的阻流门装配件。一种用于燃气涡轮发动机的阻流门装配件包括面板以及耦接至该面板的主体部分，该面板包括多个孔以利于噪声衰减。该主体部分包括与蜂窝芯整体形成的背板，其中该主体部分由热塑性材料模塑。

Description

具有用于涡轮发动机的热塑性阻流门的阻流门装配件

技术领域

本文公开的示例性实施例总体涉及发动机装配件，并且更具体地涉及可以与发动机装配件一起使用的热塑性阻流门。

背景技术

发动机装配件可以包括风扇装配件、封装在环形芯罩中的核心燃气涡轮发动机和环绕一部分核心燃气涡轮发动机的风扇机舱。风扇机舱通常与环形芯罩径向向外隔开，使得芯罩和风扇机舱形成在风扇出口喷嘴中终止的风扇气道。至少一些发动机装配件包括推力反向器装配件。推力反向器装配件可以包括第一固定整流罩以及关于第一整流罩轴向可平移的第二整流罩。至少一些推力反向器装配件包括阻流门或嵌板，所述阻流门或嵌板在通过拉杆或其他机械手段部署推力反向器时主动移动进入旁路气道，以便阻挡或阻止旁路空气流过风扇出口喷嘴。旁路风扇空气可以例如通过设置在叶栅箱中的一系列旋转叶片被转移以提供反推力。

至少一些已知的阻流门由上蒙皮和下蒙皮制成，上蒙皮和下蒙皮环绕铝质蜂窝芯，该铝质蜂窝芯通过粘合剂耦接至这些蒙皮。该蜂窝芯可以包括由于结构性原因的高密度部分以及承受较小结构负荷的低密度部分。此外，高密度蜂窝芯部分可以由灌封复合物填充以使蜂窝芯能够承受较高负荷。然而，除了增加阻流门的重量之外，灌封复合物对蜂窝芯的声衰减特性具有非期望的影响。

发明内容

在一方面，提供一种用于燃气涡轮发动机的阻流门装配件。该阻流门装配件包括面板(facesheet)以及耦接至面板的主体部分，该面板包括多个孔以利于噪声衰减。该主体部分包括与蜂窝芯整体形成的背板(backsheet)，其中该主体部分由热塑性材料模塑。

在另一方面，提供一种用于燃气涡轮发动机的阻流门装配件的主体部分。该主体部分包括背板以及与背板整体形成的蜂窝芯，该蜂窝芯由热塑性材料形成，其中该蜂窝芯包括多个单元，所述多个单元包括多个壁。

在又一方面，提供一种制造用于燃气涡轮发动机的阻流门的方法。该方法包括由热塑性材料和复合材料中的至少一种形成面板。该方法也包括使用模塑由热塑性材料形成主体部分。该主体部分包括由热塑性材料整体形成蜂窝芯和背板。该方法进一步包括将面板耦接至主体部分。

附图说明

图1是示例性发动机装配件的示意图。

图2是图1所示的发动机装配件的一部分的爆炸图。

图3是示出处于收起布置的示例性推力反向器装配件的侧面示意图。

图4是示出处于完全展开布置的图3所示的推力反向器装配件的侧面示意图。

图5是与图3所示的推力反向器装配件一起使用的示例性阻流门装配件的透视图。

图6是与图5所示的阻流门装配件一起使用的阻流门主体部分的一种实施方式的顶部透视图。

图7是图6所示的阻流门主体部分的底部透视图。

图8是与图5所示的阻流门装配件一起使用的阻流门的另一实施方式的爆炸截面侧视图。

图9是图8所示的阻流门的爆炸顶视图。

图10是图示说明制造图5所示的阻流门的示例性方法的流程图。

图11是可以用于模塑(molding)图6所示的阻流门主体部分的压模(compressionmolding)装配件的透视图。

图12是在模塑该阻流门主体部分之前的压模装配件的侧视图。

图13是在模塑该阻流门主体部分之后的压模装配件的侧视图。

图14是可以与压塑装配件一起使用的冲压(ram)装配件的底部透视图。

图15是图示说明冲压板和多个芯插入件的一部分压模装配件的透视横截面视图。

图16是图示说明冲压板和多个芯插入件的一部分压模装配件的透视横截面视图。

图17是可以与压模装配件一起使用的顶出器(ejector)装配件的透视图。

图18是可以与压模装配件一起使用的下成形装配件的透视图。

图19是图示说明多个可移除安装结构插入件的图18所示的下成形装配件的底部透视图。

图20是图示说明使用压模装配件制造阻流门的示例性方法的流程图。

具体实施方式

本文中的实施例描述用于燃气涡轮发动机的阻流门装配件。该阻流门装配件包括阻流门，该阻流门包括多个安装结构和与安装结构整体形成的主体部分。此外，该主体部分是利用热塑性形成工艺(诸如但不限于注模(injection molding)和压模(compressionmolding))由热塑性材料形成的。该阻流门也包括耦接至主体部分的面板(facesheet)，其中该面板也由热塑性材料形成。因此，主体部分和面板能够被热粘合或胶粘合在一起，以形成一体的整块部件。

如本文所描述的，与由耦接在一起的不同材料制造的传统阻流门相比，整体形成的热塑性阻流门具有多个优点。例如，传统阻流门由环绕铝质蜂窝芯的上蒙皮和下蒙皮制成，该铝质蜂窝芯通过粘合剂耦接至这些蒙皮。铝质蜂窝芯通常包括标准化的单元高度和壁厚。如果标准化的尺寸不符合规格，则一部分蜂窝芯可以由灌封复合物填充，以使蜂窝芯能够承受较高负荷。然而，除了增加阻流门的重量之外，灌封复合物对铝质蜂窝芯的声衰减特性具有非期望的影响。热塑性材料的使用避免了利用标准大小的蜂窝的约束，并且也避免了使用灌封材料填充蜂窝，因为单元高度和壁厚能够被定制以满足期望的规格。此外，蜂窝主体部分的不同部分可以具有不同的单元尺寸，以考虑不同的负荷或噪声衰减要求。蜂窝单元尺寸的这种定制使得能够增大噪声衰减。此外，使用热塑性材料替换铝质蒙皮和蜂窝导致阻流门重量减轻，并且由于减少材料和人力成本而导致更低的成本。

除非上下文清楚地规定，否则单数形式“一”、“一个”、“该”包括复数指代。

如本文贯穿说明书和权利要求所使用，可以应用近似的语言来修饰任何定量陈述，该定量陈述可以允许在不导致其涉及的基本功能发生变化的情况下改变。因此，由一个或多个术语(诸如“大约”、“近似”和“大体/基本”)修饰的值不局限于指定的精确数值。在至少一些实例中，近似的语言可以对应于测量该数值的工具的精度。在这里并且贯穿说明书和权利要求，范围限制可以被结合和/或互换；除非上下文或语言指示其他情况，否则这样的范围被视为并且包含所有包含于该范围内的子范围。

如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以交替使用，以将一个部件与另一部件区分开，并且这些术语不意味着表示个体部件的位置或重要性。术语“低热膨胀系数材料”指的是随着温度增加而相对增大较少的材料。

如本文所用，术语“轴向的”和“轴向地”指的是基本平行于涡轮发动机的中心线延伸的方向和取向。与“轴向的”和“轴向地”结合使用的术语“前/向前(forward)”指的是朝向发动机进气口移动或一个部件相比于另一部件相对更靠近发动机进气口。与“轴向的”和“轴向地”结合使用的术语“后/向后(aft)”指的是朝向发动机排气口移动或一个部件相比于另一部件相对更靠近发动机排气口。此外，术语“径向的”和“径向地”指的是基本垂直于涡轮发动机的中心线延伸的方向和取向。

所有方向基准(例如，径向、轴向、近端、远端、上部、下部、向上、向下、左、右、横向、前、后、顶部、底部、之上、之下、竖直、水平、顺时针、逆时针)仅用于识别目的，以帮助读者理解本发明，并且不产生限制，特别是关于该发明的位置、取向或使用的限制。除非另有陈述，否则连接基准(例如，附接、耦接、连接和连结)将被广义地解释，并且可以包括在一批元件之间的中间构件和元件之间的相对运动。因此，连接基准不一定意指两个元件直接连接以及彼此处于固定关系。示例性附图仅用于图示说明的目的，并且本文所附的附图中所反映的尺度、位置、顺序和相对大小可以变化。

首先参考图1，其示出燃气涡轮发动机10的示意性侧截面视图。燃气涡轮发动机的功能是从高压高温燃烧气体中获取能量并将能量转换为用于工作的机械能。燃气涡轮发动机10具有发动机入口端12，其中空气在穿过风扇段18后进入核心发动机13。发动机机舱19环绕核心发动机13和风扇段18，使得旁通气道22被限定在核心发动机13的外壁23与机舱19之间。核心发动机13通常由压缩机14、燃烧室16、多级高压涡轮机(HPT)20和独立的低压涡轮机(LPT)21限定。共同地，核心发动机13在操作期间提供推力或动力。燃气涡轮发动机10可以用于飞机制造业、发电、工业、海事等领域。

在操作中，空气通过发动机10的进气口端12进入并移动通过至少一个压缩级，在该压缩级中空气压力被增大并且被导向燃烧室16。压缩空气与燃料混合并燃烧来提供热燃烧气体，热燃烧气体朝向高压涡轮机20离开燃烧室16。在高压涡轮机20处，从热燃烧气体获取能量，引起涡轮叶片的旋转，进而引起第一轴24围绕发动机轴线26旋转。轴24朝向发动机的前部行进，以根据涡轮机设计持续旋转一个或多个压缩机级14、风扇段18或入口风扇叶片。风扇段18通过第二轴28连接至LPT 21，并且通过将空气经由发动机10的出口端15排出来产生用于涡轮发动机10的推力。也可以利用LPT 21进一步获取额外的压缩机级的能量和动力。

参考图2-4，在示例性实施例中，发动机10包括推力反向器装配件100，推力反向器装配件100包括限定一部分机舱19的可平移的整流罩构件102。图2是推力反向器装配件100的爆炸图。图3是推力反向器装配件100的侧面示意图，其图示说明处于第一工作位置(即收起位置)的可平移的整流罩构件102和阻流门装配件104。图4是推力反向器装配件100的侧面示意图，其图示说明处于第二工作位置(即完全平移)的可平移的整流罩构件102和阻流门装配件104。当可平移的整流罩构件102完全平移时，阻流门装配件104被动地径向延伸到旁通气道22内，以阻挡或阻止风扇空气流过出口端15(图1中示出)，从而引导风扇空气通过推力反向器装配件100以提供反推力(即推力反向器装配件完全展开)。

在示例性实施例中，可平移的整流罩构件102包括径向内嵌板106和径向外嵌板108，这两个嵌板被布置和配置以限定在两者之间的空间110。推力反向器装配件100包括致动器装配件112，致动器装配件112耦接至可平移的整流罩构件102并且至少部分地安置在空间110内，以便在大致轴向上选择性地平移整流罩构件102。在示例性实施例中，致动器装配件112可以是电动、气动或液压驱动的，以便在工作位置之间平移整流罩构件102。扭力盒114靠近可平移的整流罩构件102的前端116耦接至致动器装配件112，并且有利于致动器装配件112的操作。

示例性实施例也包括多个推力反向器构件118，其分别安置在径向内嵌板106和径向外嵌板108之间的空间110内，以便由可平移的整流罩构件102选择性遮盖和暴露。因此，当可平移的整流罩构件102被设置在收起工作位置时，推力反向器构件118被遮盖，并且当可平移的整流罩构件102处于完全平移工作位置时，推力反向器构件118被暴露。在示例性实施例中利用适当的流引导构件和密封件来提供部件之间的密封(例如，气密)接合。在示例性实施例中，推力反向器构件118是固定叶栅结构，其包括多个叶栅旋转叶片120。此外，支撑环122耦接到推力反向器构件118的后端，以对构件118提供支撑。

在操作中，当可平移的整流罩构件102处于收起工作位置(图3)时，在旁通气道22中的空气在向前推力操作中被总体导出出口端15。为了提供反推力，可平移的整流罩构件102被移动到完全平移工作位置(图4)，由此推力反向器构件118被暴露并且气流被引导通过旋转叶片120。

通过特别参考图3和图4，阻流门装配件104包括耦接至外壁23的基座124和耦接至基座124并延伸通过旁通气道22的拉杆(drag link)126。在示例性实施例中，阻流门装配件104也包括可转动地耦接至拉杆126和整流罩构件102的内嵌板106两者的阻流门128。当推力反向器装配件100完全展开并且发动机功率和气流增大时，阻流门128可操作以便在足够的空气负荷对铰链129起作用时通过围绕铰链129旋转而径向移动。如图4以示例方式所示，阻流门128与外壁23协作以阻挡或阻止气流通过旁通气道22，并且作为替代，气流被引导通过推力反向器装配件100并通过旋转叶片120来旋转以提供反推力。因此，阻流门128被动地激活(例如，被气流激活)，而不是通过机械致动器或其他机构主动旋转。可替代地，阻流门128由机械致动器或其他机构主动控制。

图5是与图3所示的推力反向器装配件一起使用的阻流门装配件104的透视图，图6是阻流门128的主体部分130的俯视图，并且图7是主体部分130的仰视图。在示例性实施方式中，阻流门128包括主体部分130、多个安装结构132和面板134。更具体地，主体部分130由热塑性材料模塑，使得主体部分130与安装结构132整体形成。热塑性材料的模塑可以通过注模或者压模实现。在另一实施方式中，任意热塑性材料模塑工艺都可以用于整体形成主体部分130和安装结构132。在示例性实施方式中，热塑性材料包括聚醚醚酮、聚醚砜、聚醚酮酮、聚苯砜、聚苯硫和聚醚酰亚胺中的至少一种。在另一实施方式中，热塑性材料包括任意高温耐受性和化学耐受性树脂。

在示例性实施方式中，主体部分130包括背板136，背板136与蜂窝芯137整体形成或共同模塑并且由热塑性材料形成。更具体地，热塑性材料被注模或压模以形成背板136和蜂窝芯137。如下文进一步详述的，热塑性材料的使用允许蜂窝芯137的单元的壁高和壁厚两者都被定制以满足期望的规格。此外，蜂窝主体部分的不同部分可以具有不同的单元尺寸，以考虑不同的负荷或噪声衰减要求。蜂窝单元尺寸的这种定制使得能够增大噪声衰减。因此，安装结构132、背板136和蜂窝芯137全部由热塑性材料同时且整体模塑。

如图7所示，主体部分130包括与蜂窝芯137整体形成的背板136。在示例性实施方式中，芯137包括多个单元170，多个单元170包括用以形成每个单元170的多个壁172。如上所述，芯137是可定制的，使得壁172的厚度和高度基于其在主体130上的位置而改变。更具体地，每组单元170由壁172限定，壁172具有不同于每个其他组单元的壁厚的预定厚度。

在示例性实施方式中，多个单元170包括由第一组壁176限定的第一组单元174、由第二组壁180限定的第二组单元178、由第三组壁184限定的第三组单元182以及由第四组壁188限定的第四组单元186。更具体地，第一组174的壁176包括第一厚度T1，第一厚度T1大于第二组178的壁180的厚度T2。类似地，第三组182的壁184包括第三厚度T3，第三厚度T3小于厚度T1和厚度T2但大于第四组186的壁188的厚度T4。尽管主体部分130被示出为具有四组单元170和壁172，但是主体部分130可以具有更多或更少组单元170和壁172。通常，主体部分130包括如所期望的任意数量组单元170和对应的壁172，以有利于如本文所描述的主体部分130的操作。

主体部分130也包括多个加强肋190，多个加强肋190与蜂窝芯137和背板136整体形成或共同模塑，以便为主体部分130提供额外强度。肋190从背板136朝向壁172的远端延伸。更具体地，肋190从背板136伸出第一距离并且壁172延伸大于第一距离的第二距离，使得单元170比肋190更高。在一种实施方式中，肋190包括从芯137的中心区域192朝向主体部分130的拐角延伸的一对肋190。这一对肋190相互平行，以进一步加强主体部分130。此外，肋190邻近具有最厚壁176和180的单元组174和178延伸，使得肋190与厚壁176和180的紧密位置关系为主体部分130提供强度集中区域。

图8是与阻流门装配件104一起使用的阻流门128的截面侧视图，并且图9是阻流门128的爆炸图。在另一实施方式中，背板136是固体层压结构，在该结构上注模或压模热塑性材料以形成围绕层压背板136的安装结构132和主体部分130。因此，安装结构132与主体部分130被共同模塑，使得安装结构132和主体部分130整体形成。在另一实施方式中，在形成主体部分130后，安装结构132耦接至热塑性主体部分130。此外，整体形成的安装结构132的机加工(诸如钻出至少一个通孔138)可以在安装结构132周围形成主体部分130后完成。

在示例性实施方式中，面板134耦接至主体部分130的内表面140，使得面板134暴露于旁通气道22(图4所示)。在示例性实施方式中，面板134由与主体部分130相同的热塑性材料形成。在另一实施方式中，面板134由与形成主体部分130的热塑性材料不同的热塑性材料形成。在又一实施方式中，面板134由多个材料层片142形成。更具体地，面板134由压模在一起的大约3个至大约20个层片142形成。多个层片142可以是热塑性材料或者可以是复合热塑性材料(诸如但不限于碳纤维)或者可以是热固性材料。

此外，在示例性实施方式中，面板134包括穿过其形成的多个孔144(如图9所示)。孔144有利于减弱发动机10内产生的噪声，以降低逸出发动机10的噪声量。在示例性实施方式中，每个孔144包括在大约0.02英寸(in.)与0.06英寸之间的尺寸。更具体地，每个孔144包括大约0.04英寸的尺寸。在另一实施例中，孔144包括有利于如本文所描述的阻流门装配件104的阻流门128的操作的任意尺寸大小。此外，孔144可以是任意形状，诸如但不限于圆形、椭圆形或矩形，其有利于如本文所描述的阻流门装配件104的阻流门128的操作。在示例性实施方式中，孔144经由热针穿孔与面板134一起共成形或在面板134形成后(经由排钻或冲钻)钻孔。

如本文所描述的，在示例性实施方式中，使用热粘合工艺将面板134耦接至主体部分130。这种热粘合将主体部分130热焊接至面板134，使得主体部分130和面板134形成一体的整块部件。在另一实施方式中，使用胶粘合将面板134耦接至主体部分130。在又一实施方式中，阻流门128包括有利于将面板134耦接至主体部分130的多个机械紧固件146。热粘合、胶粘合和紧固件146的任意组合可以用于将面板134耦接至主体部分130。

在一种实施方式中，主体部分130包括第一部分148和第二部分150。在这种配置中，阻流门128包括耦接在第一部分148和第二部分150之间的中间板152。在示例性实施方式中，中间板152由与主体部分130相同的热塑性材料形成。在另一实施方式中，中间板152由与形成主体部分130的热塑性材料不同的热塑性材料形成。在另一实施方式中，中间板152由织物薄板形成。中间板152包括多个凸出的突起部154，多个凸出的突起部154与在主体部分130中形成的多个凹部156相对应。当与主体部分148和主体部分150的凹部156结合时，中间板152的突起部154有利于减弱发动机10内产生的噪声，以降低逸出发动机10的噪声量。在另一实施方式中，中间板152不包括突起部154并且是基本平坦的。在示例性实施方式中，中间板152包括在大约0.002英寸和0.008英寸之间的厚度。更具体地，中间板152包括大约0.005英寸的厚度。在另一实施例中，中间板152包括有利于如本文所描述的阻流门装配件104的阻流门128的操作的任意厚度。

如上面关于面板134和主体部分130所描述，使用热粘合工艺将中间板152耦接在主体部分130的第一部分148和第二部分150之间。这种热粘合将中间板152热焊接在第一部分148和第二部分150之间，使得第一部分148和第二部分150、中间板152和面板134形成一体的整块部件。在另一实施方式中，使用胶粘合将中间板152耦接在第一部分148和第二部分150之间。在又一实施方式中，机械紧固件146有利于将中间板152耦接在第一部分148和第二部分150之间。热粘合、胶粘合和紧固件146的任意组合可以用于将中间板152耦接在主体部分130的第一部分148和第二部分150之间。

在一种实施方式中，阻流门128也包括围绕主体部分130的至少一部分周界耦接的密封元件158(图5所示)。密封元件158在阻流门128与可平移的整流罩装配件102的内嵌板106(两者在图3中示出)和扭力盒114的内嵌板160(两者在图3中示出)二者中至少一个之间形成密封。这样一来，当阻流门装配件104如图3所示未展开时，密封元件158防止或减少空气从旁通气道22流动过平移整流罩装配件102。

图10是图示说明制造阻流门128的示例性方法300的流程图。方法300包括由热塑性材料和复合材料中的至少一种形成302面板(诸如面板134)，以及使用注模、压模或其他热塑性模塑工艺中的一种由热塑性材料形成304主体部分(诸如主体部分130)。在一种实施方式中，形成304包括由热塑性材料整体形成蜂窝芯(诸如芯137)以及背板(诸如背板136)。方法300进一步包括使用热粘合、胶粘合以及多个机械紧固件中的至少一种将面板耦接308至主体部分。

图11是压模装配件200的透视图，压模装配件200可以用于压模阻流门128(图5中示出)的主体部分130(图6和图7中示出)。更具体地，装配件200被用于整体形成背板136和蜂窝芯137。在示例性实施方式中，装配件200包括冲压(ram)装配件202和下部成形装配件204，冲压装配件202和下部成形装配件204结合以将主体部分130由热塑性材料压模成一整块。

图12是在模塑阻流门主体部分130之前的压模装配件200的侧视图，并且图13是在模塑阻流门主体部分130之后的压模装配件200的侧视图。如图12和图13所示，冲压装配件202包括冲压板206，冲压板206包括限定主体部分130的轮廓的下表面208。冲压板206也包括横跨冲压板206交替隔开的多个加热通道210和多个冷却通道212。通道210和通道212被配置为在模塑期间为热塑性材料214带来热量或从热塑性材料214带走热量，以有利于熔化材料214用于模塑或者在模塑后固化材料214。多个热电偶216也被容纳在冲压板206内，以测量冲压板206和/或材料214的温度。

在示例性实施方式中，冲压板206也包括被限定穿过该冲压板的多个孔218。孔218被限定在表面208中，并且垂直于通道210和通道212延伸穿过冲压板206。冲压装配件202进一步包括可移除地耦接至冲压板206的多个芯插入件220，使得每个孔218接收各自的一个芯插入件220。如本文所描述的，芯插入件220与多个孔218中的相应孔218可移除地耦接，并且有利于形成阻流门主体部分130的蜂窝芯137。更具体地，每个芯插入件220形成多个单元170中的相应单元170(图7中示出)，并且在相邻芯插入件220之间的间隙(图12或图13中未示出)形成多个壁172中的相应壁172(图7中示出)。

冲压装配件202也包括在模塑期间朝向下部成形装配件204引导冲压板206的多个导柱222。如在本文中进一步详述的，下部成形装配件204包括多个侧壁224和成形板226，多个侧壁224和成形板226结合以限定腔体(图12和图13中未示出)，材料214被加载在腔体中以进行模塑。成形板226也包括多个加热通道228和多个交替隔开的冷却通道230。如同在冲压板206中，通道228和通道230被配置为在模塑期间为热塑性材料214带来热量或从热塑性材料214带走热量，以有利于熔化材料214用于模塑或者在模塑后固化材料214。多个热电偶232也被容纳在成形板226内，以测量成形板226和/或材料214的温度。

图14是图示说明冲压板206和芯插入件220的冲压装配件202的透视仰视图。图15和图16是冲压板206、芯插入件220和成形板226的透视横断面图。在示例性实施方式中，芯插入件220包括多组芯插入件，其中每组芯插入件220与每个其他组芯插入件220具有不同尺寸。更具体地，如图14所示，冲压装配件202包括第一组234的插入件220、第二组236的插入件220、第三组238的插入件220和第四组240的插入件220。每组234、236、238和240与每个其他组234、236、238和240具有不同尺寸。例如，第一组234包括第一尺寸的插入件220，并且第二组236包括第二尺寸的插入件220，第二尺寸不同于第一尺寸。尽管冲压装配件202被示出为具有四组插入件220，但是冲压装配件202可以具有更多或更少组的插入件220。通常，冲压装配件202包括如所期望的任意多组插入件220，以有利于如本文所描述的冲压装配件202的操作。

在示例性实施方式中，每个插入件220被可移除地耦接至冲压板206，使得每个插入件是可互换的，以有利于调整主体部分130中的单元170的尺寸，从而满足主体部分130的期望强度要求。更具体地，较小的插入件220可以在主体部分130中期望增大强度的区域中耦接至冲压板206。因为相邻插入件220之间的间隙限定了蜂窝芯单元170的壁172的厚度，所以插入件220越小，壁厚越大，并且因此主体部分130的该区域中的强度增加。类似地，在不需要增大强度的区域中，较大的插入件220可以用于减小壁厚，并且因此减小主体部分130的重量。这样一来，能够基于用于该单元170的插入件220的尺寸来调整蜂窝芯137的每个单元170的壁厚，其中插入件220的尺寸基于在芯137中的该单元170的位置处的期望负荷能力。

如图15和图16所示，使用多个可移除的紧固件242中的一个紧固件将每个芯插入件220耦接至冲压板206。在示例性实施方式中，紧固件242通过孔218插入并插进在芯插入件220中限定的孔244中。孔244和一部分紧固件242被设置螺纹以有利于耦合。可选的分度销246耦接在每个芯插入件220和冲压板206之间，以有利于芯插入件以适当的取向插入。此外，孔244包括键孔248，键孔248被配置为接收键(key)250以防止芯插入件220旋转。

图17是顶出器(ejector)装配件252的透视图，顶出器装配件252可以与压模装配件200一起使用，以将模塑的阻流门主体部分130从冲压装配件202顶出。在示例性实施方式中，顶出器装配件252包括顶出器板254和耦接至顶出器板254和冲压板206两者的顶出器固位板256。多个顶出器控制板258耦接至顶出器板254并且有利于顶出器装配件252和冲压装配件202朝向下部成形装配件204移动。顶出器装配件252也包括多个顶出器销260，多个顶出器销260延伸穿过在冲压板206中形成的多个销孔262(图14中示出)。在操作中，当冲压装配件202被移动远离下部成形装配件204时，完全成形的主体部分130也随之被抬起。顶出器装配件252然后可以朝向冲压装配件202降低，或者顶出器装配件252保持静止而冲压装配件202朝向顶出器装配件252移动，以将主体部分130从冲压装配件202顶出。板254和板256包括导柱孔264，以允许顶出器装配件252沿导柱222移动。当冲压装配件202和顶出器装配件252会合时，顶出器销260延伸穿过冲压板206中的销孔262并且使主体部分130与冲压板206分离。

图18是图示说明耦接至成形板226的侧壁224的下部成形装配件204的透视图。在示例性实施方式中，侧壁224和成形板226形成腔体266，热塑性材料214被加载到该腔体266中以模塑阻流门主体部分130。侧壁224形成主体部分130的周界，并且是可移除的和可互换的，以使得基于主体部分130的期望属性能够使用不同的侧壁224。例如，如果期望有沿着主体部分130的一部分周界的特定特征，则具有该期望特征的侧壁224可以被安置在下部成形装配件204中。然后，当不再期望该特征时，原始侧壁224可以被安置在装配件204中。可替换地，期望的特征可以被机加工到一个或多个侧壁224中，而不被机加工到剩余的侧壁224中，然后机加工的侧壁224可以返回到装配件204。

图19是图示说明多个可移除的安装结构插入件268的下部成形装配件204的底部透视图。每个安装结构插入件268在主体部分130上形成安装结构132，并且被插入穿过成形板226中的对应孔270。安装结构插入件268形成主体部分130上的铰链结构或拉杆结构中的至少一种。可替换地，可以使用不形成主体部分130上的结构的安装结构268。类似于侧壁224，安装结构插入件268是可移除的和可互换的，以使得基于主体部分130的期望安装结构能够使用不同的安装结构插入件268。此外，安装结构插入件268是模块化的，以使得每个插入件268能够基于预定的期望安装结构132改变形状以形成不同的安装结构132，而不需要改变压模装配件200的其他部件。

图20是图示说明使用压模装配件200形成阻流门128的主体部分130的示例性方法400的流程图。如上所述，主体部分130包括蜂窝芯137，蜂窝芯137包括由多个壁172限定的多个单元170。方法400包括将多个可移除的芯插入件220耦接402至压模装配件200的冲压板206。更具体地，耦接402芯插入件220包括耦接402多组234、236、238和240的芯插入件220，其中每组芯插入件与每个其他组芯插入件具有不同的尺寸。例如，耦接402步骤包括将第一组234的芯插入件耦接至冲压板206，其中第一组234的芯插入件具有第一尺寸，并且将第二组236的芯插入件耦接402至冲压板206，其中第二组236的芯插入件具有不同于第一尺寸的第二尺寸。

方法400也包括将热塑性材料214加载404到压模装配件200中。更具体地，将材料214加载404至由下部成形装配件204的侧壁224和成形板226形成的腔体266中。随后朝向成形装配件204将冲压板206压紧404到热塑性材料214中，并且随后使用多个芯插入件220形成408蜂窝芯137的多个单元170。形成408多个单元170包括通过多个芯插入件的第一组234的芯插入件220形成第一组单元174，并且通过多个芯插入件的第二组236的芯插入件220形成第二组单元178。

本文中的实施例描述了用于燃气涡轮发动机的阻流门装配件。该阻流门装配件包括面板和耦接至面板的主体部分，该面板包括有利于噪声衰减的多个孔。该主体部分包括与蜂窝芯整体形成的背板，其中该主体部分使用注模、压模或其他热塑性模塑工艺中的一种来模塑。本文也描述了用于模塑阻流门的蜂窝芯的压模装配件，其中该蜂窝芯包括由多个壁限定的多个单元。该压模装配件包括冲压板和耦接至冲压板的多个芯插入件，该冲压板包括被限定穿过该冲压板的多个孔。芯插入件被配置为形成阻流门的蜂窝芯。每个芯插入件与冲压板中的多个孔中的相应孔可移除地耦接，使得每个芯插入件被配置为形成多个单元中的相应单元。

如本文所描述的，与由耦接在一起的不同材料制造的传统阻流门相比，整体形成的热塑性阻流门具有多个优点。例如，传统阻流门由环绕铝质蜂窝芯的上蒙皮和下蒙皮制成，该铝质蜂窝芯通过粘合剂耦接至这些蒙皮。铝质蜂窝芯通常包括标准化的单元高度和壁厚。如果标准化的尺寸不符合规格，则一部分蜂窝芯可以由灌封复合物填充，以使蜂窝芯能够承受较高负荷。然而，除了增加阻流门的重量之外，灌封复合物对铝质蜂窝芯的声衰减特性具有非期望的影响。模塑的热塑性材料的使用避免了利用标准大小的蜂窝的约束，并且也避免了使用灌封材料填充蜂窝，因为单元高度和壁厚能够被定制以满足期望的规格。

此外，可移除的个体芯插入件使得蜂窝主体部分的不同部分能够具有不同的单元尺寸，以考虑不同的负荷或噪声衰减要求。蜂窝单元大小的这种定制允许在主体部分上增大负荷。此外，使用热塑性材料替换铝质蒙皮和蜂窝导致阻流门重量减轻，并且由于减少材料和人力成本而导致更低的成本。

此外，每个芯插入件可移除地耦接至冲压板，使得每个芯插入件是可互换的，以有利于调整主体部分中的蜂窝单元的尺寸，从而满足期望的强度要求。更具体地，较小的芯插入件可以在主体部分中期望增大强度的区域中耦接至冲压板。因为相邻芯插入件之间的间隙限定蜂窝芯单元的壁厚，所以较小的芯插入件导致较大的壁厚，而较大的壁厚增加了主体部分的该区域中的强度。类似地，在不需要增大强度的区域中，较大的芯插入件可以用于减小壁厚，并因此减小主体部分的重量。这样一来，能够基于用于该单元的芯插入件的尺寸来调整蜂窝芯的每个单元的壁厚，其中芯插入件的尺寸基于在蜂窝芯中该单元的位置处的期望载荷能力。

本书面说明书使用示例来公开各种实施方式(包括最佳模式)，并且使得任何本技术领域技术人员能够实践各种实施方式，包括制造和利用任何装置或系统以及执行所包含的任何方法。本公开可取得专利权的范围由权利要求定义，并且可以包括本领域技术人员可以想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求的字面语言并无差异的结构元素，或者如果这样的其他示例包含与权利要求的字面语言有非实质差异的等效结构元素，则这样的其他示例被认为落在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于燃气涡轮发动机的阻流门装配件，所述阻流门装配件包括：

面板，其中所述面板包括多个孔以利于噪声衰减；以及

耦接至所述面板的主体部分，其中所述主体部分包括与蜂窝芯整体形成的背板，其中所述主体部分由热塑性材料模塑。

2.根据权利要求1所述的阻流门装配件，其中所述主体部分包括与所述背板和所述蜂窝芯整体形成的多个安装结构。

3.根据权利要求1所述的阻流门装配件，其中所述面板由所述热塑性材料形成。

4.根据权利要求1所述的阻流门装配件，其中所述蜂窝芯包括多个单元，所述多个单元包括多个壁，并且其中所述多个单元包括多组单元，其中每组单元包括与每个其他组单元的壁厚不同的壁厚。

5.根据权利要求1所述的阻流门装配件，其中所述面板通过热粘合、胶粘合以及多个机械紧固件中的至少一种耦接至所述主体部分。

6.根据权利要求1所述的阻流门装配件，其中所述主体部分包括第一部分和第二部分，其中所述阻流门装配件进一步包括耦接在所述第一部分和所述第二部分之间的中间板。

7.根据权利要求6所述的阻流门装配件，其中所述中间板由所述热塑性材料形成并且有利于噪声衰减。

8.一种用于燃气涡轮发动机的阻流门装配件的主体部分，所述主体部分包括：

背板；以及

与所述背板整体形成的蜂窝芯，所述蜂窝芯由热塑性材料形成，其中所述蜂窝芯包括多个单元，所述多个单元包括多个壁。

9.根据权利要求8所述的主体部分，其中所述多个单元包括多组单元，其中每组单元包括与每个其他组单元的壁厚不同的壁厚。

10.根据权利要求9所述的主体部分，其中所述多个单元包括第一组单元和第二组单元，所述第一组单元的每个单元包括第一组壁，所述第二组单元的每个单元包括第二组壁，其中所述第一组壁包括第一厚度，并且所述第二组壁包括大于所述第一厚度的第二厚度。

11.根据权利要求10所述的主体部分，其进一步包括与所述背板和所述蜂窝芯整体形成的至少一个加强肋，其中所述第二组单元邻近所述加强肋安置。

12.根据权利要求8所述的主体部分，其进一步包括与所述背板和所述蜂窝芯整体形成的至少一个加强肋。

13.根据权利要求12所述的主体部分，其中所述至少一个肋从所述背板朝向所述多个壁的远端延伸，并且其中所述至少一个肋从所述背板伸出第一距离，并且所述多个壁从所述背板伸出大于所述第一距离的第二距离。

14.根据权利要求8所述的主体部分，其进一步包括与所述蜂窝芯和所述背板整体形成的多个安装结构。

15.一种制造用于燃气涡轮发动机的阻流门的方法，所述方法包括：

由热塑性材料和复合材料中的至少一种形成面板；以及

使用模塑由所述热塑性材料形成主体部分，其中形成主体部分包括由所述热塑性材料整体形成蜂窝芯和背板；以及

将所述面板耦接至所述主体部分。

16.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括：

通过共模塑多个安装机构与所述热塑性材料来整体形成所述安装机构与所述主体部分。

17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括在所述面板中形成多个孔以有利于噪声衰减。

18.根据权利要求14所述的方法，其中形成蜂窝芯包括形成包括多个单元的蜂窝芯，所述多个单元具有多个壁，其中所述多个单元包括多组单元，其中每组单元包括与每个其他组单元的壁厚不同的壁厚。

19.根据权利要求16所述的方法，其中将所述面板耦接至所述主体部分包括使用热粘合、胶粘合以及多个机械紧固件中的至少一种将所述面板耦接至所述主体部分。

20.根据权利要求14所述的方法，其中形成主体部分包括形成第一主体部分和形成第二主体部分，并且其中所述方法进一步包括：

由所述热塑性材料形成中间板；以及

将所述中间板耦接在所述第一主体部分和所述第二主体部分之间。