混合式螺旋槳轂蓋支架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]公開(kāi)的實(shí)施例大體關(guān)于飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇區(qū)。更具體地，但不通過(guò)限制的方式，本實(shí)施例涉及由兩個(gè)或更多個(gè)不同的成分的零件形成的混合式飛行器構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]典型的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常擁有前端和后端，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的若干個(gè)核心或推進(jìn)構(gòu)件軸向地定位在前端與后端之間?？諝馊肟诨蜻M(jìn)氣口處于發(fā)動(dòng)機(jī)前端處。朝向后端移動(dòng)，按順序，進(jìn)氣口后面是壓縮機(jī)、燃燒室、渦輪以及處于發(fā)動(dòng)機(jī)后端的噴嘴。通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地顯而易見(jiàn)的是，另外的構(gòu)件還可被包括在發(fā)動(dòng)機(jī)中，諸如低壓和高壓壓縮機(jī)、以及高壓和低壓渦輪。然而，這不是詳盡的列表。發(fā)動(dòng)機(jī)還典型地具有沿著發(fā)動(dòng)機(jī)的中心縱軸線布置的內(nèi)部軸。內(nèi)部軸連接至渦輪和空氣壓縮機(jī)兩者使得渦輪將旋轉(zhuǎn)輸入提供給空氣壓縮機(jī)以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)葉片。
[0003]在運(yùn)轉(zhuǎn)中，空氣在壓縮機(jī)中被加壓并在燃燒器中與燃料混合以用于生成熱燃燒氣體，該熱燃燒氣體向下游流動(dòng)穿過(guò)渦輪級(jí)。這些渦輪級(jí)從燃燒氣體提取能量。高壓渦輪首先從燃燒器接收熱燃燒氣體并包括定子噴嘴組件，該定子噴嘴組件引導(dǎo)燃燒氣體向下游穿過(guò)從支撐轉(zhuǎn)子盤(pán)徑向地向外延伸的一排高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片。在兩級(jí)渦輪中，第二級(jí)定子噴嘴組件定位于第一級(jí)葉片的下游，第一級(jí)葉片按次序后面有從第二支撐轉(zhuǎn)子盤(pán)徑向地向外延伸的一排第二級(jí)轉(zhuǎn)子葉片。渦輪將燃燒氣體能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。第二級(jí)渦輪葉片和轉(zhuǎn)子盤(pán)機(jī)械地聯(lián)接至低壓或增壓壓縮機(jī)以用于驅(qū)動(dòng)增壓壓縮機(jī)，以及另外地驅(qū)動(dòng)入口風(fēng)扇。
[0004]一直期望減輕燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)及其相關(guān)構(gòu)件的重量，尤其是那些在航空工業(yè)中所利用的。在發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇區(qū)內(nèi)，當(dāng)前的安裝于螺旋槳轂蓋或錐體的后部的支架結(jié)構(gòu)通常由鈦制造。由于鈦的使用，因而這樣的支架結(jié)構(gòu)是相對(duì)較重的材料，而且還很昂貴。將會(huì)期望用不那么昂貴且重量較輕的材料代替該鈦材料而不影響支撐環(huán)的環(huán)向載荷特性。然而，由于材料限制或性能，因而這樣的螺旋槳轂蓋支撐環(huán)不能由諸如鋁的密度較低的單個(gè)材料制造。因此，盡管將會(huì)期望降低成本并減輕支撐環(huán)的重量，但是還有必要維持被代替的鈦零件的承載能力。
[0005]如可以通過(guò)前文而看出的，將會(huì)期望用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件克服這些缺陷及其他缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本實(shí)施例，公開(kāi)了一種混合式螺旋槳轂蓋支撐環(huán)，該支撐環(huán)利用第一材料來(lái)限定支撐環(huán)的第一部分，并利用與第一材料不同的第二材料來(lái)限定支撐環(huán)的第二部分。支撐環(huán)的至少兩個(gè)部分限定不同材料的混合式構(gòu)件。
[0007]根據(jù)一些實(shí)施例，一種用于飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的混合式支撐環(huán)，包括:吊架和就座于吊架中的帶；前部凸緣，其徑向地且周向地延伸；過(guò)流表面，其具有軸向的構(gòu)件并周向地延伸；過(guò)流表面具有第一前端處的第一徑向位置和第二后端處的第二徑向位置；帶在吊架的槽中周向地延伸并接合該槽；吊架由第一材料形成，并且?guī)в傻诙煌牟牧闲纬?；過(guò)流表面為平滑的或異形的中的一種。
[0008]根據(jù)一些實(shí)施例，一種混合式支撐環(huán)，包括:凸緣支架和向后延伸的支柱；支柱具有包括槽和帶的凸耳；帶布置在槽中使得凸耳包括第一和第二材料；第一材料由鋁形成；第二材料是除了鋁之外的材料。
[0009]根據(jù)一些實(shí)施例，一種混合式支撐環(huán)，包括:吊架和帶；吊架由凸緣和具有凸耳的向后延伸的支柱限定，吊架還周向地延伸；吊架由第一材料形成；帶周向地延伸并布置在凸耳中，帶由第二材料形成。
[0010]所有上面概述的特征將被理解為只是示范性的，并且可以從本文公開(kāi)中發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的許多更多的特征和目標(biāo)。因此，如果沒(méi)有進(jìn)一步閱讀整個(gè)說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求以及附上的所包括的附圖，將不理解本概要的限制性的解釋。
【附圖說(shuō)明】
[0011]在以下圖示中示出本發(fā)明的實(shí)施例。
[0012]圖1是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)剖視圖。
[0013]圖2是包括示范性的支撐環(huán)的風(fēng)扇區(qū)的側(cè)剖視圖。
[0014]圖3是從燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇區(qū)移除的示范性的支撐環(huán)的透視圖。
[0015]圖4是示范性的支撐環(huán)的分段透視圖。
[0016]圖5是支撐環(huán)的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0017]圖6是本公開(kāi)的支撐環(huán)的第二實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0018]圖7是帶有復(fù)合材料帶的混合式支撐環(huán)的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)剖視圖。
[0019]圖8是帶有非復(fù)合材料帶的混合式支撐環(huán)的實(shí)施例的側(cè)剖視圖。
[0020]圖9是帶有復(fù)合材料帶的混合式支撐環(huán)的備選的實(shí)施例的側(cè)剖視圖。
[0021]圖10是帶有非復(fù)合材料帶的混合式支撐環(huán)的備選的實(shí)施例的側(cè)剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)在將詳細(xì)地參考所提供的實(shí)施例，在附圖中示出示例中的一個(gè)或更多個(gè)。每個(gè)示例通過(guò)說(shuō)明(不是公開(kāi)實(shí)施例的限制)來(lái)提供。事實(shí)上，將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可在本實(shí)施例中作出各種修改和變型而不背離本公開(kāi)的范圍或精神。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分而示出或描述的特征能夠與另一個(gè)實(shí)施例一起使用來(lái)還產(chǎn)生另外的實(shí)施例。因此，意圖本發(fā)明涵蓋在所附權(quán)利要求及其等價(jià)物的范圍內(nèi)的這樣的修改和變型。
[0023]參考圖1-10，顯示了混合式螺旋槳轂蓋支架結(jié)構(gòu)的各種實(shí)施例。更具體地，提供混合式螺旋槳轂蓋支架使得支架的第一部分由第一材料形成并且支架的第二部分由第二材料形成，而且其中第一和第二材料是不同的材料。混合式支架結(jié)構(gòu)降低風(fēng)扇區(qū)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件的成本并減輕該構(gòu)件的重量，同時(shí)在維持構(gòu)件的必要的強(qiáng)度要求。
[0024]如在本文中所使用的，用語(yǔ)“軸向的”或“軸向地”指代沿發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向軸線的尺寸。聯(lián)合“軸向的”或“軸向地”一起使用的用語(yǔ)“向前”指代沿朝向發(fā)動(dòng)機(jī)入口或與另一個(gè)構(gòu)件相比相對(duì)地更接近發(fā)動(dòng)機(jī)入口的構(gòu)件的方向移動(dòng)。聯(lián)合“軸向的”或“軸向地”使用的用語(yǔ)“向后”指代是沿朝向發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴或與另一個(gè)構(gòu)件相比而相對(duì)地更接近發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴的構(gòu)件的方向移動(dòng)。
[0025]如在本文中所使用的，用語(yǔ)“徑向的”或“徑向地”指代在發(fā)動(dòng)機(jī)的中心縱向軸線與外部發(fā)動(dòng)機(jī)周邊之間延伸的尺寸。用語(yǔ)“近端的”或“近端地”本身或者聯(lián)合用語(yǔ)“徑向的”或“徑向地”一起的使用指代沿朝向中心縱向軸線或與另一個(gè)構(gòu)件相比而相對(duì)地更接近中心縱向軸線的構(gòu)件的方向移動(dòng)。用語(yǔ)“遠(yuǎn)端的”或“遠(yuǎn)端地”本身或者聯(lián)合用語(yǔ)“徑向的”或“徑向地” 一起的使用指代沿朝向外部發(fā)動(dòng)機(jī)周邊或與另一個(gè)構(gòu)件相比而相對(duì)地更接近外部發(fā)動(dòng)機(jī)周邊的構(gòu)件的方向移動(dòng)。
[0026]如在本文中所使用的，用語(yǔ)“橫向的”或“橫向地”指代垂直于軸向和徑向尺寸兩者的尺寸。
[0027]首先參考圖1，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意側(cè)剖視圖被顯示具有發(fā)動(dòng)機(jī)入口端12，其中空氣進(jìn)入通常由壓縮機(jī)14、燃燒器16以及多級(jí)高壓渦輪20限定的推進(jìn)器或核心13。在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，推進(jìn)器13共同地提供推力或動(dòng)力。雖然在航空的實(shí)施例中顯示燃?xì)鉁u輪10，但是這樣的示例不應(yīng)當(dāng)被考慮為限制性的，這是因?yàn)槿細(xì)鉁u輪10可用于航空、發(fā)電、工業(yè)、
船舶等。
[0028]在運(yùn)轉(zhuǎn)中，空氣穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)10的空氣入口端12進(jìn)入并移動(dòng)穿過(guò)至少一個(gè)壓縮級(jí)，在該壓縮級(jí)處空氣壓力增大并被引導(dǎo)至燃燒器16。壓縮空氣與燃料混合并焚燒來(lái)提供熱燃燒氣體，熱燃燒氣體朝向高壓渦輪20退出燃燒器16。在高壓渦輪20處，從熱燃燒氣體提取能量，促使渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)，其繼而促使軸24的旋轉(zhuǎn)。軸24朝向發(fā)動(dòng)機(jī)的前面?zhèn)鬟f以使一個(gè)或更多個(gè)壓縮機(jī)級(jí)14、渦輪風(fēng)扇18或入口風(fēng)扇葉片繼續(xù)旋轉(zhuǎn)(取決于渦輪設(shè)計(jì))。渦輪風(fēng)扇18通