[發明專利]包括連接桿的超靜定構架

有效

• 申請號: 201180042830.5
• 申請日: 2011-09-08
• 公開（公告）號: CN103080481A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 弗朗索瓦·羅伯特·貝拉貝爾;托馬斯·艾倫·克里斯蒂安·文森特
• 申請（專利權）人: 斯奈克瑪
• 主分類號: F01D21/04
• 分類號: F01D21/04;F01D25/24;E04C3/04
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興;曾海艷

本發明涉及包括加長旁流殼體的旁路渦輪噴氣發動機的領域。它涉及固定到航空器或軍用發動機的機身的任何這種類型發動機。

旁路渦輪噴氣發動機包括當安裝在發動機前面處時輸送壓縮空氣流體的風機，壓縮空氣流體被分成兩個同心環形流：主流體和環繞主流體的次流體或旁路流體。后者被引導向發動機形成氣體產生器的部分并且其包括壓縮級、燃燒室和包括驅動風機的渦輪機的部分。然后在排氣噴嘴中噴射包含燃燒氣體的主流體。旁路流體被矯直流到風機的下游并且同樣被噴射。在用于民用應用的發動機中，它提供了絕大部分的推力。

在一種配置中，旁路流體被引導在繞著發動機在風機和主流體排出噴嘴之間延伸的風機管道中。它包括兩個基本圓柱形共軸壁，其在它們之間形成環形空間。風機管道的內壁形成氣體產生器的護罩。風機管道的外壁形成殼體，該殼體在矯直器葉片的平面中延伸至排氣噴嘴。風機管道的外殼更一般地稱為外風機管道或“OFD”。

發動機可以安裝在飛行器的翼部下面或者沿著其機身安裝，尤其是安裝向后部。在這種情況下，發動機包括如上文描述的風機管道。發動機到飛行器的附接布置在兩個橫向的平面中：一個平面從上游穿過稱為中間殼體的結構前殼體，一個平面在下游穿過稱為排氣殼體的下游結構殼體。

為了固定下游端部，在發動機安裝在機身上的情況中，結構環提供在外風機管道，OFD上，該環由臂或連接桿連接到排氣殼體的外環或殼體環。在申請人公司名下的專利申請EP2022973中描述了外風機管道結構的一個實例。

在上文提及的兩個環之間的連接可以為都繞著發動機的軸分布并且牢固地固定到兩個環的徑向臂的形式。該連接也可以采用相對于發動機的軸傾斜的連接桿的形式。連接桿通過軛或銷類的附接固定到兩個環。這種附接由兩個單個軛或雙軛形成，它們的其中一個固定到連接桿的端部而另一個固定到環的壁，并且公共銷穿過它。更具體地，連接桿成對設置，每對的連接桿與排氣殼體的環相切，而與此同時匯聚在外風機管道的環的附接部上。

關于連接是否由徑向臂或連接桿形成，它是超靜定的（靜態冗余的）；載荷因此以由其中的相對強度確定的方式經過所有臂或連接桿。為了簡化描述，下文將連接桿和臂兩者都稱為連接桿。

因為張緊載荷發生的路徑與壓縮載荷發生的路徑相同，根據現有技術的連接桿需要被確定尺寸來既承受壓縮載荷又承受張緊載荷。

在現有技術的方案中，所有連接元件：銷、軛、連接桿或臂的尺寸的確定以能夠機械地承受從由于喪失風機葉片產生的失調所導致的載荷。這是為了在這種危險情況出現時消除發動機分離的風險。構成連接的所有部件的質量因此是高的。

本發明的一個目的在于產生一種應用于在另一個環內側的發動機殼體環的懸掛的連接桿的超靜定構架，其在反抗可能由于風機葉片的斷裂產生的載荷時與現有技術的方案相比，使得能夠減少整個質量。

本發明的另一個目的是產生一種發動機懸掛，其從空氣動力學觀點看不帶有缺陷。

為了能夠實現這些目的，申請人公司已經考慮了一下幾點：

風機葉片的喪失可能產生高的壓縮和張緊載荷。最大壓縮載荷的幅度和最大張緊載荷的幅度基本上相同，因為失平衡力隨著時間繞著軸旋轉并且所有連接桿繼而將承受張緊和壓縮載荷。

當談到確定連接桿的尺寸時，因為他們的張緊強度比它們的壓縮強度大，所以目標總體上在于確保在壓縮情況下抵抗變形。因此這是連接桿的剖面面積的需要的最小二階矩。為了滿足該要求，可以增加連接桿的主剖面，其產生空氣動力學缺陷，或者替代地，可以增加連接桿的剖面面積，但這樣帶來質量缺陷。

此外，在連接桿定位為跨過氣流路徑并且產生顯著的拉拽的程度上，也必須在空氣動力學上優化它的輪廓。然后這是增加到機械集成度需要的另一種限制。

因此只要考慮張緊強度，滿足所有要求的連接桿是特別大的。在張緊情況下關于斷裂的余量超過200%。

因此，本發明涉及一種應用于第一環的懸掛的連接桿的超靜定構架，第一環在與所述第一環同心的第二環內側形成發動機殼體的一部分，所述連接桿在一端固定到所述第一環并且在另一端固定到所述第二環，所述連接桿的超靜定構架的特征在于，所述連接桿具有比它們的壓縮強度大的張緊強度。

因為所述構架是超靜定的，經過所述連接桿的載荷由各個連接桿的相對強度確定。本發明因此包括利用連接桿，連接桿的壓縮強度比張緊強度小以便降低最大壓縮載荷而提高最大張緊載荷。因此可以互相獨立地設置一方面在張緊情況下斷裂的余量以及另一方面在壓縮情況下變形的余量，以便優化尺寸。