專利名稱：用于防止航空器推進系統(tǒng)部件的破裂和分層的制止件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于防止航空器推進系統(tǒng)部件的破裂和分層的制止件。
背景技術(shù)：
當航空器發(fā)動機中發(fā)生“葉片脫離(blade-out)”事故時，航空器具有“返航(fly-home)”能力(S卩，按照聯(lián)邦航空局(FAA)規(guī)則安全地返回到地面的能力)是很重要的。類似地，當航空器推進系統(tǒng)的多層部件的一層從另一層脫離結(jié)合時，航空器能夠返航仍然 是很重要的。對于航空器的返航能力而言，航空器推進系統(tǒng)部件(諸如機艙或推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)等)在發(fā)生葉片脫離事故、層與層之間的脫離結(jié)合或其它失效模式時承受損壞并維持結(jié)構(gòu)完整性的能力非常重要。

發(fā)明內(nèi)容
本公開涉及用于航空器推進系統(tǒng)部件的保護結(jié)構(gòu)，該保護結(jié)構(gòu)被設(shè)計為限制破裂、脫離連結(jié)和分層，因此提高航空器的返航能力。根據(jù)某些實施方式，所述部件是聲學內(nèi)筒(acoustic inner barrel)。該聲學內(nèi)筒可以包括環(huán)形內(nèi)殼體；環(huán)形外殼體；布置在所述內(nèi)殼體和所述外殼體之間的環(huán)形聲學單元芯組件；和至少兩個加強件，所述至少兩個加強件從所述內(nèi)殼體徑向延伸，穿過聲學單元芯，并且延伸至外殼體。內(nèi)殼體、外殼體、聲學單元芯組件和至少兩個或更多個加強件可以被連結(jié)在一起以形成360度一體環(huán)形結(jié)構(gòu)并且仍然維持筒的聲學平滑性要求。根據(jù)某些其它實施方式，所述部件是推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)(IFS)。所述IFS包括內(nèi)殼體，外殼體，布置在內(nèi)殼體和外殼體之間的聲學單兀芯組件，和加強格架，該加強格架包括多個加強件，該多個加強件沿厚度方向延伸穿過內(nèi)殼體和外殼體之間的單元芯。所述加強件的每一個還沿所述單兀芯的橫向方向延伸，與第一組加強件相關(guān)的橫向方向和與第二組加強件相關(guān)的橫向方向交叉，從而形成所述加強格架。在一些實施方式中，所述IFS可以具有包括兩個互補半部的“蛤殼”構(gòu)造。在一些實施方式中，可以僅僅沿所述IFS的加大的筒部分設(shè)置所述加強格架。所述加強件可以沿單元芯的橫向方向呈現(xiàn)不同的橫截面形狀，諸如T形橫截面、I形橫截面、L形橫截面、Z形橫截面、C形橫截面。所述加強件可以具有固定在聲學單元芯和內(nèi)殼體的最內(nèi)表面之間的第一端部段和粘合地連結(jié)到所述單元芯的中心段。所述加強件可以僅連結(jié)到無孔的內(nèi)殼體并且不連結(jié)到穿孔的外殼體。在下面的詳細描述和附圖中提供本發(fā)明的另外特征和優(yōu)點。


圖I示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的航空器發(fā)動機艙的一部分，該航空器發(fā)動機艙具有包括聲學內(nèi)筒的入口；圖2是圖I中的聲學內(nèi)筒的截面圖；圖3A是圖2中的聲學內(nèi)筒的一部分的放大視圖；圖3B是用于防止圖2和3A中的聲學內(nèi)筒破裂和分層的制止件的立體圖；圖4是圖3B的防止破裂和分層的制止件的截面圖；圖5示出在構(gòu)造圖2和3A中的內(nèi)筒的時的中間子組件；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的防止破裂和分層的制止件的立體圖； 圖7是圖6中的防止破裂和分層的制止件的截面圖；圖8是包括圖6和7中的防止破裂和分層的制止件的聲學內(nèi)筒的放大截面圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的又一種實施方式的防止破裂和分層的制止件的立體圖；圖10是圖9中防止的破裂和分層的制止件的截面圖；圖11是示出包括圖9中的防止破裂和分層的制止件的聲學內(nèi)筒的放大截面圖；圖12示出一種航空器推進系統(tǒng)；圖13示出圖12中的航空器推進系統(tǒng)的分解圖；圖14示出推力反向器的等軸測圖；圖15示出用于推力反向器的平移套筒；圖16示出連接到內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的平移套筒；圖17示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的具有加強格架的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的一部分；圖18A和圖18B不出圖17中的加強格架的一部分的不例性橫截面。
具體實施例方式圖I示出根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的航空器的發(fā)動機艙I的一部分，在該發(fā)動機艙I的入口 Ia處包括聲學內(nèi)筒10。如圖I和圖2所示，聲學內(nèi)筒10具有360度一體環(huán)形構(gòu)造。聲學內(nèi)筒10包括內(nèi)表面片材或內(nèi)殼體12、夕卜表面片材或外殼體14和聲學單兀芯16。內(nèi)殼體12為環(huán)形的，且具有穿孔，外殼體14與內(nèi)殼體12徑向間隔，且為環(huán)形，并具有穿孔，聲學單元芯16位于內(nèi)殼體12和外殼體14之間。術(shù)語“環(huán)形”包括直徑和形狀沿發(fā)動機艙I的長度L (圖I)方向變化的構(gòu)造，但將其限于直圓柱。內(nèi)殼體12、外殼體14和聲學單元芯16可以由復(fù)合材料構(gòu)造而成，例如，該復(fù)合材料為石墨-纖維樹脂等等。內(nèi)殼體12和外殼體14通過粘結(jié)劑(例如德國漢高(Henkel)環(huán)氧粘合劑EA 9258. I或其他具有相當?shù)膭冸x強度和剪切強度的粘合材料)粘結(jié)到聲學單元芯16，以具有360度一體構(gòu)造。聲學單元芯16可具有單自由度布置方式、雙自由度布置方式或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的不同的多自由度布置方式。如圖I和2中所示，聲學內(nèi)筒10包括繞該聲學內(nèi)筒10的圓周并以近似180度分開布置的兩個防止破裂和分層的制止件或加強件50。加強件50從內(nèi)殼體12徑向延伸穿過聲學單兀芯16直至外殼體14。加強件50加強了殼體12、14和聲學單兀芯16,并且用于在事故(諸如葉片脫落事故)期間限制聲學內(nèi)筒10的分層和破裂，否則可能會對發(fā)動機艙I造成結(jié)構(gòu)損害。加強件50可以由具有適當強度且重量輕的材料制成。雖然可以使用諸如鋁或鈦的金屬材料，但是優(yōu)選使用復(fù)合材料，例如石墨-纖維樹脂。雖然示出了兩個加強件50，但根據(jù)結(jié)構(gòu)需要可以使用任意數(shù)量和間隔的加強件。在使用多個加強件50的情況下，優(yōu)選的是，加強件50繞聲學內(nèi)筒10的圓周間隔均勻地設(shè)置。例如，三個加強件50可以以近似120度的間隔環(huán)繞聲學內(nèi)筒10的圓周設(shè)置，或者四個加強件50可以以近似90度的間隔環(huán)繞聲學內(nèi)筒10的圓周設(shè)置。也可以以不均勻的間隔將加強件50設(shè)置在聲學內(nèi)筒10的周圍，以適應(yīng)結(jié)構(gòu)不均勻的聲學內(nèi)筒10的要求。參考圖3A和圖3B，沿筒10的軸向(進入頁面)，每一個加強件50都具有大致Z形的橫截面，并且每個加強件50都包括沿第一方向Dl延伸的中心段52，從中心段52的第一端部沿橫向于(優(yōu)選地，垂直于)第一方向Dl的第二方向D2延伸的第一端部段54,和從中心段52的第二端部沿與第二方向D2相反的第三方向D3延伸的第二端部段56。每一個加強件50優(yōu)選地由兩個或更多個形狀類似的層片(ply) 60,70構(gòu)造，該兩個層片被連結(jié)在一起，使得每一個通道件都基本上形成加強件50的一半。根據(jù)優(yōu)選實施方式，加強件50被設(shè)置為預(yù)先固化的復(fù)合體，其中層片60、70由復(fù)合材料(例如石墨-纖維樹脂)構(gòu)造而成，并且通過粘合劑(例如3MScotch-Weld 環(huán)氧膠粘劑EC-2216B/A或具有相當?shù)膭冸x強度和剪·切強度的另一粘合材料)粘結(jié)在一起。如圖3A中示出的，為了促進將加強件50更可靠地連接至聲學內(nèi)筒10的內(nèi)殼體12，層片60可以在第一端部段54沿方向D2延伸超過層片70以，這將在下文中進行更詳細地描述。為了避免對聲學內(nèi)筒10的聲學性能產(chǎn)生不好的影響，在將第一端部段安裝在筒10中之后，在該第一端部段54上穿孔(圖4)。通常，加強件50 (沿垂直于相應(yīng)部分52/54/56的長度的方向)的厚度T可以為大約0. 030-0. 050英寸(0. 076-0. 127厘米)。根據(jù)一種示例性實施方式，每一個層片60、70都為大約0. 0075英寸(0. 019厘米)厚。然而，加強件50的厚度可以在給定應(yīng)用中根據(jù)需要變化。此外，根據(jù)一種示例性實施方式，加強件50的軸向長度(沿圖I中示出的方向L)近似等于聲學單元芯16的軸向長度。雖然加強件50被示出且描述為由兩個連結(jié)的層片60、70形成，但這種構(gòu)造并不是必需的。加強件可以由數(shù)量更多的層片形成，該層片可以通過粘結(jié)之外的方法連結(jié)，或者加強件可以具有整體的一體構(gòu)造。圖4詳細示出聲學內(nèi)筒10的構(gòu)造。如圖3A中示出的，通道件50的中心段52沿方向R徑向延伸穿過聲學內(nèi)筒10的聲學單兀芯16,加強件50的第一端部段54沿第一方向Xl大致平行于內(nèi)殼體12延伸，并且加強件50的第二端部段56沿第二方向X2大致平行于外殼體14延伸。第一端部段54位于內(nèi)殼體12的層12a、12b之間。第二端部段56位于聲學單兀芯16的徑向最外表面16a和外殼體14的徑向最內(nèi)表面14a之間。加強件50連結(jié)到聲學內(nèi)筒10的相對的表面。具體地，中心段52連結(jié)到聲學單元芯16的周向相對的表面,第一端部段54連結(jié)到內(nèi)殼體12的包圍層12a、12b,并且第二端部段56連結(jié)到徑向相對的外殼體14和聲學單兀芯16的最外表面。因為在第一端部段54,層片60沿方向D2比層片70沿方向D2長，增加了第一端部段54的表面面積，從而在第一端部段54和內(nèi)殼體12之間提供了較大的連結(jié)表面面積。加強件50可以通過粘合劑(例如3M Scotch-We丨d 環(huán)氧膠粘劑EC-2216B/A或具有相當?shù)膭冸x強度和剪切強度的另一粘合材料)粘結(jié)到筒10的相鄰表面。注意的是，在圖4中示出的實施方式中，第二端部段56并不位于在外殼體14的相對的獨立層(未示出)之間，使得第一端部段54和內(nèi)殼體12之間的連結(jié)強于第二端部段56和外殼體14之間的連結(jié)。雖然第二端部段56可以位于外殼體14的獨立層(未不出)之間，但這種構(gòu)造不如圖4中示出的構(gòu)造理想。理想的是，加強件50和內(nèi)殼體12之間的連結(jié)強于加強件50和外殼體14之間的連結(jié)，這是因為這種設(shè)置提供最佳抗失效特性。在葉片脫離事故中，發(fā)動機的風扇葉片將首先撞擊內(nèi)殼體12，因此內(nèi)殼體12將是所述聲學內(nèi)筒上首先承受損害部分。當加強件50和內(nèi)殼體12之間的連結(jié)強于加強件50和外殼體14之間的連結(jié)時,來自葉片脫離事故的能量流(flow of energy)將順著從內(nèi)殼體12延伸穿過加強件50并且隨后進入外殼體14的路徑。因此，來自葉片脫離事故的能量的較小部分可能流過環(huán)繞聲學內(nèi)筒10的圓周延伸的路徑。結(jié)果，來自葉片脫離事故的損害更可能周向地位于撞擊區(qū)域，并且不太可能周向傳播通過聲學內(nèi)筒10，因此增加筒的較大部分保持完好的可能性。如圖4中示出的，并且如現(xiàn)有技術(shù)中熟知的，內(nèi)殼體12包括穿孔18，該穿孔18延 伸穿過內(nèi)殼體12以提供進入聲學單元芯16的理想的聲波流。根據(jù)一種實施方式，優(yōu)選地，加強件50的第一端部段54包括與穿孔18大致徑向?qū)R的穿孔58以便不會不利地影響聲波流過穿孔18進入聲學單元芯16。現(xiàn)在將參考圖4和5描述組裝聲學內(nèi)筒10的方法。如圖5中所示，通過將第一端部段54布置在內(nèi)殼體的層12a、12b之間使得內(nèi)殼體的層12a、12b覆蓋第一端部段54，并且隨后將粘合劑施加到第一端部段54與內(nèi)殼體的層12a的相鄰表面和第一端部段54與內(nèi)殼體的層12b的相鄰表面，將加強構(gòu)件50集成到內(nèi)殼體12中。也可以在圍繞內(nèi)殼體12的周邊的希望的部位將一個或更多個另外的加強件50集成到內(nèi)殼體12中。隨著將希望數(shù)量的加強件50集成到內(nèi)殼體12中，形成子組件10a。然后，允許子組件IOa以常規(guī)方式固化。此后，內(nèi)殼體12和每一個加強件50的第一端部段54可以一起被穿孔(例如通過鉆孔，噴砂或其它已知技術(shù)穿孔)以便具有對齊的穿孔18和穿孔58?；氐綀D4，一旦子組件IOa已經(jīng)固化并且內(nèi)殼體12和加強件50的第一端部段54已經(jīng)被穿孔，就使用合適的粘合劑將聲學單元芯16連結(jié)至子組件10a。在將聲學單元芯16連結(jié)至子組件IOa時，聲學單元芯16被連結(jié)至加強件50和內(nèi)殼體12。在將聲學單元芯16連結(jié)至子組件IOa之后，將外殼體14的徑向最內(nèi)表面14a連結(jié)至聲學單元芯16和加強件50，因此完成聲學內(nèi)筒10。如上文所示，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，使用的連結(jié)技術(shù)是熟知的。根據(jù)一種可選實施方式,可以在一個步驟中將內(nèi)殼體12、外殼體14、聲學單兀芯16和加強件50連結(jié)在一起以形成聲學內(nèi)筒10，并且此后可以允許將聲學內(nèi)筒10固化。然后，可以將內(nèi)殼體12和每一個加強件50的第一端部段54 —起穿孔以具有對齊的穿孔18和穿孔58。圖6和圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的防止破裂和分層的制止件或加強件150?？梢允褂眉訌娂?50替代圖1-5中示出的加強件50。沿聲學內(nèi)筒10的軸向，力口強件150具有基本上C形的橫截面，并且加強件150包括沿第一方向Dl延伸的中心段152、沿橫向于第一方向Dl的第二方向D2從中心段152的第一端部延伸的第一端部段154和沿第二方向D2從中心段152的第二端部延伸的第二端部段156。每一個加強件150由兩個形狀類似的層片160、170構(gòu)造而成，該兩個層片被連結(jié)在一起，使得每一個層片160、170都基本上形成加強件150的一半。與圖1-5的實施方式的情況一樣，加強件150被設(shè)置為預(yù)先固化的復(fù)合體。如圖7中所示，在第一端部段154，層片160沿方向D2的長度可以長于層片170沿方向D2的長度，以便促進加強件150更可靠的集成到聲學內(nèi)筒100中(圖8)。與圖1-5的實施方式中的情況一樣，通常，加強件150 (沿垂直于相應(yīng)部分152/154/156的長度的方向)的厚度T可以為大約0. 030-0. 050英寸(0. 076-0. 127厘米)。然而，加強件150的厚度可以根據(jù)特別應(yīng)用的要求變化。此外，加強件150可以由不同數(shù)量的層片形成，該層片可以通過粘結(jié)之外的方法連結(jié)，或者加強件可以具有整體的一體構(gòu)造。加強件150的軸向長度(沿圖I中示出的方向L)可以近似等于聲學單元芯16的軸向長度。圖8示出包括至少一個加強件150的聲學內(nèi)筒100的構(gòu)造。如圖8中所示，加強件150的中心段152沿方向R徑向延伸穿過聲學內(nèi)筒100的聲學單元芯16，加強件150的第一端部段154沿第一方向Xl大致平行于內(nèi)殼體12延伸，并且加強件150的第二端部段 156沿方向Xl大致平行于外殼體14延伸。第一端部段154位于在內(nèi)殼體12的層12a、12b之間。第二端部段156位于在聲學單兀芯16的徑向最外表面16a和外殼體14的徑向最內(nèi)表面14a之間。第二端部段156可選地位于在外殼體14的獨立層(未示出)之間，其方式類似于將第一端部段154連結(jié)在內(nèi)殼體12的層12a、12b之間。然而，如前述聲學內(nèi)筒10的情況，優(yōu)選的是，第二端部段156并不位于外殼體14的獨立層之間，使得加強件150和內(nèi)殼體12之間的連結(jié)強于加強件150和外殼體14之間的連結(jié)。優(yōu)選地，當加強件150集成到聲學內(nèi)筒100中時，加強件150的第一端部段154設(shè)置有穿孔158，該穿孔158與內(nèi)殼體12中的穿孔18對齊。通過將第一端部段154設(shè)置在內(nèi)殼體的層12a、12b之間使得層12a、12b覆蓋第一端部段154，并且將粘合劑施加到第一端部段154與內(nèi)殼體的層12a的相鄰表面和第一端部段154與內(nèi)殼體的層12b的相鄰表面，將加強件150集成到內(nèi)殼體12中。也可以在圍繞內(nèi)殼體12的周邊的希望的部位將一個或更多個額外的加強件150集成到內(nèi)殼體12中。隨著將希望數(shù)量的加強件150安裝到內(nèi)殼體12中，形成包括內(nèi)殼體12和加強件150的子組件100a。然后，允許子組件IOOa固化。此后，內(nèi)殼體12和每一個加強件50的第一端部段154可以一起被穿孔以便具有對齊的穿孔18和穿孔158。一旦子組件IOOa已經(jīng)固化并且內(nèi)殼體12和加強件150的第一端部段154已經(jīng)被穿孔，就使用合適的粘合劑將聲學單元芯16連結(jié)至子組件100a，并且將外殼體14連結(jié)至聲學單元芯16。在將聲學單元芯16連結(jié)至子組件IOOa時，將聲學單元芯16連結(jié)至加強件50和內(nèi)殼體12。在將聲學單元芯16連結(jié)至子組件IOOa之后，將外殼體14的徑向最內(nèi)表面14a連結(jié)至聲學單元芯16和加強件150，因此完成聲學內(nèi)筒100。根據(jù)一種可選實施方式,可以在一個步驟中將內(nèi)殼體12、外殼體14、聲學單兀芯16和加強件150連結(jié)在一起以形成聲學內(nèi)筒100，并且此后可以允許將聲學內(nèi)筒100固化。然后，可以將內(nèi)殼體12和每一個加強件150的第一端部段154 —起穿孔以具有對齊的穿孔18和穿孔158。圖9和圖10示出了根據(jù)另一種實施方式的防止破裂和分層的制止件或加強件250。當利用加強件250的部件組裝該加強件250時，沿聲學內(nèi)筒200的軸向，加強件250具有大致I形的橫截面，并且加強件250包括沿第一方向Dl延伸的細長的中心段252，沿方向D2、D3橫向于中心段252延伸的第一端部段254，和從中心段252的第二端部沿方向D2、D3橫向于中心段252延伸的第二端部段256。中心段252可以包括具有弓形橫截面的弓形區(qū)域252a。根據(jù)一種優(yōu)選實施方式，加強件250被設(shè)置為由石墨-纖維樹脂等等構(gòu)成的預(yù)先固化的復(fù)合體。如圖9和圖10中所示，加強件250由以相對背對背的方式設(shè)置的第一大致C形件260和第二大致C形件270構(gòu)成。第一大致C形件260由連結(jié)在一起的兩個形狀類似的層片262、264形成。類似地，第二大致C形件270由連結(jié)在一起的兩個形狀類似的層片272、274形成。為了促進聲學內(nèi)筒200內(nèi)的更加可靠的連結(jié)，層片262、272沿方向D2、D3延伸的比層片264、274沿方向D2、D3延伸的更遠。弓形區(qū)域252a由層片262、264和層片272、274中的有助于層片的對齊的弓形區(qū)域形成。參考圖11,通常,端部段254、256 (沿垂直于相應(yīng)的段254/256的長度的方向)的厚度T可以為大約0. 5英寸(I. 27厘米)，而中心段252 (沿垂直于段252的長度的方向)的 厚度T2可以為大約I英寸(2. 54厘米)。然而，加強件250的厚度可以根據(jù)需要變化。加強件250的軸向長度(沿圖I中示出的方向L)可以近似等于聲學單元芯16的軸向長度。與前述實施方式的情況一樣，應(yīng)當理解，加強件250可以具有不同數(shù)量的多個層片，該層片可以通過粘結(jié)之外的的方法連合在一起，或者加強件可以具有整體的一體構(gòu)造。圖11示出包括加強件250的聲學內(nèi)筒200的構(gòu)造。如圖11中所示，加強件250的中心段252沿方向R徑向延伸穿過聲學內(nèi)筒200的聲學單元芯16，加強件250的第一端部段254沿方向X1，X2大致平行于內(nèi)殼體12延伸并且通道構(gòu)件50的第二端部段256沿方向XI，X2大致平行于外殼體14延伸。第一端部段254布置在內(nèi)殼體12的相對的層12a、12b之間，并且第二端部段256布置在外殼體14的徑向最內(nèi)表面14a和聲學單兀芯16的徑向最外表面16a之間?？扇芜x地,加強件250的第二端部256可以布置在外殼體14的獨立層(未示出)之間。如在前述聲學內(nèi)筒10、100中的那樣，次優(yōu)選的是，將第二端部256布置在外殼體14的獨立層之間，這是由于加強件250和內(nèi)殼體12之間的連結(jié)強于加強件250和外殼體14之間的連結(jié)是理想的。當將加強件250集成到聲學內(nèi)筒200中時，加強件250的第一端部段254優(yōu)選地設(shè)置有穿孔258，該穿孔258與內(nèi)殼體12中的穿孔18大致對齊。通過將第一端部段254布置在內(nèi)殼體的層12a、12b之間使得層12a、12b覆蓋第一端部段254，并且施加粘合劑到第一端部段254與內(nèi)殼體的層12a和第一端部段254和內(nèi)殼體的層12b的相鄰表面，加強件250被集成到內(nèi)殼體12中。也可以在圍繞內(nèi)殼體12的周邊的希望的部位將一個或更多個額外的加強件250集成到內(nèi)殼體12中。隨著將希望數(shù)量的加強件250安裝到內(nèi)殼體12中時，形成包括內(nèi)殼體12和加強件250的子組件200a。然后，允許子組件200a固化。然后，內(nèi)殼體12和每一個加強件250的第一端部段254可以一起被穿孔以便具有對齊的穿孔18和穿孔258。一旦子組件200a已經(jīng)固化并且內(nèi)殼體12和加強件250的第一端部段254已經(jīng)被穿孔，聲學單元芯16就被連結(jié)至子組件200a。在將聲學單元芯16連結(jié)至子組件200a中時，將聲學單元芯16連結(jié)至加強件250和內(nèi)殼體12。在將聲學單元芯16連結(jié)至子組件200a之后，將外殼體14的徑向最內(nèi)表面14a連結(jié)至聲學單元芯16和加強件250。根據(jù)一種可選實施方式,可以在一個步驟中將內(nèi)殼體12、外殼體14、聲學單兀芯16和加強件250連結(jié)在一起以形成聲學內(nèi)筒200，并且此后可以允許將聲學內(nèi)筒200固化。然后，可以將內(nèi)殼體12和每一個加強件250的第一端部段254 —起穿孔以便具有對齊的穿孔18和穿孔258。圖12示出組裝的完成的航空器推進組件300的一個實施方式，并且圖13示出圖12的航空器推進組件的分解視圖。如圖13中看到的，航空器推進系統(tǒng)的主要部件包括發(fā)動機組件302，該發(fā)動機組件的尾端是排氣圓錐管304和排氣噴嘴306。發(fā)動機組件302的向前端設(shè)置有艙入口 310，該艙入口 310具有艙入口唇312。應(yīng)當理解，艙入口 310可以為具有如上所述的加強件的類型。艙入口 310的尾部是風扇罩殼320，該風扇罩殼320包括半風扇罩殼(fan cowl half) 322、324。包括半推力反向器(thrust reverser half) 332>334的推力反向器330在風扇罩殼320尾部。最后，吊架/支柱(pylon/thrust)組件340將前述部件連接到航空器的機翼。圖14、圖15和圖16示出圖12和13中看到的推力反向器330的典型推力反向器400的細節(jié)。推力反向器400包括外固定結(jié)構(gòu)410，平移套筒500，和內(nèi)固定結(jié)構(gòu)810。
外固定結(jié)構(gòu)410設(shè)置有諸如風扇罩殼面(fan cowl land) 460、與發(fā)動機組件302配合的外槽472和組裝的系統(tǒng)中的其它向前部件等特征。外固定結(jié)構(gòu)410上還設(shè)置有扭力盒組件(torque box assembly)440和多個致動器430,該多個致動器操作性地連接到平移套筒500。葉柵450布置在外固定結(jié)構(gòu)410上以根據(jù)推力反向器400的模式(向前或反向)選擇性地改變風扇排氣的方向，葉柵450沿向后方向終止于后葉柵連接框架452。平移套筒500包括外面板組件510，內(nèi)面板組件512，下內(nèi)滑動件522和下外滑動件524，和上內(nèi)外滑動件526和上外滑動件528。平移套筒500的內(nèi)周邊設(shè)置有并排布置的多個鉸接的阻流門(blocker door)530。每一個阻流門530通過阻流門連接件532連接到固定到內(nèi)固定結(jié)構(gòu)810的外部分上的鉸接安裝件534。平移套筒500還通過下內(nèi)滑動件522、下外滑動件524和上內(nèi)滑動件526、上內(nèi)外滑動件528連接到內(nèi)固定結(jié)構(gòu)810，上述滑動件接合屬于內(nèi)固定結(jié)構(gòu)810的軌道560。內(nèi)面板組件512在預(yù)定區(qū)域544局部地變平以連接內(nèi)滑動件。當阻流門530被關(guān)閉時(向前推力模式)，阻流們覆蓋葉柵450，并且當阻流門530被打開時(反向推力模式)，葉柵不再被覆蓋并且因此允許風扇的排氣通過所述葉柵。平移套筒500在第一位置和第二位置之間移動，在第一位置中，推力反向器400處于向前推力模式，在第二位置中，所述組件處于反向推力模式。安裝在外固定結(jié)構(gòu)410上的致動器430導致平移套筒500在第一和第二位置之間移動。在向前推力模式中，平移套筒500形成為艙的外表面并且使葉柵450與排氣屏蔽。在反向推力模式中，平移套筒500沿向后方向滑動。這展開阻流門530,暴露葉柵450,并且沿向前方向重定向風扇的排氣的方向。現(xiàn)有技術(shù)中具有包括內(nèi)殼體和外殼體的部分和單元芯(該單元芯可以是聲學單元芯)的推力反向器內(nèi)固定結(jié)構(gòu)是已知的。在這種構(gòu)造中，內(nèi)殼體和外殼體結(jié)至單元芯。然而，內(nèi)殼體或外殼體與單元芯脫離連結(jié)已經(jīng)成為在艙行業(yè)中的一個問題，在一些情況下導致內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的若干部分分離并且甚至離開航空器。脫離連結(jié)可能是由長期暴露至排氣產(chǎn)生等產(chǎn)生的高溫中，而導致單元芯和內(nèi)殼體和外殼體的一個或更多個之間的連結(jié)線的降解所引起的。不管脫離連結(jié)的原因是什么，設(shè)置具有加強件的推力反向器內(nèi)固定結(jié)構(gòu)(諸如上面參照聲學內(nèi)筒所討論的加強件)可能是一種成本、縱梁增加最小的減輕脫離連結(jié)的影響的方法。
圖17示出了半推力反向器332a，該半推力反向器332a暴露了形成為兩個半“蛤殼”的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的一個半段890(“IFS段”)，在圖17中僅僅示出了一個半蛤殼890。應(yīng)當理解，未示出的第二段大致上是示出的段890的鏡像。IFS段具有朝向發(fā)動機和風扇罩殼的方向的向前端部860和朝向排氣噴嘴的方向的向后端部862。兩個半IFS890通過閂鎖870在底部連接在一起，并且半IFS890在頂部鉸接至吊架340。緩沖器(bumper)480在將兩個半IFS890分離的間隙之間提供結(jié)構(gòu)橋。該結(jié)構(gòu)橋提供環(huán)載荷路徑(hoop load path)和分叉(bifurcation)，所述供環(huán)載荷路徑用于抵抗在聲學內(nèi)筒段上的風扇空氣流的壓潰壓力(crushing pressure)。在圖17中看到的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)構(gòu)造成包圍發(fā)動機上位于發(fā)動機風扇箱和噴嘴之間的部分。內(nèi)固定結(jié)構(gòu)構(gòu)造成為空氣產(chǎn)生在空氣動力學上平滑的路徑，并且通過包圍發(fā)動機組件的若干部分產(chǎn)生火和熱邊界。在一種實施方式中，內(nèi)固定結(jié)構(gòu)部890是一種一體的蜂窩夾層，該蜂窩夾層包括全部連結(jié)在一起的內(nèi)殼體、夕卜殼體和內(nèi)殼體與外殼體之間的單兀芯。蜂窩夾層是一種典型 的聲學結(jié)構(gòu)，該聲學結(jié)構(gòu)具有無孔的內(nèi)殼體820、穿的孔外殼體822和適用于聲學應(yīng)用的單元芯824。內(nèi)殼體820可以由金屬或石墨復(fù)合材料形成；外殼體也可以由金屬或石墨復(fù)合材料形成；并且單元芯824可以由諸如鋁或鈦的金屬材料形成，或者甚至可以由諸如石墨復(fù)合材料的非金屬材料形成。內(nèi)固定結(jié)構(gòu)部890具有上分叉壁部分802、下分叉壁部分804、和形成在上分叉壁部分802和下分叉壁部分804之間的筒部分806。蜂窩夾層是可以是在任何情況下控制噪音的聲學結(jié)構(gòu)，但被許多結(jié)構(gòu)和構(gòu)造(諸如冷卻孔812、緩沖器480、閂鎖870、安裝件等等)中斷。在筒部806的向前端部860的后面(該筒部分806在該處與風扇段相接)，筒部分806的直徑增加以形成加大的筒部分808，該加大的筒部分808具有合適尺寸和形狀以包圍后發(fā)動機安裝件和發(fā)動機的渦輪段。然后，筒部分806在直徑上減小以環(huán)繞包覆排氣噴嘴306的向前部分。為了有助于防止脫離連結(jié)，所述蜂窩夾層至少在內(nèi)固定結(jié)構(gòu)部890的加大的筒部分808中設(shè)置有加強格架815。在一些實施方式中，僅在在加大的筒部分808中設(shè)置所述加強格架。加強格架815包括多個加強件817、819，該多個加強件在“后”或內(nèi)殼體820和外殼體822之間沿厚度方向延伸穿過單元芯824。沿第一方向延伸的加強件817構(gòu)成第一組加強件，而沿第二方向延伸的加強件819構(gòu)成第二組加強件，所述第一方向和所述第二方向交叉。每一個加強件都沿橫向方向延伸穿過單元芯824，該橫向方向垂直于單元芯824的厚度方向。與第一組加強件817相關(guān)的橫向方向和與第二組加強件819相關(guān)的橫向方向交叉，從而形成加強格架815。如從圖17中的加強格架815中所見，加強件它們自身可以交叉。在一些實施方式中，在相交處，第一加強件可以是斷開的，而第二加強件則是繼續(xù)未斷開的。在這種情況中，斷開的加強件可以連結(jié)至未斷開的加強件的橫向延伸的相對的側(cè)壁。在其它實施方式中，在相交處，可以設(shè)置專用的“十字形的”交叉件，兩個交叉的加強件的“斷開的”端部連結(jié)至“十字形的”交叉件的腿部。
如在圖17的實施方式中看到的，至少兩個縱向加強件817沿內(nèi)固定結(jié)構(gòu)部890的縱向延伸，同時至少兩個周向加強件819沿內(nèi)固定結(jié)構(gòu)部890的周向延伸。此外，如在這個圖中看到的，縱向加強件817與周向加強件819交叉以形成加強格架815。應(yīng)當理解，在完整的推力反向器內(nèi)固定結(jié)構(gòu)810中，兩個互補的段890布置成蛤殼構(gòu)造，每一個段都包括這種加強格架815。還應(yīng)當理解，可以替代地，可以形成一體推力反向器內(nèi)固定結(jié)構(gòu)(未不出)，該一體式推力反向器內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的加大的筒部分808中可以具有兩個彼此面對的這種加強格架815。如圖18A和圖18B中所見，加強件830、840可以呈現(xiàn)不同的橫截面形狀。如圖18A中所見，T形橫截面件830具有中心段832，該中心段具有第一端部836和第二端部838。中心段832徑向延伸穿過單元芯824并且在其第一端部836與第一端部段834連接。以上述關(guān)于所述聲學內(nèi)筒的描述的方式，第一端部段834大致平行于內(nèi)殼體820延伸并且連結(jié)至內(nèi)殼體820。此外，中心段832通過粘合劑粘結(jié)、擴散連結(jié)或以一些其它方 式連結(jié)至單元芯824。在粘合劑粘結(jié)的情況下，可以使用泡沫粘合劑。因此，中心段832被固定至單元芯824，而第一端部段834被固定至內(nèi)殼體820。然而，通常外殼體822不連結(jié)至加強件830，并且在一些實施方式中，中心段832的第二端部838甚至可以不延伸到外殼體822，因此加強件830可以與外殼體822間隔開。在一些實施方式中，T形橫截面件的中心段832的厚度大約為0.044英寸，而T形橫截面件的第一端部段834的厚度大約為0. 022英寸。因此，可以通過以下方法形成T形橫截面件830 :將厚度大約為0. 022英寸的一片材料折疊在自身上以形成中心段832，并且還將端部向外折疊以產(chǎn)生T形橫截面。然后，可以在將折疊的片材接合到單元芯824中之前預(yù)先固化?？蛇x地，在一些實施方式中，折疊的片材可以與內(nèi)殼體和/或外殼體一起固化。如在圖18B中所見，L形橫截面構(gòu)件840具有中心段842，該中心段具有第一端部846和第二端部848。中心段842徑向延伸穿過單元芯824，并且在該中心段842的第一端部846連接至第一端部段844。以上述關(guān)于所述聲學內(nèi)筒的描述的方式，第一端部段844大致平行于內(nèi)殼體820延伸并且連結(jié)至內(nèi)殼體820。此外，中心段842通過粘合劑粘結(jié)、擴散連結(jié)或以一些其它方式連結(jié)到單元芯。在粘合劑粘結(jié)的情況下，可以使用泡沫粘合劑。因此，中心段842被固定到單元芯824，而第一端部段844被固定到內(nèi)殼體820。然而，通常，外殼體822不連結(jié)到加強件840，并且在一些實施方式中，中心段848的第二端部842甚至可以不延伸到外殼體822，因此加強件840可以與外殼體822間隔開。在一些實施方式中，L形構(gòu)件的中心段842和第一端部段844厚度都為0. 022英寸。因此，可以通過以下方法形成L形橫截面構(gòu)件840 :折疊厚度大約為0. 022英寸的一片材料以產(chǎn)生L形橫截面。然后，可以在將折疊的片材并入到單元芯824中之前預(yù)先固化?？蛇x地，在一些實施方式中，折疊的片材可以與內(nèi)殼體和/或外殼體一起固化。雖然圖18A和圖18B示出加強件的兩個具體實施方式
的橫截面，但應(yīng)當理解，如上所述，加強件可以具有一些其它橫截面，諸如I形，C形，Z形。通常，在所有這種實施方式中，第一端部段被連結(jié)至內(nèi)殼體，并且中心段被連結(jié)至單元芯。然而，即使加強件的中心段的第二端部靠近外殼體的內(nèi)表面，外殼體也可以不與加強件連結(jié)。在這種情況中，靠近中心段的第二端部的“第二端部段”粘合地固定到單元芯824，因此提供額外的表面面積以抵抗脫離連結(jié)。
此處公開的實施方式提高了在葉片脫離事故、脫離連結(jié)事故和其它對航空器推進系統(tǒng)部件(諸如航空器發(fā)動機艙的聲學內(nèi)筒或推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu))造成損害的事故期間的航空器的返航能力。當這種事故嚴重地影響上述部件時，公開的加強件用于限制破裂傳播和/或脫離連結(jié)。并且由于它們的設(shè)計和取向，加強件也不應(yīng)當顯著地影響這些部件的聲音抑制性能。
前述公開內(nèi)容提供本發(fā)明的說明性實施方式而非限制性。應(yīng)當理解，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以對公開的實施方式進行修改，并且本發(fā)明應(yīng)當被解釋為包括這種修改。
權(quán)利要求
1.ー種推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，該內(nèi)固定結(jié)構(gòu)包括 內(nèi)殼體； 外殼體； 布置在所述內(nèi)殼體和所述外殼體之間的單元芯；和 加強格架，該加強格架包括多個加強件，該多個加強件沿厚度方向延伸穿過所述內(nèi)殼體和所述外殼體之間的所述單元芯，其中 所述加強件中的姆ー個還沿所述單兀芯的橫向方向延伸，與第一組加強件相關(guān)的橫向方向和與第二組加強件相關(guān)的橫向方向交叉，從而形成所述加強格架。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，其中 所述加強格架設(shè)置在所述內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的加大的筒部分中，所述加大的筒部分位于所述內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的上分叉壁部分和下分叉壁部分之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，其中 所述加強格架僅設(shè)置在所述內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的加大的筒部分中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，其中 所述內(nèi)殼體、所述外殼體、所述單元芯和所述加強件中的每ー個都由石墨復(fù)合材料構(gòu)造。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，其中 屬于所述第一組的至少兩個加強件與屬于所述第二組的至少兩個加強件交叉。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，該內(nèi)固定結(jié)構(gòu)包括 沿所述內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的縱向延伸的至少兩個縱向加強件；和 沿所述內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的周向延伸的至少兩個周向加強件；其中 所述至少兩個縱向加強件與所述至少兩個周向加強件交叉。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，該內(nèi)固定結(jié)構(gòu)包括布置成蛤殼構(gòu)造的兩個互補的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)部，每ー個所述內(nèi)固定結(jié)構(gòu)部包括 沿第一橫向方向延伸的至少兩個加強件；和 沿第二橫向方向延伸的至少兩個加強件。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，其中每ー個所述加強件包括 徑向延伸穿過所述単元芯的中心段，該中心段具有第一端部和第二端部；和 第一端部段，所述第一端部段從所述中心段的第一端部大致平行于所述內(nèi)殼體延伸并且連結(jié)到所述內(nèi)殼體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，其中 所述外殼體是穿孔的； 所述內(nèi)殼體是無孔的； 所述單元芯連結(jié)到所述內(nèi)殼體和外殼體；并且 所述中心段沿該中心段長度的至少一部分連結(jié)至所述單元芯。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，其中 所述第一端部段粘合地連結(jié)到所述內(nèi)殼體；并且 所述中心段粘合地連結(jié)到所述單元芯。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，其中所述中心段的第二端部靠近所述外殼體，但并未連結(jié)至所述外殼體。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，其中 所述外殼體并未連結(jié)至任何ー個所述加強件。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，其中 每ー個所述加強件沿所述內(nèi)固定結(jié)構(gòu)的橫向方向具有ー橫截面，所述橫截面為大致I形或大致T形。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)，其中 所述橫截面是大致I形；并且所述大致I形包括第一大致C形件和第二大致C形件，所述第一大致C形件以背對背關(guān)系接合到第二大致C形件。
15.—種包括發(fā)動機和推力反向器的航空器推進系統(tǒng),其中 所述推力反向器包括根據(jù)權(quán)利要求I所述的推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的航空器推進系統(tǒng)，該航空器推進系統(tǒng)還包括 具有聲學內(nèi)筒的發(fā)動機艙，所述聲學內(nèi)筒包括 環(huán)形內(nèi)殼體； 環(huán)形外殼體； 布置在所述內(nèi)殼體和所述外殼體之間的環(huán)形聲學単元芯；和 至少兩個加強件，該至少兩個加強件從所述內(nèi)殼體徑向延伸，穿過所述聲學単元芯，并 且延伸至所述外殼體，其中所述內(nèi)殼體、外殼體、聲學単元芯和所述至少兩個加強件被連結(jié)在一起以形成360度一體環(huán)形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
用于防止航空器推進系統(tǒng)部件的破裂和分層的制止件，推力反向器的內(nèi)固定結(jié)構(gòu)包括內(nèi)殼體、外殼體、布置在內(nèi)殼體和外殼體之間的單元芯和在內(nèi)殼體和外殼體之間徑向延伸的至少一個防止破裂和分層的制止件。
文檔編號B64G1/40GK102795351SQ20121015933
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者丘嵩, 余嘉, C·休伯特, M·雷蘭特 申請人:羅爾股份有限公司