包括带有旋转门的次级喷嘴的飞机涡轮喷气发动机机舱的制作方法

本发明涉及一种飞机涡轮喷气发动机机舱，其包括带有下游门的次级喷嘴。

飞机通过每个安装在机舱中的若干个涡轮喷气发动机驱动。

背景技术：

机舱通常具有管状结构，包括涡轮喷气发动机上游的进气口，旨在围绕涡轮喷气发动机风扇的中间段，容纳推力反向器装置且旨在围绕涡轮喷气发动机燃烧室的下游段，该机舱通常终止于出口位于涡轮喷气发动机下游的喷嘴。

这个机舱旨在容纳旁路涡轮喷气发动机，该涡轮喷气发动机能够借由旋转风扇叶片产生来自于涡轮喷气发动机的燃烧室的热气流(也被称为主气流)和通过也被称为气流通路的环形通道在涡喷发动机外部循环的冷空气流(次级流)，气流通路形成于涡轮喷气发动机整流罩和机舱的内壁之间。两个空气流通过机舱后面从涡轮喷气发动机喷出。

推力反向器装置在飞机着陆的过程中，旨在通过向前重定向至少一部分由涡轮喷气发动机产生的推力提高制动能力。

在这一阶段，推力反向器装置阻碍冷空气流的气流通路并引导冷空气流朝向机舱的前面，从而产生反向推力，该反向推力增加了飞机轮子的制动，用于执行这一冷空气流重定向实施的装置根据推力反向器类型的不同而变化。

用于实现这一冷空气流的重定向实施的装置根据推力反向器类型的不同而变化。然而，推力反向器结构通常包括在展开位置和缩回位置之间可交替移动的罩，一方面，在展开位置，罩在机舱内部打开用于转向的通道，另一方面，在缩回位置罩关闭这一通道。这些罩可以实现偏转功能或简单激活其他偏转装置。

此外，除了它的推力反向功能，推力反向器的罩属于机舱的下游段并且具有形成喷嘴的下游部分，喷嘴旨在引导空气流的喷射。

喷嘴的最佳段可以根据不同的飞行阶段调整，即飞机的起飞、上升、巡航、下降和着陆阶段。这种适应性喷嘴(也被称为可变截面喷嘴)的优势已经众所周知，特别是减少噪音或减少燃料消耗。

其中根据现有技术中的可变截面喷嘴在申请号为FR2622929的公开的专利申请中已经描述过，其实施例如图1所示，是特别已知的。

该申请涉及一种涡轮喷气发动机的机舱1，包括内部固定结构2和外罩3，外罩3包括上游段5和下游段7，下游段7包括可变几何形状喷嘴9。

外罩3的下游段的环10轴向可滑动地安装以便在外罩3中产生开口11。这个开口11允许一部分的空气流13在环形通道15中循环喷出，这导致由罩形成的喷嘴截面的扩大。

虽然这种类型的机舱可以有效改变喷嘴截面，但它有一些缺点。

外罩3的上游段5和下游段7之间的机械连接件构成机舱的机械弱化因素。

除了减弱推力反向器罩，当发动机运转时，这种机械的连接件也可能产生罩的环形下游段的振动。

根据现有技术已知的是，如附图2所示的可变几何形状喷嘴9已经在公开号为FR2946696的专利申请中描述，可变几何形状喷嘴9输出截面的变化是通过活动安装并在关闭位置和释放位置之间旋转的门17实现的，在关闭位置，门17关闭外罩3的开口19，在释放位置，门17释放所述开口以向机舱外部喷射部分次级空气流13并因此增加或减少机舱的输出截面。

如图所示，该可变几何形状喷嘴9包括位于开口19和门17下游的连续下游端部21，该连续下游端部21可以大幅度提高机舱的结构强度，并且解决了现有技术的不足。

然而，对于门显著的打开，也就是说门17的枢转足够重要(位置未示出)以使允许足够量的来自于环形通道15的次级空气流通过，通过外罩开口的空气流，从机舱逸出发散，并且被定向在准横向于机舱纵轴的方向。

这样的空气流的发散会对机舱的空气动力学外形有很大的影响，并且使推进部件的推力性能变差。

此外，该喷嘴的门有相对大和平面的后缘23，结果产生了底部阻力的现象，也影响到机舱的空气动力学外形和限制喷嘴的性能。

技术实现要素：

本发明的目的是解决这些弊端，为此目的，涉及一种用于飞机涡轮喷气发动机的机舱，包括：

-至少部分限定涡轮喷气发动机整流罩的内部固定结构，

-包括上游段和下游段的外罩，所述下游段包括外壁和内壁，内壁和内部固定结构一起限定次级空气流的环形气流通道，所述下游段包括所述次级空气流的喷嘴，所述喷嘴包括：

·至少一个被限定在外罩的下游段的开口，

·位于所述开口下游的至少一个连续下游端部，

·至少一个经过或没有经过声学处理的门，在驱动装置的激活下，门在关闭位置和打开位置之间可交替移动，在关闭位置，所述门关闭所述开口并确保机舱气动连续性，以及在打开位置，所述门允许通过所述开口的至少一部分次级空气流从环形通道朝向机舱的外部通过，

所述机舱特征在于，驱动装置被成形为，在所述装置将门从关闭位置激活至打开位置时，驱动所述门在机舱上游平移和朝向机舱外部旋转的组合运动中。

因此，通过提供成形为驱动次级喷嘴门在机舱上游平移和朝向机舱外部旋转的驱动装置，门的开口宽度受到限制，同时满足喷嘴输出截面的变化要求。

也就是说，这种门的开口运动学允许门移动到适当的位置，以允许将次级空气流重定向为从机舱开口在机舱的纵轴方向、沿着机舱外罩的外壁向机舱下游逸出。

由于这种运动学，门的旋转角度保持适中；从开口逸出的空气流的发散性因此相对于现有技术受到限制，这允许了基本控制并改善机舱的空气动力性能。

因此，总而言之，通过使得从设置在机舱外罩的开口逸出的次级空气流收敛，推进组件的推力性能得到改善。

根据本发明的机舱所有的可选特征：

-驱动装置包括：

·至少一个驱动器，包括固定在机舱固定部分的上游主体，和一端直接连接于所述门的上游壁的杆，以及

·至少一个连接杆，连接杆一端连接至机舱外罩，并且另一端连接至喷嘴的门。

-门包括后缘，该后缘成形为至少部分覆盖喷嘴的连续下游端部，该后缘允许限定机舱内壁和外壁在门和喷嘴的连续下游端部之间区域的气动连续性。

-门的后缘具有弯曲的轮廓，其使得空气流喷射向机舱纵轴的收敛性提高；门的后缘具有锥形轮廓，使得门的下表面的切线与设置门后缘对面的连续下游端部的壁基本上平行，从而允许引导次级空气流在基本上平行于机舱纵轴的方向，进而提高了推进组件的推力；

-密封装置设置在门和外罩之间，并且被设置为当门在其关闭位置时阻止空气在门周边并通过开口流动，从而当门在其关闭位置时阻止在环形通道内循环的空气通过门和其相关的开口流动；

-门或外罩进一步包括至少一个靠近开口的固定或活动的侧翼片；

-外罩的上游段和喷嘴的下游连续端部被制成一个单一部件，确保了机舱的良好的结构强度；

-门在关闭位置，允许在通道中通过受控的泄漏率以获得机舱阻力增益；

-喷嘴包括多个开口，该开口围绕机舱的纵轴环形分布并且当所述门在其关闭位置时，每一个开口都被门关闭；

-门可以经过声学处理；

-一种推力反向器装置，其装备根据本发明所述的机舱。

附图说明

本发明的其他特征和优点将根据阅读下面的详细说明并参考附图显示和理解，其中：

-图1，所示为现有技术中的机舱的纵向截面图，包括可变几何形状的喷嘴，该喷嘴包括可平移移动的下游环；

-图2所示为根据现有技术配备有可变几何形状喷嘴的机舱的纵向截面图，其中喷嘴的输出截面的变化是通过旋转可移动的门实现的；

-图3所示为等距视图，其显示了包括根据本发明的机舱的推进组件，机舱围绕着飞机涡轮喷气发动机；

-图4所示为机舱沿图3中的线A-A和B-B的纵向截面图，所示门在关闭位置；

-图5所示为门的等距视图，所示为门和驱动器之间可选的连接件；

-图6所示为门的等距视图，关于其侧壁，所示为门和机舱的固定结构之间的连接件；

-图7所示为关于装配有根据本发明的机舱的喷嘴的门的视图，所示门在其关闭位置；

-图8所示为沿图7中的线C-C的横截面视图；

-图9所示为机舱沿图3中的线A-A和B-B的纵向截面图，所示门在其打开位置；

-图10-13所示为机舱沿图3中的线A-A的纵向截面图，其中显示了设置在门和机舱外罩之间的密封装置的四个可选实施例；

-图14所示为关于装备有根据本发明的机舱的喷嘴的门，所示门在其关闭位置并且设置有侧翼片。

值得注意的是，说明书和权利要求书中的术语“上游”和“下游”应该被理解为相对于在由机舱和涡轮喷气发动机组成的推进组件内部的气流循环，也就是说从左到右，参见附图1至14。

相似的，表述“内部”和“外部”也被使用但不限于，相对于机舱的纵轴的径向距离，表述“内部”定义径向靠近机舱的纵轴的区域，而与表述“外部”相反。

此外，在说明书和权利要求书中，为了说明书和权利要求书的清楚，采用纵向、垂直和横向的术语但不限于，参考在附图中示出的直接三面体L，V，T，其纵轴L是平行于图3所示机舱的纵轴29的。

此外，在所有附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件或部件组。

具体实施方式

参见附图3，示出了包括根据本发明20的机舱1的推进部件25，机舱1环绕涡轮喷气发动机27。

机舱1旨在通过形成连接接口的紧固岛状件(未示出)悬挂在发动机挂架(未示出)上。

机舱1包括外罩3，外罩3包括上游段5和下游段7，下游段7包括在环形通道15中循环的次级空气流的一部分的可变几何形状喷嘴9，环形通道15被限定在机舱的内部固定结构和外罩的内壁之间。

可变几何形状喷嘴9包括多个开口19(其中的一个在图9中可见)，例如四个(只有两个开口在图3中可见)，围绕机舱的纵轴29圆周地分布。

当然，该喷嘴完全可以包括四个以上的开口，例如六个。它也可能(小直径机舱)只包括两个或三个开口。

这些开口都具有机舱1的径向向外开口槽31形状，并且在次级空气流的环形循环通道15和机舱外部31之间限定了通道。

这些开口由可在关闭位置和打开位置之间交替移动的门17关闭，在该关闭位置，该门关闭相关联的开口19，以及在打开位置，门允许穿过所述开口19的至少部分的次级空气流从环形通道15朝向机舱的外部31通过。

为了减轻描述的负担，以下仅详细描述由开口19和相关联的门17组成的组件，其他开口19和相应的门17是相似的。

在这些开口的下游，可变几何形状喷嘴9具有连续下游端部21，连续下游端部21与外罩3的上游段5形成一个单一的部件。也就是说，外罩3的组件，进一步包括上游段5和连续下游端部21，该组件是一个单一的部件，并且开口19也与外罩形成一体。

参见附图4，示出了沿分别通过附图3中线A-A、B-B的平面的纵向截面可见的机舱1，门17示出在关闭位置。

门17包括内壁33和外壁35。

内壁33和外壁35相对于彼此是不可移动的，相对于包括相对于彼此可移动的内层与外层的门，这简化了设计。

门的内壁和外壁通过上游壁37在结构上连接在一起，两个侧壁39和一个下游壁41限定了门17的后缘43。这种结构可以通过纵梁或者内框架得到增强，根据现有技术这对于本领域技术人员是显而易见的。门17可以接受声学处理，例如夹层型的声学处理。在薄衬里中，这个夹层可以有利地填满壁33和35之间的结构的整个内部。

当门17占据其关闭位置时，门的内壁33确保机舱内部气动连续性，以不干扰环形通道15内空气流的流动，门的外壁35确保机舱整流罩的外部气动连续性。

由于该后缘特定的轮廓，机舱罩内壁以及外壁的气动连续性，在门的后缘43和喷嘴的下游端部21之间的连接处得以确保。为此目的，门的后缘43具有弯曲轮廓有利地覆盖了喷嘴的连续下游端部21的上游段45。

后缘43具有较低的表面，该表面包括相对于所述后缘的上游段49的较小厚度的下游段47。

后缘43具有锥形轮廓，使得门17的下表面的切线与位于门后缘对面的下游端部21的壁基本上平行。

也就是说，后缘43位于机舱的外罩外壁的延伸区域，以限定机舱外罩的气动连续性。

门17还可能通过气缸式驱动器51移动，该驱动器51包括固定至机舱固定部分的上游主体(未示出)，例如机舱的外罩，和操纵杆53，其一个自由端直接连接至门17的上游壁37。这种类型的驱动器，例如电动驱动器，对于本领域技术人员是众所周知的，因此将不再进一步描述。

驱动器51的杆53沿基本上平行于机舱纵轴的轴线可滑动地纵向安装在关联主体上，并且门17可枢转地安装在驱动器51的杆53的端部54上。

单一的驱动器对于门的位移是足够的。然而，如果本领域技术人员找到了其中特别的方法，若干个驱动器51可以连接至门17。可选地，连接至运动返回装置的单个驱动器51驱动多个门运动。

门17进一步连接至机舱的外罩，由于连接杆55安装在门17的侧壁39上。

门17的每个侧壁39接收两个连接杆55，其中第一个被安装在门的上游壁37附近，并且其中第二个被安装在第一个的下游。

连接件的配置的最优化取决于运动学和它们的结构效率。连接杆55几乎相切于门的内壁或外壁。这种配置允许更好地将门17的力传递至外罩3。

根据附图5所示的可选的实施例，驱动器(未示出)的杆的端部54可通过两个连接杆56,58连接至门17，两个连接杆56,58位于驱动器延续处并形成“V”型，允许稳定门17的移动并且避免门的扭转。

根据附图6所示的另一个可选的实施例，门的每个侧壁接受三个连接杆55。根据这个实施例，形成的“V”型的两个连接杆安装在门的上游壁37的附近，并且一个连接杆安装在形成“V”型的连接杆的下游。此实施例允许良好稳定的门的移动。

现在根据参考附图7和8中更详细地表示，现在根据其参考，连接杆55基本上相切于门的侧壁79，连接杆55的第一端57通过连接件59连接至机舱的外罩3，并且连接杆55的第二端61通过连接件63连接至门17的侧壁39。

门17可以有利地装备有侧向密封装置，该密封装置设置在门17和与外罩3关联的开口19之间，为了防止当门17占据其关闭位置时门17和其相关联的开口19之间的侧向或纵向(也就是说沿机舱的纵轴的垂直方向)的空气泄漏。

侧向密封装置包括插入在门17的第一纵向侧边79和外罩3的外壁65的第一互补纵向侧边81之间的第一侧向密封件(未示出)。

对称的，该侧向密封装置包括插入在门17的第二纵向侧边85和外罩3的外壁65的第二互补纵向侧边87之间的第二侧向密封件(未示出)。

下文详述门从其如附图4所示的关闭位置转换到其如附图9所示的打开位置。

驱动器51被激活以引起杆53向机舱上游的平移，其端部54连接至门17的上游壁37。

随着门朝向机舱上游的平移移动的同时，被连接至门17并且连接至机舱的外罩的连接杆55是固定的，引起门17相对于机舱的外部31的一同旋转。

门17以单一的部件移动，也就是说，门的内壁33和外壁35围绕相同的瞬时旋转轴枢转，旋转轴平行于将连接杆的连接点59连接在机舱两侧的外罩3上的轴。

门17随后位于打开位置，允许部分的次级空气流通过开口19从次级流流至机舱外部，如附图所示的箭头F，从而增加了次级喷嘴的输出截面。

由于刚刚描述的特别的门打开运动，根据描述，门被驱动为同时上游平移和旋转，通过喷嘴的开口19的气流被有利地喷射至机舱的下游，在机舱的纵轴方向，沿着机舱外罩3的外壁65，以确保从开口19逸出的空气流的收敛性，并且基本控制和提高机舱的空气动力学性能。

此外，门17的后缘43的弯曲轮廓44也提高了喷射到机舱纵轴的空气流的收敛性。

现在参见附图10-13，示出了机舱的沿附图1中A-A线的纵向截面图，这示出了设置在门17和机舱外罩3之间的密封装置的四个可选实施例，以当门17处于关闭位置时，防止在环形通道15内循环的空气通过门17和相关的开口19流动。

参见附图10，门17上设置有上游密封件67和下游密封件69，二者都由弹性材料形成，当门17占据其关闭位置时，在门17和外罩3的相应开口19之间形成密封装置。

为此目的，上游密封件67(例如泡沫或者唇形密封件)插入在门17的外壁35的上游端部71和外罩3的外壁65之间。上游密封件67一般地由外罩3或者门17支撑。

相似的，下游密封件69(例如扁平密封件)插入在门外壁35和外罩外壁65之间。下游密封件69由门17支撑以便不在开口上扰乱流动。

可选地，密封件69包括增强件，该增强件安装成以便将密封件校正朝向在其开口上的门的内表面。这可以确保空气流在门后缘43的良好的重定向，同时提供锥形轮廓的后缘。

在这个实施例中，当门从其打开位置移动到其关闭位置时，密封件69然后在弹力的作用下与连续下游端部21的外层对齐。该密封件有利地在门17和连续下游端部21之间的交界区域构成了优良的气动平滑密封。

参见附图11，一方面通过先述的密封件67和69，另一方面通过也由弹性材料(例如，泡沫或唇形材料)形成的第二下游密封件73，来确保门17的密封性，第二下游密封件73插入在门17的下游壁41和外罩3的喷嘴的连续下游端部21的下游段45之间。

参见附图12，一方面通过密封件67，另一方面通过由弹性材料形成的下游密封件75，来确保门17的密封性。

下游密封件75集成在连续下游端部21的壁上，从而限制了门开启时的气动干扰，并且适应门的后缘43的形状，当门17处于关闭位置且当后缘43进入密封件75时。下游密封件75同样可以通过门17或者外罩3支撑，通过使其形状适应这两种不同情况。

最后，参见附图13，门17的密封是由上游密封件67和下游密封件73和75确保的。

当门17在其关闭位置并且在门的开口向内变形时，下游密封件75有利地被施加预应力，以使通过开口19的次级空气流尽可能平行于外罩3的下游端部21的外壁65，同时，当所述门处于打开位置时，最小化在所述门17的后缘43上的底部阻力。

根据另一个未显示的可选实施例，在门17的后缘43和连续下游端部21之间没有设置密封装置。在这种情况下，根据刚度和厚度调节的接触点设置在门和外罩之间或者这两个部件的交界面处。在这种配置下获得的通道有利地是收敛的并且接受次级流边界层，以沿着尾部加速外边界层，因此有助于降低机舱的阻力。

此外，为了防止空气从门17的两侧流动，门17最好包括安装在门17两侧的刚性侧翼片89，如图14所示。

然而，一种可通过球承连接件连接到门上的可移动侧翼片的设备，可取代固定在门上的刚性侧翼片89。

上述翼片有助于轴向流动的次级空气流通过机舱下游的开口19，可以提高推进组件的推力性能。

根据另一个未显示在附图中的可选实施例，侧翼片不能通过门本身支撑，但可以通过外罩支撑。

如前所述，可能计划将这些侧翼片通过球承连接件连接至外罩以使得当门位于关闭位置时，侧翼片位于关闭位置，侧翼片被折叠在门上，并且当门从关闭位置移动到它的开放位置时，侧翼片位于打开位置，该翼片沿着门的侧壁展开。

根据另一个可选实施例，侧翼片均由门和外罩二者支撑，这受益于当门在关闭位置时平滑的空气动力学表面，并且可以防止当门在打开位置时射流发散。

应该注意的是，描述已经涉及平滑的机舱，即并未配备推力反向器装置。

然而，根据本发明的喷嘴可以配备机舱，机舱设置有任何类型的带有叶栅或门的次级流推力反向器装置。

这样的推力反向器装置是本领域技术人员众所周知的，并且不再进一步在本说明书中描述。

在这样的情况下，喷嘴的门位于推力反向器的叶栅和/或门的下游。当机舱配备推力反向器装置时，喷嘴的门的驱动器和(多个)推力反向器罩可以是共用的或独立的。

驱动器的上游主体安装在围绕门17的主体3上。

此外，主要的锁被成形以防止无论门17处于什么位置时推力反向器的展开。

由于本发明，通过设置成形为用于驱动次级喷嘴门在机舱上游平移和朝机舱外旋转的驱动装置，门的开口幅度被限制，同时满足喷嘴输出截面的变化要求。

换句话说，门这样的开口动力学允许了门在其位置上的移动，这允许了次级空气流的重定向，次级空气流在机舱的纵轴方向，沿着机舱外罩的外壁从机舱下游的机舱开口逸出。

与现有技术相比，从开口散出的空气流的发散性是有限的，它允许控制和大幅度提高机舱的空气动力性能。

因此，总之，通过收敛从设置在机舱外罩的开口逸出的次级空气流，推进组件的推力性能得到改善。

此外，喷嘴的连续下游端部可以大幅度提高机舱的结构强度。

最后，通过示出的例子，本发明显然不仅仅局限于上述机舱的单独实施例，相反，涵盖了所述技术手段的等同技术的所有变型和落入本发明保护范围的结合。