專利名稱：具有旁通流的面積可調(diào)風(fēng)扇噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)，更特別涉及燃?xì)廨啓C(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī) 的平移后緣面積可調(diào)噴嘴組件，用來(lái)控制從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的氣流以改變輸出性能。
背景技術(shù)：
典型的航空渦輪風(fēng)扇飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)包括風(fēng)扇，將氣流牽引并引導(dǎo)到發(fā)動(dòng)機(jī)芯和短艙 中及其周圍。短艙圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)芯且有助于促進(jìn)氣體層流穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)芯。被引導(dǎo)到發(fā)動(dòng)機(jī)芯 中的氣流首先穿過(guò)增大氣流壓力的壓縮機(jī)，然后通過(guò)燃燒室，氣體在燃燒室里與燃料混合 并被點(diǎn)燃。燃料和氣體混合物的燃燒使發(fā)動(dòng)機(jī)芯后部的一組渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，又為風(fēng)扇提供 動(dòng)力。此后，燃料和氣體的混合物燃燒所產(chǎn)生的高壓經(jīng)加熱的廢氣通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)后面的排氣 噴嘴排出。被引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)芯周圍的氣流稱作旁路流并為飛機(jī)提供主推力。當(dāng)氣流被置于圍 繞發(fā)動(dòng)機(jī)芯的短艙結(jié)構(gòu)中的推力換向器轉(zhuǎn)向時(shí)，旁路流還用來(lái)幫助飛機(jī)減速。在排出之前， 旁路流可以或者不可以與發(fā)動(dòng)機(jī)芯的廢氣混合。有幾個(gè)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員使設(shè)計(jì)特征和性能最優(yōu)化來(lái)說(shuō)非 常重要。旁路比(BPR)是穿過(guò)風(fēng)扇的空氣質(zhì)量與穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)芯的空氣質(zhì)量比率。較高BPR 的發(fā)動(dòng)機(jī)更為有效和安靜?？傊?，在較小Bra發(fā)動(dòng)機(jī)的相等推力率的情況下，較高的Bra產(chǎn) 生較低的平均排氣速度和較小的噴氣噪聲。同時(shí)，排氣面積和質(zhì)量流率和壓力限定風(fēng)扇壓 比(FPR)。渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)和特征還可以反映在渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的操作圖中。操作 圖可以以各種方式產(chǎn)生，例如基于渦輪裝置試驗(yàn)結(jié)果或者通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)已知的計(jì)算機(jī)應(yīng)用 程序預(yù)測(cè)。典型的渦輪風(fēng)扇操作圖可以示出y軸上的壓比(例如FPR)與χ軸上修正的質(zhì)量 流之間的關(guān)系。渦輪風(fēng)扇操作圖上的操作線反映FI^R與正確的質(zhì)量流值之間的關(guān)系產(chǎn)生最 大推力和最小燃料消耗量的線或者范圍。例如，已知改變降低操作線的發(fā)動(dòng)機(jī)特征，能夠增 加燃料效率并減小發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的噪聲，因?yàn)閲娚涞饺紵业娜剂陷^少，而產(chǎn)生的推力較大， 增大了發(fā)動(dòng)機(jī)的化學(xué)定量關(guān)系。然而，F(xiàn)PR的減小實(shí)踐中受到限制，因?yàn)檩^低的FPR在某些 操作條件下可能使發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇停止，葉片顫動(dòng)或者壓縮機(jī)波動(dòng)，不足的旁路流可能會(huì)使發(fā) 動(dòng)機(jī)失靈。一種使所有飛行條件操作線最優(yōu)化的方法，對(duì)于那些從這種最優(yōu)化中獲得明顯益 處的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括在操作過(guò)程中改變噴嘴排氣面積。航空噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的面積可調(diào)噴嘴已廣 為人知，通過(guò)有利地重新配置發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)特征幫助飛機(jī)獲得較低的FPR。這種面積可調(diào)噴嘴 通常包括一組導(dǎo)流片或翅(通常稱作“火雞羽毛”)，可以向外張開(kāi)或向內(nèi)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以增大 或者減小噴嘴開(kāi)口的尺寸，從而在排出時(shí)擴(kuò)大或者收縮廢氣流。遺憾地，這種“火雞羽毛”的 擴(kuò)張可能會(huì)造成不希望出現(xiàn)的泄漏，并會(huì)和越過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的外部氣流產(chǎn)生不利的相互作用， 由于艙外的泄漏，可能會(huì)產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的阻力、噪聲或者推力的減小，導(dǎo)致更大的燃料消 耗。此外，現(xiàn)有的面積可調(diào)噴嘴系統(tǒng)典型地質(zhì)沉、價(jià)高并且其結(jié)構(gòu)和操作有些復(fù)雜，通常需
7要利用復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行多個(gè)組件的協(xié)同運(yùn)動(dòng)。因此，需要設(shè)計(jì)一種航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的面積可調(diào)噴嘴組件，其成本效率提高、簡(jiǎn)單 有效地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出進(jìn)行控制以匹配預(yù)期的飛行條件。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，噴嘴組件的出口面積可以通過(guò)平移或者前后移動(dòng)位 于發(fā)動(dòng)機(jī)短艙后面的環(huán)組件而發(fā)生變化。環(huán)可以是例如沿著發(fā)動(dòng)機(jī)的軸軸向平移。當(dāng)環(huán)平 移時(shí)，環(huán)的后緣限定可變的噴嘴出口面積。環(huán)的平移在環(huán)組件的前緣產(chǎn)生上游出口。上游 出口可用于釋放出或者溢出發(fā)動(dòng)機(jī)旁通管中多余的流體。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在各種飛行條件下運(yùn)行 時(shí)，環(huán)可以平移以使要求的發(fā)動(dòng)機(jī)操作線最佳化，產(chǎn)生較低的風(fēng)扇壓比，因而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的 效率。通過(guò)下面參考對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述和其 它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加顯而易見(jiàn)。


按照一般慣例，下面將要討論的附圖中的各種特征不必按比例繪出。附圖中各個(gè) 特征和部件的尺寸可以放大或縮小以便更清楚地本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式具有后緣面積可調(diào)噴嘴組件的航空發(fā)動(dòng)機(jī)；圖2是根據(jù)第一實(shí)施方式的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的局部示意性截面圖；圖3是根據(jù)第一實(shí)施方式發(fā)動(dòng)機(jī)的噴嘴端的端面圖；圖4是根據(jù)第一實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件部分的局部示意性截面圖；圖5是根據(jù)第一實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的另一個(gè)局部示意性截面圖；圖6是根據(jù)第一實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的局部示意性分解截面圖；圖7是根據(jù)第一實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的局部示意性單獨(dú)圖；圖8是根據(jù)第一實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的局部示意性截面圖；圖9A是根據(jù)第二實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的局部分解圖；圖9B是根據(jù)第二實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的另一個(gè)局部分解圖；圖10是根據(jù)第二實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的另一個(gè)局部分解圖；圖11是根據(jù)第二實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的另一個(gè)局部分解圖；圖12是根據(jù)第二實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的另一個(gè)局部分解圖；圖13是根據(jù)第三實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的局部分解圖；圖14是根據(jù)第三實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的單獨(dú)圖；圖15是根據(jù)第三實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的致動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；圖16是根據(jù)第三實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的穩(wěn)定器的單獨(dú)圖；圖17是根據(jù)第三實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的截面圖；圖18是根據(jù)第三實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的另一截面圖；圖19是根據(jù)第三實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的另一截面圖；圖20是根據(jù)第三實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的另一截面圖；圖21是根據(jù)第四實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的局部分解8
圖22是根據(jù)第四實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的單獨(dú)圖；圖23是根據(jù)第四實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的截面圖；圖24是根據(jù)第四實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的另一截面圖；圖25是根據(jù)第四實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的另一截面圖；圖26是根據(jù)第四實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的另一截面圖；圖27是根據(jù)第五實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的致動(dòng)器的局部分解圖；圖28是根據(jù)第五實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的致動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；圖29A-29C示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方式的各種操作模式的致動(dòng)器；圖30是根據(jù)第五實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的截面圖；圖31是根據(jù)第五實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件的另一截面圖。
具體實(shí)施例方式圖1-8示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件。參考圖1和圖2，發(fā)動(dòng)機(jī)10包括后緣面積可調(diào)風(fēng)扇噴嘴(VAFN)組件12，具有例如 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10在改變飛行條件情況下工作時(shí)可調(diào)的平移環(huán)組件50。如上所述，這種調(diào)節(jié)可以 使發(fā)動(dòng)機(jī)操作線移動(dòng)。平移環(huán)組件50平移(即前后移動(dòng))以改變噴嘴排氣面積，以使發(fā)動(dòng) 機(jī)工作最優(yōu)化并且調(diào)節(jié)通過(guò)噴嘴組件12的上游出口溢出的發(fā)動(dòng)機(jī)旁路流量。通過(guò)從噴嘴 組件12的上游出口放出或者溢出過(guò)多的風(fēng)扇流，對(duì)于相同量的輸送質(zhì)量流量，可以獲得較 低的風(fēng)扇壓比，從而增大失速范圍并避免發(fā)動(dòng)機(jī)失靈停止。出于說(shuō)明的目的，本發(fā)明的示例 面積可調(diào)風(fēng)扇噴嘴組件12用于燃?xì)廨啓C(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以例如通過(guò)吊架等類似 支架(未示出)安裝在飛機(jī)的機(jī)翼或者機(jī)身上。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括發(fā)動(dòng)機(jī)芯16和短艙18。發(fā)動(dòng)機(jī)芯16容納在芯罩19中。如圖2所 示，風(fēng)扇20安裝在短艙18上游端附近，包括一組風(fēng)扇葉片22，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中圍繞發(fā) 動(dòng)機(jī)中心線Q旋轉(zhuǎn)以便將氣流吸入發(fā)動(dòng)機(jī)10的開(kāi)口端26中。環(huán)形旁通管24限定在發(fā)動(dòng) 機(jī)芯16與短艙18之間。吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的氣流因風(fēng)扇葉片22的旋轉(zhuǎn)而被加速。一部 分氣流被引導(dǎo)并穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)芯16中的壓縮機(jī)(未示出)。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)芯16的氣流首先穿 過(guò)壓縮機(jī)以增大氣流壓力，之后經(jīng)加壓的氣體穿過(guò)燃燒室(未示出)，在那里與燃料混合并 被點(diǎn)燃。燃燒室中燃料與氣體混合物的燃燒使氣體膨脹，而其反過(guò)來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后部總體 用38來(lái)表示的一組渦輪旋轉(zhuǎn)并為風(fēng)扇20提供動(dòng)力。通過(guò)旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇葉片22加速的旁路流穿過(guò)旁通管24、越過(guò)定子40并且從噴嘴組件 12出去。旁路流提供主發(fā)動(dòng)機(jī)推力。燃料和氣體混合物燃燒得到的高壓加熱廢氣通過(guò)噴嘴 組件12從發(fā)動(dòng)機(jī)芯16的后部排出。平移環(huán)組件50可以是安裝在推力反向器80尾端上靠近并圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)芯罩19的 類似環(huán)形的環(huán)狀翼形結(jié)構(gòu)。環(huán)組件50的后緣與芯罩19之間的面積限定噴嘴組件12的噴 口面積52。如圖1和圖3所示，環(huán)組件50可以包括弧形第一環(huán)部54和弧形第二環(huán)部56， 每個(gè)環(huán)部54、56可沿雙向箭頭58方向軸向平移。環(huán)組件50的平移影響上游出口 60的預(yù) 期尺寸，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)旁路流的出口而言，改變噴嘴12出口的幾何形狀和出口面積52。環(huán)組 件50可以通過(guò)例如多個(gè)環(huán)致動(dòng)器70進(jìn)行平移。推力反向器80可以靠近并且位于平移環(huán)組件50前，以便阻擋旁通管24中中的旁路流，或者使其改變方向形成推力反向矢量。在圖1中，推力反向器80和平移環(huán)組件50處 于收起或者關(guān)閉位置。推力反向器80可以包括弧形第一套筒或者罩部82和相對(duì)的弧形第 二套筒或者罩部84(圖3中示出)。推力反向器套筒部82、84可以通過(guò)多個(gè)套筒致動(dòng)器90 沿著雙向箭頭86的方向軸向平移。推力反向器套筒部82、84在一組葉柵88上面平移。在 圖1中用虛線表示葉柵88，因?yàn)楫?dāng)推力反向器80處于收起位置時(shí)是看不見(jiàn)它們的。推力反 向器套筒部82、84沿前后方向的軸向平移使旁路氣流穿過(guò)葉柵88以產(chǎn)生推力反向矢量。圖3是發(fā)動(dòng)機(jī)10后端的局部截面圖，分別示出位于發(fā)動(dòng)機(jī)10周圍的環(huán)形套筒致 動(dòng)器70、90的布置。如圖1所示，圖3中更清楚地示出，套筒半部82和環(huán)形半部54共同大 致限定合成的推力反向器和平移環(huán)結(jié)構(gòu)的大約180度扇區(qū)。同樣地，套筒半部84和環(huán)形半 部56共同大致限定推力反向器和平移環(huán)結(jié)構(gòu)的相反的大約180度扇區(qū)。這些大致180度 扇區(qū)共同限定整個(gè)大約360度的推力反向平移環(huán)結(jié)構(gòu)。在圖1-3所示的實(shí)施方式中，推力反向器80的每個(gè)推力反向器套筒半部82、84可 以通過(guò)固定安裝在短艙18中的一個(gè)或多個(gè)(所示的為三個(gè))在周向上間隔布置的套筒致 動(dòng)器90平移。在所示的實(shí)施方式中，每個(gè)套筒半部82、84使用三個(gè)致動(dòng)器90。平移環(huán)組 件50的每個(gè)半部54、56類似地可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)(所示的為三個(gè))周向間隔的環(huán)致動(dòng) 器70進(jìn)行平移。環(huán)致動(dòng)器70可以分別安裝在相鄰?fù)屏Ψ聪蚱魈淄膊?2、84上。環(huán)致動(dòng)器 70可以由例如電氣、機(jī)械、氣動(dòng)、液壓或其它裝置來(lái)提供動(dòng)力，合適的電纜和導(dǎo)線(未示出) 穿過(guò)在推力轉(zhuǎn)向葉柵箱或者樞轉(zhuǎn)門之間或者之上預(yù)先設(shè)定的通道。環(huán)致動(dòng)器和套筒致動(dòng)器 70,90的數(shù)量和配置可以例如根據(jù)推力反向器和環(huán)組件結(jié)構(gòu)以及根據(jù)其它因素進(jìn)行變化。 環(huán)部54、56可以分別安裝在例如位于相應(yīng)套筒部82、84每一端上的上、下導(dǎo)向結(jié)構(gòu)102上。 圖7是導(dǎo)向結(jié)構(gòu)102的單獨(dú)圖。導(dǎo)向管104可以安裝在短艙18中并且可以延伸到環(huán)部54、 56中，以使環(huán)部54、56穩(wěn)定以防止產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的平移和/或振動(dòng)。導(dǎo)向管還可以安裝 在推力反向器80中。平移環(huán)組件50可以是連續(xù)的(例如整片)或者如圖3所示，是具有翼型橫截面的 大致呈環(huán)形的連續(xù)環(huán)。上游出口 60 (在環(huán)組件50沿著遠(yuǎn)離套筒部82、84的向后方向移動(dòng) 時(shí)形成)因而可以具有圍繞短艙18周向延伸的環(huán)形縫隙的形狀。也可以使用例如橢圓形 等其它出口形狀。例如，環(huán)部54、56與套筒部82、84之間的大致環(huán)形縫隙可以是連續(xù)的，或 者在例如環(huán)組件50的分岔點(diǎn)(b而rcation)或其它分離點(diǎn)的一處或多處間斷。旁通管24 也可以在一個(gè)或者多個(gè)位置上間斷。下面參考圖4-7描述平移環(huán)組件50及其周圍結(jié)構(gòu)。在圖4-7中，由虛線表示由于 干擾部件而遮擋或者局部遮擋的部件。圖4是平移環(huán)組件50的第一環(huán)部54和推力反向器80的相應(yīng)相鄰第一套筒部82 的安裝結(jié)構(gòu)的局部視圖。如圖1和3所示，平移環(huán)組件50的第二環(huán)部56和推力反向器80 的第二套筒部84可以以類似的方式安裝。在圖4中，推力反向器80處于收起位置，覆蓋葉 柵88。平移環(huán)組件50處于打開(kāi)或者展開(kāi)位置以使上游出口 60被限定在第一環(huán)部54與第 一套筒部84之間。使用箭頭A示出第一環(huán)部54向后軸向平移到展開(kāi)位置。環(huán)致動(dòng)器70 可以從套筒部82延伸，穿過(guò)上游出口 60，并與環(huán)部54的前端連接。導(dǎo)向管104還可以從套 筒部82延伸，穿過(guò)上游出口 60，連接到環(huán)部54的前端。套筒致動(dòng)電纜96可以連接每個(gè)套 筒致動(dòng)器90以便供電，并提供每個(gè)致動(dòng)器90的同步操作。
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圖5示出處于展開(kāi)位置的推力反向器80和處于打開(kāi)位置的平移環(huán)組件50。使用 箭頭B示出第一套筒部82從圖4所示位置向后平移到展開(kāi)位置。在推力反向器80的操作 過(guò)程中，套筒部82的向后平移露出葉柵88。在推力反向器80的操作過(guò)程中，環(huán)部54還可 以向后平移，在本實(shí)施方式中所示。可選地，環(huán)部54可在推力反向器80展開(kāi)的同時(shí)平移， 因?yàn)榕酝魍ㄟ^(guò)葉柵88變更路線。圖6是第一套筒部及其相應(yīng)第一環(huán)部54從周圍安裝結(jié)構(gòu)上分離狀態(tài)的局部分解 圖。圖7是沿著一個(gè)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)102取得的局部截面單獨(dú)圖?？偟貐⒖紙D3和圖6特別 是參考圖7，在導(dǎo)向結(jié)構(gòu)102中，梁106可以固定連接到延伸180度的橫向艙壁110上，可以 包括軸向延伸連接到其上的導(dǎo)向軌道108。艙壁110可以是一體成型的，也可以是固定安 裝在短艙18上的。推力反向器套筒部82可以連接到軸向延伸的軌道桿114(圖7)，軌道 桿114滑動(dòng)收容在固定梁106的導(dǎo)向軌道108內(nèi)。推力反向器套筒部82因而相對(duì)于短艙 18滑動(dòng)安裝。推力反向器套筒部82還可以包括軸向延伸的軌道導(dǎo)向器116，平移環(huán)軌道桿 滑動(dòng)容納其中。橫向環(huán)軌道桿120可以連接到第一環(huán)部54上，當(dāng)軌道桿120在軌道導(dǎo)向器 116中滑動(dòng)時(shí)環(huán)部54軸向平移。環(huán)部54因而相對(duì)于推力反向器80的套筒部82滑動(dòng)安裝。 平移套筒部82和軌道桿120可以通過(guò)常規(guī)裝置，例如機(jī)械、電氣、液壓或者氣動(dòng)或者其它等 同裝置來(lái)提供動(dòng)力。圖8示出根據(jù)本發(fā)明操作環(huán)部54以獲得流體轉(zhuǎn)向的一個(gè)方法。例如，上游出口 60 的尺寸和噴嘴出口面積52可以變化以獲得不同的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)。在此容量中，上游出口 60基本上用作“泄放”出口，使通過(guò)旁通管24運(yùn)行的氣流溢出。圖8中示出噴嘴組件12下 游部分的局部，示出由弧形箭頭表示的旁通氣流的一部分，在噴嘴組件12的一種操作中通 過(guò)環(huán)形上游出口 60排出。在圖8中，示出了環(huán)50的第一環(huán)部54和推力反向器80的第一 套筒部82的截面，以及分別用于部件54、82軸向平移的環(huán)和套筒致動(dòng)器70、90。第二環(huán)部 56可以類似地構(gòu)造并相對(duì)于第二套筒部84布置。推力反向器80可以包括阻斷門134，其 可操作地連接到第一套筒部82上并且沿著彎箭頭136的方向樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因而阻斷旁通流并 且使其方向改變?yōu)橥屏Ψ聪蚴噶?。繼續(xù)參考圖8，在部件82、54之間位于平移套筒部82上可以設(shè)置高壓密封裝置 130。在某些操作模式中，在部件82、54被拉向一起時(shí)，密封裝置130可以操作以便基本上 密封部件82、54之間的任何間隙，因而關(guān)閉上游出口 60。如上所述，環(huán)和套筒致動(dòng)器90、70可以是例如機(jī)械、液壓、氣動(dòng)或者電氣致動(dòng)器。 在示出的實(shí)施方式中，環(huán)致動(dòng)器70是具有液壓關(guān)閉超控的恒定開(kāi)口氣體彈簧減震器，套筒 致動(dòng)器90是電致動(dòng)器。圖9A-12示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件212。噴嘴組件212 可以安裝在圖1中大致示出的短艙上，然而沒(méi)有推力反向器干擾。因此，在圖9A-12中所示 實(shí)施方式中與圖1-8中類似的部件使用類似的參考標(biāo)記，只是加前輟“2”或者“3”。圖9A和圖9B是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式所述的面積可調(diào)噴嘴組件212的局部剖 視圖。在剖視圖中，可以看見(jiàn)短艙的外導(dǎo)管結(jié)構(gòu)襯套(liner)214。噴嘴組件212包括平移 環(huán)組件(為了便于說(shuō)明而除去，在圖9A和圖9B中沒(méi)有示出)，其包括兩個(gè)環(huán)部，在圖9A和 圖9B中示出了其中一個(gè)環(huán)部254。在圖9A中，環(huán)部254處于關(guān)閉(即軸向向前)的位置，圖9B中示出環(huán)部254處于打開(kāi)或者展開(kāi)(即軸向向后)的位置。環(huán)部254可被安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的后端。周圍間隔的平移環(huán)致動(dòng)器270可以安裝到固 定在短艙上的艙壁310上。導(dǎo)向管304的一端可以固定安裝在艙壁310上，而其相反端容 納在環(huán)部254中。平移環(huán)致動(dòng)器270可以一致地工作以便沿著雙向箭頭258的方向平移環(huán) 部254。參考圖9B，環(huán)致動(dòng)器270的致動(dòng)器軸272能夠穿過(guò)位于環(huán)部254前部的泡形整流 罩(blister fairing) 320o上游整流罩324可以設(shè)置在致動(dòng)器軸272穿過(guò)泡形整流罩320 處，以便減小由致動(dòng)器270引起的阻力。類似地，下游整流罩328可以設(shè)置在致動(dòng)器軸272 被容納在環(huán)部254處。環(huán)部254的端部可以終止于海貍尾式分離整流罩330。如圖10和11所示，泡形整 流罩320的每一端可以包括海貍尾式分離整流罩330的上游部332，整流罩330的下游部 334可以被連接到平移環(huán)部254并且與平移環(huán)部254 —起平移。平移環(huán)部254沿著雙向箭 頭258方向的平移在平移環(huán)部254與泡形整流罩320之間能夠產(chǎn)生上游出口 260。泡形整 流罩320的后邊可以包括外圓角部255 (圖11)，以幫助改善從上游出口 260的氣流，并減小 由支撐致動(dòng)器軸272的連桿所產(chǎn)生的斷流。圖12是海貍尾式分離整流罩330的上游和下 游整流罩324、328的局部、單獨(dú)視圖。上述實(shí)施方式中的整流罩320、324、328、330可選地可以與在此描述的其它實(shí)施 方式共同使用。通過(guò)非限制性實(shí)施例，與整流罩324、328類似的整流罩可以與平移套筒致 動(dòng)器90、間隔的環(huán)致動(dòng)器70或者在此公開(kāi)的其它致動(dòng)器結(jié)合使用。圖13-20示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件412。噴嘴組件412 包括平移環(huán)組件450并且可以安裝在短艙18上，如圖1大致所示。參考圖13和14，根據(jù)第 三實(shí)施方式的平移環(huán)組件450可以包括兩個(gè)環(huán)部，圖13中示出了其中的第一環(huán)部454。圖 15中示意性地示出第二環(huán)部456，可以是環(huán)部454的鏡像。在圖13中，平移環(huán)部454處于關(guān)閉或者非展開(kāi)位置，在環(huán)部454與推力反向器套 筒部482之間沒(méi)有限定上游出口。平移環(huán)組件450安裝在推力反向器460的后面，推力反 向器460包括兩個(gè)平移套筒部，圖13中示出了其中的第一套筒部462。推力反向器460的 第一套筒部462可以通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)致動(dòng)器464平移。環(huán)部454可以由包括位于第一平 移環(huán)部454每一端上的環(huán)致動(dòng)器470的致動(dòng)系統(tǒng)操作。將第一環(huán)部454連接到第一套筒部 462上的穩(wěn)定器組件480可以沿著噴嘴組件412的周圍間隔布置，以便減少環(huán)部454不想出 現(xiàn)的平移和/或振動(dòng)(擺動(dòng))。類似穩(wěn)定器組件可以添加到在此示出的需要其它穩(wěn)定器的 其它實(shí)施方式中。繼續(xù)參考圖13，電動(dòng)機(jī)或者驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)482控制環(huán)致動(dòng)器470的動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)482 通過(guò)傳動(dòng)軸系485和齒輪箱486連接到齒槽聯(lián)軸節(jié)484上。齒槽聯(lián)軸節(jié)484終止于套筒部 462后端齒輪箱488處，齒輪箱488連接到撓性電纜軸系490上。撓性軸系490連接到平移 環(huán)部454每一端上的致動(dòng)器470上。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)482因而被連接到環(huán)致動(dòng)器470以有效地平 移環(huán)部454。平移環(huán)部454可以安裝在例如位于環(huán)部454每一端上的上、下導(dǎo)向結(jié)構(gòu)500上。每 個(gè)平移環(huán)致動(dòng)器470能夠可操作地與導(dǎo)向結(jié)構(gòu)500連接，后面會(huì)參考圖14進(jìn)行討論。圖14是導(dǎo)向器500和環(huán)部454—端的相關(guān)致動(dòng)器470的局部視圖。環(huán)部454前部 的推力反向器套筒部462可被連接到導(dǎo)向器500的軸向延伸梁502。環(huán)部454安裝到滑動(dòng)
12安裝在梁502上的軌道桿503上。環(huán)部454因而相對(duì)于套筒部462滑動(dòng)安裝。導(dǎo)向器500 包括容納螺桿軸506的滑動(dòng)器504。螺桿軸506可連接到將撓性致動(dòng)器電纜490的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)轉(zhuǎn)化成螺桿軸506的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的齒輪箱508。螺桿軸506在滑動(dòng)器504中的旋轉(zhuǎn)使軌道 503沿著梁502平移，其可以用于沿著雙向箭頭458的方向有效平移環(huán)部454。上述致動(dòng)系 統(tǒng)可以用于在此討論的每一個(gè)致動(dòng)器實(shí)施方式。圖15是可以用于起動(dòng)圖13和14所示的平移環(huán)組件450的致動(dòng)和控制系統(tǒng)的示 意圖。特別地參考圖15及圖13和圖14，驅(qū)動(dòng)單元482可以包括連接到齒輪箱520的電動(dòng) 機(jī)516。由電動(dòng)機(jī)516提供的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)齒輪箱520、傳動(dòng)軸系485、齒輪箱486、齒槽聯(lián) 軸節(jié)484、致動(dòng)器電纜490順序傳遞，并最后通過(guò)齒輪箱488傳遞給環(huán)致動(dòng)器470，以便為環(huán) 部454、456提供軸向平移。參考圖15，電動(dòng)機(jī)516可以連接到主控制器單元526，主控制器單元526連接全權(quán) 數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(FADEC) 540。FADEC540因而能夠控制平移環(huán)組件450的環(huán)部454、456 的致動(dòng)。FADEC540還能夠控制推力反向器的致動(dòng)。可線性變化的差接變壓器550可連接到 環(huán)部454、456上以便向FADEC540提供位置反饋。圖16是穩(wěn)定器組件480的單獨(dú)視圖。穩(wěn)定器組件480可以包括固定安裝到平移 環(huán)部454的后部580，和固定到推力反向器480的平移套筒482上的導(dǎo)向部582。后部580 可在導(dǎo)向部582中軸向滑動(dòng)，具有相對(duì)小的間隙以使環(huán)部454不想要的平移和/或振動(dòng)(例 如擺動(dòng))最小化。圖17是噴嘴組件412下游部局部截面圖，沿著穩(wěn)定器組件480穿過(guò)的縱截面。圖 17中的平移環(huán)部454可以沿著雙向箭頭458的方向平移以產(chǎn)生部件454前面的上游出口， 如參考圖8所示的實(shí)施方式所述。阻斷門586可操作地連接到第一套筒部462上并且可以 沿著彎箭頭588的方向樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因而阻斷通過(guò)葉柵590的旁通流，并使其改變定向以產(chǎn)生 推力反向矢量。圖18是噴嘴組件412下游部沿著環(huán)部454的一端穿過(guò)平移環(huán)致動(dòng)器470縱剖面 的局部截面圖。圖19是噴嘴組件412的下游部沿著穿過(guò)推力反向器460的致動(dòng)器464的縱剖面 的局部截面圖。圖20是噴嘴組件412的下游部沿著穿過(guò)齒槽聯(lián)軸節(jié)484的縱剖面的局部截面圖。圖21-26示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方式的面積可調(diào)噴嘴組件612。噴嘴組件612 可以如圖1大致所示安裝在短艙。圖21是面積可調(diào)噴嘴組件612局部分解示意圖，在噴嘴組件的后端具有平移環(huán)組 件650。圖22是平移環(huán)組件650的致動(dòng)器的單獨(dú)視圖。平移環(huán)組件650的平移可以由例如 圖15中所示的致動(dòng)系統(tǒng)等致動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。參考圖21和22，平移環(huán)組件650可以包括兩個(gè) 環(huán)部，圖21中示出其中的第一環(huán)部654。第二環(huán)部(未示出)可以是環(huán)部654的鏡像。在圖21中，第一平移環(huán)部654處于關(guān)閉位置，在第一部件654前面沒(méi)有限定的上 游出口。環(huán)組件650安裝在推力反向器660的后面，推力反向器660包括兩個(gè)平移套筒部， 圖21中示出了其中的第一套筒部662。推力反向器660的平移套筒部662可以通過(guò)一個(gè)或 者多個(gè)致動(dòng)器664平移。環(huán)部654可以由包括位于環(huán)部454每一端上的致動(dòng)器670的致動(dòng) 系統(tǒng)操作。將環(huán)部654連接到套筒部662上的穩(wěn)定器組件680可以沿著噴嘴組件612的周
13圍間隔布置以便減少環(huán)部654不想出現(xiàn)的平移和/或振動(dòng)(擺動(dòng))。繼續(xù)參考圖21，電動(dòng)機(jī)或者驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)682控制環(huán)致動(dòng)器670的動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)682 通過(guò)傳動(dòng)軸系685和齒輪箱686連接到齒槽聯(lián)軸節(jié)684上。齒槽聯(lián)軸節(jié)684終止于套筒部 662后端齒輪箱688處，齒輪箱688連接到撓性電纜軸系690上。撓性電纜軸系690連接到 平移環(huán)部654每一端上的環(huán)致動(dòng)器670上。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)682因而被連接到環(huán)致動(dòng)器670以使 環(huán)部454平移。平移環(huán)部654可以可平移地安裝在例如位于環(huán)部654每一端上的上、下導(dǎo) 向結(jié)構(gòu)700上。每個(gè)平移環(huán)致動(dòng)器670能夠可操作地與導(dǎo)向結(jié)構(gòu)700連接，后面會(huì)參考圖 22進(jìn)行討論。圖22是導(dǎo)向器700和環(huán)部654 —端的相關(guān)致動(dòng)器670的局部視圖。環(huán)部654前 部的平移套筒部662可被連接到導(dǎo)向器700的軸向延伸梁702。環(huán)部654安裝到滑動(dòng)安裝 在梁702上的軌道桿703上。第一平移環(huán)部654因而相對(duì)于套筒部662滑動(dòng)安裝。環(huán)致動(dòng) 器670的一端連接到齒輪箱708上，另一端連接到軌道桿703上。齒輪箱708利用撓性電 纜690的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使致動(dòng)器670沿著雙向箭頭658的方向平移環(huán)部654。圖23是噴嘴組件612下游部的局部截面圖，沿著穿過(guò)一個(gè)穩(wěn)定器組件680的縱截 面。圖23中的平移環(huán)部654可以沿著雙向箭頭658的方向平移以產(chǎn)生部件654前面的上 游出口，如參考圖8所示的實(shí)施方式所述。推力反向器660可以包括阻斷門786，其可操作 地連接到第一套筒部662上并且可以沿著彎箭頭788的方向樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因而阻斷通過(guò)葉柵 790的旁通流并使其改變定向以產(chǎn)生推力反向矢量。圖24是噴嘴組件612下游部沿著在平移環(huán)部454的一端穿過(guò)致動(dòng)器670的縱剖 面的局部截面圖。圖25是噴嘴組件612的下游部沿著穿過(guò)推力反向器660的致動(dòng)器664的縱剖面 的局部截面圖。圖26是噴嘴組件612的下游部沿著穿過(guò)齒槽聯(lián)軸節(jié)684的縱剖面的局部截面圖。圖27-31示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方式的平移環(huán)組件650(圖28中示意性地示 出)的平移環(huán)部854、856的致動(dòng)器870。每個(gè)平移環(huán)部854、856可以包括位于環(huán)部每一端 上的致動(dòng)器。在圖27中，在面積可調(diào)噴嘴組件812 —部分的截面圖中示出致動(dòng)器870。面 積可調(diào)噴嘴組件812包括位于平移環(huán)組件650前面的推力反向器860。推力反向器860的 可移動(dòng)罩或套筒存在，但是為了簡(jiǎn)化說(shuō)明在圖27中并未示出，以使推力反向器的葉柵990 可見(jiàn)。平移環(huán)組件650和噴嘴組件812的推力反向器860可以是例如與上述面積可調(diào)噴嘴 組件412、612中的類似的結(jié)構(gòu)。在圖27中，推力反向器860處于收起或者非展開(kāi)位置。參考圖27，平移環(huán)致動(dòng)器870可以包括可以固定安裝在推力反向器860前面的軸 承886。在所示的實(shí)施方式中，軸承886連接可延伸軸888。軸888連接花鍵套管萬(wàn)向接頭 (spline bush gimbal) 890，其連接滑動(dòng)花鍵894。滑動(dòng)花鍵894固定在軌道桿903上，軌道 桿903可以固定在平移環(huán)部854的一端上(圖28)。軌道桿903滑動(dòng)安裝在固定在推力反 向器860 —部分上的梁702上。第一平移環(huán)部854因而相對(duì)于推力反向器860滑動(dòng)安裝。 在平移環(huán)部854每一端的軸承886連接傳動(dòng)軸系885。傳動(dòng)軸系885的旋轉(zhuǎn)使環(huán)部854平 移。圖28是可以與平移環(huán)組件850 —同使用的操作和控制系統(tǒng)的示意圖。特別參考 圖28以及圖27，驅(qū)動(dòng)單元882可以包括連接到齒輪箱920的電動(dòng)機(jī)916。由電動(dòng)機(jī)916提供的旋轉(zhuǎn)通過(guò)齒輪箱920傳遞給傳動(dòng)軸系885。來(lái)自傳動(dòng)軸系885的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由環(huán)部854、 856每一端上的致動(dòng)器870利用以平移環(huán)部。電動(dòng)機(jī)916可以連接到主控制器單元926，而后者連接全權(quán)數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī)控制器 (FADEC) 940οFADEC940因而能夠控制平移環(huán)組件850的平移環(huán)部854、856的致動(dòng)。FADEC940 還能夠控制推力反向器的致動(dòng)?？删€性變化的差接變壓器950可連接到環(huán)部854、856上， 以便向FADEC940提供位置反饋。圖29A-29C示出致動(dòng)器870的三種操作模式。在圖29A中，致動(dòng)器890完全縮回， 與平移環(huán)組件850和推力反向器860收起的操作條件相對(duì)應(yīng)。在圖29B中，致動(dòng)器890處 于展開(kāi)狀態(tài)，其中平移環(huán)組件850展開(kāi)而推力反向器860處于收起狀態(tài)。圖29C中示出致 動(dòng)器890，其中推力反向器860處于展開(kāi)狀態(tài)。圖30是噴嘴組件812下游部的局部截面圖，沿著穿過(guò)平移環(huán)部854 —端的致動(dòng)器 870的縱剖面。在圖30中平移環(huán)部854處于收起位置。圖31是噴嘴組件812的下游部的局部截面圖，沿著穿過(guò)平移環(huán)部854—端的致動(dòng) 器870的縱剖面。在圖31中平移環(huán)部854處于展開(kāi)位置。盡管前面已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理 解在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)還可以進(jìn)行各種修改、變型、變化和添加。每個(gè)實(shí)施方式 中的可選部件可以利用其它公開(kāi)的部件進(jìn)行可能的組合以形成新的實(shí)施方式。
權(quán)利要求
一種用于渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的短艙，包括(a)固定前短艙部(18)；(b)推力反向器(80)，包括(i)置于前短艙部(18)后面的一組葉柵(88)；(ii)置于前短艙部后面的推力反向器套筒(82，84)，推力反向器套筒(82，84)可選地在收起位置與展開(kāi)位置之間移動(dòng)，其中在收起位置上推力反向器套筒(82，84)基本上覆蓋葉柵(88)，在展開(kāi)位置上，葉柵(88)的至少一部分沒(méi)有被推力反向器套筒覆蓋；(iii)多個(gè)推力反向器套筒致動(dòng)器(90)，被配置成可選擇地使推力反向器套筒(82，84)在收起位置與展開(kāi)位置之間移動(dòng)。(c)風(fēng)扇噴嘴套筒(50)，置于推力反向器套筒(82，84)后面，并且可選擇地在前向位置與一個(gè)或多個(gè)延伸位置之間移動(dòng)，其中在風(fēng)扇噴嘴套筒(50)處于延伸位置時(shí)，在風(fēng)扇噴嘴套筒(50)與推力反向器套筒(82，84)之間形成上游旁通流出口(60)。(d)從固定前短艙部開(kāi)始延伸到風(fēng)扇噴嘴套筒的多個(gè)風(fēng)扇噴嘴套筒致動(dòng)器(70)被配置成可選擇地使風(fēng)扇噴嘴套筒(50)在前向位置與延伸位置之間移動(dòng)，風(fēng)扇噴嘴套筒致動(dòng)器(70)與推力反向器套筒致動(dòng)器(90)分離并間隔開(kāi)。
2.如權(quán)利要求1所述的短艙，其中風(fēng)扇噴嘴套筒(50)包括置于發(fā)動(dòng)機(jī)(10)第一側(cè)上 的第一風(fēng)扇噴嘴套筒部(54)，和置于發(fā)動(dòng)機(jī)(10)上相反的第二側(cè)的第二風(fēng)扇噴嘴套筒部 (56)。
3.如權(quán)利要求1所述的短艙，還包括在前短艙部上的橫向艙壁(110)，其中推力反向器 套筒和風(fēng)扇噴嘴套筒可移動(dòng)地連接到橫向艙壁上。
4.如權(quán)利要求3所述的短艙，還包括(a)連接到橫向艙壁上的梁，所述梁具有至少第一導(dǎo)軌；(b)連接到推力反向器套筒上的第一軌道桿，第一軌道桿滑動(dòng)接合在梁導(dǎo)軌中；(c)連接到推力反向器套筒的第二導(dǎo)軌；和(d)連接到風(fēng)扇噴嘴套筒上的第二軌道桿，第二軌道桿滑動(dòng)接合在第二導(dǎo)軌中。
5.如權(quán)利要求4所述的短艙，其中第一或者第二軌道桿的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)由至少一種機(jī)械、 電氣、液壓或者氣動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)。
6.一種用于渦輪風(fēng)扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的短艙，包括(a)固定前短艙部(18)，其具有入口端和相反的后端；(b)推力反向器(80)，包括:(i)置于固定前短艙部后端后面的葉柵組(88)；(ii)具有前緣和后緣的平移推力反向器套筒(82，84)，推力反向器套筒(82，84)可移 動(dòng)地置于固定前短艙部(18)后端的后面，推力反向器套筒(82，84)可以在收起位置與展開(kāi) 位置之間移動(dòng)，其中在收起位置上前緣靠近固定前短艙部(18)的后端，并且推力反向器套 筒(82，84)基本上覆蓋葉柵組(88)，在展開(kāi)位置上，推力反向器套筒(82、84)基本上置于葉 柵組(88)的后面，葉柵組(88)基本上沒(méi)有被覆蓋；和(iii)從固定前短艙部(18)延伸到推力反向器套筒(82，84)的至少一個(gè)推力反向器致 動(dòng)器(90)，其可操作以可選擇地使推力反向器套筒(82，84)在收起位置與展開(kāi)位置之間移 動(dòng)；(c)具有前緣的平移風(fēng)扇噴嘴套筒(50)，風(fēng)扇噴嘴套筒(50)可移動(dòng)地置于推力反向器 套筒(82，84)后面，風(fēng)扇噴嘴套筒(50)可以在前向位置和延伸位置之間移動(dòng)，其中在前向 位置上前緣靠近推力反向器套筒(82，84)的后緣，在延伸位置上上游旁通流出口(60)置于 風(fēng)扇噴嘴套筒(50)的前緣與推力反向器套筒(82，84)的后緣之間；和(d)與推力反向器致動(dòng)器(90)分離并且間隔開(kāi)的至少一個(gè)風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器(70)，風(fēng) 扇噴嘴致動(dòng)器(70)被配置成可選擇地使風(fēng)扇噴嘴套筒(50)在前向位置與延伸位置之間移 動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的短艙，其中平移推力反向器套筒(82，84)包括第一弧形推力 反向器套筒部(82)和第二弧形推力反向器套筒部(84)，其中至少一個(gè)推力反向器致動(dòng)器 (90)可操作以可選擇地使第一推力反向器套筒部(82)在收起位置與展開(kāi)位置之間移動(dòng)， 并且其中至少一個(gè)推力反向器致動(dòng)器(90)可操作以可選擇地使第二推力反向器套筒部 (84)在收起位置與展開(kāi)位置之間移動(dòng)。
8.如權(quán)利要求6所述的短艙，其中平移風(fēng)扇噴嘴套筒(50)包括具有第一端和第二端的 第一弧形風(fēng)扇噴嘴套筒部(54)，和具有第三端和第四端的第二弧形風(fēng)扇噴嘴套筒部(56)， 其中至少一個(gè)風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器(70)可操作以可選擇地使第一風(fēng)扇噴嘴套筒部(54)在前向 位置與延伸位置之間移動(dòng)，并且其中至少一個(gè)風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器(70)可操作以可選擇地使 第二風(fēng)扇噴嘴套筒部(56)在前向位置與延伸位置之間移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求8所述的短艙，還包括橫向艙壁(110)，其中第一弧形風(fēng)扇噴嘴套筒部 (54)的第一端與第二弧形風(fēng)扇噴嘴套筒部(56)的第三端滑動(dòng)連接到橫向艙壁(110)的上 部，并且其中第一弧形風(fēng)扇噴嘴套筒部(54)的第二端與第二弧形風(fēng)扇噴嘴套筒部(56)的 第四端滑動(dòng)連接到橫向艙壁(110)的下部。
10.如權(quán)利要求9所述的短艙，其中相應(yīng)于第一和第二風(fēng)扇噴嘴套筒部(54，56)的第 一端、第二端、第三端和第四端中的每一個(gè)通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(102)可移動(dòng)地連接到橫向艙壁 (110)上，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(102)包括(a)連接到橫向艙壁(110)并且從橫向艙壁(110)向后延伸的梁(106)；(b)連接到梁(106)的第一導(dǎo)軌(108)；(c)連接到推力反向器套筒(82，84)上并且與第一導(dǎo)軌(108)滑動(dòng)接合的第一軌道桿 (114)；(d)連接到推力反向器套筒(82，84)上的至少第二導(dǎo)軌(116)；(e)與第二導(dǎo)軌(116)滑動(dòng)接合的第二軌道桿(120)，第二軌道桿(120)連接相應(yīng)風(fēng)扇 噴嘴套筒部(54，56)的一端。
11.如權(quán)利要求10所述的短艙，其中第一或者第二軌道桿(114，120)的滑動(dòng)由至少一 種機(jī)械、電氣、液壓或者氣動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)。
12.如權(quán)利要求6所述的短艙，還包括多個(gè)間隔的可延伸導(dǎo)向管(104)，其在推力反向 器套筒(82，84)與風(fēng)扇噴嘴套筒(50)之間軸向延伸，導(dǎo)向管(104)被配置成允許風(fēng)扇噴嘴 套筒(50)的縱向平移移動(dòng)，并阻止風(fēng)扇噴嘴套筒(50)沿著與其縱向平移移動(dòng)方向交叉的 方向移動(dòng)。
13.如權(quán)利要求6所述的短艙，其中風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器(70)可操作以移動(dòng)風(fēng)扇噴嘴套筒 (50)，使得在風(fēng)扇噴嘴套筒(50)處于延伸位置時(shí)，風(fēng)扇噴嘴套筒的前緣距推力反向器套筒(82,84)的后緣為選定距離，由此能夠可選擇地改變上游旁通流出口(60)的寬度。
14.如權(quán)利要求6所述的短艙，還包括置于風(fēng)扇噴嘴套筒(50)前緣與推力反向器套筒 (82,84)后緣之間的密封裝置(130)，密封裝置(130)被配置成在風(fēng)扇噴嘴套筒(50)處于 前向位置時(shí)基本上阻擋風(fēng)扇噴嘴套筒(50)的前緣與推力反向器套筒(82，84)的后緣之間 的氣流。
15.一種用于渦輪風(fēng)扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)的短艙，包括(a)固定前短艙部(18)，其具有入口端和相反的后端；(b)具有前緣的平移風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256)，風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256)可移動(dòng)地布置 在前短艙部(18)的后面，風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256)可以在前向位置與一個(gè)或多個(gè)延伸位置 之間移動(dòng)，在前向位置上所述前緣靠近前短艙部(18)的后端，其間沒(méi)有設(shè)置葉柵型推力反 向器，在延伸位置中上游旁通流出口(260)置于風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256)的前緣與前短艙 部(18)的后端之間；和(c)從固定前短艙部(18)延伸到風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256)的至少一個(gè)風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器 (270)，風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器(270)可操作以可選擇地使風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256)在前向位置與 延伸位置之間移動(dòng)。
16.如權(quán)利要求15所述的短艙，其中平移風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256)包括具有第一端和 第二端的第一弧形風(fēng)扇噴嘴套筒部(254)，和具有第三端和第四端的第二弧形風(fēng)扇噴嘴套 筒部(256)，其中至少一個(gè)風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器(270)可操作以可選擇地使第一風(fēng)扇噴嘴套筒 部(254)移動(dòng)到前向位置與延伸位置之間的一個(gè)或多個(gè)位置，并且其中至少一個(gè)風(fēng)扇噴嘴 致動(dòng)器(270)可操作以可選擇地使第二風(fēng)扇噴嘴套筒部(256)移動(dòng)到前向位置與延伸位置 之間的一個(gè)或多個(gè)位置。
17.如權(quán)利要求16所述的短艙，還包括橫向艙壁(310)，其中第一弧形風(fēng)扇噴嘴套筒 部(254)的第一端與第二弧形風(fēng)扇噴嘴套筒部(256)的第三端滑動(dòng)連接到橫向艙壁(310) 的上部，并且其中第一弧形風(fēng)扇噴嘴套筒部(254)的第二端與第二弧形風(fēng)扇噴嘴套筒部 (256)的第四端滑動(dòng)連接到橫向艙壁(310)的下部。
18.如權(quán)利要求17所述的短艙，其中相應(yīng)于第一和第二風(fēng)扇噴嘴套筒部(254，256) 的第一端、第二端、第三端和第四端中的每一個(gè)通過(guò)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(102)移動(dòng)連接到橫向艙壁 (310)上，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(102)包括(a)連接到橫向艙壁(310)并且從橫向艙壁(310)向后延伸的梁(106)；(b)連接到梁(106)的至少一個(gè)導(dǎo)軌(108)；(c)與導(dǎo)軌(108)滑動(dòng)接合并且連接到相應(yīng)風(fēng)扇噴嘴套筒部(254，256)—端的至少一 個(gè)軌道桿(114)。
19.如權(quán)利要求15所述的短艙，還包括多個(gè)間隔的可延伸導(dǎo)向管(304)，其在前短艙部 與風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256)之間軸向延伸，導(dǎo)向管(304)被配置成允許風(fēng)扇噴嘴套筒(254， 256)的縱向平移移動(dòng)，并阻止風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256)沿著與其縱向平移移動(dòng)方向交叉的 方向移動(dòng)。
20.如權(quán)利要求15所述的短艙，其中風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器(270)可操作以移動(dòng)風(fēng)扇噴嘴套 筒(254，256)，使得在風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256)處于延伸位置時(shí)，風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256) 的前緣距前短艙部(18)的后緣為選定距離，由此允許可選擇地改變上游旁通流出口(260)的寬度。
21.如權(quán)利要求15所述的短艙，還包括沿著前短艙部(18)后端延伸的泡形整流罩 (320)，在風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256)處于前向位置時(shí)，泡形整流罩(320)與平移風(fēng)扇噴嘴套 筒(254，256)的前緣至少部分重疊。
22.如權(quán)利要求21所述的短艙，其中風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器(270)的一部分通過(guò)泡形整流罩 (320)中的致動(dòng)器開(kāi)口延伸到風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256)，并且所述短艙還包括至少部分覆 蓋致動(dòng)器開(kāi)口的泡形整流罩(320)上的上游整流罩(324)，和至少部分覆蓋風(fēng)扇噴嘴致動(dòng) 器(270)所述部分的下游整流罩(328)。
23.如權(quán)利要求17所述的短艙，其中固定前短艙部(18)上的海貍尾式分離整流罩 (330)的上游部(332)至少部分覆蓋從橫向艙壁(310)向后延伸的梁(106)的前部，并且其 中風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256)上的海貍尾式分離整流罩(330)的下游部(334)至少部分覆蓋 梁(106)的后部，其中海貍尾式分離整流罩(330)的上游部和下游部(332，334)相結(jié)合，以 在平移風(fēng)扇噴嘴套筒(254，256)處于前向位置時(shí)形成大致連續(xù)輪廓的外表面。
24.一種用于渦輪風(fēng)扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)的短艙，包括(a)固定前短艙部(18)，其具有入口端和相反的后端；(b)推力反向器，包括(i)置于固定前短艙部(18)后端后面的葉柵組(590)；(ii)平移推力反向器套筒(460)，包括各自具有前緣和后緣的第一和第二推力反向器 套筒部(462，464)，推力反向器套筒部(462，464)可移動(dòng)地置于固定前短艙部(18)后端的 后面，每個(gè)推力反向器套筒部(462，464)可以在收起位置與展開(kāi)位置之間移動(dòng)，在收起位 置中其前緣靠近固定前短艙部(18)后端，并且推力反向器套筒部(462，464)基本上覆蓋葉 柵組(590)的一部分，在展開(kāi)位置中推力反向器套筒部(462，464)基本上置于葉柵組(590) 的后面，并且不覆蓋葉柵組(590)的主要部分；和(iii)多個(gè)推力反向器致動(dòng)器(464)，其可操作以可選擇地使推力反向器套筒部(462， 464)在其收起位置與其展開(kāi)位置之間移動(dòng)；(c)平移風(fēng)扇噴嘴套筒(450)，其包括各自具有前緣、上端和下端的第一和第二風(fēng)扇噴 嘴套筒部(454，456)，并且可移動(dòng)地置于平移推力反向器套筒(460)的后面，每個(gè)風(fēng)扇噴嘴 套筒部(454，456)可以在前向位置與延伸位置之間移動(dòng)，在前向位置上所述前緣靠近推力 反向器套筒部(462，464)中一個(gè)的后緣，在延伸位置上上游旁通流出口置于風(fēng)扇噴嘴套筒 部(454，456)的前緣與推力反向器套筒部(462，464)中的一個(gè)的后緣之間；和(d)與推力反向器致動(dòng)器(464)分離的多個(gè)風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器(470)，至少一個(gè)風(fēng)扇噴嘴 致動(dòng)器(470)靠近每個(gè)風(fēng)扇噴嘴套筒部(454，456)上端布置，至少一個(gè)其它風(fēng)扇噴嘴致動(dòng) 器(470)靠近每個(gè)風(fēng)扇噴嘴套筒部(454，456)下端布置，風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器(470)可操作以 可選擇地使風(fēng)扇噴嘴套筒部(454，456)在其前向位置與其延伸位置之間移動(dòng)。
25.如權(quán)利要求24所述的短艙，其中風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器(470)從推力反向器套筒(460) 延伸到風(fēng)扇噴嘴套筒(450)。
26.如權(quán)利要求24所述的短艙，其中風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器(470)從前短艙部(18)延伸到風(fēng) 扇噴嘴套筒(450)。
27.如權(quán)利要求24所述的短艙，還包括置于第一推力反向器套筒部(462)與第一風(fēng)扇噴嘴套筒部(454)之間的至少第一穩(wěn)定器(480)，置于第二推力反向器套筒部(464)與第二 風(fēng)扇噴嘴套筒部(456)之間的至少第二穩(wěn)定器，第一和第二穩(wěn)定器(480)被配置成允許在 推力反向器套筒部(462，464)與風(fēng)扇噴嘴套筒部(454，456)之間平移，并基本上阻止第一 和第二風(fēng)扇噴嘴套筒部(454，456)在不平行于推力反向器套筒部(462，464)和風(fēng)扇噴嘴套 筒部(454，456)之間的平移運(yùn)動(dòng)的方向上移動(dòng)。
28.如權(quán)利要求24所述的短艙，還包括(a)風(fēng)扇噴嘴套筒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4擬)；(b)可操作地連接到風(fēng)扇噴嘴套筒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(482)上的前齒輪箱(486)，前齒輪箱 (486)置于平移推力反向器套筒(462)的前面；(c)后齒輪箱(488)，置于第一風(fēng)扇噴嘴套筒部(454)前緣附近；(d)可旋轉(zhuǎn)地將前齒輪箱(486)連接到后齒輪箱(488)上的齒槽聯(lián)軸節(jié)(484)，齒槽聯(lián) 軸節(jié)(484)可軸向延伸；和(e)至少一個(gè)致動(dòng)器電纜(490)，可操作地將多個(gè)風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器(470)的至少一部分 連接到后齒輪箱(488)；(f)由此風(fēng)扇噴嘴套筒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(482)可操作地連接到多個(gè)風(fēng)扇噴嘴致動(dòng)器(470)的 至少一部分上，并且能夠使第一風(fēng)扇噴嘴套筒部(454)在其前向位置和延伸位置之間平 移。
29.如權(quán)利要求24所述的短艙，還包括滑動(dòng)支撐第一和第二風(fēng)扇噴嘴套筒部(454， 456)上端的上導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(500)，和滑動(dòng)支撐第一和第二風(fēng)扇噴嘴套筒部(454，456)的下導(dǎo) 向結(jié)構(gòu)(500)。
30.如權(quán)利要求29所述的短艙，其中每個(gè)上、下導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(500)包括在第一、第二平移 推力反向器套筒(462)后面延伸的梁(502)，和連接到第一和第二風(fēng)扇噴嘴套筒部(454， 456)之一上的軌道桿(503)，軌道桿(503)與梁(500)滑動(dòng)接合。
31.如權(quán)利要求30所述的短艙，還包括連接到軌道桿(503)上的滑動(dòng)器(504)，和與滑 動(dòng)器(504)接合并且在滑動(dòng)器(504)與致動(dòng)器齒輪箱(508)之間延伸的螺桿軸(506)。
32.如權(quán)利要求28所述的短艙，其中風(fēng)扇噴嘴套筒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(482)包括連接到電動(dòng)機(jī) 齒輪箱(520)上的電動(dòng)機(jī)(516)，電動(dòng)機(jī)齒輪箱(520)可操作地連接到前齒輪箱(486)上， 其中電動(dòng)機(jī)(516)的選擇旋轉(zhuǎn)使前齒輪箱(486)旋轉(zhuǎn)并且啟動(dòng)多個(gè)風(fēng)扇噴嘴套筒致動(dòng)器 (470)。
33.如權(quán)利要求32所述的短艙，還包括連接到電動(dòng)機(jī)(516)上的至少一個(gè)控制器 (526/540)，控制器(526/540)被配置成可選擇地控制風(fēng)扇噴嘴套筒部(454)的平移。
34.如權(quán)利要求24所述的短艙，其中葉柵組包括具有可變深度的大致平行且縱向間隔 的多個(gè)葉片(790)。
35.如權(quán)利要求34所述的短艙，其中葉片(790)的深度從最深的最前面葉片到最淺的 最后面葉片逐漸減小。
36.如權(quán)利要求29所述的短艙，其中風(fēng)扇噴嘴套筒致動(dòng)器(670)設(shè)置在上、下導(dǎo)向結(jié)構(gòu) (700)附近。
全文摘要
噴嘴組件的出口面積通過(guò)平移位于發(fā)動(dòng)機(jī)短艙后部的環(huán)組件(54)可以發(fā)生變化。環(huán)(54)可以沿著發(fā)動(dòng)機(jī)的軸線軸向平移。當(dāng)環(huán)平移時(shí)，環(huán)(54)的后緣限定可變的噴嘴出口面積。環(huán)的平移在環(huán)組件的前緣產(chǎn)生上游出口(60)。上游出口可用于釋放或者溢出發(fā)動(dòng)機(jī)旁通管中多余的流體。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在各種飛行條件下運(yùn)行時(shí)，環(huán)(54)可以平移以獲得較低的風(fēng)扇壓比，因而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。整流罩部分包圍致動(dòng)器組件(70)以減小阻力。
文檔編號(hào)F02K3/06GK101939528SQ200880102315
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月8日
發(fā)明者喬爾·H·弗蘭克, 史蒂文·A·懷利, 尼爾·C·戴維斯, 布賴恩特·L·麥克萊尼, 布雷特·J·沃頓, 彼得·W·貝肯, 戴維·A·貝爾, 托尼·瓊斯, 斯蒂芬·M·羅伯茨, 約翰·H·哈維, 舒恩申·R·王, 諾曼·J·詹姆斯, 馬克·哈伯斯泰 申請(qǐng)人:羅爾股份有限公司;古德里奇驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有限公司