專利名稱：通過加強的刃形邊緣/槽聯(lián)接裝置的噴氣發(fā)動機短艙結(jié)構(gòu)的附接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于噴氣發(fā)動機的短艙。
背景技術(shù)：
飛行器由多個噴氣發(fā)動機推動，每個噴氣發(fā)動機都容納在短艙中。
短艙通常具有管狀結(jié)構(gòu)，其包括噴氣發(fā)動機前方的進氣口 ；用于圍繞噴氣發(fā)動
機風(fēng)扇的中間單元；以及下游單元，其結(jié)合有推力反向裝置，用于圍繞噴氣發(fā)動機燃燒室并
且基本上終止于噴氣管道，該下游單元的出口位于噴氣發(fā)動機的下游。 現(xiàn)代的短艙用來容納雙路式噴氣發(fā)動機(bypass jet engine)，該雙路式噴氣發(fā)
動機一方面能夠產(chǎn)生來自噴氣發(fā)動機燃燒室的熱氣流(也稱作主氣流)，另一方面能夠產(chǎn)
生來自風(fēng)扇的冷氣流(二次氣流或者旁路氣流)，該冷氣流經(jīng)環(huán)形通路圍繞噴氣發(fā)動機的
外部流動，該環(huán)形通道也稱作流動路徑，在限定出噴氣發(fā)動機機罩的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與短艙的內(nèi)
壁之間形成。這兩股氣流經(jīng)由短艙后部從噴氣發(fā)動機噴出。 在飛行中保持固定的后部單元的部件(即內(nèi)部結(jié)構(gòu))以及后部單元的外部結(jié)構(gòu)通 常都通過刃形邊緣/槽型夾緊系統(tǒng)而連接到中間單元。 這種夾緊裝置將后部單元保持在適當(dāng)位置并且能夠承受縱向載荷，同時允許徑向 脫開以使得能夠容易地繞著位于12點鐘位置的鉸鏈線打開外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而使得能 夠在短艙內(nèi)部或者在噴氣發(fā)動機上執(zhí)行維修操作。在飛行中通過位于6點鐘位置的閉鎖裝 置使它們保持封閉。 反向器和發(fā)動機罩通常設(shè)計成例如縱向梁和致動圓筒的不連續(xù)的結(jié)構(gòu)元件的形 式，從而支承和/或致動例如聲學(xué)發(fā)動機罩面板、活動的推力反向器面板等連續(xù)的非結(jié)構(gòu) 元件。這種設(shè)計導(dǎo)致將高度集中(localized)的載荷引導(dǎo)到槽/刃形邊緣夾緊裝置的特定 區(qū)域上，特別是位于梁和其它結(jié)構(gòu)化元件處的區(qū)域上。 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，這些外圍的刃形邊緣/槽夾緊裝置不適于具有個別化 載荷路徑的結(jié)構(gòu)。這會導(dǎo)致對破壞的低耐受性。此外，這些夾緊裝置通常由鋁制成并且僅 僅針對疲勞強度而非破壞極限進行設(shè)計制造。 此外，開口元件上的夾緊裝置不能夠承受周向載荷(環(huán)載荷)，原因是它們不是軸 對稱的。 整個夾緊裝置由較堅固的材料制成是難以想象的，原因是這會給推進單元的成本 和質(zhì)量帶來負面影響。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的具體目標(biāo)是提供一種短艙，其具有通過刃形邊緣/槽型夾緊裝置
而連接到中間單元的后部單元，該刃形邊緣/槽型夾緊裝置較堅固，但是不會給整體的成 本和/或質(zhì)量帶來額外負擔(dān)。一目標(biāo)是通過一種用于噴氣發(fā)動機的短艙而實現(xiàn)的，所述短艙包括 前部進氣單元；用于圍繞噴氣發(fā)動機風(fēng)扇的中間單元；以及后部單元，所述后部單元的至 少一個構(gòu)成部件通過至少部分沿外圍的徑向刃形邊緣連接到所述中間單元，所述刃形邊緣 能夠通過互補的形狀與對應(yīng)的槽協(xié)作，所述槽由所述中間單元的部件給出，其特征在于，所 述刃形邊緣包括至少一個加強區(qū)段，所述加強區(qū)段位于承受高載荷的區(qū)域內(nèi)，所述加強區(qū) 段由比所述刃形邊緣的其余部分更堅固且根據(jù)所述區(qū)段在所述區(qū)域內(nèi)所要承受的載荷而 定制的材料制成。 由此，通過提供包括加強區(qū)段的刃形邊緣，只有受到較強載荷的區(qū)域才被加強。
利用加強區(qū)段制成刃形邊緣意味著不會對夾緊裝置的整體質(zhì)量及其成本產(chǎn)生過 多影響，只有在將要承受的載荷使得必需借助于較堅固并且由此通常更重且更昂貴的材料 的那些位置處才借助于那樣的材料。 有利地，所述加強區(qū)段包括多個子區(qū)段。這種子區(qū)段是針對包括分離載荷路徑以 及安全斷開的解決方案而提出的。由此，假如一個子區(qū)段由于沖擊、腐蝕或者隨著裂縫蔓延 發(fā)生穿透疲勞而斷裂，那么其它子區(qū)段被設(shè)計制成成能夠承受其載荷。 優(yōu)選地，所述刃形邊緣主要基于鋁。鋁滿足根據(jù)本發(fā)明的短艙中對多數(shù)刃形邊緣 的成本和質(zhì)量上的要求。 優(yōu)選地，加強區(qū)段由鈦制成。對于所討論的應(yīng)用而言，鈦基合金具有良好的強度/ 重量比率。 有利地，加強區(qū)段基本上位于與屬于后部單元的結(jié)構(gòu)的縱向梁結(jié)合的結(jié)合部位。 同樣有利地，一種加強區(qū)段基本上位于12點鐘位置，一種加強區(qū)段基本上位于6
點鐘位置。這基本上是與外掛架或者與外掛架附近的梁相結(jié)合并且由此承受高載荷的區(qū)域
以及與下部縱向梁相結(jié)合的區(qū)域，后部單元的結(jié)構(gòu)鎖定到該下部縱向梁。 優(yōu)選地，所述短艙用于雙路式噴氣發(fā)動機并且為此具有后部單元，后部單元包括
內(nèi)部結(jié)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)充當(dāng)用于噴氣發(fā)動機的后部部件的殼體并且與外部結(jié)構(gòu)一起限定出用
于冷流的流動路徑。 根據(jù)實施例的可選形式，內(nèi)部結(jié)構(gòu)通過所述刃形邊緣聯(lián)接裝置連接到中間單元。
可選擇地或者另外地，外部結(jié)構(gòu)通過所述刃形邊緣聯(lián)接裝置連接到中間單元。
根據(jù)具體實施方式
，后部單元包括推力反向裝置。 有利地，后部單元的通過所述刃形邊緣聯(lián)接裝置連接到中間單元的所述部件被安
裝成能夠移動，使得能夠在允許刃形邊緣與槽脫開的方向上沿側(cè)向打開所述部件。 優(yōu)選地，刃形邊緣加強區(qū)段具有至少一個端部斜面。由此，這些斜面的存在會使以
高度集中方的式施加的任意載荷重新定向到加強區(qū)段。這使得載荷更好地分布在加強區(qū)段
的整個厚度和/或長度上。 優(yōu)選地，所述斜面位于加強區(qū)段或子區(qū)段與刃形邊緣其余部分或者相鄰子區(qū)段之 間的結(jié)合部位。


通過接下來的描述以及通過參考附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得明顯，其 中
4
-圖1是雙路式噴氣發(fā)動機短艙縱向截面的示意性視圖。 _圖2是圖1中短艙的橫向截面的示意性視圖。-圖3和4分別是處于接合位移和脫開位置的刃形邊緣/槽系統(tǒng)的示意性視圖。
-圖5是刃形邊緣的示意性視圖，該刃形邊緣由后部單元的半部件給出。 _圖6是圖5中所示刃形邊緣的下部的放大視圖。
具體實施例方式
如圖1和2中所示，根據(jù)本發(fā)明的短艙1通過指向飛行器前方的傾斜外掛架3而 附接到飛行器(未示出)的機翼2下方。 短艙1構(gòu)造出用于容納噴氣發(fā)動機4的管狀外殼，并引導(dǎo)由噴氣發(fā)動機產(chǎn)生的氣 流。短艙還容納對于噴氣發(fā)動機4的操作而言所需的各種部件。 更具體地，短艙l具有外部結(jié)構(gòu)，該外部結(jié)構(gòu)包括形成進氣口的前部單元5 ;圍繞 噴氣發(fā)動機風(fēng)扇7的中間單元6 ;以及圍繞發(fā)動機并可容納推力反向系統(tǒng)(未示出)的后 部單元9。 中間單元6 —方面包括圍繞噴氣發(fā)動機4的風(fēng)扇的內(nèi)部殼體6a，另一方面包括用 于罩在殼體上并從進氣單元5的外表面5b延伸的外部結(jié)構(gòu)6b。殼體6a附接到由它支承 的進氣單元5上并且從進氣單元5的內(nèi)表面5a延伸。機罩外部結(jié)構(gòu)6b通常制成活動發(fā)動 機罩的形式，該活動發(fā)動機罩相對于外掛架3的軸線定位在短艙1的兩側(cè)，并在短艙下面相 交。 后部單元9從中間單元6延伸并且包括外部結(jié)構(gòu)，該外部結(jié)構(gòu)具有接續(xù)殼體6a的 內(nèi)表面9a以及接續(xù)中間單元6的機罩外部結(jié)構(gòu)6b的外表面9b。該后部單元還包括發(fā)動機 機罩內(nèi)部結(jié)構(gòu)IO，該內(nèi)部結(jié)構(gòu)10與內(nèi)表面9a共同限定出流動路徑ll，在如此處所示的雙 路式噴氣發(fā)動機的情況下，該流動路徑11用于冷氣流。 后部單元9制成兩個側(cè)部半部件9' 、9"的形式，短艙1的每一側(cè)設(shè)置有一個所述
側(cè)部半部件，并且所述側(cè)部半部件能夠打開從而提供到達噴氣發(fā)動機4的通道。 每個半部件9'、9"均包括上邊緣12以及下邊緣14，該上邊緣12配備有附接到外
掛架3的閉鎖型(用于側(cè)向打開)或者鉸鏈型(用于徑向打開)裝置(未示出)，該下邊緣
14配備有閉鎖裝置15，該閉鎖裝置15能夠?qū)蓚€半部件鎖定在一起。 后部單元9的外部結(jié)構(gòu)以及各個半部件9'、9"的內(nèi)部結(jié)構(gòu)IO全部都由前部框架
16所支承，該前部框架16自身由殼體6a支承。 為了確保整個短艙的機械整體性以及到達外掛架3的載荷傳遞，半部件9'、9"通 過前部框架16配備有閉鎖系統(tǒng)，該閉鎖系統(tǒng)能夠與緊固到中間單元的殼體6a的互補閉鎖 裝置協(xié)作。 該閉鎖系統(tǒng)采取槽/刃形邊緣夾緊裝置的形式，刃形邊緣由前部框架16所承載， 而外圍槽通過殼體6a呈現(xiàn)。 更具體地，每個半部件9'、9"的前部框架16均具有縱向延伸部30，該縱向延伸部 以回還(return)形式終止，從而形成沿徑向指向殼體6a的刃形邊緣31 。
該刃形邊緣31與殼體6a配備的對應(yīng)成形的徑向槽32協(xié)作，該槽32具有外邊界 34和內(nèi)邊界33。
通常地，槽32和刃形邊緣31均具有互補的V形外形，該槽被通常地稱為"V形槽"。
槽/刃形邊緣系統(tǒng)的優(yōu)點在于使組件在接合好時具有良好的機械整體性以承受 縱向載荷，而同時允許輕易的徑向脫開，從而使得能夠快速且簡單地打開半部件9'、9"。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，槽和刃形邊緣由合金形式的鋁制成，這種合金形式的鋁在強度和 重量之間表現(xiàn)出良好的折衷性(compromise)。 然而，如前面所說明的，夾緊裝置承受和傳遞的最大載荷被集中化。 具體地，后部單元的外部結(jié)構(gòu)通常包括構(gòu)架，該構(gòu)架包括一個或多個縱向梁，并且
聲學(xué)內(nèi)蒙皮以及空氣動力學(xué)外蒙皮附接到該構(gòu)架。 由此可見，按照邏輯，傳遞到夾緊裝置的載荷集中在縱向梁與前部框架16之間的 結(jié)合部位。通常具有至少兩個主要載荷路徑，這些路徑基本上處在位于12點鐘位置處的連 接到外掛架3的梁處以及位于6點鐘位置處的支承將兩個半部件9' 、9"鎖定在一起的裝置 的下縱向梁37處。 還應(yīng)當(dāng)指出，高載荷路線沿著推力反向系統(tǒng)配備的各個致動器延伸。 根據(jù)本發(fā)明，裝配到各個半部件的前部框架16的刃形邊緣不再制成單一合金的
單個部件，而是包括加強區(qū)段，該加強區(qū)段由根據(jù)在加強區(qū)段的位置處所要承受的載荷來
定制的材料制成。 圖5中示出了像這樣的刃形邊緣。這種刃形邊緣基本上呈半圓形，除了與外掛架 3的位置相對應(yīng)的上部區(qū)域之外。如前面所說明的，刃形邊緣主要由鋁合金制成。
然而，它不包括位于所述刃形邊緣靠近外掛架3的上端部處的上加強區(qū)段35以及 位于下縱向閉鎖梁37所在區(qū)域的下端部處的下加強區(qū)段36。 這些加強區(qū)段35，36均由鈦基合金制成，鈦基合金對載荷具有更好的承受性，更 適于很可能在前框架16的這些位點進行傳遞的載荷。 每個加強區(qū)段35，36均由確保最佳安全性的三個子區(qū)段(未示出)組成，每個子
區(qū)段都被設(shè)計制成能夠在其它子區(qū)段中的至少一個失效的情況下耐受施加到該位點的載
荷。這是一種涵蓋載荷路徑分離以及安全斷開的解決方案。此外，將加強區(qū)段分成多個子
區(qū)段，使得能夠限制一個子區(qū)段中因例如沖擊而造成的任意裂縫的蔓延。 圖6顯示了下加強區(qū)段36的放大視圖。由此，可以認識的是，加強區(qū)段36具有斜
面外形。 其原因是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，同樣為了更好地分布施加到刃形邊緣31的縱向載荷，形成斜 面能夠消除集中施加到加強區(qū)段的載荷尖峰并且能夠更好地將載荷分布到刃形邊緣的整 個厚度上和加強區(qū)段的整個長度上。還可以在各個子區(qū)段之間形成斜面，從而避免了在兩 個子區(qū)段相交的位置處或者在子區(qū)段與刃形邊緣的其余部分之間的結(jié)合部位處的任意載 荷尖峰，并且向著加強子區(qū)段或者加強區(qū)段的中央傳送載荷。 盡管結(jié)合特定的示例性實施方式描述了本發(fā)明，但是非常明顯的是，這些描述沒 有以任何方式對本發(fā)明進行限制并且包含了所述方案及其組合的所有技術(shù)性等同物，其中 這些都落入本發(fā)明范圍之內(nèi)。 具體地，應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明已經(jīng)針對外部結(jié)構(gòu)9a、9b與風(fēng)扇殼體6a之間的槽/刃 形邊緣系統(tǒng)而進行描述。非常明顯的是，能夠可選擇地或者附加地將相同類型的刃形邊緣
/槽聯(lián)接裝置應(yīng)用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)io，或者在長的短艙與位于風(fēng)扇區(qū)域中的噴氣發(fā)動機殼體處于機械聯(lián)接的情況下應(yīng)用于冷流噴射管的附接。這些聯(lián)接裝置是分開的連接裝置，通常被 稱為"內(nèi)V型槽"以及"外V型槽"。
權(quán)利要求
一種用于噴氣發(fā)動機(4)的短艙(1)，包括前部進氣單元(5)；用于圍繞噴氣發(fā)動機風(fēng)扇的中間單元(6)；以及后部單元(9)，所述后部單元的至少一個構(gòu)成部件通過至少部分沿外圍的徑向刃形邊緣(31)連接到所述中間單元，所述刃形邊緣能夠通過互補的形狀與對應(yīng)的槽(32)協(xié)作，所述槽(32)由所述中間單元的部件(6a)給出，其特征在于，所述刃形邊緣包括至少一個加強區(qū)段(35，36)，所述加強區(qū)段(35，36)位于承受高載荷的區(qū)域內(nèi)，所述加強區(qū)段由比所述刃形邊緣的其余部分更堅固且根據(jù)所述區(qū)段在所述區(qū)域內(nèi)所要承受的載荷而定制的材料制成。
2. 如權(quán)利要求l所述的用于噴氣發(fā)動機(4)的短艙(l)，其特征在于，所述加強區(qū)段 (35,36)包括多個子區(qū)段。
3. 如權(quán)利要求1和2中任一項所述的用于噴氣發(fā)動機(4)的短艙(1)，其特征在于，所 述刃形邊緣(31)主要基于鋁。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的用于噴氣發(fā)動機(4)的短艙(1)，其特征在于，所 述加強區(qū)段(35， 36)由鈦制成。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項所述的用于噴氣發(fā)動機(4)的短艙(l)，其特征在于，所 述加強區(qū)段(35,36)基本上位于與縱向梁(37)結(jié)合的結(jié)合部位，所述縱向梁(37)屬于所 述后部單元(9)的結(jié)構(gòu)。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項所述的短艙(1)，其特征在于，所述刃形邊緣(31)包括 基本上位于12點鐘位置的加強區(qū)段(35)以及基本上位于6點鐘位置的加強區(qū)段(36)。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項所述的短艙(l)，其特征在于，所述短艙用于雙路式噴氣 發(fā)動機(4)并且為此具有后部單元(9)，所述后部單元(9)包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)(IO)，所述內(nèi)部結(jié) 構(gòu)(10)充當(dāng)用于所述噴氣發(fā)動機的后部部件的殼體并且與外部結(jié)構(gòu)一起限定出用于冷流 的流動路徑(11)。
8. 如權(quán)利要求7所述的短艙(l)，其特征在于，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)(10)通過所述刃形邊緣 聯(lián)接裝置連接到所述中間單元(6)。
9 . 如權(quán)利要求7和8中任一項所述的短艙(l)，其特征在于，所述外部結(jié)構(gòu)(9)通過所 述刃形邊緣聯(lián)接裝置連接到所述中間單元(6)。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一項所述的短艙(1)，其特征在于，所述后部單元(9)包括 推力反向裝置。
11. 如權(quán)利要求1至10中任一項所述的短艙(1)，其特征在于，所述后部單元(9)的通 過所述刃形邊緣聯(lián)接裝置連接到所述中間單元(6)的所述部件被安裝成能夠移動，使得能 夠在允許所述刃形邊緣(31)與所述槽(32)脫開的方向上側(cè)向打開所述部件。
12. 如權(quán)利要求1至11中任一項所述的短艙(l)，其特征在于，所述刃形邊緣(31)中 的至少所述加強區(qū)段(35,36)具有至少一個端部斜面。
13. 如權(quán)利要求12所述的短艙(l)，其特征在于，所述斜面位于所述加強區(qū)段(35，36) 或者子區(qū)段與所述刃形邊緣(31)的其余部分或者相鄰子區(qū)段之間的結(jié)合部位。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于噴氣發(fā)動機(4)的短艙(1)，其包括前部進氣單元(5)、用于圍繞噴氣發(fā)動機風(fēng)扇的中間單元(6)以及后部單元(9)，至少一個形成后部單元的部分通過至少部分沿外圍的徑向刃形邊緣(31)連接到中間單元，刃形邊緣能夠通過形狀上的互補而與屬于中間單元的部分(6a)的對應(yīng)的槽(32)相接合，其特征在于，刃形邊緣包括至少一個加強區(qū)段(35，36)，這些加強區(qū)段位于承受高載荷的區(qū)域內(nèi)，所述加強區(qū)段由比刃形邊緣的其余部分更堅固且根據(jù)所述區(qū)段在該區(qū)域內(nèi)所要承受的載荷而定制的材料制成。
文檔編號B64D29/06GK101765542SQ200880100192
公開日2010年6月30日 申請日期2008年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月20日
發(fā)明者帕特里斯·戴諾, 艾蒂安·熱爾曼, 讓-伊夫·埃萊戈埃特 申請人:埃爾塞樂公司