專利名稱：一種具有可變截面噴嘴的發(fā)動機艙的制作方法
一種具有可變截面噴嘴的發(fā)動機艙本發(fā)明涉及一種包括可變截面噴嘴的渦輪噴氣發(fā)動機艙。發(fā)動機艙通常具有管狀結構，該管狀結構包括位于渦輪噴氣發(fā)動機上游的進氣 口，設計成環(huán)繞渦輪噴氣發(fā)動機風扇的中間段，以及容納推力反向裝置并設計成環(huán)繞渦輪 噴氣發(fā)動機的燃燒室的下游段，所述發(fā)動機艙通常止于噴氣嘴，該噴氣嘴的出口位于渦輪 噴氣發(fā)動機的下游?，F(xiàn)代機艙設計成用于容納雙流渦輪噴氣發(fā)動機，該雙流渦輪噴氣發(fā)動機能夠通過 轉動風扇的葉片來產(chǎn)生熱氣流(也叫主流)和冷氣流(也叫次流)，其中，該熱氣流來自渦 輪噴氣發(fā)動機的燃燒室，該冷氣流通過在發(fā)動機艙內(nèi)壁和渦輪噴氣發(fā)動機整流罩之間形成 的流路而在渦輪噴氣發(fā)動機外部流通。這兩股氣流從渦輪噴氣發(fā)動機噴出并通過發(fā)動機艙 的后部。推力反向器的作用在于，在飛機著陸過程中，通過改變渦輪噴氣發(fā)動機產(chǎn)生的推 力中的至少一部分推力的方向使之向前來改善飛機的制動能力。在該階段中，反向器阻 塞了冷氣流的流路并且引導其流向發(fā)動機艙的前部，由此產(chǎn)生增加飛機機輪制動的反向推 力。根據(jù)反向器的類型，用于實現(xiàn)冷氣流重定向的裝置會發(fā)生變化。因而，如

圖1-3所示，已知有多種格柵反向器，其中，通過葉柵1結合用于暴露和覆 蓋這些葉片的滑動罩2來完成這些氣流的重定向，所述罩2沿著與發(fā)動機艙的軸線基本平 行的的縱向軸線平移。該滑動罩2因此能夠可選擇地從圖1所示的關閉位置進入到打開位置，其中，處于 關閉位置時，其確保發(fā)動機艙的氣動連續(xù)性并覆蓋葉柵1 ；處于打開位置時，其打開了發(fā)動 機艙內(nèi)的用于階式流動的通道并暴露出葉柵1。進一步地，除了推力反向功能之外，滑動罩屬于后部并且具有下游側，所述下游側 形成了用于引導氣流噴射的噴嘴3。該噴嘴3包括至少一塊以轉動方式活動安裝的板4，所述板4適用在圖1所示的正 常位置、推力反向位置以及圖2所示的位置之間樞轉，其中處于正常位置時其確保發(fā)動機 艙的氣動連續(xù)性，處于推力反向位置時其阻塞冷氣流流路5，處于圖2所示位置時引起噴嘴 3的截面的變化。根據(jù)活動罩2的位移程度，可以調(diào)節(jié)活動板4的樞轉度，并且可以改變噴嘴3的截 面或者通過反向噴射使流路5中的冷氣流反向。因此，如圖2所示，為了減小噴嘴3截面，可以通過朝向流路5的內(nèi)側驅(qū)動板4，而 活動罩2最好位于朝發(fā)動機艙的上游固定結構6的上游方向。為了確?；顒诱?沿上游方向的單純的平移運動，以及由此而帶來的在活動罩2 和發(fā)動機艙的上游固定結構6之間的自由運動，在上述兩元件之間的界面上設有凹部7.然而，如圖3給出的詳細繪示，凹部7的出現(xiàn)會引起發(fā)動機艙的表面的氣動輪廓線 的不連續(xù)，進而導致后者的推進組件的性能降低以及飛行器燃料消耗的增加。本發(fā)明的目的之一是消除上述缺陷。
為此，本發(fā)明突出了一種發(fā)動機艙，包括固定結構，具有可變截面的噴嘴，安裝在 固定結構上從而能夠特別地沿行程滑動進而改變噴嘴截面的罩，其特征在于，所述發(fā)動機 艙還包括設置在固定結構和活動罩之間的氣動連續(xù)組件，所述組件包括彈性裝置，其中，當 罩在其行程的上游部分時，彈性裝置能夠在固定結構與活動罩之間被壓縮；而當罩在其行 程的下游部分時，彈性裝置能夠伸展，由此來確保所述固定結構和所述活動罩之間的輪廓 線的氣動連續(xù)性。本發(fā)明具有以下有益效果消除了直接噴射中固定結構的上游和活動罩之間的氣 動輪廓線的缺陷，同時允許這兩個元件間之間的自由移動，特別地通過朝發(fā)動機艙的上游 方向移動活動罩以改變噴嘴截面。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，該裝置包括一個或多個以下特征，可以考慮為單獨的 特征或技術上可能的特征組合-所述氣動連續(xù)組件包括彈性體類型的撓性構型；-所述氣動連續(xù)組件包括能夠彈性變形的剛性構型；-所述構型為線簧、板簧或波形件的類型；-所述氣動連續(xù)組件包括與彈性回復裝置關聯(lián)的不可變形的剛性構型；-所述構型由單件形成或多個部件的部分組配在一起而形成；-所述氣動連續(xù)組件能夠確保所述上游固定結構和所述活動罩之間的外部輪廓線 的氣動連續(xù)性；-所述氣動連續(xù)組件能夠確保所述固定結構和所述活動罩之間的內(nèi)部輪廓線的氣 動連續(xù)性；-所述活動罩的上游端固定有跟部；-所述氣動連續(xù)元件與所述固定結構結合為一體；-所述氣動連續(xù)元件與所述活動罩結合為一體；-所述發(fā)動機艙包括配備有推力反向裝置的下游段；通過閱讀以下根據(jù)非限制性示例以及參照附圖而給出的實施例的具體描述，將清 楚本發(fā)明的其他特征、目的和有益效果。在所述附圖中圖1和圖2分別示出了現(xiàn)有技術中具有活動板的推力反向裝置在噴嘴正常位置和 噴嘴關閉位置的縱向剖視圖；圖3是圖1所示的推力反向器裝置的活動罩與上游固定結構之間的界面的詳細視 圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的包括氣動連續(xù)組件的推力反向裝置的縱向剖視 圖；圖5至圖8分別是圖4所示的推力反向裝置的活動罩在向上游運動前后，該活動 罩與推力反向裝置的上游固定結構之間的界面的詳細視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的包括氣動連續(xù)組件的推力反向裝置的縱向剖視 圖；圖10至圖13分別是圖9所示的推力反向裝置的活動罩在向上游運動前后，該活 動罩和推力反向裝置的上游固定結構之間的界面的詳細視圖；圖14和圖15分別是依據(jù)本發(fā)明第三實施例的包括氣動連續(xù)組件的推力反向裝置在活動罩向上游運動前后的縱向剖視圖；圖16和圖17分別是依據(jù)本發(fā)明第四實施例的包括氣動連續(xù)組件的推力反向器裝 置在活動罩向上游運動前后的縱向剖視圖。發(fā)動機艙通常具有這樣一種結構，該結夠包括形成進氣口的上游段，環(huán)繞渦輪噴 氣發(fā)動機風扇的中間段以及環(huán)繞渦輪噴氣發(fā)動機的下游段?；趫D4，該下游段包括外部結構10和內(nèi)部發(fā)動機整流結構(未示出)，該外部結 構10包括推力反向裝置，內(nèi)部發(fā)動機整流結構與外部結構10 —起限定了流路(未示出)， 該流路被設計成在上述雙流渦輪噴氣發(fā)動機艙的情況下用于冷氣流的流通。下游段還包括包含前框架21的上游固定結構20，所述上游固定結構20通過推力 反向活動罩30和噴嘴段(未示出)延伸。推力反向活動罩30設計成沿發(fā)動機艙的基本縱向的方向在關閉位置與打開位置 之間被驅(qū)動，處于關閉位置時，其覆蓋氣流葉柵31，處于打開位置時，其與前框架21隔開， 并且通過暴露氣流葉柵在機艙中打開一條通道。進一步的，在活動罩30的延伸方向的噴嘴段包括一系列活動板，所述一系列活動 板轉動安裝在活動罩30的下游端并且分布在噴嘴段的周邊。每個活動板適于在多個位置——正常位置、推進反向位置、以及一些能夠使噴嘴 截面發(fā)生變化的位置之間樞轉，其中，在所述正常位置處其確保發(fā)動機艙的氣動連續(xù)性，在 所述推進反向位置處，其阻塞冷空氣流路并將所述氣流回流至葉柵31，從而確保氣流的重 定向，因此可以實現(xiàn)反向噴射?；顒诱?0向上游和下游的運動程度使得能夠調(diào)節(jié)活動板的樞轉程度，并因此通 過直接噴射來改變噴嘴截面或通過反向噴射驅(qū)使流路中的冷空氣流反向。為了使得活動罩30沿上游方向朝前框架21運動以改變噴嘴截面，在發(fā)動機艙的 外表面和前框架21的內(nèi)表面上，在前框架21和活動罩30之間設置有多個凹部50，51。根據(jù)本發(fā)明，氣動連續(xù)組件40布置在前框架21和活動罩30的界面處，并容納于 凹部50，51中。氣動連續(xù)組件40包括彈性裝置，當罩位于其行程的上游部分時，該彈性裝置能夠 在前框架21與活動罩30之間被壓縮，從而能夠引起噴嘴截面發(fā)生變化；當罩位于其行程的 下游部分時，該彈性裝置能夠伸展以確保前框架21和活動罩30之間的輪廓線的氣動連續(xù) 性。更確切的，該氣動連續(xù)組件40整合在發(fā)動機艙的氣動構型中，該氣動構型具有多 種狀態(tài)，即-伸展狀態(tài)，屆時罩30處于噴嘴截面不變化的位置，前框架21的下游端和活動罩 30的上游端之間的空間被填充，從而確保下游段的輪廓線的氣動連續(xù)性，即前框架21和活 動罩30的氣動輪廓線沒有程度上突變，和-壓縮狀態(tài)，屆時能夠允許活動罩30向上游運動以使噴嘴截面變化，而在活動罩 30沿上游方向的行進的過程中噴嘴段被該活動罩覆蓋。有利地，氣動連續(xù)元件40的存在使得能夠彌補直接噴射狀態(tài)下的氣動輪廓線的 缺陷，并且允許活動罩30朝發(fā)動機艙的上游運動以使噴嘴截面發(fā)生變化。由此避免了直接噴射狀態(tài)下的發(fā)動機艙性能的降低。
較佳地，在發(fā)動機艙的外側和/或冷空氣流路側的前框架21與活動罩30的界面 處可安置有氣動連續(xù)元件40，從而確保這兩個元件之間的外部氣動輪廓線和/或內(nèi)部氣動 輪廓線的連續(xù)性，如參閱隨附的多個附圖。在圖4至圖6所示的第一實施例中，示出了一種氣動連續(xù)元件40，該連續(xù)元件40 具有能夠確保發(fā)動機艙的外部氣動輪廓線的連續(xù)性的撓性構型41。所述構型41因此具有這樣一種形狀和尺寸當罩30處于使得噴嘴截面不發(fā)生變 化的位置時，其適于填充存在于前框架21的下游端和活動罩30的上游自由端之間的空間。該構型41具有下游端，該下游端與活動罩30的上游端一起呈現(xiàn)出蓋子的形狀，從 而保持最小可能的氣動程度的改變，甚至是在使噴嘴截面發(fā)生變化的活動罩30朝上游方 向運動的過程中。較佳地，當活動罩30沿上游方向朝前框架21平移運動以使噴嘴的活動板樞轉時， 氣動連續(xù)元件40足夠柔韌從而變形以與活動罩30的上游端接觸，然后在所述罩30朝下游 退回后，氣動連續(xù)元件40再回復到其中立狀態(tài)和形狀。在非限制性示例中，構型41通常為L型。一方面，構型41包括上游端，該上游端設置成緊固至前框架21并且具有與前框架 21的下游端互補的形狀，另一方面，構型41具有與活動罩30的上游端互補的形狀。所述活動罩30在其上游自由端上具有突出部32，該突出部32沿發(fā)動機艙的縱向 軸線延伸，由L型凹部限定的構型的上游端為用于容納活動罩30的突出部的空間。由于前框架21和活動罩30之間的構型41的存在，發(fā)動機艙的外部氣動輪廓線因 此變得平滑。在活動罩30向上游運動的過程中，所述罩30趨于與前框架21發(fā)生接觸，由于構 型41的通過，前框架21變形，其中，該構型容置于罩30之下。在可選實施例中，構型41的結構可以利用纖維加固。其還可以通過將剛性元件引 入構型41的特定(不可變形)的區(qū)域中來實現(xiàn)這種加固。在另一可選實施例中，彈性元件補充物能夠添加到這種構型41，從而確保在罩30 朝發(fā)動機艙的下游退回后所述構型能夠恢復其初始形狀。在最后的實施例中，為了改善跟部33與氣動連續(xù)元件40的接觸界面，進而提供受 控的接觸區(qū)域，跟部33具有能夠固定至活動罩30的上游端的合適的形狀。參照圖7和圖8，示出了撓性的氣動連續(xù)元件40，該撓性的氣動連續(xù)元件40能夠 確保冷空氣流路側的發(fā)動機艙的內(nèi)部氣動輪廓線的連續(xù)性。在本發(fā)明非限制性的示例中，這種氣動連續(xù)元件40能夠具有凸緣42的形式，該凸 緣42設計成用于填入前框架21的內(nèi)表面，以及更確切地說，用于填入引導反向階段的氣流 導向結構上的凹口 51。該長型凸緣42包括抵靠在前框架21的內(nèi)表面的里面的相對的兩端，以及面朝罩 30的上游端的中間部分。凸緣42的中間部分具有彎曲段，該彎曲段的曲率被限定為能夠確保前框架21的 內(nèi)表面的內(nèi)部氣動輪廓線的連續(xù)性。在活動罩30沿上游方向朝前框架21運動以使噴嘴截面發(fā)生變化的過程中，活動 罩30的上游端伸到凸緣21的中間部分并使其變形。
在罩30向發(fā)動機艙的下游退回后，凸緣42恢復其初始形狀。在一個可選實施例中，跟部34具有能夠固定至活動罩30的上游端的合適的形狀， 如圖4至圖6所示。在第二可選實施例中，凸緣的中間部分可以由雙隔件形成，從而能夠強化氣動連 續(xù)性元件40。圖7和圖8所示的中間部分因此被固定至T形內(nèi)壁，該T形內(nèi)壁上的T形條 形成了雙隔件的第二壁。在圖9至圖13、圖16和圖17所示的第二實施例中，氣動連續(xù)組件40包括剛性構 型43，該剛性構型43能夠彈性變形且設計成用于確保發(fā)動機艙的外或內(nèi)部氣動的連續(xù)性。如圖10至圖11所示，構型43可采用線簧的形式。在本發(fā)明的非限制性實施例中，構型43通常為J形，其凹面被定向為朝向前框架 21。更確切的，所述構型具有一個折疊并固定至前框架21的下游端，所述下游端通過 設計成用于允許構型43彎曲的過渡部分而延伸，其自身通過直線形上游端而延伸，該直線 形上游端固定至前框架21的外表面，并且因此無程度上的突變。當所述罩30處于使得噴嘴截面不發(fā)生變化的位置時，所述罩30的上游端抵靠所 述過渡部分容置，從而使得前框架21，氣動連續(xù)元件40和活動罩在發(fā)動機艙的外表面上不 會發(fā)生任何程度的突變。在活動罩30沿著上游方向朝前框架21運動的過程中，所述罩30的上游端緊挨著 并頂靠構型43的過渡部分，使得后者彎曲，由此為罩30的上游端朝前框架21的前進中打 開一條通道。如圖9至圖11所示，彎曲點能夠有利地設置在其結構的下游。反之亦然，但為此 需要更大的脫離位移。構型43可由具有允許其結構部分彎曲的彈性特征的金屬材料或復合材料制成。此外，由于活動罩30的向上游運動而引起構型43的外徑減小，因此有必要提供允 許其變形的狹縫，該狹縫從構型的上游端延伸至構型的彎曲地帶。進一步的，為了不因所述狹縫的存在而降低發(fā)動機艙的氣動性能，所述狹縫可以 用彈性體類型的撓性材料填充。如圖12和圖13所示，構型44可具有確保冷氣流流路側的發(fā)動機艙的內(nèi)部氣動輪 廓線的連續(xù)性的板簧的形狀。構型44具有類似于圖7和圖8中已描述的形狀。然而，在該實施例中，構型44是剛性的且可以彈性變形的。因此，如圖13所示，在活動罩30沿上游方向朝前框架21運動的過程中，為了使得 噴嘴截面發(fā)生變化，活動罩30的上游端抵靠構型44，該構型44彎向前框架21的內(nèi)側，以不 產(chǎn)生氣動干擾。更確切的，未固定至前框架21內(nèi)表面的里面的構型44的自由端朝前框架內(nèi)側傾 斜以允許所述彎曲。用于連接構型44的框架的固定連接部分可相對于凹口 51而置于下部或上部。在罩30朝發(fā)動機艙的下游退回后，構型44恢復其初始狀態(tài)。在另一考慮的實施例中，跟部34固定至活動罩30的上游端。
此外，參照圖16和圖17，示出了又一實施例的構型，其能夠分別以波形件45和46 的形式而確保發(fā)動機艙的內(nèi)和外部氣動輪廓線的連續(xù)性。在其他實施例中，所述波形件45和46具有這樣一種形狀和尺寸適合當罩30未 處在使噴嘴截面發(fā)生變化的位置時確保前框架21和罩30之間的氣動連續(xù)性。如圖17所示，在所述罩30沿上游方向朝前框架21運動的過程中，所述罩30的上 游端抵靠在波形件45和46上，受到擠壓時，為活動罩進一步向上游朝前框架21前進打開 了通道。在活動罩30退回后，每個波形件45和46恢復其初始形狀。每個波形件的波的數(shù)量是確定的以使其不超過彈性限度。在圖14和圖15所示的第三實施例中，設計成用于確保發(fā)動機艙的內(nèi)部和外部氣 動輪廓線的連續(xù)性的氣動連續(xù)組件40包括與彈性回復裝置關聯(lián)的不可變形剛性構型47、 48。更確切的，其包括固定至彈簧類型元件一端的構型47、48，該彈簧類型元件本身， 在另一端上固定至支撐結構49。如發(fā)動機艙外表面所示的那樣，支撐結構49可以整合到前框架21中，或者如前框 架21的內(nèi)表面所示的那樣，獨立于前框架21卻固定至其上。類似于其他實施例，構型47、48具有這樣一種形狀和尺寸其適于填充前框架21 與罩30之間的凹口 50、51，以確保所述元件之間的氣動輪廓線的連續(xù)性。此外，如圖15所示，在罩30沿上游方向朝前框架21運動的過程中，罩30的前端 抵靠在構型47、48上，由于彈簧而發(fā)生擠壓，由此打開了罩30朝前框架21前進的通道。構型的運動方向由構型47、48與活動罩30的上游端之間的界面處的接觸壓力的 方向而限定。在所有描述的實施例中，考慮的構型可以由單件形成或多個部件的部分的組件構 成。相對于現(xiàn)有技術的發(fā)動機艙，本領域技術人員將會了解到一種發(fā)動機艙，該發(fā)動 機艙提出了一種可變噴嘴，在飛機的起飛或降落階段，通過將遠離其關閉位置的活動罩朝 發(fā)動機艙的固定結構的上游方向運動，噴嘴會發(fā)生變化，并且在飛行階段的直接噴射時沒 有任何氣動輪廓線的缺陷。當然，本發(fā)明不限于以上示例所述的發(fā)動機艙的實施例，還包括所有可能的變型。因此，本發(fā)明可以應用至不包含推力反向裝置的發(fā)動機艙。本發(fā)明還可以應用至包括推力反向裝置的發(fā)動機艙，該推力反向器裝置包括上游 的位于葉柵下的推力反向副翼和發(fā)動機艙下游的與活動板關聯(lián)的活動罩，從而確保噴嘴截 面的變化。進一步的，在本發(fā)明的可替代實施例中，在活動罩朝發(fā)動機艙的上游運動過程中， 通過前框架結合活動罩的擠壓可以提供氣動的連續(xù)性。
權利要求
1.一種發(fā)動機艙，包括固定結構(20)和活動罩(30)，所述活動罩(30)在其下游端通 過可變截面噴嘴延伸，所述罩(30)安裝在所述固定結構00)上從而能夠特別地沿行程滑 動，進而改變所述噴嘴的截面，其特征在于，所述發(fā)動機艙還包括設置在所述固定結構00) 和所述活動罩(30)之間的氣動連續(xù)組件(40)，所述氣動連續(xù)組件00)包括彈性裝置，其 中，當所述罩在其行程的上游部分時，所述彈性裝置能夠在所述固定結構與所述活動罩之 間被壓縮；而當所述罩在其行程的下游部分時，所述彈性裝置能夠伸展，由此來確保所述固 定結構O0)和所述活動罩(30)之間的輪廓線的氣動連續(xù)性。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機艙，其特征在于，所述氣動連續(xù)組件GO)包括彈性體 類型的撓性構型01，42)。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機艙，其特征在于，所述氣動連續(xù)組件包括能夠彈性變 形的剛性構型(43，44，47，48)。
4.根據(jù)權利要求3所述的發(fā)動機艙，其特征在于，所述構型為線簧、板簧或波形件的類型。
5.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機艙，其特征在于，所述氣動連續(xù)組件GO)包括與彈性 回復裝置關聯(lián)的不可變形的剛性構型07，48)。
6.根據(jù)權利要求2至5中任一項所述的發(fā)動機艙，其特征在于，所述構型01，42，43， 44，45，46，47，48)由單件形成或多個部件的部分組配在一起而形成。
7.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機艙，其特征在于，所述氣動連續(xù)組件GO)能夠確保所 述上游固定結構O0)和所述活動罩(30)之間的外部輪廓線的氣動連續(xù)性。
8.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機艙，其特征在于，所述氣動連續(xù)組件GO)能夠確保所 述固定結構O0)和所述活動罩(30)之間的內(nèi)部輪廓線的氣動連續(xù)性。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的發(fā)動機艙，其特征在于，所述活動罩(30)的上游 端固定有跟部(33，34)。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的發(fā)動機艙，其特征在于，所述氣動連續(xù)元件 (40)與所述固定結構O0)結合為一體。
11.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的發(fā)動機艙，其特征在于，所述氣動連續(xù)元件 (40)與所述活動罩(30)結合為一體。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的發(fā)動機艙，其特征在于，所述發(fā)動機艙包括配備 有推力反向裝置的下游段。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機艙，其包括固定結構(20)、具有可變截面的噴嘴、以及安裝在所述固定結構(20)上從而能夠特別地沿其行程滑動進而改變所述噴嘴截面的罩(30)，其特征在于，所述發(fā)動機艙還包括位于固定結構(20)和活動罩(30)之間的氣動連續(xù)組件(40)，所述組件(40)包括彈性裝置，其中，當所述罩在其行程的上游部分時，所述彈性裝置能夠在所述固定結構與所述活動罩之間被壓縮；而當所述罩在其行程的下游部分時，所述彈性裝置能夠伸展，由此來確保所述固定結構(20)和所述活動罩(30)之間的輪廓線的氣動連續(xù)性。
文檔編號F02K1/09GK102131705SQ200980132953
公開日2011年7月20日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權日2008年9月24日
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