双动式线性驱动器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种双动式线性驱动器（100），其用于使第一构件（10b）和第二构件（10a）相对于固定构件（17）移动，所述驱动器（100）包括串联安装的管状构件和锁定装置（120）。
【专利说明】双动式线性驱动器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双动式线性驱动器，其用于使得第一和第二构件相对于固定构件移动，这三个构件特别属于用于涡轮发动机舱的推力反向器。
【背景技术】
[0002]飞机通过多个涡轮发动机驱动，每个涡轮发动机都容纳在发动机舱中，发动机舱还容纳一系列与其操作相结合的关联驱动设备，当涡轮发动机运行或停止时执行各种功倉泛。
[0003]这些关联驱动系统特别包括推力反向器驱动系统。
[0004]发动机舱通常具有管状结构，该管状结构包括位于涡轮喷气发动机上游的进气口、设计成围绕涡轮喷气发动机风扇的中间段、以及设计成围绕涡轮喷气发动机燃烧室并且容纳推力反向装置的下游段，发动机舱通常末端为喷嘴，该喷嘴的出口位于涡轮喷气发动机的下游。
[0005]这种发动机舱通常用于容纳双流涡轮发动机，这种发动机能够通过旋转风扇叶片产生热气流(也称为主流)和冷气流(次流)，所述热气流来自涡轮喷气发动机燃烧室，所述冷气流穿过环形通路在涡轮喷气发动机外部循环，所述环形通路在涡轮喷气发动机整流罩和发动机舱的内壁之间形成。
[0006]这两股气流通过发动机舱后部从涡轮喷气发动机排出。
[0007]推力反向器的作用在于，当飞机着陆时，通过使涡轮喷气发动机产生的至少一部分推力向前重定向来改善飞机的制动能力。
[0008]在此期间，反向器阻挡冷流的通道，并且使该冷流向发动机舱的前部定向，因此产生施加到飞机轮子的制动系统上的反向推力。
[0009]根据反向器的类型，常常使用该装置实施冷气流的重定向。
[0010]然而，在所有情况下，反向器的结构包含活动罩，所述活动罩能够在展开位置和收缩位置之间移动，一方面，在展开位置，所述活动罩将用于在发动机舱中偏转流体的通道打开，另一方面，在收缩位置，所述活动罩将所述通道关闭。所述罩可以实现偏转功能或仅驱动其他偏转装置。
[0011]在格栅式反向器(也称为叶栅式反向器)中，气流的重定向是由叶栅叶片完成的，于是罩仅具有滑动功能，用于露出或遮盖所述叶片，该活动罩沿大致平行于发动机舱的轴线的纵向轴线平移。
[0012]通过滑动罩激活附加的阻流门，通常允许通道沿叶片下游关闭，从而优化冷流的
重定位。
[0013]除执行推力反向功能外，滑动罩属于后部，并且其具有形成喷嘴的下游侧，该喷嘴具有用于引导气流排出的可变段。
[0014]该喷嘴可以补充一个引导热流的主喷嘴，被称为第二喷嘴。
[0015]为了应对对应于各种飞行阶段的喷嘴的适应段的问题，特别是飞机的起飞和降落阶段，特别提供一种如图1所示的推力反向器。
[0016]该推力反向器一方面包括用于至少部分涡轮喷气发动机气流的叶栅叶片11，另一方面包括至少一个罩10，所述罩10可在发动机舱的大致纵向方向上平移，以能够在关闭位置和开启位置之间移动，在所述关闭位置上罩确保发动机舱的气动连续性并遮盖所述叶栅叶片11，在开启位置上罩开启发动机舱内通道并露出所述叶栅叶片11。
[0017]活动罩10包括外部部分IOa和内部部分10b，它们均可平移地安装，外部部分IOa(罩10的下游侧)形成用于引导气流排出的喷嘴。
[0018]通过将活动罩10分为内部部分IOb和外部部分10a，它们至少可部分地独立于彼此移动，这能够使外部部分IOa和内部部分IOb的相对位置适应于飞行的条件，为了当活动罩10位于关闭位置并且露出叶栅叶片11时，以及当活动罩10位于开启位置时，通过改变活动罩10的内部气动线的长度来改变由活动罩10形成的喷嘴段。
[0019]在不同的飞行阶段，当推力反向器设备处于直接喷射阶段和当处于反向喷射阶段时，在用于确保喷嘴的操纵的驱动系统上存在一个反复出现的问题。事实上，当推力反向器锁定在关闭位置时，这种系统必须能够控制可变的喷嘴段，当推力反向器展开时，可变喷嘴相对地处于最大限度地展开位置。
[0020]已提出可伸缩的电动汽缸，其中，第一杆使罩的内部部分IOb移动，滑动安装在第一杆上的第二杆使罩的外部部分IOa移动。
[0021]然而，这种方案不是最优的:这种电动汽缸通常存在启动困难。
[0022]事实上，第二杆相对于汽缸的基部是可移动的，很难在所述汽缸的基部将驱动装置组合在一起，并且第二杆通常必须装配有其自身的电机，因此所述电机也是可移动的。
[0023]为了解决这些启动困难，申请FR2922059提出了一种双动式可伸缩的线性驱动器，它包括基部，将所述基部附接至反向器的固定构件，并且作为容纳第一杆的外壳，限制第一杆的旋转，并且其可以通过驱动轴平移，将所述驱动轴连接至用于旋转驱动的装置，将第一杆通过一端连接到喷嘴形状的罩的端部，支撑第二杆的第一杆位于其延伸部分，并通过一端连接至待移动的罩的其余部分，能够限制所述第二杆的旋转，第二杆通过穿过基部并连接至旋转驱动装置的第二驱动轴装置平移。
[0024]在这种驱动器中，用来驱动杆的装置包括电机，所述电机能够通过至少一个差速器驱动输入轴，一方面，所述差速器具有与第一或第二驱动轴其中之一相连接的第一输出轴，另一方面，所述差速器具有连接至第二或第一驱动轴的第二输出轴。
[0025]差速器是指任意能够通过分配运动力将驱动速度分配给多个输出轴的机械装置。
[0026]这种致动器能够通过差速器驱动该致动器的杆，通过单电机装置移动罩的活动部件的一个或另一个。
[0027]此外，这种安排能够将驱动器的两个杆的驱动装置组合在驱动器的基部中。
[0028]然而，差速器的存在牵涉到具有两个不同的驱动链，罩的两个部分对应各自的驱动轴。
[0029]因此，该驱动系统的质量、体积和因此产生的成本依然受到影响。
[0030]超出的质量额外地有损于涡轮喷气发动机的性能，并对其造成损害。
[0031]此外，这种具有多驱动链的方案实施起来很复杂。
【发明内容】
[0032]本发明的一个目的在于解决前述现有技术方案的缺陷。
[0033]由此，本发明的一个目的在于提出一种双动式线性驱动器，其能够简化用于驱动推力反向器系统，同时保证该系统的可靠和有效。
[0034]还希望提出一种相对于现有系统降低了驱动系统的推力方向器的重量的双动线性驱动器，从而降低成本并显著地改进推进组件的涡轮喷气发动机的性能。
[0035]本发明的另一个目的在于提出一种双动式线性驱动器，达到具有可变截面喷嘴的驱动系统的推力反向器的要求:当推力反向器被锁在关闭位置时，可实现喷嘴段的变化。
[0036]为此，本发明提出一种双动式线性驱动器，其用于使第一构件和第二构件相对于固定构件移动，所述驱动器包括:
[0037]-第一管状构件，其设有适于将所述管状构件连接至所述待移动的第一构件的装置，
[0038]-第一驱动轴，其容纳在第一管状构件中，能够使第一管状构件相对于固定构件平移，
[0039]-第二管状构件，其包括适于将其附接至待移动的第二构件的装置，以及
[0040]-第二驱动轴，其容纳在第二管状构件中，能够使第二管状构件相对于固定构件平移。
[0041]该致动器的特征在于，利用第二驱动轴串联安装两个管状构件，所述第二驱动轴固定安装在第一管状构件上，使得这两个驱动轴附属于同一条驱动链，其中，当第一管状构件的锁定装置处于锁定状态时，第二驱动轴使第二管状构件相对于第一管状构件平移，其中，当锁定装置处于解锁状态时，第一驱动轴使第一管状构件和第二管状构件相对于第二固定构件平移。
[0042]可单独或结合地考虑根据本发明的驱动器的其他可选特征:
[0043]-驱动器包括基部，其连接至固定构件并且支撑第一驱动轴；
[0044]-第一驱动轴安装为能够相对于基部旋转；
[0045]-锁定装置适用于，在锁定状态，限制第一管状构件相对于基部平移，而使第一管状构件能够相对于基部自由旋转；
[0046]-适于将第二管状构件连接至第二构件的装置，适于限制第二管状构件旋转；
[0047]-适用于将所述第一管状构件连接至待移动的第一构件的装置，适于使第一管状构件能够旋转；
[0048]-适用于将所述第一管状构件连接至待移动的第一构件的装置包括销，所述销一方面通过滚动轴承或滚珠轴承连接至第一构件，另一方面，由安装在待移动的第一构件上的连接杆-舵杆组件连接至第一构件；
[0049]-第一和第二驱动轴是滚珠丝杠；
[0050]-所述两个滚珠丝杠的节距是不同的；
[0051]-驱动器包括具有单输出轴的单驱动电机，所述单输出轴仅驱动第一驱动轴。
[0052]本发明进一步涉及一种用于涡轮喷气发动机的推力反向器，一方面包括用于偏转涡轮喷气发动机的至少部分气流的装置，另一方面包括至少一个在大致平行于发动机舱的纵向轴线的方向平移的活动罩，所述活动罩能够在关闭状态和开启状态之间交替移动，在关闭状态所述罩确保发动机舱的气动连续性并且遮盖偏转装置，在开启状态所述罩开启发动机舱的通道并露出偏转装置，所述活动罩包括至少一个形成喷嘴的端部，所述端部安装为能够相对于罩的其余部分平移，其特征在于，所述推力反向器还包括根据本发明的驱动器，所述驱动器使得活动罩和喷嘴能够移动。
【专利附图】
【附图说明】
[0053]本发明的其他特征和优点将结合附图在以下的说明书中予以呈现，其中:
[0054]图1是装配有活动罩的推力反向器的局部纵向横截面示意图，所述活动罩分成可彼此相对移动的内部部分和外部部分；
[0055]-图2示意性地示出了根据本发明的一个实施例的双动式线性驱动器，特别但不仅仅可以应用于图1的推力反向器；
[0056]-图3是图2的驱动器的立体图，其设置有用于连接至推力反向器的装置，特别是图1中的推力反相器；
[0057]-图4至6示意性地示出了在飞机的不同飞行阶段驱动双动式线性驱动器的步骤，即，分别地，在喷嘴段变化期间、在推力反向期间、以及在关闭推力反向器的期间。
【具体实施方式】
[0058]在所有这些附图中，相同或相似的附图标记指代相同或相似的构件或构件组。
[0059]值得注意的是，术语“上游”和“下游”可以理解为相对于涡轮喷气发动机的气流方向。
[0060]同样值得注意的是，为了便于理解，根据本发明的双动式线性驱动器将按照图1所示的和在前所描述的推力反向器来实现。
[0061]然而，本申请并不限于此。
[0062]这种驱动器可用于任何一种反向器，活动罩装配有喷嘴端部，所述喷嘴安装为可相对于罩移动，以形成所谓可变的喷嘴，一般而言，用于将第一和第二构件相对于固定构件任意地移动。
[0063]因此，它们特别用于驱动罩和喷嘴，其中，通过喷嘴的输出段的几何增长而改变输出段。
[0064]如图7所示，它们也用于驱动罩70和具有可变段的喷嘴71，驱动罩70和喷嘴71可相对于固定发动机舱结构72移动，通过在罩70和喷嘴71之间形成的空气通道78改变所述喷嘴输出段，在罩70和喷嘴71之间产生附加流。所述附加流由箭头74示出。
[0065]参考图1至3，双动式线性驱动器100的目的在于使内部罩10的部分IOb和外部罩的部分IOa可相对于固定构件移动，这里所述固定构件是指推力反向器的固定前框架17。
[0066]驱动器100包括基部101，所述基部设置为使用任意适合的装置将其连接至固定前框架17。
[0067]如图3所示，驱动器100的基部101利用万向节(未示出)连接至前框架17，所述万向节由两个侧驱动轴116连接至基部101。
[0068]将形成驱动器100的第一杆的第一管状本体102连接至罩10的内部部分IOb的
一端，所述驱动器用于驱动。[0069]装置设置为用于固定所述内部部分10b，所述内部部分适用于使第一管状本体102能够旋转。
[0070]在一个可选实施方式中，特别参考图2和图3，这种装置包括侧向销21，所述侧向销通过滚动轴承或滚珠轴承22连接至第一本体102。
[0071]每个销21也通过连接杆23连接至共享舵杆24，所述的舵杆24固定在固定构件25上，所述固定构件25固定于罩10的内部部分10b。
[0072]在一个非限制性实施例中，这种固定构件25可以是单轭或双轭25。
[0073]这种用于将第一本体102固定至罩的内部部分IOb的装置，能够影响单自由度，即，沿发动机舱中心轴线的轴线平移，例如，驱动器100的三个固定点的非对准分别被允许在发动机舱的固定结构17上、罩10的内部部分10b、罩10的外部部分10a，导致喷嘴输出段的变化。
[0074]容纳在第一本体102中的第一驱动轴104，能够使第一本体102相对于固定前框架17平移。
[0075]在一个可选实施方式中，该第一驱动轴104是滚珠丝杠式的驱动螺杆。
[0076]驱动器100的第一本体102还包括任意的适于与滚珠丝杠104相配合的装置，例如，滚珠螺母103。
[0077]此外，将第一驱动轴104连接至驱动器的基部101，驱动轴104的上游端容纳在基部101中。
[0078]使用任意适合的装置，将第一驱动轴104的上游端可旋转地安装在基部101中，例如滚动轴承117。
[0079]此外，形成驱动器100的第二杆的第二管状本体105，设置为下游端连接至罩10的外部部分10a，用于驱动喷嘴的输出段的变化。
[0080]装置30适用于限制第二本体105的旋转。
[0081]因此，第二本体105在其下游端设置有固定插槽30和固定轭，用于与罩的外部部分IOa相配合,这种连接使本体105不能旋转。
[0082]任何其他能够防止本体105旋转的设备都是可以被考虑的。
[0083]第二驱动轴106容纳在第二本体105中并固定至第一本体102，它能够使第二本体105相对于固定前框架17旋转。
[0084]在一个可选实施方式中，第二驱动轴106也是滚珠丝杠式的驱动螺杆106。
[0085]驱动器100的第二本体105还包括任意的适于与滚珠丝杠相配合的装置，例如，滚珠螺母107。
[0086]值得注意的是，两个轴104、106的滚珠丝杠104、106具有相同或不同的节距，因此能够使驱动器100的两个本体102、105各自的速度分别是相同的或唯一的。
[0087]此外，驱动器100包括锁定装置120，该锁定装置适于在锁定状态时禁止驱动器100的第一本体102相对于基部101的任何平移，但允许它自由旋转。
[0088]如图2中特别示出的，在一个实施方式中，锁定装置120包括突出环122和一个或多个钩121，所述钩安装在基部101上或驱动器100的第一本体102上，该突出环安装在驱动器100的第一本体102的表面101上，如果可能，钩121和环122是适于彼此相互配合的互补锁定装置。[0089]为了使驱动器100的第一本体102能够旋转，环122是滚珠轴承。
[0090]此外，为了旋转第一驱动轴104，可以提供电动驱动装置(未示出)。
[0091]驱动装置包括能够驱动单个轴的单电机，反过来，又将轴的移动传递给连接到第一驱动轴104的单个输出轴。
[0092]连接至第二驱动轴106的输出轴不需要驱动所述轴106，如下文所述。
[0093]事实上，根据本发明，使用第二驱动轴106串联安装驱动器100的第一和第二本体102、105，所述驱动轴106固定安装在驱动器100的第一本体102的下游端，并延伸。
[0094]此外,两个驱动轴104、106属于同一个驱动链,其中:
[0095]-当锁定装置120处于锁定驱动器100的第一本体102的状态时，第二驱动轴106使驱动器100的第二本体105相对于第一本体102平移，并且
[0096]-当锁定装置120处于解锁驱动器100的第一本体102的状态时，第一驱动轴104使驱动器100的第一和第二本体102相对于固定前框架17平移。
[0097]因此，在锁定装置的解锁状态下，驱动器100的第二本体105在下游方向轴向平移而连接至驱动器100的第一本体102。
[0098]根据本发明，单驱动链用于:
[0099]-移动驱动器100的第一本体102，从而移动罩10的内部部分10b，并且
[0100]-移动驱动器100的第二本体105，从而当驱动器100的第一本体102的旋转被限制时移动罩10的外部部分10a。
[0101]因此，降低了推力反向器驱动系统的质量和成本。
[0102]根据本发明的线性驱动器100的操作如下。
[0103]图4示出了处在喷嘴段变化阶段的驱动器100。
[0104]在此阶段中，锁定装置120处于锁定驱动器100的第一本体102的状态。由此，禁止了它的平移。
[0105]通过电机旋转的第一驱动轴104，它赋予驱动器100的第一本体102同样的旋转动作。
[0106]固定安装在驱动器100的第一本体102上的第二驱动轴106，它也被旋转。
[0107]由于锁定了驱动器100的第二本体105的旋转，第二驱动轴106的旋转导致驱动器100的第二本体105在驱动器的下游方向上作相应的平移移动。
[0108]由此驱动罩10的外部部分IOa在反向器下游方向移动，改变了喷嘴出口部分。
[0109]在此阶段，保持罩10的内部部分IOb处于关闭状态，因此遮盖叶栅11。
[0110]致动器可以用于限制第一驱动轴104的旋转，使罩10的外部部分IOa保持在其标称的喷嘴段位置和其位于反向器下游的最大位置之间的中间位置上，最大位置提供最大喷嘴出口部分。
[0111]图5示出了处于推力反向阶段的驱动器100。
[0112]在此阶段，罩10的上部部分IOa处于喷嘴输出段变化最大的位置。
[0113]因此，驱动器100的第二本体105向驱动器下游方向最大程度地展开，同时罩10的外部部分IOa在反向器的下游方向最大程度地平移，如相对于图4所述。
[0114]在此时，命令锁定装置120解锁。这样，可允许驱动器100的第一本体102平移。
[0115]通过电机旋转的第一驱动轴104,它使驱动器100的第一本体102作平移移动。[0116]驱动器100的第二本体105向驱动器100下游方向最大程度地展开，与第二驱动轴106配合的滚珠螺母107在其行程端部，限制第二轴106的任何旋转，从而限制驱动器100的第二本体105相对于第二驱动轴106的任何平移。
[0117]第一驱动轴104的旋转导致驱动器100的第一和第二本体102都相对于固定前框架17向驱动器100的下游平移移动。
[0118]因此，罩10的内部部分IOb在推力反向器的下游方向移动以关闭通道9并执行推力反向。
[0119]图6不出与图5中反向的移动,对应于返回到推力反向器罩10的内部部分IOb和外部部分IOa的关闭状态。
[0120]施加在侧部销22上的力通常大于施加在位于驱动器100的第二本体105的下游端的固定轭30上的力，首先第一旋转驱动轴104使驱动器100的第一本体102和第二驱动轴106旋转，直到滚珠螺母107行程终点的临界处，所述滚珠螺母107在收缩状态时与第二驱动轴106配合。
[0121]然后，禁止第二驱动轴106的任意旋转，这导致驱动器100的第一本体102在下游方向上向基部101平移。
[0122]根据需要，随即命令重新锁定在驱动器100的所述第一本体102上的锁定装置20。
[0123]值得注意的是，这样的驱动系统满足很多安全上的要求，特别可靠。
[0124]事实上，锁定装置120是罩10的防御锁定系统的三重线的一部分。
[0125]即使本发明已经描述了一个特定的示例性实施方式，它绝不局限于上述实施例而是包括落入本发明的保护范围内的所描述的方案的所有技术等同及其组合。
[0126]因此，例如，可以考虑有一种带双万向节的系统代替上述连接杆23和舵杆14系统:这在运动学上是等价的，但是可以在十分接近汽缸轴线的方向施加反作用力，因而减少寄生力O
[0127]对于同样的推力反向器罩可以使用多个根据本发明的双动式线性驱动器。
[0128]如前文所指出的，根据本发明的双动式线性驱动器可使用在其他应用中。
【权利要求】
1.一种双动式线性驱动器(100)，其用于使第一构件(IOb)和第二构件(IOa)相对于固定构件(17)移动，所述驱动器包括: -第一管状构件(102)，其设有适用于将所述第一管状构件(102)连接至待移动的第一构件(IOb)的装置(21，22，23，24，25)， -第一驱动轴(104)，其容纳在第一管状构件(102 )中，能够使第一管状构件(102 )相对于固定构件(17)平移， -第二管状构件(105)，其包括适用于使第二管状构件(105)连接至待移动的第二构件(IOa)的装置(30)，和 -第二驱动轴(106)，其容纳在第二管状构件(105)中，能够使第二管状构件相对于固定构件(17)平移， 其特征在于，通过第二驱动轴(106)串联安装两个管状构件(102、105)，将第二驱动轴(106)固定安装在第一管状构件(102)上，使得两个驱动轴(104，106)属于同一条驱动链，其中，当第一管状构件(102)的锁定装置(120)处于锁定状态时，第二驱动轴(106)使第二管状构件(105)相对于第一管状构件(102)平移，其中，当锁定装置(120)处于解锁状态时，第一驱动轴(104)使第一管状构件(102)和第二管状构件(105)两者都相对于第二固定构件(17)平移。
2.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，它包括基部(101)，所述基部用于连接至固定构件(17)并且支撑第一驱动轴(104)。
3.根据权利要求2所述的驱动器，其特征在于，第一驱动轴(104)被安装为能够相对于基部(101)旋转。
4.根据权利要求2所述的驱动器，其特征在于，锁定装置(120)适于在锁定状态限制第一管状构件(102)相对于基部(101)的任何平移，而使其可相对于基部(101)自由旋转。
5.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，适用于将第二管状构件(105)连接至第二构件(IOa)的装置(30)，适于锁定第二管状构件(105)的旋转。
6.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，适于将所述第一管状构件(102)连接至待移动的第一构件(IOb)的装置(21，22，23，24，25)，适于允许第一管状构件(102)旋转。
7.根据权利要求6所述的驱动器，其特征在于，适于将所述第一管状构件(102)连接至待移动的第一构件(IOb)的装置(21，22，23，24，25)包括销(21)，所述销(21) —方面通过滚动轴承或滚珠轴承(22)连接至第一构件(102)，另一方面，由安装在待移动的第一构件(IOb)上的连接杆-舵杆组件(24)连接至第一构件(102)。
8.根据权利要求6所述的驱动器，其特征在于，适于将第一管状构件(102)连接至第一构件(IOb)的所述装置包括双万向节。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的驱动器，其特征在于，所述第一和第二驱动轴(104，106)是滚珠丝杠。
10.根据权利要求9所述的驱动器，其特征在于，所述两个驱动轴的滚珠丝杠的节距是不同的。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的驱动器，其特征在于，所述驱动器包括具有单输出轴的单驱动电机，所述单输出轴仅驱动第一驱动轴(104)。
12.—种用于润轮喷气发动机的推力反向器,一方面包括用于偏转润轮喷气发动机的至少部分气流的装置，另一方面包括至少一个在大致平行于发动机舱的纵向轴线的方向平移的活动罩，所述活动罩能够在关闭状态和开启状态之间交替移动，在关闭状态所述罩确保发动机舱的气动连续性并且遮盖偏转装置，在开启状态所述罩开启发动机舱的通道并露出偏转装置，所述活动罩包括至少一个形成喷嘴的端部，所述端部安装为能够相对于罩的其余部分平移，其特征在于，所述推力反向器还包括根据本发明的权利要求1至11中任一项所述的驱动器，所述驱`动器使得活动罩和喷嘴能够移动。
【文档编号】F02K1/54GK103732949SQ201280037764
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年6月21日 优先权日:2011年7月29日
【发明者】皮埃尔·卡吕埃勒, 皮埃尔·莫拉德尔-卡瑟拉 申请人:埃尔塞乐公司