[發明專利]飛機噴嘴

在審

• 申請號: 201910164083.0
• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN110228595A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: J.F.科爾布魯克
• 申請（專利權）人: 勞斯萊斯有限公司
• 主分類號: B64D27/10
• 分類號: B64D27/10;F02K1/11
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 佘鵬;劉茜

本發明涉及飛機噴嘴。描述了一種用于燃氣渦輪發動機的可變面積排氣噴嘴的擋板，所述擋板包括支撐結構和氣體防護件，所述氣體防護件具有多個氣體防護區段，所述多個氣體防護區段連接到所述支撐結構，并且沿所述擋板的對應于通過所述噴嘴的流的縱向方向相鄰地布置。所述氣體防護區段中的每一個包括流路部段，所述流路部段布置成與相鄰的氣體防護區段的相應的流路部段協作，以限定所述氣體防護件的流路表面，來限制通過所述噴嘴的流。所述氣體防護區段被構造成允許相應的流路部段響應于所述氣體防護件的熱膨脹而相對所述支撐結構縱向移動。

技術領域

本文所描述的技術涉及飛機噴嘴，并且更具體而言，涉及用于燃氣渦輪發動機的排氣噴嘴瓣（petal）。

背景技術

在一些飛機中使用的燃氣渦輪發動機包括具有可變面積排氣噴嘴的排氣系統。可變面積排氣噴嘴可包括鉸接式的擋板或瓣，其可相對于彼此移動來改變排氣噴嘴的面積，以控制發動機操作狀態并且優化飛機的推進。

用于可變面積排氣噴嘴的常規擋板包括整體式或裝配式的氣體防護件，該氣體防護件具有一體地固定并且連接到其的支柱（backbone）。該氣體防護件可以在一端處繞發動機的靜態壁或可變面積排氣噴嘴的另一個擋板的端部可樞轉。所述支柱可以被連接到燃氣渦輪發動機的致動器臂，用于選擇性地改變氣體防護件的位置。

所述氣體防護件通常呈板的形式，該板具有：氣體流路表面，其暴露于噴嘴的排氣流中的熱燃燒氣體；以及處于較冷環境中的后側表面（其包括所述支柱）。由于氣體防護件相對于支柱的熱膨脹所引起的應變，跨兩個表面的這種溫差可導致擋板的故障，例如在擋板的氣體防護件和支柱之間的連接處的破裂。

雖然已知增加整個擋板的厚度以便增加其對熱應變的彈性，但是這具有增加擋板的總重量及其制造成本的缺點。因此，已開發了其他布置結構以增加擋板對熱應變的彈性。特別地，已知通過提供分段的擋板設計來增加擋板對熱膨脹所引起的應變的彈性。特別地，已知提供包括多個互鎖區段的氣體防護件，該多個互鎖區段在使用中被不可移動地固定到支柱。

這種設計的一個缺點在于，部件的數量增加，并且因此，組裝時間以及在操作期間失去一個或多個部件的風險增加。

因此，用于燃氣渦輪發動機的替代性的可變面積排氣噴嘴仍然是被關注的領域。

發明內容

根據本文所述的技術的一個方面，提供了一種用于燃氣渦輪發動機的可變面積排氣噴嘴的擋板，所述擋板包括支撐結構和氣體防護件，所述氣體防護件具有多個氣體防護區段，所述多個氣體防護區段連接到所述支撐結構，并且沿所述擋板的對應于通過所述噴嘴的流的縱向方向相鄰地布置；其中：所述氣體防護區段中的每一個包括流路部段，所述流路部段布置成與相鄰的氣體防護區段的相應的流路部段協作，以限定所述氣體防護件的流路表面，來限制通過所述噴嘴的流；以及所述氣體防護區段中的每一個被構造成允許相應的流路部段響應于所述氣體防護件的熱膨脹而相對所述支撐結構縱向移動。

所述多個氣體防護區段可以僅包括連接到支撐結構的全部數量的氣體防護區段的子集，或者可以包括連接到支撐結構的所有氣體防護區段。

每個流路部段可包括前緣和后緣。相鄰的流路部段可以在相應的后緣和前緣處協作，使得所述流路部段的縱向熱膨脹沿所述擋板累積，以引起所述流路部段中的至少一個的縱向位移。

每個氣體防護區段可以通過從相應的流路部段延伸的至少一個臂部段來連接到所述支撐結構。所述至少一個臂部段可以被固定到所述支撐結構。

相應的氣體防護區段的所述至少一個臂部段可以被（并且在一個實施例中，所述多個氣體防護區段的臂部段被）構造成彎曲或樞轉，以適應所述氣體防護區段的所述流路部段的縱向位移。

所述支撐結構可以形成殼體，所述殼體限定了腔，所述多個氣體防護區段被接收在所述腔內。可存在穿過所述氣體防護區段的內部冷卻流路徑，所述內部冷卻流路徑允許接收在所述腔中的內部冷卻流在相鄰的氣體防護區段之間流動。