涡轮风扇发动机和飞行器

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涡轮风扇发动机和飞行器
申请号	CN202010255083.4	申请日	2020-04-02	公开(公告)号	CN111792041B	公开(公告)日	2024-02-27
申请人	空中客车运营简化股份公司;			发明人	帕斯卡尔·加尔代斯; 弗雷德里克·里德赖; 伯努瓦·奥特乌; 帕斯卡尔·古容; 弗雷德里克·皮亚尔;
摘要	本发明涉及一种涡轮风扇发动机和飞行器，涡轮风扇发动机具有二次管道并且包括：固定结构体和活动组件，活动组件包括具有镂空区域的框架，其中，活动组件在前进位置与缩回位置之间平移移动，并且其中，镂空区域被定位成在缩回位置横过窗口；多个阻挡门，其中每个阻挡门在收起位置与展开位置之间移动；设置成移动活动组件的作动筒阵列；安装在框架上横过镂空区域的叶栅栅格，其中叶栅栅格在框架与平移方向平行地滑动；对于每个叶栅栅格，后部止动件，后部止动件限制叶栅栅格向后部的移动；将叶栅栅格向后部往回推动以顶靠后部止动件的压缩弹簧；并且对于每个叶栅栅格，固定结构体包括止动元件，叶栅栅格在从前进位置移动到缩回位置时顶靠止动元件。
权利要求	1.一种涡轮风扇发动机(100)，所述涡轮风扇发动机包括马达和围绕所述马达的短舱(102)，并且其中，在所述短舱(102)与所述马达之间界定了用于二次流(208)的二次管道(202)，所述短舱(102)包括：‑风扇壳体(301)，所述风扇壳体包括外壁(302)； ‑固定组件(105)，所述固定组件包括形成所述风扇壳体(301)的内壁的固定结构体(206)； ‑活动组件(106)，所述活动组件包括活动结构体(211)，活动整流罩(207)和在所述活动整流罩(207)前部的框架(209)固定在所述活动组件上，所述框架具有镂空区域，所述活动结构体(211)在所述固定结构体(206)上在前进位置与缩回位置之间沿平移方向平移移动，在所述前进位置，所述活动结构体(211)被定位成使得所述活动整流罩(207)移动靠近所述外壁(302)并使所述外壁延伸，并且在所述缩回位置，所述活动结构体(211)被定位成使得所述活动整流罩(207)移动远离所述外壁(302)的后部，以便打开所述二次管道(202)与所述短舱(102)外部之间的窗口(210)，其中，所述镂空区域被定位成在所述缩回位置横过所述窗口(210)； ‑多个阻挡门(104)，其中每个阻挡门安装成在所述活动结构体(211)上在收起位置与展开位置之间移动，在所述收起位置，所述阻挡门(104)处于所述二次管道(202)的外部，在所述展开位置，所述阻挡门(104)延伸横过所述二次管道(202)； ‑作动筒阵列，所述作动筒阵列设置成将所述活动结构体(211)从所述前进位置平移移动到所述缩回位置，并且反之亦然，其中所述缩回位置对应于作动筒(252)的顶抵； ‑至少一个叶栅栅格(227)，所述至少一个叶栅栅格安装在所述框架(209)上并且布置成横过所述镂空区域，其中所述叶栅栅格或每个叶栅栅格(227)安装成在所述框架(209)与所述平移方向平行地滑动； ‑对于每个叶栅栅格(227)，限制所述叶栅栅格(227)向前部移动的至少一个前部止动件(504a)，以及限制所述叶栅栅格(227)向后部移动的至少一个后部止动件(504b)； ‑对于每个叶栅栅格(227)，至少一个压缩弹簧(506)，所述至少一个压缩弹簧将所述叶栅栅格(227)向后部往回推动以顶靠后部止动件(504b)，并且‑对于每个叶栅栅格(227)，所述固定结构体(206)包括至少一个止动元件(550)，所述叶栅栅格(227)在从所述前进位置移动到所述缩回位置时顶靠所述止动元件，并且其中，所述止动元件或每个止动元件(550)布置成即使在所述活动结构体(211)到达所述缩回位置时也确保所述叶栅栅格(227)与相关联的前部止动件(504a)之间的功能间隙。 2.如权利要求1所述的涡轮风扇发动机(100)，其特征在于，所述叶栅栅格(227)包括分布在所述叶栅栅格(227)的四个拐角处并且安装成在所述框架(209)上滑动的两个前部滑动件(502a)和两个后部滑动件(502b)，并且每个滑动件安装成在相对于所述滑动件布置在前部的前部止动件(504a)与相对于所述滑动件布置在后部的后部止动件(504b)之间滑动。 3.如权利要求2所述的涡轮风扇发动机(100)，其特征在于，每个滑动件与所述框架(209)之间的链接具有叉形头的形式，所述叉形头的U形壁形成所述前部止动件(504a)和所述后部止动件(504b)。 4.如权利要求2或3之一所述的涡轮风扇发动机(100)，其特征在于，对于每个前部滑动件(502a)，所述压缩弹簧(506)布置在所述前部止动件(504a)与所述前部滑动件(502a)之间。 5.一种飞行器(10)，所述飞行器包括至少一个如前述权利要求之一所述的涡轮风扇发动机(100)。
说明书全文	涡轮风扇发动机和飞行器技术领域 [0001] 本发明涉及一种涡轮风扇发动机，该涡轮风扇发动机包括装备有反向器系统和活动叶栅栅格的短舱，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 [0002] 飞行器包括机身，机身每侧固定有机翼。在每个机翼下方悬挂至少一个涡轮风扇发动机，该涡轮风扇发动机从前部到后部包括进气口、风扇、马达芯体、以及排气喷口。由风扇吸入的空气经由进气口进入并分成主要流和二次流，该主要流流动穿过马达芯体，该二次流围绕马达芯体在为此目的而设置的二次管道中流动。这两个流在穿过排气喷口喷射之前相遇。 [0003] 每个涡轮风扇发动机借助于吊挂架固定在机翼下方，该吊挂架被固定在机翼的结构体与涡轮风扇发动机的结构体之间。 [0004] 涡轮风扇发动机包括马达芯体和短舱，该短舱围绕马达附接，从而使得在它们之间，它们界定二次管道并且形成风扇整流罩。 [0005] 短舱包括固定组件和活动组件，该固定组件布置在前部、并且尤其包括风扇整流罩，该活动组件布置在固定组件的后部、并且从前进位置到缩回位置平移可移动，在前进位置，活动组件顶抵固定组件，在缩回位置，活动组件相对于固定组件缩回，以便打开它们之间的窗口，这个窗口在二次管道与短舱外部之间开放。 [0006] 短舱包括反向器系统，该反向器系统包括固定至活动组件的多个阻挡门，其中，每个阻挡门在收起位置与展开位置之间移动，在收起位置，阻挡门并不横过二次管道，而在展开位置，阻挡门被定位成横过二次管道，以便将二次流引导到通过活动组件的缩回而打开的窗口。 [0007] 活动组件还承载叶栅栅格，该叶栅栅格承载导流器，这些导流器在缩回位置被定位成横过开口，以便更好地将二次流朝向外部定向。 [0008] 活动组件通过固定在固定组件与活动组件之间的作动筒而平移移动。 [0009] 在缩回位置和展开位置，作动筒必须抵消由推力反向产生的应力，即施加在叶栅栅格和阻挡门上的应力。因此，有必要安装能够承受这些应力的大的作动筒，从重量和整体体积的角度来看这是有害的。 [0010] 因此，需要寻找允许减小作动筒的尺寸的不同布置。发明内容 [0011] 本发明的目的是提出一种涡轮风扇发动机，该涡轮风扇发动机包括装备有反向器系统和活动叶栅栅格的短舱，该活动叶栅栅格在两个极限位置之间移动，以确保一部分推力反向应力的传递。 [0012] 为此目的，提出了一种涡轮风扇发动机，所述涡轮风扇发动机包括马达和围绕所述马达的短舱，并且其中，在所述短舱与所述马达之间界定了用于二次流的二次管道，所述短舱包括： [0013] ‑风扇壳体，所述风扇壳体包括外壁； [0014] ‑固定组件，所述固定组件包括与所述风扇壳体一体的固定结构体； [0015] ‑活动组件，所述活动组件包括活动结构体，活动整流罩和在所述活动整流罩前部的框架固定在所述活动组件上，所述框架具有镂空区域，所述活动结构体在所述固定结构体上在前进位置与缩回位置之间沿平移方向平移移动，在所述前进位置，所述活动结构体被定位成使得所述活动整流罩移动靠近所述外壁并使所述外壁延伸，并且在所述缩回位置，所述活动结构体被定位成使得所述活动整流罩移动远离所述外壁的后部，以便打开所述二次管道与所述短舱外部之间的窗口，其中，所述镂空区域被定位成在所述缩回位置横过所述窗口； [0016] ‑多个阻挡门，其中每个阻挡门安装成在所述活动结构体上在收起位置与展开位置之间移动，在所述收起位置，所述阻挡门处于所述二次管道的外部，在所述展开位置，所述阻挡门延伸横过所述二次管道； [0017] ‑作动筒阵列，所述作动筒阵列设置成将所述活动结构体从所述前进位置平移移动到所述缩回位置，并且反之亦然，其中所述缩回位置对应于所述作动筒的顶抵； [0018] ‑至少一个叶栅栅格，所述至少一个叶栅栅格安装在所述框架上并且布置成横过所述镂空区域，其中所述叶栅栅格或每个叶栅栅格安装成在所述框架上在两个止动件之间与所述平移方向平行地滑动； [0019] ‑对于每个叶栅栅格，限制所述叶栅栅格向前部移动的至少一个前部止动件，以及限制所述叶栅栅格向后部移动的至少一个后部止动件； [0020] ‑对于每个叶栅栅格，至少一个压缩弹簧，所述至少一个压缩弹簧将所述叶栅栅格向后部往回推动以顶靠后部止动件，并且 [0021] ‑对于每个叶栅栅格，所述固定结构体包括至少一个止动元件，所述叶栅栅格在从所述前进位置移动到所述缩回位置时顶靠所述止动元件，并且其中，所述止动元件或每个止动元件布置成即使在所述活动结构体到达所述缩回位置时也确保所述叶栅栅格与相关联的前部止动件之间的功能间隙。 [0022] 由于在所述缩回位置和展开位置，一部分应力通过所述叶栅栅格直接朝向所述固定组件和所述风扇壳体传递而另一部分藉由所述作动筒的止动件传递到所述固定组件，因此这种涡轮风扇发动机能够减小所述作动筒的尺寸。 [0023] 有利地，所述叶栅栅格包括分布在所述叶栅栅格的四个拐角处并且安装成在所述框架上滑动的两个前部滑动件和两个后部滑动件，并且每个滑动件安装成在相对于所述滑动件布置在前部的前部止动件与相对于所述滑动件布置在后部的后部止动件之间滑动。 [0024] 有利地，每个滑动件与所述框架之间的链接具有叉形头的形式，所述叉形头的U形壁形成所述止动件。 [0025] 有利地，对于每个前部滑动件，所述压缩弹簧布置在所述前部止动件与所述前部滑动件之间。 [0026] 本发明还提出了一种飞行器，所述飞行器包括根据前述变体之一所述的至少一个涡轮风扇发动机。附图说明 [0027] 在阅读以下对一个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变得更加清楚，所述描述参考附图给出，在附图中： [0028] [图1]是包括根据本发明的涡轮风扇发动机的飞行器的侧视图， [0029] [图2]是根据本发明的具体实施例的涡轮风扇发动机的短舱的一部分的内部的透视图， [0030] [图3]是根据本发明的处于前进且收起位置的涡轮风扇发动机的示意性截面图示， [0031] [图4]是与图3类似的、处于中间位置的图示， [0032] [图5]是与图3类似的、处于缩回且展开位置的图示，并且 [0033] [图6]是本发明的实施例的细节的透视图。具体实施方式 [0034] 在以下描述中，位置相关的术语是以飞行器的向前移动方向为参照来考虑的。 [0035] 图1示出了飞行器10，该飞行器包括机身12，机身每侧固定有机翼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通过吊挂架16固定在机翼14下方。 [0036] 涡轮风扇发动机100具有短舱102和马达，该马达以马达芯体的形式容纳在短舱102内，在马达芯体与短舱102之间界定二次管道。 [0037] 短舱102包括固定组件105和活动组件106，该活动组件布置在固定组件105的后部、并且在前进位置与缩回位置之间平移移动，在前进位置，活动组件106顶抵固定组件105，并且在缩回位置，活动组件106相对于固定组件105缩回，以便打开它们之间的窗口，这个窗口在二次管道和短舱102的外部之间开放。 [0038] 在以下描述中，并且按照惯例，X表示涡轮风扇发动机100的纵向轴线，该纵向轴线与飞行器10的朝向飞行器10的前部正向定向的纵向轴线平行，Y表示在飞行器位于地面上时是水平的横向轴线，Z表示竖直轴线，这三个方向X、Y和Z相互正交。 [0039] 图2示出了短舱102的一部分，并且图3至图5示出了短舱102的反向器系统250的三个位置。 [0040] 涡轮风扇发动机100具有在短舱102与马达之间的二次管道202，来自进气口并且穿过风扇的二次流208在该二次管道中流动，并且该二次流因此在从短舱102的前部到后部的流动方向上流动。 [0041] 固定组件105具有固定结构体206，该固定结构体安装成固定在风扇壳体301上。 [0042] 活动组件106包括活动结构体211，活动整流罩207和框架209固定在该活动结构体上，该活动整流罩形成喷口的外壁。框架209包括镂空区域并且在这种情况下具有圆柱体的形式。活动整流罩207位于框架209的后部。 [0043] 活动结构体211安装成在短舱102的固定结构体206上沿与纵向轴线X重合的平移方向平移移动。 [0044] 风扇壳体301包括形成短舱102的外表面的外壁302和形成二次管道202的外壁的内壁306。 [0045] 活动组件106并且因此活动结构体211在前进位置(图3)与缩回位置(图5)之间移动，并且反之亦然。图4示出了中间位置。 [0046] 在前进位置，活动结构体211相对于纵向轴线X尽可能远地靠前定位，其方式为使得，活动整流罩207靠近外壁302并使其延伸，以便限定空气动力学外表面。 [0047] 在缩回位置，活动结构体211相对于风扇壳体301尽可能远地靠后定位，其方式为使得，活动整流罩207移动远离外壁302的后部，以便打开二次管道202与短舱102外部之间的窗口210。也就是说，来自二次流208的空气穿过窗口210，以最终到达涡轮风扇发动机100的外部。 [0048] 窗口210通过设置在框架209中的镂空区域形成，即，镂空区域被定位成在缩回位置横过窗口210。 [0049] 外壁302相对于纵向轴线X在前部界定窗口210，并且活动整流罩207相对于纵向轴线X在后部界定窗口210。 [0050] 活动组件106的平移由任何适当的滑道系统引起，例如固定结构体206与活动结构体211之间的滑道。活动结构体211被制作成借助于由例如处理器类型的控制单元控制的适当类型的作动筒阵列而移动，该控制单元根据飞行器10的要求来命令沿一个方向或另一个方向的移动。每个作动筒可以例如是电动球千斤顶或任何其他适当类型的千斤顶的形式。作动筒以附图标记为252的箭头示意性表示，并且作动筒252安装在固定结构体206与活动结构体211之间。 [0051] 活动组件106包括多个阻挡门104，该多个阻挡门在短舱102的内部围绕马达并且在周缘上根据窗口210围绕纵向轴线X的角度开口来分布。 [0052] 每个阻挡门104安装成在活动结构体211上在收起位置(图3)与展开位置(图4和图5)之间移动，并且反之亦然。由阻挡门104朝向涡轮风扇发动机100的内部绕旋转轴线314的旋转引起从收起位置到展开位置的转换。在此，铰接是沿阻挡门104的后部边缘，而阻挡门 104的前部边缘移动。 [0053] 自然地，阻挡门104从收起位置到展开位置的移动可以用另一种方式进行。例如，阻挡门可以布置在与纵向轴线X垂直的平面中，并且旋转是绕与纵向轴线X平行的轴线。在收起位置，阻挡门被收起在二次管道202的周缘上，并且在展开位置，阻挡门放置成横过二次管道202。 [0054] 在活动组件106处于前进位置或缩回位置时，阻挡门104可以采用收起位置。当活动组件106处于前进位置时，阻挡门104不可以采用展开位置。 [0055] 在收起位置，每个阻挡门104处于二次管道202的外部。在展开位置，每个阻挡门104朝向马达延伸，即，横过二次管道202，并且将二次流208通过窗口210朝向外部定向，其方式为使得形成反推力。 [0056] 着眼于更好地控制离开窗口210的二次流208，短舱102包括承载有导流器226的至少一个叶栅栅格227。叶栅栅格227安装在框架209上并且布置成横过框架209的镂空区域。 [0057] 在这里呈现的本发明的实施例中，外壁302和内壁306在它们之间限定了隔室308，当活动组件106处于前进位置时，框架209和阻挡门104被容纳在该隔室中。在缩回位置，框架209和阻挡门104离开隔室308。 [0058] 图6示出了叶栅栅格227的组装细节，该叶栅栅格安装成在框架209上与平移方向平行地滑动。叶栅栅格227因此能够在两个极限位置之间与平移方向平行地自由移动。 [0059] 叶栅栅格227包括分布在叶栅栅格227的四个拐角处并且安装成在框架209上滑动的四个滑动件502a‑b。因此，存在两个前部滑动件502a和两个后部滑动件502b。图6示出了前部滑动件502a。 [0060] 每个滑动件502a‑b安装成在对应于两个极限位置的两个止动件504a‑b之间滑动。因此，对于每个叶栅栅格227，短舱102具有限制叶栅栅格227向前部移动的至少一个前部止动件504a、和限制叶栅栅格227向后部移动的至少一个后部止动件504b。 [0061] 对于每个滑动件502a‑b，尤其是后部滑动件502b，存在相对于滑动件502a‑b布置在前部的前部止动件504a和相对于滑动件502a‑b布置在后部的后部止动件504b。 [0062] 在图6所呈现的本发明的实施例中，每个滑动件502a‑b与框架209之间的链接具有叉形头的形式，该叉形头的U形壁形成止动件504a‑b。因此，每个滑动件502a‑b与平移方向平行地自由平移。 [0063] 对于每个叶栅栅格227，固定结构体206还包括至少一个止动元件550。在活动结构体211到达缩回位置之前，叶栅栅格227抵靠该止动元件或每个止动元件550。 [0064] 对于每个前部滑动件502a，短舱102还包括压缩弹簧506，该压缩弹簧布置在前部止动件504a与相关联的滑动件(在这种情况下为前部滑动件502a)之间。压缩弹簧506防止来自叶栅栅格227的振动，并且在前进位置，压缩弹簧506的压缩允许叶栅栅格227至少藉由滑动件(在这种情况下是后部滑动件502b)顶靠相关联的后部止动件504b。根据另一实施例，压缩弹簧506可以被布置在后部滑动件502b与相关联的前部止动件504a之间。 [0065] 一般而言，对于每个叶栅栅格227，短舱102还包括至少一个压缩弹簧506，该至少一个压缩弹簧将叶栅栅格227向后部往回推动以顶靠后部止动件504a‑b。 [0066] 因此，在活动组件106从前进位置移动时，叶栅栅格227没有刚性地链接到框架209、并且因此能够根据其所承受的应力而自由地定位，并且这些应力没有传输到使活动组件106移动的作动筒。 [0067] 当叶栅栅格227顶靠该止动元件或每个止动元件550时，叶栅栅格227停止。此位置对应于图4所示的中间位置。 [0068] 活动组件106继续朝向缩回位置移动，但是叶栅栅格227抵靠该止动元件或每个止动元件550保持不动，并且活动组件106的移动持续进行，直到每个作动筒252藉由所述作动筒252内的机械止动件发生顶抵为止。结果，每个压缩弹簧506于是被压缩。缩回位置对应于作动筒252处于顶抵状态。 [0069] 在该缩回位置，叶栅栅格227所经受的应力藉由叶栅栅格227与该止动元件或每个止动元件550之间的接触而直接传递至固定结构体206和风扇壳体301，这使得能够限制作动筒的尺寸。于是，每个作动筒仅承受活动组件106的摩擦应力和阻挡门104所经受的应力。每个压缩弹簧506将压力施加在叶栅栅格227上抵靠该止动元件或每个止动元件550。 [0070] 此外，另一部分应力藉由作动筒的止动件传递至固定组件。 [0071] 因此，对于每个叶栅栅格227，固定结构体206包括至少一个止动元件550，叶栅栅格227在从前进位置移动到缩回位置时顶靠该止动元件，并且其中，该止动元件或每个止动元件550布置成在活动结构体211到达缩回位置之前、即在作动筒252发生顶抵之前使叶栅栅格227停止，即，即使当活动结构体211到达缩回位置时，也确保每个滑动件502a‑b与相关联的前部止动件504a之间的功能间隙。 [0072] 类似地，在缩回位置，在每个滑动件502a‑b与相关联的前部止动件504a之间存在间隙，以便确保叶栅栅格227顶靠该止动元件或每个止动元件550。 [0073] 因此，在叶栅栅格227与该止动元件或每个止动元件550之间接触之后，在作动筒252处于顶抵状态之前活动结构体211的持续移动允许压缩弹簧506被压缩，从而实现该止动元件或每个止动元件550上的叶栅栅格227的顶抵。 [0074] 在本发明的实施例中，每个止动元件550顶抵叶栅栅格227的前部部分。 [0075] 在图3至图5所示的本发明的实施例中，每个止动元件550与内壁306是一体的。