具有平移旋轉(zhuǎn)阻流門的推力反向器系統(tǒng)及操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體地涉及用于高旁通渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)中以通過從風(fēng)扇旁通導(dǎo)管轉(zhuǎn)移空氣來提供推力反向的推力反向器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1示意性地描繪了本領(lǐng)域中已知的類型的高旁通渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)10。發(fā)動(dòng)機(jī)10示意性地描繪為包括機(jī)艙12和芯部發(fā)動(dòng)機(jī)(模塊)14。位于芯部發(fā)動(dòng)機(jī)14的前部中的風(fēng)扇組件16包括包繞風(fēng)扇葉片18陣列的風(fēng)扇外殼20。芯部發(fā)動(dòng)機(jī)14示意性地描繪為包括高壓壓縮機(jī)22、燃燒器24、高壓渦輪26和低壓渦輪28。進(jìn)入風(fēng)扇組件16的空氣的大部分旁通至發(fā)動(dòng)機(jī)10的后部以生成附加的發(fā)動(dòng)機(jī)推力。旁通空氣穿過機(jī)艙12與包繞芯部發(fā)動(dòng)機(jī)14的內(nèi)芯部罩36之間的環(huán)形旁通導(dǎo)管30，并且通過風(fēng)扇出口噴嘴32離開導(dǎo)管30。機(jī)艙12限定旁通導(dǎo)管30的徑向向外的邊界，并且芯部罩36限定旁通導(dǎo)管30的徑向向內(nèi)的邊界，并且向從芯部發(fā)動(dòng)機(jī)14向后延伸的主排氣噴嘴38提供后芯部罩過渡表面。
[0003]機(jī)艙12典型地由限定機(jī)艙12的外邊界的三個(gè)主元件構(gòu)成:入口組件12A、與包繞風(fēng)扇葉片18的發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇外殼對接的風(fēng)扇罩12B，以及位于風(fēng)扇罩12B后方的推力反向器系統(tǒng)12C。推力反向器系統(tǒng)12C包括三個(gè)主要構(gòu)件:安裝于機(jī)艙12的平移罩(平移罩)34A、安裝在機(jī)艙12內(nèi)的葉柵34B，以及示為在葉柵34B的徑向內(nèi)側(cè)的收起位置的阻流門34C。阻流門34C適于從它們的收起位置樞轉(zhuǎn)地配置至配置位置，其中各個(gè)阻流門34C的后端樞轉(zhuǎn)成與芯部罩36接合，如以圖1的上半部中的影線描繪的。在該意義上，芯部罩36也可認(rèn)作是推力反向器系統(tǒng)12C的構(gòu)件。葉柵34B為機(jī)艙12的固定結(jié)構(gòu)，而平移罩34A適于向后平移來使葉柵34B暴露，并且使用連桿臂34D將阻流門34C配置到導(dǎo)管30中，引起導(dǎo)管30內(nèi)的旁通空氣轉(zhuǎn)移穿過暴露的葉柵34B，并且從而提供推力反向效果。盡管兩個(gè)阻流門34C在圖1中示出，但多個(gè)阻流門34C典型地圍繞機(jī)艙12的圓周周向地間隔開。
[0004]在用于高旁通渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)10中的常規(guī)推力反向器設(shè)計(jì)中，葉柵34B在推力反向器系統(tǒng)12C未使用時(shí)(S卩，在發(fā)動(dòng)機(jī)10的正常飛行中操作期間)由收起的阻流門34C覆蓋。該類型的常規(guī)構(gòu)造的缺陷在于，與阻流門34C相關(guān)聯(lián)的連桿臂34D橫跨風(fēng)扇導(dǎo)管流動(dòng)路徑延伸，增大了可引起空氣動(dòng)力或聲學(xué)低效的空氣動(dòng)力阻力和其它流動(dòng)擾動(dòng)。此外，連桿臂34D在正常發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間暴露于損壞和磨損引起的條件。因此，與現(xiàn)有的推力反向器系統(tǒng)的常規(guī)連桿臂相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)在于它們可降低發(fā)動(dòng)機(jī)性能、發(fā)動(dòng)機(jī)噪音衰減、比燃料消耗和操作可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種適用于飛行器中使用的類型的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的推力反向器系統(tǒng)及其操作。推力反向器系統(tǒng)特別適于用于高旁通渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)中，其具有芯部發(fā)動(dòng)機(jī)、包繞芯部發(fā)動(dòng)機(jī)的芯部罩、包繞芯部罩且包括風(fēng)扇罩的機(jī)艙，以及由機(jī)艙和芯部罩限定且在機(jī)艙與芯部罩之間的旁通導(dǎo)管。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，推力反向器系統(tǒng)包括安裝于機(jī)艙且適于沿燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的向后方向遠(yuǎn)離風(fēng)扇罩平移以限定其間的周向開口的平移罩。機(jī)艙內(nèi)的固定結(jié)構(gòu)在平移罩沿向后方向平移時(shí)不平移。阻流門安裝于機(jī)艙以具有收起位置和配置位置。各個(gè)阻流門具有第一端部、相對設(shè)置的第二端部、第一端部與第二端部之間的內(nèi)表面，以及凹入內(nèi)表面中的至少一個(gè)槽口。連桿機(jī)構(gòu)將阻流門連接于固定結(jié)構(gòu)，其中各個(gè)連桿機(jī)構(gòu)包括可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接于固定結(jié)構(gòu)的第一連桿，以及可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接于阻流門中的一個(gè)的第二連桿。第一連桿和第二連桿在阻流門處于收起位置時(shí)收納在凹入阻流門的內(nèi)表面中的槽口中。連桿機(jī)構(gòu)可樞轉(zhuǎn)地連接于阻流門，以使沿向后方向的平移罩的平移引起第一連桿和第二連桿在阻流門中的各個(gè)移動(dòng)至其配置位置時(shí)從槽口移位，對此阻流門中的各個(gè)橫跨旁通導(dǎo)管延伸，并且將旁通導(dǎo)管內(nèi)的旁通空氣轉(zhuǎn)移穿過周向開口。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種操作安裝在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)上的推力反向器系統(tǒng)的方法需要將阻流門收起在其收起位置，以使各個(gè)阻流門設(shè)置在固定結(jié)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)的平移罩之間，阻流門的第一端部鄰近固定結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁，并且阻流門的第二端部鄰近平移罩的內(nèi)壁。平移罩沿發(fā)動(dòng)機(jī)的向后方向平移，以限定固定結(jié)構(gòu)與平移罩之間的至少一個(gè)周向開口，此后，平移罩進(jìn)一步沿向后方向平移，以配置連桿機(jī)構(gòu)，該連桿機(jī)構(gòu)收納在凹入阻流門的徑向內(nèi)表面中的槽口中，并且將阻流門可樞轉(zhuǎn)地連接于固定結(jié)構(gòu)。從槽口配置連桿機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)阻流門中的各個(gè)來引起阻流門中的各個(gè)旋轉(zhuǎn)至配置位置，直到阻流門中的各個(gè)橫跨發(fā)動(dòng)機(jī)的旁通導(dǎo)管延伸，并且將旁通導(dǎo)管內(nèi)的旁通空氣轉(zhuǎn)移穿過固定結(jié)構(gòu)與平移罩之間的周向開口。
[0008]本發(fā)明的其它方面包括高旁通燃?xì)鉁u扇發(fā)動(dòng)機(jī)，其配備有具有上文所述的元件和/或操作的推力反向器系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)效果在于安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的推力反向器系統(tǒng)在沒有連桿臂的情況下操作的能力，該連桿臂在配置推力反向器系統(tǒng)的阻流門之前橫跨發(fā)動(dòng)機(jī)的旁通風(fēng)扇導(dǎo)管延伸。作為替代，由本發(fā)明的推力反向器系統(tǒng)使用的連桿臂在正常發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間收起在阻流門內(nèi)，并且僅在阻流門配置期間配置成橫跨旁通風(fēng)扇導(dǎo)管延伸。就此而言，本發(fā)明能夠顯著地減小空氣動(dòng)力阻力和其它流動(dòng)擾動(dòng)，其否則將由于在正常發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間在風(fēng)扇導(dǎo)管內(nèi)存在連桿臂而引起。
[0010]本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將從以下詳細(xì)描述更好地認(rèn)識(shí)到。
【附圖說明】
[0011]圖1示意性地描繪了高旁通渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的截面視圖。
[0012]圖2描繪了隔離地示出在本發(fā)明的范圍內(nèi)的高旁通渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的芯部發(fā)動(dòng)機(jī)、包繞芯部發(fā)動(dòng)機(jī)的固定結(jié)構(gòu)和可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接于固定結(jié)構(gòu)作為推力反向器系統(tǒng)的一部分的阻流門的透視圖。
[0013]圖3和4描繪了隔離地示出芯部發(fā)動(dòng)機(jī)的后端、圖2的固定結(jié)構(gòu)和阻流門以及在固定結(jié)構(gòu)后方包繞芯部發(fā)動(dòng)機(jī)的平移罩的透視圖，并且示出了處于完全收起(圖3)和完全配置(圖4)位置的阻流門。
[0014]圖5描繪了隔離地示出包含根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造的若干阻流門的推力反向器系統(tǒng)的節(jié)段，并且示出處于它們的完全配置位置的阻流門，以及推力反向器系統(tǒng)的若干葉柵的透視圖。
[0015]圖6至8為示出利用連桿機(jī)構(gòu)的協(xié)助從收起位置過渡至完全配置位置的圖5的推力反向器系統(tǒng)的軸向(側(cè)視)截面視圖，該連桿機(jī)構(gòu)將阻流門聯(lián)接于固定結(jié)構(gòu)和平移罩。
[0016]圖9至11為隔離地示出圖5至8的阻流門中的一個(gè)，以及從收起位置(圖9)過渡至平移位置(圖10)并且最終至完全配置位置(圖11)的其連桿機(jī)構(gòu)的透視圖。
[0017]圖12和13為隔離地示出圖2至4的兩個(gè)直徑相對的阻流門和它們的連桿機(jī)構(gòu)的透視圖，其中視圖從向前看且朝向發(fā)動(dòng)機(jī)的軸線的視角取得，并且示出了處于收起位置的阻流門和連桿機(jī)構(gòu)。
[0018]圖14為從大體上向前看的視角取得的、處于完全配置位置的圖12的阻流門和連桿機(jī)構(gòu)的透視圖。
[0019]圖15為從大體上向后看的視角取得的圖14的阻流門和連桿機(jī)構(gòu)的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖2至15描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的高旁通燃?xì)鉁u輪(渦扇)發(fā)動(dòng)機(jī)和推力反向器系統(tǒng)40的構(gòu)件的片段視圖。為方便起見，用于識(shí)別圖1中的發(fā)動(dòng)機(jī)10和某些構(gòu)件的相同附圖標(biāo)記將遍及以下描述(包括圖2至15)使用，以識(shí)別圖2至15中描繪的發(fā)動(dòng)機(jī)的某些功能上等同的構(gòu)件。就此而言，應(yīng)當(dāng)理解的是，圖2將推力反向器系統(tǒng)40繪制為適于位于發(fā)動(dòng)機(jī)10的機(jī)艙12(圖2中未示出)內(nèi)且在其風(fēng)扇外殼20后方。還應(yīng)當(dāng)理解的是，芯部罩36 (圖2中未示出)將限定發(fā)動(dòng)機(jī)10的旁通導(dǎo)管30的徑向向內(nèi)的邊界，機(jī)艙12限定旁通導(dǎo)管30的徑向向外的邊界，并且發(fā)動(dòng)機(jī)10的旁通空氣穿過旁通導(dǎo)管30。參照圖2、3和4，將顯而易見的是，推力反向器系統(tǒng)40包括適于出于在導(dǎo)管30內(nèi)轉(zhuǎn)移旁通空氣流穿過葉柵44(圖5至8)的目的配置到旁通導(dǎo)管30中的阻流門42，葉柵44安裝在風(fēng)扇外殼20后方，并且由于沿向后方向遠(yuǎn)離風(fēng)扇外殼20平移的平移罩(平移罩)46而露出，以在其間限定周向間隙或開口 66。發(fā)動(dòng)機(jī)10的其它結(jié)構(gòu)和功能方面可從圖1的前述論述理解，并且因此將不在此處重復(fù)。
[0021]圖2(其片段視圖還在圖3至8和12至15中示出)中描繪的風(fēng)扇外殼20和固定地附接于其的結(jié)構(gòu)大體上限定了發(fā)動(dòng)機(jī)10的固定結(jié)構(gòu)，其在本論述中是指并未以平移罩46平移的機(jī)艙12的結(jié)構(gòu)。葉柵44固定地附接于風(fēng)扇外殼20的后端或附近，并且還可認(rèn)為形成機(jī)艙12的固定結(jié)構(gòu)的部分。葉柵44外接旁通導(dǎo)管30，并且表示為由多個(gè)獨(dú)立的葉柵節(jié)段構(gòu)成。作為機(jī)艙的最后區(qū)段，應(yīng)當(dāng)理解的是，平移罩46將位于風(fēng)扇罩12B的后方，并且外接圖1中所示的芯部罩36。如本領(lǐng)域中已知的，任何適合類型的促動(dòng)器(未示出)可用于引起平移罩46遠(yuǎn)離和朝向