用于涡轮机的设置有热保护元件的支承挂架的制作方法

本发明涉及一种用于涡轮机的支承挂架，该支承挂架包括热保护元件，该热保护元件设置在所述挂架的侧壁的外表面上，以保护所述挂架免于由热引起的加热。

背景技术：

在文献us7988092中公开了在挂架的侧壁的外表面上安装涡流产生装置。这样的涡流产生装置通过在其接收入射气流(飞行器外部的空气)时产生冷空气涡流来向挂架提供额外的热保护。涡流在机翼末梢的下游逸出并且穿过沿着挂架朝向机翼流动的热气流，从而导致所述热气流的路径的偏移和所述热气流的冷却。

技术实现要素：

本发明的目的是对用于挂架的额外的热保护的元件进行改进。为此，本发明涉及一种用于飞行器涡轮机的支承挂架，该支承挂架的总体形状为由侧壁限定的盒，侧壁中的至少一个侧壁具有外表面，热保护元件固定至该外表面，所述元件是可因温度的升高而在被称为缩回姿态的第一姿态与被称为部署姿态的第二姿态之间变动，其中，在第一姿态中，所述元件与外表面对准，在第二姿态中，所述元件从外表面突出。

本发明提供了热保护元件，该热保护元件能够被自动地部署-缩回，但是仅是在有必要保护挂架的部件免于由热引起的加热时才被自动地部署-缩回。热保护元件100在其缩回姿态中产生低阻力。

本发明的其他优点和特征将由以下详细的非限制性描述而公开。

附图说明

该描述是参照附图作出的，在附图中：

-图1是机翼、发动机组件的示意图，发动机组件包括附接在所述机翼下方的根据本发明的挂架以及附接至所述挂架的涡轮机，该挂架包括热保护元件，该热保护元件固定至挂架的侧壁以保护所述挂架免受由涡轮机喷出的热气体的影响；

-图2是图1的挂架的沿由箭头a所表示的方向的示意图，并且图示了根据本发明的第一实施方式的能够部署到缩回姿态中的热保护元件；

-图3是类似于图2的视图，图示了处于部署姿态中的热保护元件；

-图4是图1的挂架的沿由箭头a所表示的方向的示意图，并且图示了根据本发明的第二实施方式的能够部署到部署姿态中的热保护元件。

具体实施方式

参照图1，已经示出了固定在飞行器的机翼2的下方的发动机组件1。发动机组件除了包括涡轮机6——例如涡轮喷气发动机——之外还包括根据本发明的支承挂架4，该涡轮机6经由挂架4附接在机翼2的下方并且由发动机舱3包围。

挂架4的总体形状为由侧壁限定的盒。挂架4以已知的方式包括刚性结构，该刚性结构也称为主结构10，该主结构10允许涡轮机6通过已知的装置而被支承。此外，挂架4包括形成主结构10的整流罩的二级结构。特别地，二级结构包括前空气动力结构20，后空气动力结构25和位于后空气动力结构的下方的后空气动力整流罩30(或apf后挂架整流罩)。

每个二级结构都呈由形成挂架的侧壁——分别是左侧壁和右侧壁——的左侧壁和右侧壁限定的开口盒的形状。因此，后空气动力结构25具有左侧壁25a和右侧壁25b(在图1中仅示出左侧壁)，并且后空气动力整流罩30具有左侧壁30a和右侧壁30b(在图1中仅示出左侧壁)。每个侧壁具有与空气对准的外表面。后空气动力整流罩30还包括形成挂架的下壁的基部31。

术语“前”和“后”是相对于飞行器的由于涡轮喷气发动机6施加的推力而引起的向前行进方向来考虑的，该方向由箭头7示意性地示出。术语“左”和“右”是相对于挂架4的中间平面s来考虑的，所述中间平面s将挂架分成相对于所述平面基本对称的左部分和右部分。

双流式涡轮机6包括喷射部，该喷射部例如由喷射锥体41和围绕该喷射锥体的两个同心的喷嘴42、43组成。在操作期间，涡轮机经由喷射部喷射称为二级气流的冷气流f(温度为100℃至150℃)和称为主气流的热气流c(温度为180℃至300℃)。主气流c与后空气动力整流罩的基部31相接触，而二级气流f与后空气动力整流罩30的左侧壁30a和右侧壁30b的外表面相接触。

涡轮机出口处的主气流c趋于朝向机翼2上升并且形成在后空气动力整流罩的侧壁30a-30b和后空气动力结构的侧壁25a-25b的外表面上移动的热空气的边界层。边界层被限定为介于挂架的侧壁25a-25b、30a-30b的外表面与边界层处的外部冷气流e(温度<100℃)之间的热气流(主气流c)的深度。边界层处的外部冷空气e是边界层处的外部空气与由涡轮机喷射的二级气流之间的混合物。

根据本发明，发动机组件1包括至少一个热保护元件100，所述至少一个热保护元件100设置在挂架的侧壁25a-25b、30a-30b的外表面上，并且所述至少一个热保护元件100可因温度的升高而在被称为缩回姿态的第一姿态与被称为部署姿态的第二姿态之间变动，其中，在第一姿态中，所述元件与外表面对准，在第二姿态中，所述元件从外表面突出。

将指出的是，在图1中，热保护元件100固定至后空气动力结构25的左侧壁25a的外表面。

参照图2，热保护元件100包括基部部分200和呈平行六面体形状的基本上平面的条带250，其中，该基部部分200固定(例如通过螺纹连接、焊接或铆接而固定)至挂架的外侧壁的外表面，条带250在其宽度上固定(例如通过螺纹连接、焊接或铆接而固定)至基部部分200。

在参照图2和图3图示的第一实施方式中，条带250是双金属的并且包括在条带的厚度上连接的两个片状件251、252，其中，每一个片状件251、252由不同的金属制成并且具有与制成另一个片状件的金属不同的热膨胀系数。由具有最大的热膨胀系数的金属构成的片状件252位于挂架侧(即，热保护元件100的内侧)，并且由具有最小的热膨胀系数的金属构成的片状件251位于热保护元件100的外侧。

条带250包括例如由选自以下组合中的一个组合的金属对制成的片状件：钛和cr-ni-fe(铬-镍-铁)合金、或者镍和铁、或者铜和铝合金、或者铜和锌。

条带250的特征(材料、材料的厚度、片状件的宽度、条带的长度等)选择为使得条带在可动元件100的所谓的缩回姿态中呈平面形状，并且在所述可动元件的所谓的部署姿态中呈弯曲形状。当温度升高时，条带250沿改变姿态离开挂架的方向连续地弯曲，而当温度随后降低时，条带250沿相反方向连续地变直。优选地，条带250具有这样的特征：该特征选择为使得条带在大约150℃的温度值(称为温度阈值)处开始以线性的方式弯曲并且在大于200℃的温度处弯曲至最大程度。

为了使热保护元件100的形状随着边界层的热空气的温度而改变，基部部分200沿着形成向机翼2上升的热空气的边界层的主气流c的路径设置，该路径是根据经验确定的。

在热保护元件100的所谓的缩回姿态中，条带250基本上平行于挂架4的侧壁的固定有基部部分200的外表面或者甚至与挂架4的侧壁的固定有基部部分200的外表面相接触(图2)。因而，热保护元件100与所述表面对准。

相比较而言，在热保护元件100的所谓的缩回姿态与所谓的部署姿态之间，条带形成从所述表面突出的翅片(图4)。应当指出的是，基部部分200固定至挂架4的侧壁的外表面使得条带具有相对于外部冷气流e的方向的基本上为零的迎角。在热保护元件100的所谓的部署姿态中，条带250优选地基本上垂直于挂架4的侧壁的固定有基部部分200的外表面。

因此，本发明提供了能够在第一姿态与第二姿态之间自动地部署-缩回的热保护元件，以保护挂架的部件免于由热引起的加热。热保护元件100在其缩回姿态中产生低阻力。

优选地，条带250固定在基部部分200的上方，使得当条带弯曲时，热保护元件100经由条带将经过的边界层与所述外表面分隔开，并且另外，使边界层的热空气被吸向所述元件100。与挂架的外表面分隔开的边界层的热空气c与边界层处的外部冷气流e混合并且因此被冷却。

当边界层的温度降低时，条带变直并产生较小的阻力。

作为示例，由铜片状件和铝合金片状件制成的条带具有15cm的长度和7cm的宽度以及4mm的厚度。铜片状件的厚度为2mm，同时铝合金片状件的厚度为2mm。这样的条带在大于200℃的温度下弯曲至最大程度，另外，条带在小于150℃的温度下变平为抵靠挂架4的侧壁。

优选地，并且为了增加挂架4的热保护，根据本发明的挂架包括至少一对保护元件100，所述至少一对保护元件100对称地设置在挂架4的中间平面s的每一侧。

此外，条带250有利地被成形为减少由该条带引起的阻力。

在参照图4图示的本发明的第二实施方式中，基部部分200固定至挂架的侧壁——在这种情况下是在图4中图示的示例中的后空气动力结构25的左侧壁25a——的外表面，使得条带250的平面(当条带成型时通过其弦线的平面)相对于外部冷气流e的方向产生大约10°至20°(或-10°至-20°)的迎角。

根据本实施方式的热保护元件100的操作与上面公开的热保护元件100的操作相同。

为了使热保护元件100的形状随着边界层的热空气的温度而改变，基部部分200沿着形成朝向机翼2上升的热空气的边界层的主气流c的路径设置，该路径是根据经验确定的。

除了上述的这种热保护元件的优点之外，当条带250弯曲时，根据本实施方式的热保护元件100允许在入射到条带的边界层处的外部流e中产生涡流。冷空气的涡流在条带250的下游逸出并且穿过包含在边界层中的热气流c：通过穿过该热边界层，每个涡流使热边界层偏移并且使热边界层与边界层处的外部冷气流e混合。因此保护挂架4免于由热引起的加热。

作为以上公开的两个实施方式的变型，条带250不是双金属条带，而是由形状记忆材料制成的条带，当温度增高超过某一温度值——称为阈值——时，该条带突然弯曲，或者当温度随后降为低于所述阈值时，该条带突然变直以重新呈现初始姿态。条带例如由铜-锌-铝的合金、或铜-锌-锡的合金、或铜-锌-硅的合金制成，并且阈值为大约160°。

本发明可以应用于任何挂架，特别是具有包括形成用于所述挂架的主结构的整流罩的二级结构的单个部件的那些类型的挂架。这种挂架在挂架的中间平面s的每一侧均包括单个外部侧表面。