CN112888631A - 用于涡轮机的悬挂系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于涡轮机的悬挂系统(7)，其包括旨在附接到飞机挂架上的横杆(10)和铰接在球形接头外壳上的圆柱形部件(15)，所述球形接头外壳包括主体(11)和铰接在所述主体(11)上的球形接头螺母(16)，所述圆柱形部件(15)安装成在所述球形接头螺母中围绕其轴线枢转，其特征在于，所述圆柱形部件(15)旨在与所述涡轮机(1)的固定部分(8)成一体，所述球形接头外壳的主体(11)与所述横杆(10)成一体。

Description

用于涡轮机的悬挂系统

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮机的悬挂系统，具体来说，用于双流涡轮喷气发动机的悬挂系统。

背景技术

双流涡轮喷气发动机通常包括主流流脉或主脉，所述主脉在涡轮机内的气流方向上从上游到下游具有低压压缩机、高压压缩机、燃烧室、高压涡轮和低压涡轮。涡轮喷气发动机还包括位于主脉径向外部的次流流脉或次脉。术语“轴向”和“径向”是相对于X轴定义的。术语“上游”和“下游”是相对于穿过涡轮机的气流定义的。

涡轮喷气发动机通常附接到飞机的挂架或桅杆，挂架本身附接到飞机结构上，例如附接到机翼上。挂架能够将涡轮喷气发动机产生的力传输到飞机结构，并且还能在涡轮喷气发动机与飞机之间布设燃料、空气、电气和液压系统。

代表本申请人的专利申请EN 2 867 155公开一种借助悬挂系统附接到挂架上的涡轮机，所述悬挂系统包括上游悬挂系统和下游悬挂系统。上游悬挂系统附接到与风扇机匣成一体的中间机匣上，下游悬挂系统附接到排气机匣上。这些机匣都是涡轮机的结构元件。

悬挂系统的作用是确保机械力在涡轮机和挂架之间传输。这些力具体是：涡轮机产生的推力，其根据涡轮机的表示为X的轴线定向；橫向空气动力负荷，其根据表示为Y的轴线定向；及涡轮机的重量，其根据表示为Z的轴线垂直定向。X轴、Y轴及Z轴两两正交。

在以下描述中，将特别注意上游悬挂系统。

此类已知的上游悬挂组合件通常包括旨在附接到飞机挂架上的横杆和铰接到球形接头外壳的圆柱形部件，所述球形接头外壳包括主体、铰接在主体上的球形接头螺母，所述圆柱形部件安装成在所述球形接头螺母中围绕其轴线枢转。球形接头外壳的主体附接到涡轮喷气发动机中位于主脉的低压压缩机和高压压缩机之间的固定部分上，例如中间外壳或压缩机间外壳。

目前需要增加涡轮喷气发动机的稀释比。应记住，稀释比是次流速率与主流速率的比率。因此，为了提高稀释比，需要增加次脉的横截面，这特别要求上游悬挂系统的尺寸减小，特别是它在涡轮机区域中附接到对应机匣上的区域的尺寸要减小。

发明内容

本发明旨在以简单、可靠且廉价的方式弥补这些不同的约束条件。

为此目的，本发明涉及用于涡轮机的悬挂系统，其包括旨在附接到飞机挂架上的横杆和铰接在球形接头外壳上的圆柱形部件，所述球形接头外壳包括主体和铰接在所述主体上的球形接头螺母，所述圆柱形部件安装成在所述球形接头螺母中围绕其轴线枢转，其特征在于，所述圆柱形部件旨在与所述涡轮机的固定部分成一体，所述球形接头外壳的主体与所述横杆成一体。

所述圆柱形部件的直径小于所述球形接头外壳的主体的尺寸，使得所述圆柱形部件可以附接在所述涡轮机中具有较小空间可用于此类附接的区域中，例如附接在所述涡轮机的中间机匣中。

所述涡轮机可以是涡轮喷气发动机，特别是双流涡轮喷气发动机。

所述悬挂系统不属于涡轮机。

所述球形接头外壳的主体可以与所述横杆的至少一部分成一体。

所述横杆可以由至少两个例如通过旋拧或栓接彼此连接的部分形成。横杆的该部分可以彼此对称。

通过这种方式，如果裂纹在所述横杆的一个部分中扩展，此裂纹不会损坏所述横杆的另一部分，它可以继续充分发挥它的作用。

所述圆柱形部件可以至少部分地安装在所述主体的外壳中，所述圆柱形部件和所述主体之间设置有间隙。

所述圆柱形部件和所述主体之间垂直于所述圆柱形部件的轴线定向的间隙例如在1和10mm之间。

所述圆柱形部件和所述主体之间的根据所述圆柱形部件的轴线定向的间隙例如在1和10mm之间。

此类间隙可允许所述圆柱形部件根据正交于所述圆柱形部件的轴线的两个旋转轴线进行旋转。通过这些间隙实现的所述圆柱形部件在所述主体中根据这两个轴线中的每一个进行的旋转例如限于2°到10°的角度值。

所述系统可包括安装在所述主体中且带有间隙地安装在所述圆柱形部件中的连接元件，所述间隙特别是根据所述圆柱形部件的轴线的方向而实现的。

所述连接元件例如是圆柱形的，并且可以安装在所述圆柱形部件的圆柱形孔和所述横杆的圆柱形孔中。因此，所述连接元件被配置成实施故障保护功能。在因为故障而占用前述游隙的情况下，所述连接元件能够通过与所述圆柱形部件和/或所述横杆接触来传输力。此间隙例如在1和10mm之间。

所述横杆可具有所述球形接头外壳所处的上游部分和用于附接撑杆以支撑力恢复杆的下游部分。

所述撑杆可以铰接在所述横杆的所述下游部分上。所述撑杆可具有相对于彼此周向偏移的两个端部。每个杆可具有铰接在所述撑杆的一个周向端部上的第一端部和铰接到所述涡轮机的固定部分上的第二端部。

所述圆柱形部件可包括套环，所述套环旨在附接到所述涡轮机的固定部分上。

此类附接例如借助至少一个螺栓或至少一个螺钉来设置。

所述圆柱形部件可包括至少一个面向所述螺钉的凹陷区域，所述凹陷区域位于所述套环的下游。

出于将所述圆柱形部件附接到所述涡轮机的固定部分上的目的，所述凹陷区域允许螺钉特别是螺钉头和/或对应旋拧工具进行接合。

所述圆柱形部件可具有位于所述套环的上游的圆柱形上游端部。

所述上游端部能够与所述涡轮机的固定部分中具有互补形状的外壳接合，以便在所述圆柱形部件和所述涡轮机的固定部分之间提供定心和/或力传送。

本发明还涉及双流涡轮喷气发动机，其包括主流流脉和次流流脉，所述主流流脉被称作主脉且由径向内壁和径向外壁界定；所述次流流脉被称作次脉，围绕所述主脉且由径向内壁和径向外壁界定，其特征在于，双流涡轮喷气发动机包括上述类型的悬挂系统，并且圆柱形部件附接到涡轮喷气发动机中径向位于所述次脉的内壁和所述主脉的外壁之间的固定部分上，所述固定部分与所述壁中的至少一个成一体。

所述固定部分可从所述次脉的内壁径向向内延伸。所述固定部分可与所述次脉的内壁成一体。

所述次脉可包括在所述次脉的内壁和外壁之间径向延伸的至少一个臂，所述臂位于涡轮喷气发动机的风扇的下游，所述圆柱形部件附接到的固定部分与臂轴向相对定位。

所述涡轮喷气发动机的稀释比可大于10。

当参考附图阅读以下作为非限制性实例给出的描述时，将更好地理解本发明，并且将呈现本发明的其它细节、特征和优点。

附图说明

-图1是根据本发明的一个实施例的双流涡轮喷气发动机的一部分的轴向截面图；

-图2是图1的细节，示出了涡轮喷气发动机中根据本发明的悬挂系统的安装；

-图3是悬挂系统的上游部分的透视图；

-图4是横杆的上游部分的透视图，具体是形成球形接头外壳的主体的上游部分的透视图；

-图5是悬挂系统的上游部分的轴向截面图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的实施例的双流涡轮喷气发动机1。双流涡轮喷气发动机1根据X轴延伸。在说明书的其余部分中，术语“轴向”和“径向”是相对于X轴定义的。涡轮喷气发动机1包括主流流脉或主脉2，所述主脉在涡轮机内的气流循环方向上从上游到下游包括低压压缩机3、高压压缩机、燃烧室、高压涡轮和低压涡轮。仅示出低压压缩机3。涡轮喷气发动机1还包括次流流脉或次脉4，所述次脉位于主脉2径向外部。

术语“上游”和“下游”是相对于涡轮喷气发动机1内的气流定义的。

主脉2由径向内壁2a和径向外壁2b界定。类似地，次脉4由径向内壁4a和径向外壁4b界定。风扇5位于主脉2和次脉4的上游。次脉4包括至少一个在次脉4的内壁4a和外壁4b之间径向延伸的臂6，因此臂6位于风扇5的下游。臂6可以相对于径向方向倾斜。

涡轮喷气发动机1附接到飞机的挂架(或桅杆，未示出)上，所述挂架本身附接到飞机结构上，例如附接到机翼上。挂架用于将涡轮喷气发动机1产生的力传输到飞机结构，并且还允许在涡轮喷气发动机1和飞机之间布设燃料、空气、电气和液压系统。

具体地说，涡轮喷气发动机1经由上游悬挂系统7和下游悬挂系统附接到挂架上。

上游悬挂系统7附接到中间机匣上，所述中间机匣具体地形成壁2a、2b、4a和4b的部分。下游悬挂系统附接到排气机匣上。

具体地说，上游悬挂系统7附接在径向位于次脉4的内壁4a和主脉2的外壁2b之间的接口8处，所述接口8与所述壁4a、2b中的至少一个成一体或与所述壁4a、2b中的至少一个一体地形成。因此，接口8是涡轮机的固定部分。

接口8可与次流脉路4的臂6轴向相对定位和/或与主流脉路2的低压压缩机3轴向相对定位。

应注意，接口8位于在主脉2的外壁2b和次脉4的内壁4a之间的上游连接区域9附近。

涡轮喷气发动机1的稀释比相对较高，甚至特别高，例如在10和20之间。因此，次脉4的横截面较大，且在所述连接区域9附近可用的空间在径向上是有限的。

本发明可以确保上游悬挂系统7附接在径向尺寸减小的区域中。

为此目的，所述悬挂系统7包括旨在例如通过旋拧或栓接附接到飞机挂架上的横杆10。

横杆10大体上轴向延伸，且包括两个部分10a、10b(图4)，这两个部分相对于径向平面彼此对称，并且在平面接合区域10c处彼此抵靠。横杆10具有形成球形接头外壳的主体11的上游部分和具有径向向内延伸的倾斜圆柱形销12(图2)的后部部分。所述销12用于安装本文未示出的撑杆。

横杆10的每个部分10a、10b在限定主体11的所述上游区域的水平处分别包括径向内部和外部凸缘13。凸缘13和销12设有孔14，用于接合螺栓以将横杆10的两个部分10a、10b彼此固定。

组合件7还包括借助球形接头螺母16(图5)铰接在主体11上的具有轴线Y的圆柱形部件15。

球形接头螺母16具有安装在主体11的具有互补形状的外壳中的球形外部表面。主体11和球形接头螺母16形成球形接头外壳。球形接头螺母16具有其中接合圆柱形部件的中心孔。球形接头螺母16的中心孔的直径基本上对应于圆柱形部件15的外径。圆柱形部件16在球形接头螺母16中围绕其Y轴可枢转地安装。

圆柱形部件16的下游端部安装在主体11的外壳17中，其中具有垂直于圆柱形部件16的轴线定向的间隙j1和根据圆柱形部件16的轴线定向的间隙j2。

间隙j1例如在1mm和10mm之间。间隙j2例如在1mm和10mm之间。间隙j1和j2允许圆柱形部件16根据正交于所述圆柱形部件16的Y轴的两个旋转轴线进行旋转。通过这些间隙实现的圆柱形部件16在主体11中根据这两个轴线中的每一个进行的旋转例如在2和10°之间。

圆柱形部件16进一步包括旨在借助螺钉19附接到接口8上的套环18。

凹陷区域20与每个螺钉19相对定位，每个凹陷区域20设置在套环18的下游。每个凹陷区域20允许对应螺钉19特别是螺钉头和/或对应旋拧工具进行接合。

圆柱形部件16进一步包括位于套环18的上游的圆柱形上游端部21，其旨在与接口8的具有互补形状的外壳接合，以便在所述圆柱形部件16和所述接口8之间实现定心和/或力的传递。

系统7进一步包括连接元件22，本文中呈圆柱形杆的形式，其安装在主体11中的圆形孔23(图4)和圆柱形部件16中的孔24(图5)中并与它们之间存在间隙j3。

因此，所述连接元件22被配置成实施故障保护功能。因此，在因为故障而占用前述游隙j3的情况下，连接元件22能够通过与圆柱形部件16和/或横杆10接触来传输力。间隙j3例如在1和10mm之间。

Claims (10)

1.用于涡轮机(1)的悬挂系统(7)，其包括旨在附接到飞机挂架上的横杆(10)和铰接在球形接头外壳上的圆柱形部件(15)，所述球形接头外壳包括主体(11)和铰接在所述主体(11)上的球形接头螺母(16)，所述圆柱形部件(15)安装成在所述球形接头螺母(16)中围绕其轴线(Y)枢转，其特征在于，所述圆柱形部件(15)旨在与所述涡轮机(1)的固定部分(8)成一体，所述球形接头外壳的主体(11)与所述横杆(10)成一体。

2.根据权利要求1所述的系统(7)，其特征在于，所述圆柱形部件(15)至少部分地安装在所述主体(11)的外壳(17)中，所述圆柱形部件(15)和所述主体(11)之间设置有间隙(j1，j2)。

3.根据权利要求1或2所述的系统(7)，其特征在于，悬挂系统包括连接元件(22)，所述连接元件安装在所述主体(11)中且带有间隙(j3)地安装在所述圆柱形部件(15)中，所述间隙(j3)特别是根据所述圆柱形部件(15)的轴线(Y)的方向而实现的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统(7)，其特征在于，所述横杆(10)包括所述球形接头外壳所处的上游部分和用于附接旨在支撑力恢复杆的撑杆的下游部分。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统(7)，其特征在于，所述圆柱形部件(15)包括套环(18)，所述套环(18)旨在附接到所述涡轮机(1)的固定部分(8)上。

6.根据权利要求5所述的系统(7)，其特征在于，所述圆柱形部件(15)包括至少一个旨在与螺钉相对定位的凹陷区域(20)，所述凹陷区域(20)布置在所述套环(18)的下游。

7.根据权利要求5或6所述的系统(7)，其特征在于，所述圆柱形部件(15)具有位于所述套环(18)的上游的圆柱形上游端部(21)。

8.双流涡轮喷气发动机(1)，其包括主流流脉和次流流脉，所述主流流脉被称作主脉(2)且由径向内壁(2a)和径向外壁(2b)界定；所述次流流脉被称作次脉(4)，围绕所述主脉且由径向内壁(4a)和径向外壁(4b)界定，其特征在于，双流涡轮喷气发动机包括根据权利要求1至6中任一项所述的悬挂系统(7)，并且所述圆柱形部件(15)附接到涡轮喷气发动机(1)中径向位于所述次脉(4)的内壁(4a)和所述主脉(2)的外壁(2b)之间的固定部分(8)上，所述固定部分(8)与所述壁(4a，2b)中的至少一个成一体。

9.根据权利要求8所述的涡轮喷气发动机(1)，其特征在于，所述次脉(4)包括在所述次脉(4)的内壁和外壁(4a，4b)之间径向延伸的至少一个臂(6)，所述臂(6)位于涡轮喷气发动机(1)的风扇(5)的下游，所述圆柱形部件(15)附接到的固定部分(8)与臂(6)轴向相对定位。

10.根据权利要求8或9所述的涡轮喷气发动机(1)，其特征在于，所述涡轮喷气发动机(1)的稀释比大于10。

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