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CN109209677B - 涡轮风扇发动机及飞行器 - Google Patents

涡轮风扇发动机及飞行器 Download PDF

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CN109209677B
CN109209677B CN201810699225.9A CN201810699225A CN109209677B CN 109209677 B CN109209677 B CN 109209677B CN 201810699225 A CN201810699225 A CN 201810699225A CN 109209677 B CN109209677 B CN 109209677B
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reverser
nacelle
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cowl
movable
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弗雷德里克·里德赖
利昂内尔·恰普拉
弗雷德里克·皮亚尔
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Airbus Operations SAS
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Abstract

本发明涉及一种涡轮风扇发动机及飞行器，所述涡轮风扇发动机，其包括风扇壳体和发动机短舱，发动机短舱包括可在前进位置和后推位置之间平移的整流罩，其中活动整流罩和风扇壳体在其间限定窗口。发动机短舱还包括反向器翻转板，每个反向器翻转板在关闭位置和打开位置之间以链接的方式安装在活动组件上，在关闭位置中，反向器翻转板阻挡窗口，并且在打开位置中，反向器翻转板不阻挡所述窗口。发动机短舱还具有推进机构，推进机构包括能够在活动组件上旋转并具有辊的杠杆臂、可旋转地安装在反向器翻转板和杠杆臂之间的连杆以及接收辊的通道，通道具有平行于平移方向的前部和在前部之后延伸的并随着其从前向后进展而向内导向的后部。

Description

涡轮风扇发动机及飞行器
技术领域
本发明涉及一种涡轮风扇发动机，其包括配备有反向器翻转板的发动机短舱，并且本发明还涉及一种包括至少一个这种涡轮风扇发动机的飞行器。
背景技术
飞行器包括机身，机身每侧固定有机翼。每个机翼下悬挂至少一个涡轮风扇发动机。每个涡轮风扇发动机借助于吊挂架被固定在机翼之下，所述吊挂架被固定在机翼的结构与涡轮风扇发动机的结构之间。
涡轮风扇发动机包括发动机以及围绕所述发动机固定的发动机短舱。
发动机短舱包括多个反向器翻转板，每个反向器翻转板在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置，所述反向器翻转板变得与发动机短舱的外表面续接，在所述打开位置，所述反向器翻转板打开发动机短舱的壁上的窗口以便将旁通流的空气排到外界。
反向器翻转板被可旋转地安装在发动机短舱的结构上以便从关闭位置去到打开位置，在所述关闭位置，反向器翻转板不阻挡旁通流管道，并且在所述打开位置，反向器翻转板阻挡所述管道。
因此，在打开位置，反向器翻转板使得部分旁通流经由窗口偏转至外界。
每个反向器翻转板的运动由一个或多个相对重的致动器来控制。
虽然这种类型的反向器翻转板的机构是完全令人满意的，但是令人期望的是找到不同的机构。
发明内容
本发明的目的是提出一种涡轮风扇发动机，其包括配备有具有不同打开机构的反向器翻转板的发动机短舱。
为此，本发明提出了一种涡轮风扇发动机，包括发动机和围绕所述发动机的发动机短舱，所述发动机短舱包括风扇壳体和安排在所述风扇壳体内的芯部，其中用于旁通流的管道被限定在所述芯部和所述风扇壳体之间，所述发动机短舱包括：
-固定结构，
-固定地安装在所述固定结构上的风扇整流罩、和活动组件，所述活动组件包括活动整流罩并且能够在平移方向上在前进位置与后推位置之间相对于所述固定结构平移，在所述前进位置中，使得所述活动整流罩更靠近所述风扇整流罩，在所述后推位置中，所述活动整流罩被向后移动而离开所述风扇整流罩，
-窗口，所述窗口在上游由所述风扇整流罩限定并且在下游由所述活动整流罩限定，在所述后推位置中，所述窗口在所述管道与所述发动机短舱的外部之间开放，
-安装在所述活动组件上的反向器翻转板，所述反向器翻转板在关闭位置和打开位置之间倾斜运动，在所述关闭位置中，所述反向器翻转板阻挡所述窗口，并且在所述打开位置中，所述反向器翻转板不阻挡所述窗口，以及
-推进机构，其被提供成相对于所述活动整流罩从所述前进位置去到所述后推位置对所述反向器翻转板从所述关闭位置去到所述打开位置加以协调和延迟，并且反之亦然，所述推进机构被提供成用于产生第一组合，从而从所述关闭位置以及从所述前进位置提供：
-所述活动组件在所述平移方向上向后平移以便将所述活动组件从所述前进位置经中间位置移动到所述后推位置，以及
-从所述活动组件经过所述中间位置的时刻起，所述反向器翻转板)倾斜运动，以便将所述反向器翻转板从所述关闭位置移动到所述打开位置，并且
所述推进机构还被提供成用于产生第二组合，从而从所述打开位置以及从所述后推位置提供：
-所述活动组件在所述平移方向上向前平移，以便将所述活动组件从所述后推位置经所述中间位置移动到所述前进位置，以及
-一直到所述活动组件经过所述中间位置的时刻为止，所述反向器翻转板沿相反方向倾斜运动，以便将所述反向器翻转板从所述打开位置移动到所述关闭位置，
所述推进机构包括：
-具有前端和后端的杠杆臂，其中所述前端可旋转地安装在所述活动组件上，并且其中所述杠杆臂在所述前端与所述后端之间具有至少一个可旋转的辊，
-具有第一端和第二端的连杆，并且其中所述第一端可旋转地安装在所述反向器翻转板上，并且其中所述第二端可旋转地安装在所述杠杆臂的所述后端上，以及
-针对每个辊有固定到所述固定结构并且将所述辊接收于其中的通道，所述通道具有平行于所述平移方向的前部和在所述前部之后延伸的并且随着其从前向后进展而向内导向的后部，所述第一部分与所述第二部分之间的接合部采取弯曲的形式并且其中所述辊在该弯曲处的位置对应于所述中间位置。
这种涡轮喷气发动机提供了对反向器翻转板的更好的引导。
有利地，所述涡轮风扇发动机包括在所述杠杆臂的任一侧对齐的两个辊以及两个形状相同并且彼此平行的通道，每个通道接收一个辊。
本发明还提出了一种飞行器，所述飞行器包括根据以上变体之一所述的至少一个涡轮风扇发动机。
附图简要说明
在阅读以下对示例性实施例的描述之后，本发明的上述特征以及其他特征将更加清楚，所述描述参照附图给出，其中：
图1是包括根据本发明的涡轮喷气发动机的飞行器的侧视图，
图2是根据本发明的涡轮喷气发动机的透视图，
图3-6是通过根据本发明的涡轮喷气发动机的一部分的中间平面的、在不同位置的侧视图和剖视图，并且
图7是根据本发明的推进机构的细节的透视图。
具体实施方式
在以下描述中，位置相关的术语是以图1中所示出的向前移动位置中的飞行器为参照的。特别地，前部和后部位置参照飞行器的正常向前移动方向。
图1示出了飞行器10，其包括机身12，机身的每一侧固定有机翼14，机翼承载根据本发明的至少一个涡轮风扇发动机100。涡轮风扇发动机100借助于吊挂架16固定在机翼14之下。
图2示出了涡轮风扇发动机100的一部分，该涡轮风扇发动机具有发动机短舱102和容纳在发动机短舱102内的发动机，并且该涡轮风扇发动机包括风扇壳体20和布置在风扇壳体20内的芯部。
在以下描述中，按照惯例，X表示与以飞行器10的向前移动的方向正向定向的飞行器10的纵向轴线或横滚轴线相平行的涡轮风扇发动机100的纵向轴线，Y表示与当飞行器在地面上时为水平线的俯仰轴线平行的飞行器的横向轴线，并且Z表示与当飞行器在地面上时与偏航轴线平行的竖直轴线，这三个方向X、Y和Z相互正交并且形成正交参考系，其原点是涡轮风扇发动机100的重心。
图3-6示出了发动机短舱102的一部分。
如图2-6所示，涡轮风扇发动机100在芯部和风扇壳体20之间具有管道202，来自进气口的旁通流208在所述管道中流动通过风扇。
发动机短舱102具有固定结构206，在这种情况下，除其他元件之外，所述固定结构包括两个环，例如在12点钟和6点钟处固定，并且支承固定的风扇整流罩205。
发动机短舱102具有活动组件207，在这种情况下，该活动组件包括叶栅209，该叶栅允许流从内部转向到外部，并且具有滑动框架207b和刚性连接到滑动框架207b并形成发动机短舱102的外壁的活动整流罩207a。当然，也可以没有叶栅。
滑动框架207b有孔，并且在这种情况下呈刚性连接的前环211a和后环211b的形式。活动组件207，即活动整流罩207a和滑动框架207b，能够在大致平行于纵向轴线X的平移方向上平移。
活动组件207例如经由固定结构206与滑动框架207b之间的导轨系统平移。
活动组件207在前进位置(图2和3)和后推位置(图6)之间移动，反之亦然，图4和图5示出了前进位置与后推位置之间的中间位置。在前进位置，活动组件207被定位成尽可能地向前，使得活动整流罩207a更靠近风扇整流罩205，以便形成空气动力学上的连续性。在后推位置中，活动组件207被定位成尽可能地远离后部，使得活动整流罩207a远离风扇整流罩205移动，以让出窗口210。
发动机短舱102还包括致动系统，用于将活动组件207从前进位置平移到后推位置，反之亦然。所述致动系统包括例如一个或多个马达和一个或多个千斤顶，其中每一者由例如处理器类型的控制单元命令，该控制单元根据飞行器10的需要命令在任一方向上的移动。例如，当致动系统包括千斤顶的情况下，每个千斤顶例如安装在滑动框架207b与发动机短舱102的固定结构之间。
在前进位置，滑动框架207b(更具体地，后环211b)与风扇壳体20延伸以限定管道202的外表面。
在后推位置中，滑动框架207b和风扇壳体20相距一定距离并且在它们之间限定窗口210，在这种情况下，窗口通过叶栅209在管道202与发动机短舱102的外部之间开放。这意味着来自旁通流208的空气通过穿过叶栅209而穿过窗口210，以返回到涡轮风扇发动机100的外部。
在后推位置，风扇壳体20和风扇整流罩205相对于纵向轴线X和活动整流罩207a在上游限定窗口210，并且在这种情况下，后环211b相对于纵向轴线X在下游限定窗口210。窗口210面向叶栅209定位。
滑动框架207b取决于窗口210围绕纵向轴线X的角开口地分布在发动机短舱102的周边上的反向器翻转板104。在这种情况下，每个反向器翻转板104在前环211a和后环211b之间延伸，并且每个反向器翻转板以链接的方式安装在关闭位置(图2-5)和打开位置(图6)之间，反之亦然。
当滑动框架207b处于前进位置或后推位置时，可以采取关闭位置。只有当滑动框架207b处于后推位置时，才可以采取打开位置。
在关闭位置，每个反向器翻转板104在滑动框架处于前进位置时阻挡滑动框架207b的带孔部分的区域，而在滑动框架207b处于后推位置时阻挡滑动框架207b的带孔部分的相同区域和窗口210的区域。在打开位置，反向器翻转板104既不阻挡窗口210的所述区域，也不阻挡滑动框架207b的带孔部分，从而允许旁路流208通过。
因此，在关闭位置，每个反向器翻转板104大致位于平行于轴线X的平面中，并且在打开位置，每个反向器翻转板104大致位于垂直于轴线X的平面中，通过管道202，并且使至少部分旁路流208朝向外部偏转而通过窗口210。
在前进位置，每个反向器翻转板104定位在风扇壳体20的外部。
每个反向器翻转板104例如在固定到滑动框架207b的铰链上链接到滑动框架207b的下游部分，并且在这种情况下更具体地链接到后环211b，而相反的自由边缘在关闭位置中沿上游方向定位并且在打开位置中朝向发动机定位。因此，每个反向器翻转板104安装在活动组件207上围绕倾斜轴线倾斜运动，该倾斜轴线相对于发动机短舱102的圆柱形大致相切。
反向器翻转板104从关闭位置去到打开位置相对于活动组件207从前进位置去到后推位置是相协调的但被延迟，反之亦然。在从关闭位置去到打开位置的过程中，当活动组件207经过前进位置和后推位置之间的中间位置(图5)时，反向器翻转板104开始倾斜运动。相反，在从打开位置去到关闭位置的过程中，当活动组件207从后推位置返回前进位置而经过中间位置时，反向器翻转板104停止倾斜运动。
这种协调由推进机构250提供，该推进机构从关闭位置和从前进位置产生第一组合，该第一组合提供：
-活动组件207在平移方向上从前进位置经过中间位置向后推位置的向后平移(箭头52)，以及，
-从活动组件207经过中间位置的时刻起，反向器翻转板104倾斜(箭头54)，这使反向器翻转板104从关闭位置移动到打开位置。
如所解释的，随着反向器翻转板104倾斜，活动组件207继续向后平移。
相反地，由同一推进机构250使得反向器翻转板104从打开位置去到关闭位置，该推进机构还被提供成产生第二组合，该第二组合从打开位置以及从后推位置提供：
-活动组件207在平移方向上从后推位置经过中间位置向前进位置的向前平移(箭头56)，以及
-一直到活动组件207经过所述中间位置的时刻为止，反向器翻转板104在相反方向上倾斜运动(箭头58)，这使反向器翻转板104从打开位置返回关闭位置。
如所解释的，活动组件207的向前平移与反向器翻转板104的倾斜运动同时开始，然后反向器翻转板104停止倾斜运动，而活动组件207继续平移。因此，活动组件207和反向器翻转板104先同时移动，然后从某一时刻起，反向器翻转板104停止并且活动组件207单独移动。
图7示出了推进机构250的细节。
对于每个反向器翻转板104，推进机构250包括：
-具有前端和后端的杠杆臂252，其中前端可旋转地安装在活动组件207上，更具体地在这种情况下安装在前环211a上，并且其中杠杆臂252在前端和后端之间具有至少一个绕滚动轴线可旋转地安装的辊256，
-具有第一端和第二端的连杆254，并且其中第一端可旋转地安装在反向器翻转板104上，并且其中第二端可旋转地安装在杠杆臂252的后端上，以及
-针对每个辊256有固定到固定结构206并且将辊256接收于其中的通道258，所述通道258具有平行于平移方向的前部和在前部之后延伸的并且随着其从前向后进展而向内导向的后部。所述前部又被称为通道258的第一部分，所述后部又被称为通道258的第二部分。
在这里阐述的本发明实施例中，在关闭位置，连杆254的第一端相对于第二端在向前的方向上定位，从而形成Z字，该Z字可以在去到打开位置中的过程中打开。
第一部分和第二部分之间的接合部采用弯曲的形式，并且辊256在该弯曲处的位置对应于中间位置。
然后，从关闭位置以及从前进位置，推进机构250的操作如下：
-活动组件207和推进机构250向后平移(52)(图3)，辊256在通道258的第一部分中并且由此被平移引导(图4)直到弯曲处，
-当活动组件207经过中间位置时，辊256到达弯曲处并去到通道258的第二部分中(图5)，
-活动组件207和杠杆臂252的前端的继续向后平移并且由通道258的第二部分引导的辊256的定位旨在展开杠杆臂252和连杆254，以便将翻转板104(54)移向其打开位置(图6)。
相反地，从打开位置以及从后推位置，推进机构250的操作如下：
-活动组件207和杠杆臂252的前端向前平移(56)(图6)，并且当辊256由通道258的第二部分引导时，杠杆臂252和连杆254向上折叠，以便将翻转板104移向(56)其关闭位置，
-当活动组件207经过中间位置时，翻转板104处于关闭位置，并且辊256到达弯曲处并去到通道258的第一部分中(图5)，
-然后活动组件207和推进机构250继续向前平移直至前进位置(图3)，其中辊256由通道258的第一部分引导(图4)。
杠杆臂252的旋转轴线和连杆254的旋转轴线以及与同一反向器翻转板104相关的滚转轴线彼此平行并且大致平行于反向器翻转板104的倾斜轴线。
在图2-7所示的本发明的实施例中，有两个辊256，这两个辊在杠杆臂252的任一侧对齐，因此，也有两个具有相同形状且彼此平行的通道258，每个通道接收一个辊256。
虽然已经针对机翼之下的发动机短舱具体描述了本发明，但是本发明可以应用于位于机身后部的发动机短舱。

Claims (3)

1.一种涡轮风扇发动机(100)，包括发动机和围绕所述发动机的发动机短舱(102)，所述发动机短舱包括风扇壳体(20)和安排在所述风扇壳体(20)内的芯部，其中用于旁通流(208)的管道(202)被限定在所述芯部和所述风扇壳体(20)之间，所述发动机短舱(102)包括：
-固定结构(206)，
-固定地安装在所述固定结构(206)上的风扇整流罩(205)、和活动组件(207)，所述活动组件包括活动整流罩(207a)并且能够在平移方向上在前进位置与后推位置之间相对于所述固定结构(206)平移，在所述前进位置中，使得所述活动整流罩(207a)更靠近所述风扇整流罩(205)，在所述后推位置中，所述活动整流罩(207a)被向后移动而离开所述风扇整流罩(205)，
-窗口(210)，所述窗口在上游由所述风扇整流罩(205)限定并且在下游由所述活动整流罩(207a)限定，在所述后推位置中，所述窗口(210)在所述管道(202)与所述发动机短舱(102)的外部之间开放，
-安装在所述活动组件(207)上的反向器翻转板(104)，所述反向器翻转板在关闭位置和打开位置之间倾斜运动，在所述关闭位置中，所述反向器翻转板阻挡所述窗口(210)，并且在所述打开位置中，所述反向器翻转板不阻挡所述窗口(210)，以及
-推进机构(250)，其被提供成相对于所述活动整流罩(207)从所述前进位置去到所述后推位置对所述反向器翻转板(104)从所述关闭位置去到所述打开位置加以协调和延迟，并且反之亦然，所述推进机构(250)被提供成用于产生第一组合，从而从所述关闭位置以及从所述前进位置提供：
-所述活动组件(207)在所述平移方向上向后平移(52)以便将所述活动组件(207)从所述前进位置经中间位置移动到所述后推位置，以及
-从所述活动组件(207)经过所述中间位置的时刻起，所述反向器翻转板(104)倾斜运动(54)，以便将所述反向器翻转板(104)从所述关闭位置移动到所述打开位置，并且
所述推进机构(250)还被提供成用于产生第二组合，从而从所述打开位置以及从所述后推位置提供：
-所述活动组件(207)在所述平移方向上向前平移(56)，以便将所述活动组件(207)从所述后推位置经所述中间位置移动到所述前进位置，以及
-一直到所述活动组件(207)经过所述中间位置的时刻为止，所述反向器翻转板(104)沿相反方向倾斜运动(58)，以便将所述反向器翻转板(104)从所述打开位置移动到所述关闭位置，
所述推进机构(250)包括：
-具有前端和后端的杠杆臂(252)，其中所述前端可旋转地安装在所述活动组件(207)上，并且其中所述杠杆臂(252)在所述前端与所述后端之间具有至少一个可旋转的辊(256)，
-具有第一端和第二端的连杆(254)，并且其中所述第一端可旋转地安装在所述反向器翻转板(104)上，并且其中所述第二端可旋转地安装在所述杠杆臂(252)的所述后端上，以及
-针对每个辊(256)有固定到所述固定结构(206)并且将所述辊(256)接收于其中的通道(258)，所述通道(258)具有平行于所述平移方向的前部和在所述前部之后延伸的并且随着其从前向后进展而向内导向的后部，所述前部与所述后部之间的接合部采取弯曲的形式并且
其中所述辊(256)在该弯曲处的位置对应于所述中间位置。
2.根据权利要求1所述的涡轮风扇发动机(100)，其特征在于，所述涡轮风扇发动机包括在所述杠杆臂(252)的任一侧对齐的两个辊(256)，并且在于其具有两个形状相同并且彼此平行的通道(258)，每个通道接收一个辊(256)。
3.一种飞行器(10)，所述飞行器包括根据权利要求1和2中的一项所述的至少一个涡轮风扇发动机(100)。
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