專利名稱：用于航空器渦輪機(jī)組的金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于航空器渦輪機(jī)組，優(yōu)選地渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)類型渦輪機(jī)組的兩個(gè)部件之間的金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在這種渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)上，提供一個(gè)或幾個(gè)金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)，它們將連接兩個(gè)環(huán)形部件。例如，這是形成推力逆變器結(jié)構(gòu)的下游部件和形成封閉殼的上游部件之間金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)的情況，該封閉殼的內(nèi)表面限定次級(jí)環(huán)形流的外定界表面，該上游部件也稱作外扇道。在這種情況下，經(jīng)過連接結(jié)構(gòu)的任意半剖面包括形成U型的兩個(gè)分支和基部，該U型從縱軸線徑向地開口。而且，當(dāng)待要被連接的部件之一由復(fù)合材料制成時(shí)，連接結(jié)構(gòu)正常地使用金屬連接凸緣，該金屬連接凸緣螺合到上述U型分支之一上，其本身限定縱向地向上開口的第二個(gè)U型，以包含由復(fù)合材料所制成部件的環(huán)形端。這種另外的連接凸緣的存在結(jié)合用于連接它的螺栓的存在，對(duì)所獲得的組合體的總質(zhì)量有很大的影響，以致于損失了由所連接部件的復(fù)合材料的使用而獲得的大部分益處。當(dāng)待要連接的兩個(gè)部件是由復(fù)合材料所制成時(shí)，這種質(zhì)量問題更嚴(yán)重，因?yàn)樵谶@種情況下必須提供兩個(gè)分離的連接凸緣，每個(gè)螺合到連接結(jié)構(gòu)的中心U型上。

發(fā)明內(nèi)容
為了面對(duì)這種質(zhì)量問題，本發(fā)明首先提出了用于航空器渦輪機(jī)組兩個(gè)部件之間的金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)，在任意半剖面中帶有形成第一 U型的兩個(gè)初級(jí)分支和基部，該第一 U型從所述環(huán)形結(jié)構(gòu)的縱向軸線徑向地向內(nèi)或向外地向上開口，以及形成第二 U型的兩個(gè)次級(jí)分支，兩個(gè)初級(jí)分支之一縱向地向上開口。根據(jù)本發(fā)明，初級(jí)和次級(jí)分支以及第一 U型的基部制成單件。因此，通過形成作為單件的環(huán)形連接結(jié)構(gòu)，結(jié)果是質(zhì)量的節(jié)省，特別是因?yàn)椴辉儆新莺系谝?U型到第二 U型上的任何需要。優(yōu)選地，連接結(jié)構(gòu)的任意半剖面也包括兩個(gè)第三級(jí)分支，結(jié)合其它兩個(gè)初級(jí)分支以形成第三U型，該第三U型在與第二 U型方向相反的方向上縱向地向上開口，并且初級(jí)、次級(jí)和第三級(jí)分支以及第一 U型的基部制成單件。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，第二 U型可以固定第一部件，優(yōu)選地第一部件由復(fù)合材料制成，而第三U型可以容納第二部件，優(yōu)選地該第二部件也由復(fù)合材料制成。作為可替代的方案，第二部件例如，通過螺合可以直接安裝在第一 U型的分支之一上，特別地如果它是金屬的情況下。本發(fā)明的另一個(gè)目的是用于航空器渦輪機(jī)組的組合體，其包括上述的金屬環(huán)形結(jié)構(gòu)和由復(fù)合材料所制成的第一環(huán)形部件，其環(huán)形端安裝在所述第二U型中。優(yōu)選地如上所述，組合體也包括由復(fù)合材料所制成的第二環(huán)形部件，其一個(gè)環(huán)形端安裝在所述第三U型中。首先，本發(fā)明的另一個(gè)目的是航空器渦輪機(jī)組，其包括如上所述的組合體，優(yōu)選地，其中-所述金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)居中于渦輪機(jī)組的縱向軸線上；-所述第一環(huán)形部件包括形成封閉殼的裝置，該封閉殼的內(nèi)表面限定渦輪機(jī)組中次級(jí)流的環(huán)形外定界表面；-所述第二環(huán)形部件形成推力逆變器結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，渦輪機(jī)組也包括通過連桿連接所述金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)的排氣殼體，該金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)從該排氣殼體徑向地向外設(shè)置。通過閱讀下面給出的詳細(xì)非限制性描述，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更清
林疋。本說明書參考了附圖。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，用于航空器的雙流渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性縱向半剖面視圖。圖2表示安裝在上圖中所示噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)上環(huán)形金屬連接結(jié)構(gòu)的部分立體圖。圖3表示包括金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)組合體的示意性半剖面視圖。和圖4表示與圖3相似的視圖，帶有本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式形式的組合體。
具體實(shí)施例方式首先，參考圖1，該圖表示航空器渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)1的優(yōu)選實(shí)施方式。在剩余的描述中，術(shù)語“向前(前)”和“向后(后)”是相對(duì)于由渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力所引起的航空器的向前移動(dòng)，這個(gè)方向由箭頭2示意地表示。而且，術(shù)語“上游”和“下游”應(yīng)該考慮相對(duì)于渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)主燃?xì)饬鞣较?，與航空器的向前移動(dòng)方向2相反。為了從上游端到下游端工作，帶有縱向軸線4的噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)1包括風(fēng)扇6，低壓壓縮機(jī)8，高壓壓縮機(jī)10，環(huán)形燃燒室12，高壓渦輪機(jī)14和低壓渦輪機(jī)16。壓縮機(jī)、渦輪機(jī)和燃燒室形成燃?xì)獍l(fā)生器，該燃?xì)獍l(fā)生器被位于軸線4中心的中心殼體18部分地封閉，渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的初級(jí)氣流Fp經(jīng)過該中心殼體18。在這種情況下，高壓渦輪機(jī)10是離心機(jī)，因此包括離心葉輪，這可以最大化徑向方向上軸線4的中心殼體18距離該葉輪下游端的距離。該中心殼體18延長中間殼體20，該中間殼體20在向后方向上裝配有同心的內(nèi)殼體22和外殼體對(duì)，其中在連接殼體的殼體之間有結(jié)構(gòu)臂26。外殼體M在向后方向上空氣動(dòng)力地學(xué)地延長風(fēng)扇殼觀，而內(nèi)殼體22從中心殼體18的前端徑向地向外，固定在中間殼體的輪轂30上。中心殼體18的后端也由排氣殼體32延長，該排氣殼體32位于低壓渦輪機(jī)16的下游。
所有上述殼體互相固定，以連接形成靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力穿過的結(jié)構(gòu)。第一裝置36形成在向后方向空氣動(dòng)力學(xué)地延長內(nèi)殼體22的殼體并且圍繞中心殼體18設(shè)置。這些裝置，稱作內(nèi)扇道，具有形成次級(jí)環(huán)形流38的內(nèi)定界的外環(huán)形表面37，渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的次級(jí)流Fs經(jīng)過該外環(huán)形表面37。表面37在向后方向空氣動(dòng)力學(xué)地延長另一個(gè)表面39，這也形成次級(jí)環(huán)形流觀的內(nèi)定界，這個(gè)表面39由內(nèi)殼體22所限定。而且，表面37下游有混合器48，它具有混合初級(jí)Fp和次級(jí)Fs氣流的已知功能。在中心殼體18和第一裝置之間自由地留下的環(huán)形空間46形成封閉殼，作為隔室，稱為“核心隔室”，其內(nèi)部放置有設(shè)備。形成封閉殼的第二裝置41與上述第一裝置36同心并且在其外部設(shè)置，在向后方向空氣動(dòng)力學(xué)地延長外殼體對(duì)。這些裝置稱為外扇道，具有形成流38外定界的內(nèi)環(huán)形表面42。表面42在向后方向空氣動(dòng)力學(xué)地延長另一個(gè)表面43，也用于環(huán)形次級(jí)流38的外定界，該表面43由外殼體M所限定。形成封閉殼41的第二裝置優(yōu)選地由復(fù)合材料制成，優(yōu)選地安裝在外殼體M的上游和也形成本發(fā)明部件的金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)的下游，該復(fù)合材料的類型包括樹脂和玻璃纖維和/或碳纖維的混合物。這種連接結(jié)構(gòu)，在圖中附圖標(biāo)記50，連接封閉殼41和形成推力逆變器的下游環(huán)形結(jié)構(gòu)51，也優(yōu)選地由復(fù)合材料制成，該復(fù)合材料的類型包括樹脂和玻璃纖維和/或碳纖維的混合物。形成推力逆變器51的環(huán)形結(jié)構(gòu)，像連接結(jié)構(gòu)50居中于軸線4上。它的內(nèi)表面53也形成位于表面42向后延長上的環(huán)形次級(jí)流38的外定界。如圖1中可以看到的，排氣殼體32通過連桿52與連接結(jié)構(gòu)50連接，該連接結(jié)構(gòu)50在徑向方向上鄰接該殼體32并且位于其外部。連桿52設(shè)置在渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的橫平面中，并且穿過第一封閉殼36，該第一封閉殼36裝配有凹部，這些連桿可以經(jīng)過該凹部，每個(gè)連桿的外徑向端安裝在連接結(jié)構(gòu)50上，并且內(nèi)徑向端鏈接在排氣殼體32上。圖2表示例如，通過鑄?；驒C(jī)械加工實(shí)心環(huán)，制成單件的連接結(jié)構(gòu)50的實(shí)施例。連接結(jié)構(gòu)50在徑向和縱向平面中任意半剖面首先包括中心件，該中心件帶有兩個(gè)初級(jí)分支60a、60b和基部62，它們連接在一起形成第一 U型64，該第一 U型64從縱向軸線4的徑向方向向外地開口。基部62沿著縱向方向，而分支60a、60b在徑向方向。連接結(jié)構(gòu)50也包括兩個(gè)次級(jí)分支66a、66b，它們與初級(jí)分支60a的徑向內(nèi)部形成第二 U型68，該第二 U型68縱向地向前地向上開口。相似地，連接結(jié)構(gòu)50也包括兩個(gè)第三級(jí)分支70a、70b，它們與初級(jí)分支60b的徑向內(nèi)部形成第三U型72，該第三U型72在向后方向徑向地向上開口。在所示的實(shí)施方式中，分支66b、70b和位于分支之間的基部62形成平行于軸線4的單個(gè)連續(xù)直線。圖3示出了組合體74，其結(jié)合有參考圖2剛剛描述過的連接結(jié)構(gòu)50和封閉殼41和推力逆變器結(jié)構(gòu)51。封閉殼41的下游環(huán)形端安裝在第二 U型68所限定的環(huán)形空間中，并且通過徑向螺栓80或類似裝置與其固定。類似地，推力逆變器結(jié)構(gòu)51的上游環(huán)形端安裝在第三U型72所限定的環(huán)形空間中，并且通過徑向螺栓82或類似裝置與其固定。這個(gè)圖3示出了連桿52的外徑向端通過縱向軸86鏈接到第一 U型64上，該縱向軸86的端部安裝在初級(jí)分支60a、60b上。這通過在基部62中形成適合的孔口 88來完成，這樣連桿52可以穿過它們。 圖4中所示的一個(gè)可替代的實(shí)施方式表示沒有第三U型的連接結(jié)構(gòu)50，當(dāng)形成推力逆變器結(jié)構(gòu)51的結(jié)構(gòu)，例如，通過螺合可以直接地安裝在下游初級(jí)分支60b上時(shí)，這種可替代的實(shí)施方式是優(yōu)選的。這是特別地當(dāng)結(jié)構(gòu)51是金屬時(shí)的情況。
相似地，當(dāng)封閉殼41例如，通過螺合可以直接地安裝在上游初級(jí)分支60a上時(shí)，可以只保持第三U型，并且排除第二 U型。 顯然地，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)如只是非限制性實(shí)施例所述的上述本發(fā)明做許多修改。
權(quán)利要求
1.用于航空器渦輪機(jī)組兩個(gè)部件之間的金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)(50)，其任意半剖面包括形成第一 U型(64)的兩個(gè)初級(jí)分支(60a、60b)和基部(62)，該第一 U型從所述環(huán)形結(jié)構(gòu)的縱向軸線(4)在徑向方向上向上開口，形成第二U型(68)的兩個(gè)次級(jí)分支(66a、66b)，兩個(gè)初級(jí)分支之一在縱向方向上向上開口，其特征在于初級(jí)分支(60a、60b)和次級(jí)分支(66a、66b)以及第一 U型的基部(6 制成單件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于每個(gè)任意半剖面也包括兩個(gè)第三級(jí)分支(70a、70b)，它們結(jié)合其它兩個(gè)初級(jí)分支以形成第三U型(72)，該第三U型(7 在與第二 U型(68)方向相反的方向上縱向地向上開口，并且初級(jí)分支(60a、60b)，次級(jí)分支(66a、66b)和第三級(jí)分支(70a、70b)以及第一 U型的基部(6 制成單件。
3.用于航空器渦輪機(jī)組的組合體(74)，包括根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)(50)，和復(fù)合材料制成的第一環(huán)形部件(41)，其環(huán)形端安裝在所述第二 U型(68)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合體，還包括復(fù)合材料所制成的第二環(huán)形部件(51)，其一個(gè)環(huán)形端安裝在所述第三υ型m中。
5.航空器渦輪機(jī)組(1)，其包括根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的組合體(74)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪機(jī)組，其中-所述金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)(50)居中于渦輪機(jī)組的縱向軸線(4)上；-所述第一環(huán)形部件包括形成封閉殼Gl)的裝置，該封閉殼Gl)的內(nèi)表面限定渦輪機(jī)組次級(jí)流(38)的環(huán)形外定界表面0 ；和-所述第二環(huán)形部件形成推力逆變器結(jié)構(gòu)(51)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或權(quán)利要求6所述的渦輪機(jī)組，還包括通過連桿(5 連接所述金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)(50)的排氣殼體(32)，所述金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)(50)從該排氣殼體徑向地向外設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于航空器渦輪機(jī)組兩個(gè)部件之間的金屬環(huán)形連接結(jié)構(gòu)(50)，其任意半剖面包括形成第一U型(64)的兩個(gè)初級(jí)分支和基部(62)，該第一U型從縱向軸線(4)在徑向方向上向上開口，形成第二U型(68)的兩個(gè)次級(jí)分支，兩個(gè)初級(jí)分支之一在縱向方向上向上開口。根據(jù)本發(fā)明其特征在于初級(jí)和次級(jí)分支以及第一U型的基部(62)制成單件。
文檔編號(hào)F01D25/28GK102597429SQ201080049470
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者吉列爾莫·賽茲, 托馬斯·艾倫·克里斯蒂安·文森特 申請(qǐng)人:斯奈克瑪