[發(fā)明專利]包括槳距可變?nèi)~片的風(fēng)扇模塊

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980069339.8
• 申請(qǐng)日: 2019-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112888859A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉勒斯·阿蘭·瑪麗·查理爾;奧利維爾·福米卡;卡洛琳·瑪麗·弗朗茲;N·J·J·唐托
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 賽峰飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)公司
• 主分類(lèi)號(hào): F04D25/02
• 分類(lèi)號(hào): F04D25/02;B64C11/38;F01D7/00;F04D29/32;F01D5/12;F01D15/12;F01D25/16;F01D25/18;F02K3/068;F02C7/36;F04D29/054;F04D29/056;F04D29/063
• 代理公司: 北京派特恩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 樊楠;陳萬(wàn)青

本發(fā)明涉及一種包括槳距可變?nèi)~片的風(fēng)扇模塊(3)，所述風(fēng)扇模塊(3)包括：風(fēng)扇轉(zhuǎn)子(20)，其承載風(fēng)扇(4，400a，400b)的多個(gè)葉片(23)，每個(gè)葉片被安裝成圍繞槳距軸線(A)樞轉(zhuǎn)；風(fēng)扇軸(21)，其沿著縱向軸線X在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子內(nèi)延伸并驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；動(dòng)力軸(11)，其通過(guò)游星齒輪減速器(50)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇軸旋轉(zhuǎn)；至少第一軸承和第二軸承(69，71)，其用于引導(dǎo)風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)并且被容置在潤(rùn)滑外殼(60)內(nèi)；和用于改變風(fēng)扇葉片的槳距的系統(tǒng)(32)，其包括連接到風(fēng)扇的葉片的連接機(jī)構(gòu)(33)以及作用在連接機(jī)構(gòu)(33)上的控制裝置(34)。根據(jù)本發(fā)明，第一軸承(69)設(shè)置在減速器(50)的上游，第二軸承(71)設(shè)置在減速器(50)的下游，風(fēng)扇轉(zhuǎn)子(20)通過(guò)環(huán)形耳軸(59)連接到風(fēng)扇軸(21)，環(huán)形耳軸至少沿著潤(rùn)滑外殼(60)的上游部分延伸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及渦輪機(jī)領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明涉及一種包括槳距可變?nèi)~片的風(fēng)扇模塊。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)包括專利文獻(xiàn)EP-A1-3 205 576、GB-A-2 209 371、WO-A2-2010/108576、US-A1-2016/076393、WO-A1-2010/097440和EP-A1-3 179 044。

包括槳距可變的葉片的風(fēng)扇允許根據(jù)飛行參數(shù)調(diào)節(jié)葉片槳距或葉片定向(更具體地，葉片槳距角)，以便優(yōu)化風(fēng)扇的操作。通常，這種配置允許對(duì)集成有這種風(fēng)扇的風(fēng)扇模塊進(jìn)行優(yōu)化。作為提醒，葉片的槳距角是在垂直于葉片的旋轉(zhuǎn)軸線的縱向平面中、葉片的弦與風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)平面之間的角度。槳距可變?nèi)~片可占據(jù)反向推力位置(英文為“反向”)和順槳位置，在反推力位置，槳距可變?nèi)~片產(chǎn)生反推力以幫助飛行器減速，在順槳位置，在故障或破壞的情況下，槳距可變?nèi)~片限制它們的阻力。

為了尋找最佳推進(jìn)效率，需要考慮如下風(fēng)扇：該風(fēng)扇具有越來(lái)越低的標(biāo)稱壓縮比，并因此具有越來(lái)越大的外徑。這種選擇導(dǎo)致在地面與飛行操作條件之間增加了對(duì)風(fēng)扇葉片的可操作性約束。解決這些約束的有效方法是考慮槳距可變的風(fēng)扇葉片。此外，具有大直徑和低壓比(通常小于1.3)的這種風(fēng)扇模塊的驅(qū)動(dòng)尤其可以通過(guò)減速器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該減速器允許渦輪機(jī)的動(dòng)力軸驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇軸，并且允許風(fēng)扇軸的旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)于動(dòng)力軸降低。通常，至少兩個(gè)軸承被安裝在減速器上游的環(huán)形潤(rùn)滑空間中，以一方面支撐減速器和風(fēng)扇的直徑，另一方面允許集成用于改變風(fēng)扇葉片的槳距的系統(tǒng)。在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子下方延伸的環(huán)形潤(rùn)滑外殼還潤(rùn)滑減速器并且至少部分地包圍變槳距系統(tǒng)和軸承。

然而，這種布置仍然是笨重的，并且對(duì)風(fēng)扇模塊的質(zhì)量以及對(duì)渦輪機(jī)的性能具有負(fù)面影響。特別地，全部布置在環(huán)形外殼中的變槳距系統(tǒng)、減速器和軸承在葉片的樞轉(zhuǎn)軸線下方產(chǎn)生軸向尺寸和徑向尺寸。這種質(zhì)量的增加影響了風(fēng)扇的彎曲變形模式相對(duì)于風(fēng)扇的最大旋轉(zhuǎn)速度的頻率位置，這取決于渦輪機(jī)的操作。這種彎曲變形模式的頻率趨向于朝著較低頻率轉(zhuǎn)變并且更接近最大操作速度，從而導(dǎo)致在風(fēng)扇處存在不平衡的情況下增加載荷和動(dòng)態(tài)間隙消耗。這導(dǎo)致在質(zhì)量(需要支撐增加的設(shè)計(jì)載荷)和性能(由于增加的動(dòng)態(tài)間隙消耗)方面的負(fù)面影響。例如，當(dāng)風(fēng)扇軸上出現(xiàn)不平衡時(shí)，振動(dòng)也可以通過(guò)減速器傳輸?shù)絼?dòng)力軸。

此外，在渦輪機(jī)的操作期間，動(dòng)力軸與風(fēng)扇軸之間發(fā)生不對(duì)準(zhǔn)，該不對(duì)準(zhǔn)傳輸?shù)綔p速器的部件。在游星齒輪減速器(該游星齒輪減速器包括內(nèi)中心齒輪(或太陽(yáng)齒輪)、行星齒輪、行星架和環(huán)形齒輪(或外周轉(zhuǎn)齒輪))的情況下，在輸入軸(該輸入軸連接到渦輪機(jī)的動(dòng)力軸)、行星架和環(huán)形齒輪處發(fā)生不對(duì)準(zhǔn)，特別是動(dòng)態(tài)不對(duì)準(zhǔn)(該動(dòng)態(tài)不對(duì)準(zhǔn)由風(fēng)扇處或動(dòng)力軸處的不平衡引起)，必須通過(guò)改變輸入軸、行星架和環(huán)形齒輪或添加部件來(lái)管理這些組件，以改變這些組件的運(yùn)行狀況。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的

特別地，本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)扇模塊，該風(fēng)扇模塊允許以簡(jiǎn)單和有效的方式改進(jìn)徑向尺寸和軸向尺寸，以改進(jìn)模塊的質(zhì)量及其動(dòng)態(tài)狀態(tài)，同時(shí)避免主要的結(jié)構(gòu)修改。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，該目的是借助于包括槳距可變?nèi)~片的風(fēng)扇模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述風(fēng)扇模塊包括：