具有平移旋转阻流门的推力反向器系统及操作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于高旁通涡扇发动机中以通过从风扇旁通导管转移空气来提供推力反向的推力反向器系统。
【背景技术】
[0002]图1示意性地描绘了本领域中已知的类型的高旁通涡扇发动机10。发动机10示意性地描绘为包括机舱12和芯部发动机(模块)14。位于芯部发动机14的前部中的风扇组件16包括包绕风扇叶片18阵列的风扇外壳20。芯部发动机14示意性地描绘为包括高压压缩机22、燃烧器24、高压涡轮26和低压涡轮28。进入风扇组件16的空气的大部分旁通至发动机10的后部以生成附加的发动机推力。旁通空气穿过机舱12与包绕芯部发动机14的内芯部罩36之间的环形旁通导管30，并且通过风扇出口喷嘴32离开导管30。机舱12限定旁通导管30的径向向外的边界，并且芯部罩36限定旁通导管30的径向向内的边界，并且向从芯部发动机14向后延伸的主排气喷嘴38提供后芯部罩过渡表面。
[0003]机舱12典型地由限定机舱12的外边界的三个主元件构成:入口组件12A、与包绕风扇叶片18的发动机风扇外壳对接的风扇罩12B，以及位于风扇罩12B后方的推力反向器系统12C。推力反向器系统12C包括三个主要构件:安装于机舱12的平移罩(平移罩)34A、安装在机舱12内的叶栅34B，以及示为在叶栅34B的径向内侧的收起位置的阻流门34C。阻流门34C适于从它们的收起位置枢转地配置至配置位置，其中各个阻流门34C的后端枢转成与芯部罩36接合，如以图1的上半部中的影线描绘的。在该意义上，芯部罩36也可认作是推力反向器系统12C的构件。叶栅34B为机舱12的固定结构，而平移罩34A适于向后平移来使叶栅34B暴露，并且使用连杆臂34D将阻流门34C配置到导管30中，引起导管30内的旁通空气转移穿过暴露的叶栅34B，并且从而提供推力反向效果。尽管两个阻流门34C在图1中示出，但多个阻流门34C典型地围绕机舱12的圆周周向地间隔开。
[0004]在用于高旁通涡扇发动机10中的常规推力反向器设计中，叶栅34B在推力反向器系统12C未使用时(S卩，在发动机10的正常飞行中操作期间)由收起的阻流门34C覆盖。该类型的常规构造的缺陷在于，与阻流门34C相关联的连杆臂34D横跨风扇导管流动路径延伸，增大了可引起空气动力或声学低效的空气动力阻力和其它流动扰动。此外，连杆臂34D在正常发动机操作期间暴露于损坏和磨损引起的条件。因此，与现有的推力反向器系统的常规连杆臂相关联的缺点在于它们可降低发动机性能、发动机噪音衰减、比燃料消耗和操作可靠性。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种适用于飞行器中使用的类型的涡扇发动机的推力反向器系统及其操作。推力反向器系统特别适于用于高旁通涡扇发动机中，其具有芯部发动机、包绕芯部发动机的芯部罩、包绕芯部罩且包括风扇罩的机舱，以及由机舱和芯部罩限定且在机舱与芯部罩之间的旁通导管。
[0006]根据本发明的第一方面，推力反向器系统包括安装于机舱且适于沿燃气涡轮发动机的向后方向远离风扇罩平移以限定其间的周向开口的平移罩。机舱内的固定结构在平移罩沿向后方向平移时不平移。阻流门安装于机舱以具有收起位置和配置位置。各个阻流门具有第一端部、相对设置的第二端部、第一端部与第二端部之间的内表面，以及凹入内表面中的至少一个槽口。连杆机构将阻流门连接于固定结构，其中各个连杆机构包括可枢转地联接于固定结构的第一连杆，以及可枢转地联接于阻流门中的一个的第二连杆。第一连杆和第二连杆在阻流门处于收起位置时收纳在凹入阻流门的内表面中的槽口中。连杆机构可枢转地连接于阻流门，以使沿向后方向的平移罩的平移引起第一连杆和第二连杆在阻流门中的各个移动至其配置位置时从槽口移位，对此阻流门中的各个横跨旁通导管延伸，并且将旁通导管内的旁通空气转移穿过周向开口。
[0007]根据本发明的第二方面，一种操作安装在燃气涡轮发动机上的推力反向器系统的方法需要将阻流门收起在其收起位置，以使各个阻流门设置在固定结构与发动机的平移罩之间，阻流门的第一端部邻近固定结构的内壁，并且阻流门的第二端部邻近平移罩的内壁。平移罩沿发动机的向后方向平移，以限定固定结构与平移罩之间的至少一个周向开口，此后，平移罩进一步沿向后方向平移，以配置连杆机构，该连杆机构收纳在凹入阻流门的径向内表面中的槽口中，并且将阻流门可枢转地连接于固定结构。从槽口配置连杆机构通过旋转阻流门中的各个来引起阻流门中的各个旋转至配置位置，直到阻流门中的各个横跨发动机的旁通导管延伸，并且将旁通导管内的旁通空气转移穿过固定结构与平移罩之间的周向开口。
[0008]本发明的其它方面包括高旁通燃气涡扇发动机，其配备有具有上文所述的元件和/或操作的推力反向器系统。
[0009]本发明的技术效果在于安装在发动机上的推力反向器系统在没有连杆臂的情况下操作的能力，该连杆臂在配置推力反向器系统的阻流门之前横跨发动机的旁通风扇导管延伸。作为替代，由本发明的推力反向器系统使用的连杆臂在正常发动机操作期间收起在阻流门内，并且仅在阻流门配置期间配置成横跨旁通风扇导管延伸。就此而言，本发明能够显著地减小空气动力阻力和其它流动扰动，其否则将由于在正常发动机操作期间在风扇导管内存在连杆臂而引起。
[0010]本发明的其它方面和优点将从以下详细描述更好地认识到。
【附图说明】
[0011]图1示意性地描绘了高旁通涡扇发动机的截面视图。
[0012]图2描绘了隔离地示出在本发明的范围内的高旁通涡扇发动机的芯部发动机、包绕芯部发动机的固定结构和可枢转地联接于固定结构作为推力反向器系统的一部分的阻流门的透视图。
[0013]图3和4描绘了隔离地示出芯部发动机的后端、图2的固定结构和阻流门以及在固定结构后方包绕芯部发动机的平移罩的透视图，并且示出了处于完全收起(图3)和完全配置(图4)位置的阻流门。
[0014]图5描绘了隔离地示出包含根据本发明的另一个实施例构造的若干阻流门的推力反向器系统的节段，并且示出处于它们的完全配置位置的阻流门，以及推力反向器系统的若干叶栅的透视图。
[0015]图6至8为示出利用连杆机构的协助从收起位置过渡至完全配置位置的图5的推力反向器系统的轴向(侧视)截面视图，该连杆机构将阻流门联接于固定结构和平移罩。
[0016]图9至11为隔离地示出图5至8的阻流门中的一个，以及从收起位置(图9)过渡至平移位置(图10)并且最终至完全配置位置(图11)的其连杆机构的透视图。
[0017]图12和13为隔离地示出图2至4的两个直径相对的阻流门和它们的连杆机构的透视图，其中视图从向前看且朝向发动机的轴线的视角取得，并且示出了处于收起位置的阻流门和连杆机构。
[0018]图14为从大体上向前看的视角取得的、处于完全配置位置的图12的阻流门和连杆机构的透视图。
[0019]图15为从大体上向后看的视角取得的图14的阻流门和连杆机构的透视图。
【具体实施方式】
[0020]图2至15描绘了根据本发明的实施例的高旁通燃气涡轮(涡扇)发动机和推力反向器系统40的构件的片段视图。为方便起见，用于识别图1中的发动机10和某些构件的相同附图标记将遍及以下描述(包括图2至15)使用，以识别图2至15中描绘的发动机的某些功能上等同的构件。就此而言，应当理解的是，图2将推力反向器系统40绘制为适于位于发动机10的机舱12(图2中未示出)内且在其风扇外壳20后方。还应当理解的是，芯部罩36 (图2中未示出)将限定发动机10的旁通导管30的径向向内的边界，机舱12限定旁通导管30的径向向外的边界，并且发动机10的旁通空气穿过旁通导管30。参照图2、3和4，将显而易见的是，推力反向器系统40包括适于出于在导管30内转移旁通空气流穿过叶栅44(图5至8)的目的配置到旁通导管30中的阻流门42，叶栅44安装在风扇外壳20后方，并且由于沿向后方向远离风扇外壳20平移的平移罩(平移罩)46而露出，以在其间限定周向间隙或开口 66。发动机10的其它结构和功能方面可从图1的前述论述理解，并且因此将不在此处重复。
[0021]图2(其片段视图还在图3至8和12至15中示出)中描绘的风扇外壳20和固定地附接于其的结构大体上限定了发动机10的固定结构，其在本论述中是指并未以平移罩46平移的机舱12的结构。叶栅44固定地附接于风扇外壳20的后端或附近，并且还可认为形成机舱12的固定结构的部分。叶栅44外接旁通导管30，并且表示为由多个独立的叶栅节段构成。作为机舱的最后区段，应当理解的是，平移罩46将位于风扇罩12B的后方，并且外接图1中所示的芯部罩36。如本领域中已知的，任何适合类型的促动器(未示出)可用于引起平移罩46远离和朝向