本發(fā)明涉及配備有至少一個風扇(該風扇設置有可變槳距葉片)的渦輪機的一般領域,更具體地涉及對這些渦輪機的風扇翼型件的取向的控制。本發(fā)明的一個優(yōu)選應用領域是具有無涵道風扇(更廣為人知地被稱為螺旋槳風扇、開放式風扇、開放式轉子和無涵道風扇)的渦輪噴氣發(fā)動機。然而,本發(fā)明也適用于具有一個或多個推進器螺旋槳的渦輪螺旋槳發(fā)動機。
背景技術:
1、目前正在探索的提高民用飛機發(fā)動機的單位消耗量的途徑之一是開發(fā)無涵道風扇渦輪噴氣發(fā)動機,例如文獻fr?2?941?493中描述的渦輪噴氣發(fā)動機。這些渦輪噴氣發(fā)動機包括常規(guī)的渦輪發(fā)動機氣體發(fā)生器,其一個或多個渦輪級驅動延伸到發(fā)動機的短艙外部的一個或多個無涵道風扇。
2、如在常規(guī)渦輪螺旋槳發(fā)動機的情況下,該風扇/這些風扇的葉片是可變槳距葉片,也就是說,可以在飛行期間修改這些葉片的角位置(被稱為槳距角)。作為提醒,葉片的槳距角對應于在與葉片的樞轉軸線正交的平面中,風扇的旋轉軸線與葉片的在風扇半徑的75%處的弦之間的角度。葉片的槳距角可以從等于90°的值(對應于葉片的被稱為“腹板”或“平槳”位置)變化到等于0°的值(對應于葉片的被稱為“順槳”位置)。葉片的槳距角也可以取嚴格大于90°的值,通?;旧系扔?5°,對應于葉片的被稱為“反向”位置的位置。
3、眾所周知,在飛行期間對槳距角進行的這種修改能夠實現(xiàn)發(fā)動機推力的發(fā)展和風扇效率的優(yōu)化,這取決于飛行器的速度。事實上,風扇的轉速在所有運行階段幾乎是恒定的,并且葉片的槳距改變了推力。因此,在巡航飛行階段期間,葉片被定向以通過使從渦輪軸獲取的功率和消耗量最小化以及通過優(yōu)化效率來調節(jié)推力。相反,在起飛期間,葉片被定向成使推力最大化,以使飛機加速然后起飛。
4、葉片的取向的操縱通常借助于槳距改變機構來執(zhí)行,該槳距改變機構包括控制致動器和連接系統(tǒng),該控制致動器包括沿風扇的軸線平移的可移動部件,該連接系統(tǒng)將可移動部件連接到葉片,以便將可移動部件的平移轉換為可變槳距葉片的旋轉。通常,所述連接系統(tǒng)包括第一銷、第二銷和連接桿,第一銷固定到可移動部件,第二銷遠離葉片的樞轉軸線而固定到葉片,連接桿將這兩個銷彼此連接。這種槳距改變機構例如從fr?2?980?770?a1和wo?2017/118793?a1中已知。
5、可變槳距葉片遇到的一個困難是,可變槳距葉片在其自身的離心作用下朝向平槳位置偏置。這在將可移動部件連接到葉片的連接系統(tǒng)中引起了顯著的約束,需要適當?shù)卮_定部件的尺寸以承受這些約束。通常,這種尺寸確定對連接系統(tǒng)的重量有負面影響。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的一個目的是實現(xiàn)槳距改變機構的連接系統(tǒng)的輕量化,所述槳距改變機構操縱可變槳距葉片的取向。其他目的是有助于安裝槳距改變機構,以便當槳距改變機構組裝到一組可變槳距葉片上時,有助于接近槳距改變機構。
2、為此,根據(jù)第一方面,本發(fā)明涉及一種用于調節(jié)至少一個可變槳距葉片圍繞葉片的樞轉軸線的角位置的槳距改變機構,可變槳距葉片能圍繞其樞轉軸線在平槳位置和順槳位置之間移位,所述槳距改變機構包括:
3、-相對于樞轉軸線固定的框架,
4、-控制致動器,控制致動器包括固定部件和可移動部件,固定部件固定到框架,可移動部件能相對于固定部件沿著縱向軸線在縮回位置和展開位置之間平移移動,以及
5、-連接系統(tǒng),連接系統(tǒng)將可移動部件連接到可變槳距葉片,以進行如下轉化:
6、·將可移動部件以第一方式沿著縱向軸線的平移轉化為可變槳距葉片圍繞樞轉軸線朝向平槳位置的旋轉,以及
7、·將可移動部件以與第一方式相反的第二方式沿著縱向軸線的平移轉化為可變槳距葉片圍繞樞轉軸線朝向順槳位置的旋轉;
8、所述連接系統(tǒng)包括固定到可移動部件的第一鉸接件、遠離樞轉軸線而固定到可變槳距葉片的第二鉸接件、以及將第一鉸接件連接到第二鉸接件的連接構件,其中,第一鉸接件設置在第二鉸接件的上游或下游,第一方式是指從上游到下游或從下游到上游。
9、根據(jù)本發(fā)明的特定實施例,該槳距改變機構還具有單獨地或以任何技術上可行的組合采用的以下特征中的一個或多個:
10、-連接構件由連接桿構成;
11、-可變槳距葉片包括前緣、后緣、以及將前緣連接到后緣的弦,第二鉸接件相對于與弦正交并且包含樞轉軸線的平面與后緣相對地布置;
12、-槳距改變機構包括槳距鎖定裝置,槳距鎖定裝置適于阻擋可移動部件至少以第一方式相對于固定部件的平移;
13、-槳距鎖定裝置包括:
14、o支撐構件,支撐構件能相對于框架沿著縱向軸線在操作位置與鎖定位置之間平移移動,
15、o返回裝置,返回裝置將支撐構件朝向支撐構件的鎖定位置偏置,o保持裝置,保持裝置用于在正常操作條件下將支撐構件保持在支撐構件的操作位置,以及
16、o螺桿-螺母系統(tǒng),螺桿-螺母系統(tǒng)具有:
17、■螺桿,螺桿平移地固定到支撐構件并且能移動地安裝成相對于支撐構件圍繞縱向軸線旋轉,螺桿具有鄰接表面,當支撐構件處于操作位置時,鄰接表面與框架相距一距離,并且當支撐構件處于鎖定位置時,鄰接表面支承抵靠框架,以及
18、■螺母,螺母固定到致動器的可移動部件并且與螺桿同軸,螺母與螺桿配合,使得螺母沿著縱向軸線的平移引起螺桿圍繞縱向軸線的旋轉,
19、鄰接表面以第一方式定向;
20、-支撐構件通過以第一方式平移從支撐構件的操作位置移動到支撐構件的鎖定位置;
21、-框架包括止動件,當支撐構件處于鎖定位置時,螺桿的鄰接表面支承抵靠止動件,控制致動器和止動件縱向地設置在螺母的同一側;
22、-鄰接表面布置在螺桿的下游端部處或上游端部處;
23、-控制致動器包括形成固定部件和可移動部件中的一個的圓筒體和形成固定部件和可移動部件中的另一個的活塞,圓筒體界定內腔,活塞將所述內腔分成兩個流體室,每個流體室包含控制流體以控制可移動部件相對于固定部件的移位;
24、-圓筒體是連續(xù)的;
25、-流體室是連續(xù)的;
26、-每個流體室至少部分地由框架的外周表面界定;
27、-流體室在致動器的縱向端部中的每個縱向端部處被封閉;
28、-槳距鎖定裝置在所述流體室之外;
29、-槳距改變機構包括密封件,密封件將流體室與槳距鎖定裝置流體地隔離;
30、-兩個流體室中的一個流體室與殼體的內部流體連通,控制流體構成用于鎖定裝置的潤滑流體;
31、-槳距鎖定裝置的至少一部分縱向地遠離致動器延伸;
32、-槳距鎖定裝置相對于框架在縱向上為懸臂式的;
33、-槳距改變機構包括將螺母連接到致動器的可移動部件的護罩,所述護罩從致動器縱向地突出,特別是向上游縱向地突出;
34、-鎖定裝置包括相對于框架引導支撐構件的引導系統(tǒng),控制致動器和引導系統(tǒng)縱向地設置在螺母的同一側,優(yōu)選地設置在螺母的下游側;
35、-槳距鎖定裝置包括殼體,殼體固定到螺母并且圍繞螺母、螺桿和支撐構件;
36、-殼體至少部分地界定用于槳距鎖定裝置的潤滑流體的流通的圍合空間;
37、-殼體包括內圓筒體,該內圓筒體在內表面上承載螺母并且與固定到框架的外圓筒體配合以在外圓筒體內縱向地滑動,內圓筒體在其外周處具有與外圓筒體的內表面接觸的密封件,外圓筒體和殼體一起界定用于鎖定裝置的潤滑流體的流通的圍合空間;
38、-螺距改變機構包括用于相對于框架引導螺母的引導裝置,所述引導裝置包括固定到螺母的內圓筒體和固定到框架的外圓筒體,內圓筒體與外圓筒體配合以在外圓筒體內縱向地滑動;并且
39、-縱向軸線基本上正交于樞轉軸線。
40、根據(jù)第二方面,本發(fā)明還涉及一種用于渦輪機的風扇轉子,風扇轉子包括轂部和多個可變槳距葉片,每個可變槳距葉片可相對于轂部圍繞自身的樞轉軸線樞轉,轉子還包括根據(jù)第一方面的槳距改變機構,以調節(jié)可變槳距葉片中的每個可變槳距葉片圍繞其相應的樞轉軸線的角位置。
41、根據(jù)本發(fā)明的一個特定實施例,風扇轉子還具有以下特征:
42、-縱向軸線構成轉子的旋轉軸線。
43、根據(jù)第三方面,本發(fā)明還涉及一種渦輪機,該渦輪機包括根據(jù)第二方面的風扇轉子。
44、根據(jù)本發(fā)明的一個特定實施例,該渦輪機還具有以下特征:
45、-縱向軸線構成渦輪機的伸長軸線。
46、根據(jù)第四方面,本發(fā)明還涉及一種飛行器,該飛行器包括至少一個根據(jù)第三方面的渦輪機。
47、最后,根據(jù)第五方面,本發(fā)明涉及一種用于改變渦輪機的風扇轉子的葉片的槳距的方法,每個葉片可相對于風扇轉子的轂部圍繞自身的樞轉軸線樞轉,所述方法包括借助于根據(jù)第一方面的槳距改變機構來調節(jié)所述葉片中的每個葉片圍繞其相應的樞轉軸線的角位置。
48、根據(jù)本發(fā)明的一個特定實施例,該方法還具有以下特征:
49、-該方法包括借助于槳距鎖定裝置來鎖定葉片的取向的附加步驟。