本发明涉及飞行器涡轮机的领域。特别地,本发明的目的在于涡轮机模块,该涡轮机模块包括桨距可变叶片、用于控制叶片的桨距的系统、和油输送装置。本发明的目的还在于相应的涡轮机以及用于安装或拆卸模块的方法。
背景技术:
1、技术背景在以下文献中说明:wo-a1-2020/074816、ep-a1-3179044、fr-a1-3075881、ep-a1-3205576和fr-a1-3087233。
2、涡轮机通常包括装备有桨距可变的可移动叶片的涵道风扇或无涵道螺旋桨。设置有桨距可变叶片的涵道风扇使得能够根据飞行参数调整叶片的桨叶的桨距或取向,以优化风扇的运转。这种配置使得能够优化集成有这种风扇的模块。作为提醒,桨叶的桨距角对应于在垂直于桨叶的旋转轴线的纵向平面中桨叶的弦与风扇的旋转平面之间的角度。桨距可变叶片可以占据被称为反推力的位置和顺桨位置,在反推力位置,桨距可变叶片能够产生反推力以帮助飞行器减速,在顺桨位置,桨距可变叶片在发生故障或损坏的情况下限制其阻力。风扇的叶片由发动机轴驱动旋转。在专利申请fr-a1-3087233中描述了具有桨距可变叶片的风扇的这种示例。
3、具有无涵道螺旋桨的涡轮机被称为“开式转子”或“无涵道风扇”。在这类涡轮机中,存在具有两个无涵道且反向旋转的螺旋桨的涡轮机(被称为无涵道双风扇(unducteddual fan,udf)),或具有单个无涵道螺旋桨和整流器的涡轮机(被称为无涵道单风扇(unducted single fan,usf)),该整流器包括多个定子叶片。形成推进部分的一个或多个螺旋桨可以被布置在气体发生器(或发动机)的后部使得该气体发生器(或发动机)是推进器型的,或者形成推进部分的一个或多个螺旋桨可以被布置在气体发生器的前部使得该气体发生器(或发动机)是牵引器型的。这些涡轮机是涡轮螺旋桨发动机,涡轮螺旋桨发动机与涡轮喷气式发动机的不同之处在于使用在机舱外部的螺旋桨(无涵道),而不是使用上文所述的内部风扇。这使得能够非常显著地增加旁通比,而不受旨在围绕螺旋桨或风扇的桨叶的壳体或机舱的质量的影响。为了同样的目的,可变桨距使得能够在发生故障时制动飞行器或限制阻力。
4、目前,无论是具有桨距可变叶片的涵道风扇还是无涵道螺旋桨,变桨距系统都包括控制装置,该控制装置一方面连接到风扇轴,另一方面连接到连接机构,风扇轴通常经由减速器由发动机轴驱动,连接机构联接到桨距可变叶片。位于涡轮机的旋转参考系中的控制装置通常包括可移动主体,该可移动主体通过移位作用于桨距可变叶片的桨叶的位置。控制装置被供给润滑流体,润滑流体的供给源布置在涡轮机的静止参考系中。允许从静止参考系转变至旋转参考系的流体输送装置通常布置在减速器的下游,这涉及复杂的布置和润滑剂泄漏的风险。这也会导致流体输送装置的部件磨损,从而降低使用寿命。
5、此外,现在风扇的风扇叶片具有大直径以增加涡轮机的旁通比。然而,由于变桨距系统以及风扇的大直径,风扇转子的质量大,并且会影响风扇转子在旋转期间的稳定性。这种不稳定性问题还会导致在控制装置处和整个润滑外壳中的油泄漏。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种装备有桨距可变叶片的涡轮机模块,该涡轮机模块使得能够降低润滑剂泄漏的风险,同时能够获得紧凑性和经济性方面的增益。
2、根据本发明,借助于具有纵向轴线的涡轮机模块来实现该目的,涡轮机模块包括:
3、-风扇,风扇旨在由风扇轴驱动而围绕纵向轴线x旋转,风扇包括多个桨距可变的风扇叶片,每个桨距可变的风扇叶片适于围绕桨距轴线枢转,
4、-与风扇轴连接的减速器,风扇轴由位于减速器上游的至少一个第一滚动导向轴承和第二滚动导向轴承引导而旋转,
5、-用于风扇叶片的变桨距系统,变桨距系统包括连接到风扇叶片的连接机构和作用在连接机构上的控制装置,控制装置布置在减速器的上游并且包括与风扇轴一体地旋转的环形主体和能相对于环形主体移动并连接到连接机构的可移动主体,
6、-流体输送装置,流体输送装置被构造成供给控制装置并且安装在控制装置上,
7、减速器具有行星齿轮系,流体输送装置布置在减速器的上游,并且流体输送装置包括与涡轮机的固定结构成一体定子部分和接合在定子部分中的转子部分,转子部分与控制装置的环形主体一体地旋转,控制装置布置在第一导向轴承和第二导向轴承的上游。
8、因此,该解决方案使得能够实现上述目的。特别地,具有行星齿轮系的减速器使得流体输送装置能够集成在减速器的上游,即,集成在涡轮机的旋转参考系中。这种构造使得能够限制流体(油)在输送装置中的泄漏,限制由于油的加热(由油的剪切引起)而导致的热损失,并且增加流体输送装置的使用寿命。另一方面,在减速器上游、特别是在控制装置上安装输送装置使得能够容易且快速地接近输送装置,以便在飞行器的机翼下对输送装置进行维护。另一方面,通过不太复杂的集成,减小了体积并且能够快速地进行组件的安装/拆卸。这减少了操作者的干预时间和这些干预的成本,以及飞行器在机场的固定。
9、该模块还包括以下单独或组合采用的特征中的一个或多个:
10、-减速器包括旋转固定的行星架和联接到风扇轴的齿圈。
11、-第一导向轴承和第二导向轴承相对于彼此布置在距纵向轴线一预定距离处。
12、-第二导向轴承位于第一导向轴承的上游,并且第二导向轴承的外直径小于第一轴承的外直径。
13、-第一导向轴承布置在风扇叶片的桨距轴线的下游,第二导向轴承布置在桨距轴线的上游。
14、-第二导向轴承靠近风扇叶片的桨距轴线布置,其中,桨距轴线和第二轴承的穿过轴承的轴向长度的中间平面的轴线之间具有预定的最大距离。
15、-环形主体包括下游面,在下游面中限定有以纵向轴线为中心的孔,输送装置的转子部分包括被容置在孔中的上游端部。
16、-环形主体包括径向凸缘,径向凸缘围绕下游面延伸并且附接到流体输送装置的转子部分的径向凸缘,密封壁至少部分地在径向凸缘之间延伸并且包括与风扇轴的圆柱形内壁密封接触的外边缘。
17、-流体输送装置至少部分地在风扇轴内延伸。
18、-流体输送装置的定子部分附接到行星架,至少一个第一供给通道和第二供给通道穿过行星架。
19、-控制装置包括容积可变的第一腔室和第二腔室,以及用于供给第一腔室和第二腔室的供给装置,供给装置形成在环形主体中,供给装置包括通向第一腔室的至少一个第一导管和通向第二腔室的至少一个第二导管,第一导管和第二导管也通向环形主体的下游面。
20、-定子部分包括内圆柱形表面和通向内圆柱形表面的第一管线,转子部分包括外圆柱形表面,第二管线通向外圆柱形表面,第二管线分别与环形主体的第一导管和第二导管联接。
21、-可移动主体沿纵向轴线平移移位。
22、-减速器包括内行星轮、行星齿轮、承载行星齿轮的行星架、和外齿圈。
23、-内行星轮联接到动力轴。
24、-减速器被容置在润滑外壳中。
25、-用于叶片根部的至少一个旋转导向轴承被容置在环状件的内容置部中。
26、-该模块包括具有大致钟形形式的环形部,环形部具有与控制装置的可移动主体成一体的区段和与连接机构成一体的凸缘,环形部至少部分地从环形主体径向向外延伸。
27、-流体输送装置连接到位于减速器下游的供给源。
28、-流体输送装置是油输送装置。
29、-转子部分的第二管线与定子部分的第一管线流体连通。
30、-密封系统安装在输送装置和控制装置之间,以防止油朝向控制装置泄漏。
31、变桨距系统包括环形部,该环形部为大致钟形并且将连接机构连接到控制装置,环形部在控制装置外部径向延伸。本发明还涉及一种飞行器涡轮机,该飞行器涡轮机包括至少一个具有前述特征中任一项的涡轮机模块。
32、本发明还涉及一种飞行器,该飞行器包括至少一个如上所述的涡轮机。
33、本发明还涉及一种用于安装上述模块的方法,该方法包括将流体输送装置附接到控制装置的步骤和将控制装置安置在风扇转子中的步骤。
1.具有纵向轴线(x)的涡轮机模块,所述涡轮机模块包括:
2.根据前一项权利要求所述的涡轮机模块,其特征在于,所述减速器(34)包括旋转固定的行星架(38)和联接到所述风扇轴(32)的齿圈(39)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机模块,其特征在于,所述第一导向轴承(42)和所述第二导向轴承(43)相对于彼此布置在距所述纵向轴线一预定距离(d1)处。
4.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机模块,其特征在于,所述第二导向轴承(43)位于所述第一导向轴承(42)的上游,并且所述第二导向轴承(43)的外直径小于所述第一轴承的外直径。
5.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机模块,其特征在于,所述第一导向轴承(42)布置在所述风扇叶片(30)的桨距轴线(c)的下游,所述第二导向轴承(43)布置在所述桨距轴线(c)的上游。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮机模块,其特征在于,所述第二导向轴承(43)靠近所述风扇叶片(30)的桨距轴线(c)布置,其中,所述桨距轴线(c)和所述第二轴承(43)的穿过所述轴承的轴向长度的中间平面的轴线(b)之间具有预定的最大距离(dm)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机模块,其特征在于,所述环形主体(53)包括下游面(81),在所述下游面中限定有以所述纵向轴线为中心的孔(117),所述输送装置(103)的转子部分(112)包括被容置在所述孔(117)中的上游端部(112a)。
8.根据前一项权利要求所述的涡轮机模块,其特征在于,所述环形主体(53)包括径向凸缘(127),所述径向凸缘围绕所述下游面(81)延伸并且附接到所述流体输送装置(103)的转子部分(112)的径向凸缘(126),密封壁(129)至少部分地在所述径向凸缘(126,127)之间延伸并且包括与所述风扇轴的圆柱形内壁(130)密封接触的外边缘(129b)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机模块,其特征在于,所述流体输送装置(103)至少部分地在所述风扇轴(32)内延伸。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的涡轮机模块,其特征在于,所述流体输送装置(103)的定子部分(105)附接到所述行星架(38),至少一个第一供给通道(107a)和第二供给通道(107b)穿过所述行星架。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的涡轮机模块,其特征在于,所述控制装置(52)包括容积可变的第一腔室(63a)和第二腔室(63b),以及用于供给所述第一腔室和所述第二腔室的供给装置,所述供给装置形成在所述环形主体中,所述供给装置包括通向所述第一腔室(63a)的至少一个第一导管(115)和通向所述第二腔室(63b)的至少一个第二导管(116),所述第一导管(115)和所述第二导管(116)也通向所述环形主体(53)的下游面(81)。
12.根据前一项权利要求所述的涡轮机模块,其特征在于,所述定子部分(105)包括内圆柱形表面(110)和通向所述内圆柱形表面(110)的第一管线(111),所述转子部分(112)包括外圆柱形表面(113),第二管线(114)通向所述外圆柱形表面,所述第二管线(114)分别与所述环形主体(53)的第一导管和第二导管(115,116)联接。
13.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机模块,其特征在于,所述可移动主体(54)沿着所述纵向轴线平移移位。
14.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机模块,其特征在于,所述变桨距系统(50)包括环形部(70),所述环形部为大致钟形并且将所述连接机构(51)连接到所述控制装置(52),所述环形部(70)至少部分地从固定主体(53)径向向外延伸。
15.飞行器涡轮机,所述飞行器涡轮机包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机模块。
