专利名称：通过加强的刃形边缘/槽联接装置的喷气发动机短舱结构的附接的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于喷气发动机的短舱。
背景技术：
飞行器由多个喷气发动机推动，每个喷气发动机都容纳在短舱中。
短舱通常具有管状结构，其包括喷气发动机前方的进气口 ；用于围绕喷气发动
机风扇的中间单元；以及下游单元，其结合有推力反向装置，用于围绕喷气发动机燃烧室并
且基本上终止于喷气管道，该下游单元的出口位于喷气发动机的下游。 现代的短舱用来容纳双路式喷气发动机(bypass jet engine)，该双路式喷气发
动机一方面能够产生来自喷气发动机燃烧室的热气流(也称作主气流)，另一方面能够产
生来自风扇的冷气流(二次气流或者旁路气流)，该冷气流经环形通路围绕喷气发动机的
外部流动，该环形通道也称作流动路径，在限定出喷气发动机机罩的内部结构与短舱的内
壁之间形成。这两股气流经由短舱后部从喷气发动机喷出。 在飞行中保持固定的后部单元的部件(即内部结构)以及后部单元的外部结构通 常都通过刃形边缘/槽型夹紧系统而连接到中间单元。 这种夹紧装置将后部单元保持在适当位置并且能够承受纵向载荷，同时允许径向 脱开以使得能够容易地绕着位于12点钟位置的铰链线打开外部和内部结构，从而使得能 够在短舱内部或者在喷气发动机上执行维修操作。在飞行中通过位于6点钟位置的闭锁装 置使它们保持封闭。 反向器和发动机罩通常设计成例如纵向梁和致动圆筒的不连续的结构元件的形 式，从而支承和/或致动例如声学发动机罩面板、活动的推力反向器面板等连续的非结构 元件。这种设计导致将高度集中(localized)的载荷引导到槽/刃形边缘夹紧装置的特定 区域上，特别是位于梁和其它结构化元件处的区域上。 已经发现，对于现有结构，这些外围的刃形边缘/槽夹紧装置不适于具有个别化 载荷路径的结构。这会导致对破坏的低耐受性。此外，这些夹紧装置通常由铝制成并且仅 仅针对疲劳强度而非破坏极限进行设计制造。 此外，开口元件上的夹紧装置不能够承受周向载荷(环载荷)，原因是它们不是轴 对称的。 整个夹紧装置由较坚固的材料制成是难以想象的，原因是这会给推进单元的成本 和质量带来负面影响。
发明内容
由此，本发明的具体目标是提供一种短舱，其具有通过刃形边缘/槽型夹紧装置
而连接到中间单元的后部单元，该刃形边缘/槽型夹紧装置较坚固，但是不会给整体的成 本和/或质量带来额外负担。一目标是通过一种用于喷气发动机的短舱而实现的，所述短舱包括 前部进气单元；用于围绕喷气发动机风扇的中间单元；以及后部单元，所述后部单元的至 少一个构成部件通过至少部分沿外围的径向刃形边缘连接到所述中间单元，所述刃形边缘 能够通过互补的形状与对应的槽协作，所述槽由所述中间单元的部件给出，其特征在于，所 述刃形边缘包括至少一个加强区段，所述加强区段位于承受高载荷的区域内，所述加强区 段由比所述刃形边缘的其余部分更坚固且根据所述区段在所述区域内所要承受的载荷而 定制的材料制成。 由此，通过提供包括加强区段的刃形边缘，只有受到较强载荷的区域才被加强。
利用加强区段制成刃形边缘意味着不会对夹紧装置的整体质量及其成本产生过 多影响，只有在将要承受的载荷使得必需借助于较坚固并且由此通常更重且更昂贵的材料 的那些位置处才借助于那样的材料。 有利地，所述加强区段包括多个子区段。这种子区段是针对包括分离载荷路径以 及安全断开的解决方案而提出的。由此，假如一个子区段由于冲击、腐蚀或者随着裂缝蔓延 发生穿透疲劳而断裂，那么其它子区段被设计制成成能够承受其载荷。 优选地，所述刃形边缘主要基于铝。铝满足根据本发明的短舱中对多数刃形边缘 的成本和质量上的要求。 优选地，加强区段由钛制成。对于所讨论的应用而言，钛基合金具有良好的强度/ 重量比率。 有利地，加强区段基本上位于与属于后部单元的结构的纵向梁结合的结合部位。 同样有利地，一种加强区段基本上位于12点钟位置，一种加强区段基本上位于6
点钟位置。这基本上是与外挂架或者与外挂架附近的梁相结合并且由此承受高载荷的区域
以及与下部纵向梁相结合的区域，后部单元的结构锁定到该下部纵向梁。 优选地，所述短舱用于双路式喷气发动机并且为此具有后部单元，后部单元包括
内部结构，内部结构充当用于喷气发动机的后部部件的壳体并且与外部结构一起限定出用
于冷流的流动路径。 根据实施例的可选形式，内部结构通过所述刃形边缘联接装置连接到中间单元。
可选择地或者另外地，外部结构通过所述刃形边缘联接装置连接到中间单元。
根据具体实施方式
，后部单元包括推力反向装置。 有利地，后部单元的通过所述刃形边缘联接装置连接到中间单元的所述部件被安
装成能够移动，使得能够在允许刃形边缘与槽脱开的方向上沿侧向打开所述部件。 优选地，刃形边缘加强区段具有至少一个端部斜面。由此，这些斜面的存在会使以
高度集中方的式施加的任意载荷重新定向到加强区段。这使得载荷更好地分布在加强区段
的整个厚度和/或长度上。 优选地，所述斜面位于加强区段或子区段与刃形边缘其余部分或者相邻子区段之 间的结合部位。
通过接下来的描述以及通过参考附图，本发明的其它特征和优点将变得明显，其 中
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-图1是双路式喷气发动机短舱纵向截面的示意性视图。 _图2是图1中短舱的横向截面的示意性视图。-图3和4分别是处于接合位移和脱开位置的刃形边缘/槽系统的示意性视图。
-图5是刃形边缘的示意性视图，该刃形边缘由后部单元的半部件给出。 _图6是图5中所示刃形边缘的下部的放大视图。
具体实施例方式
如图1和2中所示，根据本发明的短舱1通过指向飞行器前方的倾斜外挂架3而 附接到飞行器(未示出)的机翼2下方。 短舱1构造出用于容纳喷气发动机4的管状外壳，并引导由喷气发动机产生的气 流。短舱还容纳对于喷气发动机4的操作而言所需的各种部件。 更具体地，短舱l具有外部结构，该外部结构包括形成进气口的前部单元5 ;围绕 喷气发动机风扇7的中间单元6 ;以及围绕发动机并可容纳推力反向系统(未示出)的后 部单元9。 中间单元6 —方面包括围绕喷气发动机4的风扇的内部壳体6a，另一方面包括用 于罩在壳体上并从进气单元5的外表面5b延伸的外部结构6b。壳体6a附接到由它支承 的进气单元5上并且从进气单元5的内表面5a延伸。机罩外部结构6b通常制成活动发动 机罩的形式，该活动发动机罩相对于外挂架3的轴线定位在短舱1的两侧，并在短舱下面相 交。 后部单元9从中间单元6延伸并且包括外部结构，该外部结构具有接续壳体6a的 内表面9a以及接续中间单元6的机罩外部结构6b的外表面9b。该后部单元还包括发动机 机罩内部结构IO，该内部结构10与内表面9a共同限定出流动路径ll，在如此处所示的双 路式喷气发动机的情况下，该流动路径11用于冷气流。 后部单元9制成两个侧部半部件9' 、9"的形式，短舱1的每一侧设置有一个所述
侧部半部件，并且所述侧部半部件能够打开从而提供到达喷气发动机4的通道。 每个半部件9'、9"均包括上边缘12以及下边缘14，该上边缘12配备有附接到外
挂架3的闭锁型(用于侧向打开)或者铰链型(用于径向打开)装置(未示出)，该下边缘
14配备有闭锁装置15，该闭锁装置15能够将两个半部件锁定在一起。 后部单元9的外部结构以及各个半部件9'、9"的内部结构IO全部都由前部框架
16所支承，该前部框架16自身由壳体6a支承。 为了确保整个短舱的机械整体性以及到达外挂架3的载荷传递，半部件9'、9"通 过前部框架16配备有闭锁系统，该闭锁系统能够与紧固到中间单元的壳体6a的互补闭锁 装置协作。 该闭锁系统采取槽/刃形边缘夹紧装置的形式，刃形边缘由前部框架16所承载， 而外围槽通过壳体6a呈现。 更具体地，每个半部件9'、9"的前部框架16均具有纵向延伸部30，该纵向延伸部 以回还(return)形式终止，从而形成沿径向指向壳体6a的刃形边缘31 。
该刃形边缘31与壳体6a配备的对应成形的径向槽32协作，该槽32具有外边界 34和内边界33。
通常地，槽32和刃形边缘31均具有互补的V形外形，该槽被通常地称为"V形槽"。
槽/刃形边缘系统的优点在于使组件在接合好时具有良好的机械整体性以承受 纵向载荷，而同时允许轻易的径向脱开，从而使得能够快速且简单地打开半部件9'、9"。
根据现有技术，槽和刃形边缘由合金形式的铝制成，这种合金形式的铝在强度和 重量之间表现出良好的折衷性(compromise)。 然而，如前面所说明的，夹紧装置承受和传递的最大载荷被集中化。 具体地，后部单元的外部结构通常包括构架，该构架包括一个或多个纵向梁，并且
声学内蒙皮以及空气动力学外蒙皮附接到该构架。 由此可见，按照逻辑，传递到夹紧装置的载荷集中在纵向梁与前部框架16之间的 结合部位。通常具有至少两个主要载荷路径，这些路径基本上处在位于12点钟位置处的连 接到外挂架3的梁处以及位于6点钟位置处的支承将两个半部件9' 、9"锁定在一起的装置 的下纵向梁37处。 还应当指出，高载荷路线沿着推力反向系统配备的各个致动器延伸。 根据本发明，装配到各个半部件的前部框架16的刃形边缘不再制成单一合金的
单个部件，而是包括加强区段，该加强区段由根据在加强区段的位置处所要承受的载荷来
定制的材料制成。 图5中示出了像这样的刃形边缘。这种刃形边缘基本上呈半圆形，除了与外挂架 3的位置相对应的上部区域之外。如前面所说明的，刃形边缘主要由铝合金制成。
然而，它不包括位于所述刃形边缘靠近外挂架3的上端部处的上加强区段35以及 位于下纵向闭锁梁37所在区域的下端部处的下加强区段36。 这些加强区段35，36均由钛基合金制成，钛基合金对载荷具有更好的承受性，更 适于很可能在前框架16的这些位点进行传递的载荷。 每个加强区段35，36均由确保最佳安全性的三个子区段(未示出)组成，每个子
区段都被设计制成能够在其它子区段中的至少一个失效的情况下耐受施加到该位点的载
荷。这是一种涵盖载荷路径分离以及安全断开的解决方案。此外，将加强区段分成多个子
区段，使得能够限制一个子区段中因例如冲击而造成的任意裂缝的蔓延。 图6显示了下加强区段36的放大视图。由此，可以认识的是，加强区段36具有斜
面外形。 其原因是已经发现，同样为了更好地分布施加到刃形边缘31的纵向载荷，形成斜 面能够消除集中施加到加强区段的载荷尖峰并且能够更好地将载荷分布到刃形边缘的整 个厚度上和加强区段的整个长度上。还可以在各个子区段之间形成斜面，从而避免了在两 个子区段相交的位置处或者在子区段与刃形边缘的其余部分之间的结合部位处的任意载 荷尖峰，并且向着加强子区段或者加强区段的中央传送载荷。 尽管结合特定的示例性实施方式描述了本发明，但是非常明显的是，这些描述没 有以任何方式对本发明进行限制并且包含了所述方案及其组合的所有技术性等同物，其中 这些都落入本发明范围之内。 具体地，应当指出，本发明已经针对外部结构9a、9b与风扇壳体6a之间的槽/刃 形边缘系统而进行描述。非常明显的是，能够可选择地或者附加地将相同类型的刃形边缘
/槽联接装置应用于内部结构io，或者在长的短舱与位于风扇区域中的喷气发动机壳体处于机械联接的情况下应用于冷流喷射管的附接。这些联接装置是分开的连接装置，通常被 称为"内V型槽"以及"外V型槽"。
权利要求
一种用于喷气发动机(4)的短舱(1)，包括前部进气单元(5)；用于围绕喷气发动机风扇的中间单元(6)；以及后部单元(9)，所述后部单元的至少一个构成部件通过至少部分沿外围的径向刃形边缘(31)连接到所述中间单元，所述刃形边缘能够通过互补的形状与对应的槽(32)协作，所述槽(32)由所述中间单元的部件(6a)给出，其特征在于，所述刃形边缘包括至少一个加强区段(35，36)，所述加强区段(35，36)位于承受高载荷的区域内，所述加强区段由比所述刃形边缘的其余部分更坚固且根据所述区段在所述区域内所要承受的载荷而定制的材料制成。
2. 如权利要求l所述的用于喷气发动机(4)的短舱(l)，其特征在于，所述加强区段 (35,36)包括多个子区段。
3. 如权利要求1和2中任一项所述的用于喷气发动机(4)的短舱(1)，其特征在于，所 述刃形边缘(31)主要基于铝。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的用于喷气发动机(4)的短舱(1)，其特征在于，所 述加强区段(35， 36)由钛制成。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的用于喷气发动机(4)的短舱(l)，其特征在于，所 述加强区段(35,36)基本上位于与纵向梁(37)结合的结合部位，所述纵向梁(37)属于所 述后部单元(9)的结构。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的短舱(1)，其特征在于，所述刃形边缘(31)包括 基本上位于12点钟位置的加强区段(35)以及基本上位于6点钟位置的加强区段(36)。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的短舱(l)，其特征在于，所述短舱用于双路式喷气 发动机(4)并且为此具有后部单元(9)，所述后部单元(9)包括内部结构(IO)，所述内部结 构(10)充当用于所述喷气发动机的后部部件的壳体并且与外部结构一起限定出用于冷流 的流动路径(11)。
8. 如权利要求7所述的短舱(l)，其特征在于，所述内部结构(10)通过所述刃形边缘 联接装置连接到所述中间单元(6)。
9 . 如权利要求7和8中任一项所述的短舱(l)，其特征在于，所述外部结构(9)通过所 述刃形边缘联接装置连接到所述中间单元(6)。
10. 如权利要求1至9中任一项所述的短舱(1)，其特征在于，所述后部单元(9)包括 推力反向装置。
11. 如权利要求1至10中任一项所述的短舱(1)，其特征在于，所述后部单元(9)的通 过所述刃形边缘联接装置连接到所述中间单元(6)的所述部件被安装成能够移动，使得能 够在允许所述刃形边缘(31)与所述槽(32)脱开的方向上侧向打开所述部件。
12. 如权利要求1至11中任一项所述的短舱(l)，其特征在于，所述刃形边缘(31)中 的至少所述加强区段(35,36)具有至少一个端部斜面。
13. 如权利要求12所述的短舱(l)，其特征在于，所述斜面位于所述加强区段(35，36) 或者子区段与所述刃形边缘(31)的其余部分或者相邻子区段之间的结合部位。
全文摘要
本发明涉及一种用于喷气发动机(4)的短舱(1)，其包括前部进气单元(5)、用于围绕喷气发动机风扇的中间单元(6)以及后部单元(9)，至少一个形成后部单元的部分通过至少部分沿外围的径向刃形边缘(31)连接到中间单元，刃形边缘能够通过形状上的互补而与属于中间单元的部分(6a)的对应的槽(32)相接合，其特征在于，刃形边缘包括至少一个加强区段(35，36)，这些加强区段位于承受高载荷的区域内，所述加强区段由比刃形边缘的其余部分更坚固且根据所述区段在该区域内所要承受的载荷而定制的材料制成。
文档编号B64D29/06GK101765542SQ200880100192
公开日2010年6月30日 申请日期2008年5月19日 优先权日2007年8月20日
发明者帕特里斯·戴诺, 艾蒂安·热尔曼, 让-伊夫·埃莱戈埃特 申请人:埃尔塞乐公司