专利名称：喷气发动机排气机匣和风扇导管结构环之间的联杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及到双路式喷气发动机领域，所述发动机包括狭长形二次流导管。该发明涉及这种固定到飞机机身上的发动机或军用发动机。
背景技术：
双流路喷气发动机包括一个风扇，当该风扇位于发动机前部时，可使压缩空气流分成两个同心环形流路，即主气流和环绕主气流的二次流。后者被导向发动机的燃气发生器部分，包括压缩级、燃烧室和涡轮节，风扇由涡轮节带动。然后，含有燃烧气体的主气流被喷人排气管。二次流则在风扇下游被整流，本身也被喷出。在民用飞机上，其实际上提供了一部分推力。根据一种布置形式，二次流被导人外函道，后者围绕发动机在风扇和主气流排气 管之间延伸，并且包括两个同轴的、大体圆柱形壁，这些壁划定了彼此之间的环形空间。外函道的内壁构成了燃气发生器的外廓。而外函道的外壁则构成了从整流鳍平面一直延伸到排气管水平的管道。外函道的外导管在该领域缩写为OFD (外风扇管道)。发动机可以安装在飞机机翼下方或沿机身安装，而且特别是，朝向后方安装。在这种情况下，发动机包括前面所述的外函道。发动机与飞机的固定装置位于两个横向平面上，即穿过上游结构壳体的上游平面，称之为中间机匣，和穿过下游结构壳体的下游平面，称之为排气机匣。在安装到飞机机身的情况下，为了确保下游固定，在外函道外导管上使用了一种结构环，即0FD，该环通过臂或连接杆连接到排气机匣的金属箍或外环上。以本申请者名义申请的专利EP 2022973给出了外函道外导管结构的一个示例。上面所述的两个环之间的联杆可以是径向臂的形式，分布在发动机轴线的周围，并刚性固定到两个环上。另外，该联杆也可以是连接杆的形式，相对于发动机轴线倾斜。连接杆通过U形夹和插销类型的固定装置固定到两个环上。这种类型的固定装置由两个单一或双U形夹构成，形成一个整体，其中一个与连接杆端部相接，而另一个则与环的壁相接，以及一个穿过其间的公用插销。更具体地说，连接杆成对布置，每对连接杆与排气机匣的环相切，但同时又在外函道外导管的环的固定接头上会合。不论该联杆是由径向臂还是连接杆构成，其都是超稳定的；这样，各种力都会穿过所有的臂或连接杆。在根据现有技术的解决方案中，联杆的所有部分，即，插销、U形夹、连接杆或臂的尺寸是这样的，即可机械地承受因为发动机叶片损失所产生的不平衡引起的各种力。本发明目的是避免这种紧急情况出现时发动机自动停车的风险。构成联杆的装置的重量最终会很沉重。此外，因为叶片断裂导致的各种力很可能会传递给所有的臂或连接杆，外函道外导管的环还必须能够承受其整个周围的这些载荷。因此，其尺寸需要相应设计。
发明内容
本发明的目的是提供上述两个环之间的联杆，在确保吸收风扇叶片断裂而产生的各种カ的同时，相对于现有技术方案，可降低装置的重量。另外，本发明的目的是提供一种联杆，该联杆对装置的结构不会带来改变。另外，本发明的目的是提出一种可应用到两个环之间任何形式联杆上的解决方案，包括带刚性安装件的臂或连接杆，这些臂或连接杆通过穿过U形夹的插销而固定。本发明的目的可通过ー种装置来实现，所述装置包括双路式喷气发动机的排气机匣环，外函道外导管结构环，所述结构环相对于排气机匣环为同心，以及至少ー个第一和一个第二臂或连接杆，这些臂或连接杆构成超稳定联杆，与此同时，该联杆的一端固定到排气机匣的环上，而另一端固定到外导管的结构环上，其特征在于，由第一臂或连接杆构成的联杆设计成在其承受载荷超过预定载荷时会断裂，而第二臂或连接杆则设计成在所述联杆断裂时构成可在所述环之间传递各种カ的路径。有利的是，预定载荷大于限制载荷，但小于风扇叶片断裂时所产生的载荷。根据本发明，因为联杆各个部分限定，必须确保在该紧急情况出现时传递各种力，为此，可以减轻 其它部分，节省重量。根据另ー个特性，外函道外导管的结构环包括在飞机结构上悬挂喷气发动机的装置，那么，与第一臂或连接杆相比，所述第二臂或连接杆更靠近所述挂架。采用所述臂或连接杆相同方式时，通过确定叶片断裂情况下各个カ的路径，可以通过降低重量来进行尺寸设计。本发明可以采用不同的方式来实施。如下实施例并非是详尽无遗的第一臂或连接杆的尺寸是这样的，即其可在承受到所述预定载荷时仍能扣紫。所述装置包括至少ー个第一和第二所述臂，而且，所述臂相对于环的轴线而径向布置。所述装置包括第一和第二所述连接杆，这些连接杆的固定采用插销和U形夹的形式，而且，第一连接杆包括至少ー个固定接头，该固定接头在其承受所述预定载荷时会断
o更具体地说，根据所述后一种实施例，所述装置包括至少两对连接杆，这些连接杆相对于径向方向而倾斜，且特别是，相对于排气机匣环而成切向，带有至少ー对所述第一连接杆和至少ー对所述第二连接杆。当所述联杆包括三对连接杆时，其中两对连接杆可方便地构成所述第一连接杆，ー对构成所述第二连接杆。例如，一对所述第一连接杆包括固定到环上的可熔型插销，该插销在其承受预定载荷时会断裂，第二对连接杆的插销则装有定位装置。特别是，定位装置是通过所述可熔型插销和第二对连接杆固定接头插销的头部直径差异并通过第二对连接杆固定接头插销头部穿过直径来构成。本发明还涉及到双路式喷气发动机，所述发动机带有前风扇和二次流管道，该管道从风扇下游至少一直延伸到排气机匣的平面，排气机匣包括前面所述的装置。通过如下不同实施例的介绍，其它特性和优点就会显现出来，所述介绍參照附图。
图I为双路式喷气发动机透视示意图2为图I所示喷气发动机横剖面示意图，空气流经外函道外导管的两个结构环和排气机匣的外导管；图3为图2所示联杆的另一种形式；图4为带有空心杆的可熔型插销；图5为非可熔型插销；图6为采用定位装置安装；以及 图7示出了带有径向臂的另一种联杆。
具体实施例方式图I示出了位于吊舱12内的带前风扇的双路式喷气发动机10，从上游至下游包括，风扇机匣14、中间机匣16和环形外函道，后者位于两个大体圆柱形管道之间，内导管18构成发动机部分外廓，主气流流过该内导管，构成燃气发生器，以及外导管20。在这种情况下，外函道的外导管20 —直延伸到主气流26和二次流28之间汇合区的下游，在这里，两股气流经由混合器22混合。外函道的外导管20具有结构功能，同时，可确保发动机和安装发动机的飞机之间各种力的吸收。为此，其包括结构环21，在所示示例中，该结构环通过连接杆40而连接到燃气发生器排气机匣的外环23上。发动机在上游通过固定接头17而固定到飞机上，固定接头17与中间机匣为一整体，在下游通过固定接头27而固定到飞机上，固定接头27与外函道外导管20的结构环21为一整体。在所示示例中，外函道外导管结构环21和排气机匣的外环23之间的联杆由连接杆40构成，所述连接杆通过其端部而固定到两个环上。众所周知，而图中未示，每个安装件包括分别与环和连接杆端部构成整体的U形夹，两个U形夹共用一个穿过其间的插销。从图中可以看出，更确切地说，该联杆是由三对连接杆40构成，这些连接杆与排气机匣的外环23相切，并在外结构环21上成对地汇合。然而，根据现有技术，构成两个环之间联杆各部件都具有尺寸规格，以便在风扇叶片断裂时，每个部件都能传递各种力，而根据本发明，联杆各部件尺寸规格是不同的。该联杆包括可熔型部件，即，当这些部件受到的载荷大于预定载荷时会屈服倒塌。有利的是，该预定载荷小于叶片损失载荷，后者对应于极限载荷，但仍大于限制载荷。根据所述限制载荷的规定，超过该载荷范围时，所述可熔型部件没有损坏是可以接收的。另外，该联杆也包括非可熔型部件，其尺寸是这样的，即可承受叶片断裂时出现的载荷，特别是，风扇叶片。在可熔型部件断裂后，这些部件确保发动机和与飞机的固定接头之间各种力的传递。图2为本发明的第一个实施例，示出了垂直于发动机轴线44的横剖面示意图，该轴线穿过两个环21和23之间的联杆。如图I所示示例，联杆包括三对连接杆40，分别是40A和40B，40C和40D，40E和40F。连接杆分别通过U形夹和插销钉固定到环21和23上，其方式为人们所熟知，不再描述。连接杆相对于外函道外导管20的结构环21的固定接头27而布置。与飞机机身的固定是侧向的，即向上游看去固定到右侧，或固定到左侧，这取决于发动机是安装到机身的一侧还是另一侧。两对第一连接杆40A,40B,和40C,40D的尺寸是这样的，即当其受到所述预定载荷时仍能扣紧。实际上，其扣紧尺寸是这样的，即其可承受I. I倍的所述限制载荷。为此，可熔型连接杆固定接头的插销钉和U形夹的尺寸规格是这样的，即在连接杆扣紧前不会断裂。
第二连接杆40E和40F的尺寸是这样的，即在其受到所述预定载荷和对应于叶片损失的载荷时能够抵抗并不会断裂。应该注意的是，第二连接杆属于构成联杆的连接杆部分，而这些连接杆最靠近固定接头27。将两个第二连接杆40E和40F汇聚点与固定接头分开的各种カ的路径要短于这些力在第一固定接头和固定接头27会聚点之间流动的路径。为此，首先，汇聚点和固定接头之间的杠杆臂应该最小，其次，充分加强这部分结构环21，而这部分有可能整体减轻该结构。当风扇叶片断裂时，转子失去平衡，引起大体不均衡；这种不均衡会在下游传递到下游的固定平面上。根据本发明，第一连接杆扣紧，载荷通过第二连接杆40E和40F以及沿外结构环21的路径传递到固定接头上。图3给出了另ー个实施例，在这个实施例中，可熔型部件布置在固定接头内。两个 相同环21和23之间的联杆140由三对连接杆组成。第一连接杆140A和140B通过固定接头140A1，140B1和140AB连接到环上，分别连接到排气机匣23的外环和结构环21上。这些第一连接杆是可熔型的，或者能够扣紧，或者通过其固定接头，特别是穿过U形夹的插销钉。另ー对第一连接杆由连接杆140C和140D构成；这些第一连接杆在本示例中的尺寸是这样的，即可承受叶片断裂载荷。只有在结构环21上的连接杆的固定接头140CD是可熔型的；另外两个固定接头140C1和140D1都是不可熔型的。有利的是，固定接头140A1，140B1，140AB和140⑶的插销钉的尺寸是这样的，即其可承受I. I倍的横向扣紧所规定的限制载荷。第二连接杆140E和140F是不可熔型的，不论是连接杆本身还是其固定接头140E1,140F1 和 140EF。工作原理与此前所述之风扇叶片断裂情况下相同。第一连接杆140A，140B，140Cand 140D构成的联杆会屈服倒塌，而第二连接杆所构成的联杆则是抵抗性的，确保了各种力的传输。正如前一个解决方案，第二连接杆的布置尽可能靠近固定接头27，这样，杠杆臂就会尽可能的弱。当在飞机机身上的安装不得不从右侧改成左侧时，图3所示不同形式的实施例的优点是，只需要调整插销钉140⑶和140EF，而且，这些插销钉的调整是因为相对于垂直平面的对称关系，垂直平面穿过发动机的轴线。在采用这种实施方式的情况下，必须将其与定位装置相连，因为定位装置可防止装配期间固定接头140CD和140EF可熔型插销钉倒置所带来的风险。图4到图6示出了定位装置的ー个示例。图4所示可熔型插销50为空心，強度低于非可熔型插销51。为了区别，插销50头部50A的直径Dl大于插销51头部51A的直径D2。图6示出了定位装置。外函道外导管的结构环21与固定接头27—起包括一个安装在固定接头27—侧的圆盘28，而在另ー侧的平面上，支撑着非可熔型插销51的头部51A。该圆盘28带有缺ロ 28A，其宽度足以允许直径为D2的头部51A置于其内，但是直径为Dl的头部50A则不能，因为Dl >D2。这样，在装配期间，装配エ将不可能把可熔型插销装人固定第ニ连接杆的孔口内。上面结合三对连接杆构成的联杆介绍了本发明。本发明的范围还包括将解决方案应用到带有八个连接杆的联杆上，或不同数量的连接杆上。
图7示出了联杆240的示例，该联杆带有臂，径向布置在 排气机匣外环23和外函道外导管结构环之间。该解决方案如做适当调整也可使用。
权利要求
1.一种装置，其包括双路式喷气发动机(10)的排气机匣外环(23)，外函道外导管结构环(21),该环相对于排气机匣外环(23)为同心，以及构成超稳定联杆的至少一个第一和一个第二臂(240)或连接杆(40，140)，联杆的一端固定到排气机匣外环(23)上，而另一端固定到所述结构环(21)上，其特征在于，由第一臂(240A-D)或连接杆(40A-D，140A-D)构成的联杆设计成在超过预定载荷时断裂，而第二臂(240E-F)或连接杆(40E-F，140E-F)设计成当所述联杆断裂时在所述环(21，23)之间构成传递各种力的路径。
2.根据前面权利要求所述的装置，其结构环包括在飞机结构上悬挂喷气发动机的装置(27)，第二臂(240E-F)或连接杆(40E-F，140E-F)比第一臂或连接杆更靠近所述悬挂装置。
3.根据前面权利要求的任何一个所述的装置，其第一臂或连接杆(40A-D，140A-B)的尺寸是这样的，即当其承受所述预定载荷时仍会扣紧。
4.根据前面权利要求的任何一个所述的装置，包括至少第一和第二所述臂(24)，所述臂相对于环的轴线径向布置。
5.根据前面权利要求的任何一个所述的装置，包括第一和第二所述连接杆，其固定装置采用插销和U形夹形式，第一连接杆包括至少一个固定接头，该接头承受所述预定载荷时会断裂。
6.根据前面权利要求所述的装置，包括至少两对连接杆，其相对于径向方向倾斜，而且，特别是，相对于排气机匣环而成切向，带有至少一对所述第一连接杆(40A-D ；140A-D)和至少一对所述第二连接杆(40E-F ；140E-F)。
7.根据前面权利要求所述的装置，包括三对连接杆，其中两对连接杆构成所述第一连接杆，以及一对构成所述第二连接杆。
8.根据前面权利要求所述的装置，其特征在于，一对所述第一连接杆包括固定到环上的固定接头的可熔型插销(50)，该插销在承受预定载荷时会断裂，第二对连接杆的插销装有定位装置。
9.根据前面权利要求所述的装置，其特征在于，所述定位装置由所述可熔型插销(50)和第二对连接杆固定接头插销(51)的头部(50A，51A)直径(D1，D2)之差，以及第二对连接杆固定接头插销头部穿过的直径构成。
10.一种双路式喷气发动机，带有前风扇和二次流管道，后者从风扇下游至少延伸到排气机匣的平面，所述排气机匣包括根据前面权利要求任何一个所述的装置。
全文摘要
本发明涉及一种装置，其包括双路式喷气发动机(10)排气机匣外环(23)，外函道外导管结构环(21)，该环相对于排气机匣外环(23)为同心，以及构成超稳定联杆的至少一个第一和第二连接臂或连接杆(40)，联杆的一端固定到排气机匣外环(23)上，而另一端固定到所述结构环(21)上。该装置的特征在于，由第一连接臂或杆(40A-D)构成的联杆布置成这样的，即在超过预定载荷时会断裂，而第二连接臂或杆(40E-F)布置成这样的，即当所述联杆断裂时在所述环(21，23)之间构成力的传递路径。
文档编号F01D21/04GK102753801SQ201180008784
公开日2012年10月24日 申请日期2011年2月9日 优先权日2010年2月10日
发明者吉兰·塞兹, 弗朗索瓦·罗伯特·贝拉巴, 托马斯·艾伦·克里斯蒂安·文森特 申请人:斯奈克玛