通過徑向u形夾底座和連桿從排氣殼體懸掛的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)流道的制作方法
【專利摘要】旁路渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括連桿（3）所支撐的圓柱形冷卻流流道，該連桿在連接點(diǎn)（4）連接排氣殼體（1）的圓柱形外殼環(huán)，其特征在于排氣殼體的連接點(diǎn)是U形夾底座，其凸耳從所述外殼環(huán)徑向地延伸，所述U形夾底座的鉆孔在外殼環(huán)的母線方向上定向。
【專利說明】通過徑向U形夾底座和連桿從排氣殼體懸掛的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)流道
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的領(lǐng)域是渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和在其各個(gè)構(gòu)件部分之間提供連接的部件的領(lǐng)域。更特別地，它涉及在雙流(旁路)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中確保冷卻流流道的機(jī)械完整性的部件。
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，通過連接到屬于該飛機(jī)結(jié)構(gòu)的支柱或吊架上，可以安裝在飛機(jī)上各個(gè)點(diǎn)上。由此，它可以懸掛在機(jī)翼結(jié)構(gòu)下方，固定于機(jī)身，通常在后部，或者通過適合的連接裝置安裝在尾翼。這些連接裝置具有傳遞飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)和結(jié)構(gòu)之間機(jī)械載荷的作用。所考慮的載荷尤其是沿著垂直軸線Z的發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，沿著發(fā)動(dòng)機(jī)的軸線X的其推力和沿著橫向軸線Y的側(cè)向氣動(dòng)載荷。待要被傳遞的載荷也包括與繞著發(fā)動(dòng)機(jī)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩作用的需要。這意味著也需要能夠不傳遞給支柱，而吸收由例如，熱膨脹或收縮所引起的維度變化而引起的飛行的各個(gè)階段期間發(fā)動(dòng)機(jī)所經(jīng)歷的變形。
[0003]例如，在渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，一種懸掛的方法是使用前部懸掛或連接和后部懸掛或連接，將發(fā)動(dòng)機(jī)連接到屬于飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)的支柱上。前部懸掛特別地固定于風(fēng)扇殼體下游的中間殼體和主流排氣殼體的后部懸掛。這兩個(gè)構(gòu)件組成渦輪機(jī)組的結(jié)構(gòu)部件，通過它們吸收所有的力。現(xiàn)代的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是具有高的旁路比率的雙流渦輪機(jī)組，通過單個(gè)壓氣機(jī)級(jí)所壓縮的次級(jí)或旁路氣流稱為風(fēng)扇。一旦離開該級(jí)，通過管道直接地將其引導(dǎo)到噴嘴中以有助于發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的推力。由此，它在殼體所界定的發(fā)動(dòng)機(jī)主轉(zhuǎn)軸和冷卻流流道(通常其英語表示為首字母縮略詞0FD，其表示外部風(fēng)扇管道)之間流動(dòng)。因?yàn)橹亓康脑颍摴艿劳ǔＳ蓮?fù)合材料制造。該管道通過位于其兩個(gè)縱向端的連接固定于發(fā)動(dòng)機(jī)，第一固定出現(xiàn)在圍繞風(fēng)扇的殼體的上游，第二個(gè)出現(xiàn)在排氣殼體所支撐的支撐環(huán)的后部。
[0004]通常，使用穿過冷卻流的臂實(shí)現(xiàn)支撐環(huán)和該排氣殼體之間的連接。在更最近的實(shí)施方式中，也可以使用異形連桿進(jìn)行連接，該異形連桿在一方面連接外部風(fēng)扇管道和另一方面連接排氣殼體，允許專門用于該連接的重量的顯著節(jié)約。在連桿連接的這種情況下，使用連桿，通常是它們中成對對齊的6或8個(gè)的網(wǎng)格進(jìn)行連接，該連桿連接在支撐環(huán)的3個(gè)或
4個(gè)點(diǎn)，如圖2中所示。
[0005]通過組件連接排氣殼體的連桿是本領(lǐng)域已知的，該組件包括在排氣殼體上從殼體徑向地運(yùn)轉(zhuǎn)的銷軸和在連桿上在其端部之一中所制造的鉆孔。盡管這種組件給予了連桿在與殼體正切的平面中轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度和允許由于膨脹所引起的殼體和外部風(fēng)扇管道的相對軸向移動(dòng)，但是它確實(shí)需要在排氣殼體上添加輪轂和襯墊，以及用于承載載荷的襯墊和螺釘?shù)膽?yīng)用。結(jié)果，它具有需要管理的更多數(shù)量的部件和服務(wù)更復(fù)雜的缺點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的目的是通過提出在支撐外部風(fēng)扇管道的環(huán)和排氣殼體之間的一種類型的連接來克服這些缺點(diǎn)，其不具有現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和提供了排氣殼體相對于外部風(fēng)扇管道的相對移動(dòng)的更多可能性。
[0007]為此，本發(fā)明的主題是旁路渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括連桿所支撐的圓柱形外部風(fēng)扇管道，該連桿在連接點(diǎn)連接排氣殼體的圓柱形外殼環(huán)，其特征在于排氣殼體的連接點(diǎn)是U形夾底座，其凸耳從所述外殼環(huán)徑向地延伸，所述U形夾底座的鉆孔在外殼環(huán)的母線方向上定向。
[0008]該U形夾底座給予了連桿的網(wǎng)格在徑向平面中變形的自由度，并且防止過多的載荷穿過連桿。
[0009]有利地，連桿在與所述外殼環(huán)切線或接近切線處遇見所述外部風(fēng)扇管道。切向方向允許連桿傳遞給排氣殼體的載荷沿著排氣殼體的外殼環(huán)的中性軸線而被定向。理想地，方向完美地與外殼環(huán)正切，但是因?yàn)榻M件的機(jī)械完整性的原因，它可以與該理想的方向有輕微偏向。
[0010]優(yōu)選地，有兩個(gè)組合成一對和定位在外殼環(huán)周緣上的偶數(shù)個(gè)U形夾底座，這樣固定于兩個(gè)相關(guān)U形夾底座的連桿在所述外部風(fēng)扇管道上遇到一個(gè)相同的點(diǎn)。這種布置使得外部風(fēng)扇管道和排氣殼體的相對變形更容易，并且由此有利于減少穿過連桿的載荷。
[0011]有利地，U形夾底座以這種方式定位，以至于同一對的每個(gè)U形夾底座緊接著相鄰對的U形夾底座的一個(gè)而被定位。
[0012]在一個(gè)特定的實(shí)施方式中，U形夾底座的對數(shù)等于3，所有連桿一起形成三角形，其頂點(diǎn)位于所述外部風(fēng)扇管道上。
[0013]在另一實(shí)施方式中，U形夾底座的對數(shù)等于4，所有連桿一起形成正方形，其頂點(diǎn)位于所述外部風(fēng)扇管道上。
[0014]有利地，排氣殼體在其周緣上具有至少一個(gè)凹部，在該凹部的底部中，這樣定位相對應(yīng)的U形夾底座，以至于所述U形夾底座的鉆孔對齊任一個(gè)所述凹部上所述外殼環(huán)所形成的圓柱體。通過這種方式，穿過連桿的載荷傳遞給排氣殼體，沒有杠桿臂，并且因此沒有對快速固定在殼體上的U形夾底座的機(jī)械完整性有害的扭矩。
[0015]優(yōu)選地，連桿與外部風(fēng)扇管道的連接點(diǎn)軸向地位于排氣殼體的外殼環(huán)的U形夾底座的上游。這種構(gòu)造允許發(fā)動(dòng)機(jī)的主轉(zhuǎn)軸在大于外部風(fēng)扇管道膨脹的膨脹的作用下延長，同時(shí)具有連桿的簡單拉伸，而沒有任何徑向載荷將出現(xiàn)，如果不是這種情況，當(dāng)在殼體上和管道上的其連接點(diǎn)徑向?qū)R時(shí)，具有與傳遞相關(guān)的加固點(diǎn)。
[0016]有利地，U形夾底座的鉆孔沿著渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線定向，并且連桿是球形端連桿，這允許它們相對于U形夾底座具有一些軸向行進(jìn)。
[0017]本發(fā)明也描述了渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)排氣殼體，其包括圓柱形外殼環(huán)，用于連桿的連接點(diǎn)定位在其周緣上，連桿用于支撐所述渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的外部風(fēng)扇管道，所述連接中至少一個(gè)是U形夾底座，其凸耳從所述外殼環(huán)徑向地延伸。
[0018]該凸耳底座給予連桿的網(wǎng)格在徑向平面中的自由度，以變形和防止連桿中發(fā)展過多的載荷。
[0019]所述U形夾底座的鉆孔有利地定向在外殼環(huán)的母線方向上。
[0020]所述的外殼環(huán)優(yōu)選地包括在其周緣上的至少一個(gè)凹部，在該凹部的底部中，U形夾底座以這種方式定位以至于它的鉆孔對齊任一個(gè)所述凹部上所述外殼環(huán)所形成的圓柱體。
[0021]在下面，通過參考所附的示意性附圖的純示例性和非限制性實(shí)施例所給出的本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的解釋性詳細(xì)描述的過程期間，可以更好地理解本發(fā)明，并且其目的、細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)將更清楚地顯而易見。
[0022]在這些圖中:[0023]圖1是在排氣管道和外部風(fēng)扇管道之間具有連桿連接的旁路渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。
[0024]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的排氣殼體的立體圖，通過連桿的網(wǎng)格連接渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的外部風(fēng)扇管道支撐環(huán)。
[0025]圖3是圖2的排氣殼體的詳細(xì)視圖。
[0026]圖4是圖2的排氣殼體的部分剖面圖。
[0027]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的排氣殼體的立體圖。
[0028]圖1是旁路渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的程式化示意圖，其包括風(fēng)扇101，在其下游端包括排氣殼體I的主要核心102，和尾椎103，該排氣殼體有助于發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。流過主要核心的主流在圍繞尾椎的主噴嘴104噴出，而來自于風(fēng)扇的次級(jí)或旁路流在其下游由終止于次級(jí)噴嘴106的外部風(fēng)扇管道105引導(dǎo)。外部風(fēng)扇管道105通過連桿3的網(wǎng)格連接排氣殼體I,該連桿相對于發(fā)動(dòng)機(jī)的徑向平面傾斜，外部風(fēng)扇管道的連接定位在排氣殼體的連接的上游。
[0029]圖2表示支撐環(huán)2所環(huán)繞的排氣殼體I，用于在下游側(cè)上保持該渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的外部風(fēng)扇管道105。通過一組6根連桿3,與該保持相關(guān)的載荷被傳遞給排氣殼體,該連桿的一端固定于環(huán)2，另一端通過U形夾底座形式的附件固定于排氣殼體I。如圖中所示，連桿3正切于排氣殼體I成對地布置，由此形成三角形，其頂點(diǎn)位于支撐環(huán)2上。它們具有直線形狀，在用于接收U形夾底座的樞軸的兩個(gè)眼形端部件之間延伸，該底座中的一個(gè)定位在排氣殼體I上，另一個(gè)定位在支撐環(huán)2上。每個(gè)眼是鉆孔和裝配有相應(yīng)的U形夾底座通過的壁旋轉(zhuǎn)部件，給予連桿在與排氣殼體I正切的平面中轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。至于其直線部件，這是扁平的，這樣它可以被異形化以提供對它們通過的次級(jí)空氣流至少可能的抵抗。為了降低成本的目的，通過標(biāo)準(zhǔn)化渦輪機(jī)組中的構(gòu)件，連桿3顯示了相對于它們直線部分的中平面的對稱性，具有相同形狀的眼和具有對稱輪廓的直線部分的輪廓；因此，每個(gè)眼同樣地可以定位在排氣殼體I或在支撐環(huán)2處。
[0030]圖3示意了排氣殼體I的部分，具有由上游凸緣12和下游凸緣13所限定的其外殼環(huán)11，用于將其連接主要核心102的相鄰部分。外殼環(huán)11在其周緣上具有6個(gè)U形夾底座4，它們并排地成對定位和用作連桿3的連接點(diǎn)，該連桿保持外部風(fēng)扇管道105，如之前所述。為了排氣殼體I的機(jī)械完整性的原因，U形夾底座面向該殼體的臂定位，該臂穿過主流和將外殼環(huán)固定于內(nèi)殼環(huán)和內(nèi)部部件，該內(nèi)部部件支撐軸在其中轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承。
[0031]這些U形夾底座4的凸耳相對于外殼環(huán)11徑向地定向，并且在其周緣上延伸，這樣穿過它們的樞軸(未示出)在基本上軸向方向上運(yùn)轉(zhuǎn)(參考發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸線)。這種構(gòu)造給予了連桿3在徑向平面上的自由度，允許6根連桿所形成的三角形變形和防止這些連桿使其不是必須承載彎曲載荷。因此，不必考慮這種彎曲載荷就可以計(jì)算它們的維度，因此允許它們質(zhì)量的相應(yīng)減少。
[0032]應(yīng)該注意到，在圖3和圖4中所示的實(shí)施方式中，每個(gè)U形夾底座定位在外殼環(huán)11中所制成的凹部5中。圖4更詳細(xì)地表示如何U形夾底座4定位在該凹部5中。外殼環(huán)11，其整體形狀或多或少是繞著發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)圓柱體，在6根連桿3所連接的點(diǎn)具有形成凹部5的凹入，該凹部在U形夾底座4的每側(cè)上周向地延伸和從外殼環(huán)的中間朝向其上游12和下游13凸緣軸向地延伸。U形夾底座的凸耳因此在凹部的底部中固定于外殼環(huán)，在不存在凹部的區(qū)域，其具有降低U形夾底座4的鉆孔6和使它徑向地更接近外殼環(huán)11的半徑的作用。因?yàn)樵摪疾?，通過穿過鉆孔6的樞軸而固定于U形夾底座4的連桿3在與外殼環(huán)11正切的周緣方向上施加其張力或推力，意味著周緣遠(yuǎn)離凹部。外殼環(huán)在它的軸線方向上直接地作用于這些載荷，而不是偏移，該偏移將要產(chǎn)生對其機(jī)械完整性有害的杠桿臂和扭矩。
[0033]圖5表示根據(jù)本發(fā)明的外殼環(huán)的可替換形式。在該第二實(shí)施方式中，U形夾底座4再次沿著外殼環(huán)11的周緣延伸，并且具有徑向地定向的它們的凸耳。相比較，因?yàn)榕艢鈿んwI更簡單制造的原因，外殼環(huán)11沒有U形夾底座4所連接的凹部。這些底座從周緣突出，維持引導(dǎo)它們的鉆孔軸向地的方向。通過更容易制造和相關(guān)成本利益補(bǔ)償由于杠桿臂所引起的損失，該杠桿臂用于通過連桿3所傳遞的載荷。
[0034]為了提供連桿組網(wǎng)格在軸向方向中移動(dòng)的自由，以及由此允許主要核心膨脹，定向連桿3，這樣在裝配時(shí)它們不完美地徑向，該主要核心在使用時(shí)以高于外部風(fēng)扇管道的溫度運(yùn)轉(zhuǎn)。這些連桿與外部風(fēng)扇管道105的連接，即，實(shí)際上支撐環(huán)2的位置，定位在排氣殼體I的U形夾底座4的稍微上游。這種構(gòu)造，在圖1中已經(jīng)放大，通過允許連桿延伸和反映主要核心的向后移動(dòng)，避免了連桿3中過多的壓縮應(yīng)力。主要核心的膨脹，這實(shí)際上引起排氣殼體I相對于支撐環(huán)2向后移動(dòng)，并且由此引起連桿3相對于它們的保持U形夾底座轉(zhuǎn)動(dòng)，無論這是在支撐環(huán)所支撐的U形夾底座還是在排氣殼體I的U形夾底座4。這種移動(dòng)可能一方面是由于連桿的直線部分的縱向彈性，另一方面由于它是球端連桿的事實(shí)所引起，即，球端提供了連桿的直線部分和眼之間的連接。
【權(quán)利要求】
1.一種旁路渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括連桿(3)所支撐的圓柱形外部風(fēng)扇管道(105)，該連桿在連接點(diǎn)(4)連接排氣殼體(I)的圓柱形外殼環(huán)(11)，其特征在于排氣殼體的連接點(diǎn)是U形夾底座，其凸耳從所述外殼環(huán)徑向地延伸，所述U形夾底座的鉆孔(6)在外殼環(huán)(11)的母線方向上定向。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其中連桿在與所述外殼環(huán)切線處遇見所述外部風(fēng)扇管道(105)。
3.如權(quán)利要求1和2中之一所述的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其中有兩個(gè)組合成一對和定位在外殼環(huán)(11)周緣上的偶數(shù)個(gè)U形夾底座，這樣固定于兩個(gè)相關(guān)U形夾底座的連桿在所述外部風(fēng)扇管道上(105 )遇到一個(gè)相同的點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1至3中之一所述的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其中U形夾底座(4)以這種方式定位，以至于同一對的每個(gè)U形夾底座緊接著相鄰對的U形夾底座的一個(gè)而被定位。
5.如權(quán)利要求3和4中之一所述的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其中U形夾底座的對數(shù)等于3，所有連桿(3)—起形成三角形，其頂點(diǎn)位于所述外部風(fēng)扇管道上。
6.如權(quán)利要求3和4中之一所述的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其中U形夾底座的對數(shù)等于4，所有連桿(3)—起形成正方形，其頂點(diǎn)位于所述外部風(fēng)扇管道上。
7.如權(quán)利要求1至6中之一所述的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其中排氣殼體在其周緣上具有至少一個(gè)凹部(5)，在該凹部的底部中，這樣定位相對應(yīng)的U形夾底座(4)，以至于所述U形夾底座的鉆孔(6)對齊任一個(gè)所述凹部上所述外殼環(huán)所形成的圓柱體。
8.如權(quán)利要求1至7中之一所述的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其中連桿與外部風(fēng)扇管道的連接點(diǎn)軸向地位于排氣殼體(I)的外殼環(huán)(11)的U形夾底座(4)的上游。
9.如權(quán)利要求1至8中之一所述的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其中U形夾底座的鉆孔沿著渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線定向，并且其中連桿(3)是球形端連桿，這允許它們相對于所述U形夾底座具有一些軸向行進(jìn)。
【文檔編號(hào)】F02C7/20GK103518040SQ201280022343
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月9日
【發(fā)明者】托馬斯·杰拉德·丹尼爾·瑞維爾, 弗朗索瓦·羅伯特·貝拉貝爾, 奧利維爾·雷農(nóng), 吉爾海姆·塞茲 申請人:斯奈克瑪