反向旋转开式风扇推进系统技术方案

在一个方面中，推进系统包括发动机和耦接到该发动机的驱动组件，该驱动组件包括第一驱动轴、第一风扇和离合器组件，其中第一驱动轴围绕第一轴线在第一方向上是可旋转的，第一风扇耦接到第一驱动轴以在第一方向上旋转，离合器组件选择性地从第一驱动轴脱开第一风扇。可以描述其他方面。

【技术实现步骤摘要】
反向旋转开式风扇推进系统
本文描述的主题涉及飞机推进器系统，并且更具体地，包括反向旋转推进器系统的那些，所述反向旋转推进器系统可以被结合在飞机发动机中。
技术介绍
由于反向旋转开式风扇飞机发动机的效率，所以特别是随着燃料价格上涨，配备有反向旋转推进器系统的开式风扇飞机发动机继续对航空工业产生兴趣。反向旋转推进器系统由于其以高速度产生足够推力的效率和能力而是特别令人感兴趣的。 基于在工业的先前经验，由反向旋转推进器产生的有效感觉噪声水平超过由飞机监管机构设定的噪声阀值，这致使反向旋转发动机系统的使用有商业应用的问题。因此，使得旋转发动机系统中噪声水平降低的技术会具有实用性。
技术实现思路
一方面，驱动组件包括第一驱动轴、第一风扇和离合器组件，其中第一驱动轴围绕第一轴线在第一方向上是可旋转的，第一风扇耦接到第一驱动轴以在第一方向上旋转，离合器组件选择性地从第一驱动轴脱开第一风扇。 另一方面，推进系统包括发动机和驱动组件，该驱动组件耦接到发动机且包括第一驱动轴、第一风扇和离合器组件，其中第一驱动轴围绕第一轴线在第一方向上是可旋转的，第一风扇耦接到第一驱动轴以在第一方向上旋转，离合器组件选择性地从第一驱动轴脱开第一风扇。 另一方面，提供了一种飞机。在一个示例中，飞机包括机身、发动机和耦接到该发动机的驱动组件，该驱动组件包括第一驱动轴、第一风扇和离合器组件，其中第一驱动轴围绕第一轴线在第一方向上是可旋转的，第一风扇耦接到第一驱动轴以在第一方向上旋转，离合器组件选择性地从第一驱动轴脱开第一风扇。 本文所讨论的特征、功能和优点可以在本文所述的各种实施例中独立实现，或者可以在其他实施例中结合，其进一步细节可以参照下列描述和附图看到。 【附图说明】 参照附图描述详细说明。 图1是根据各方面的飞机的示意性框图，该飞机包括反向旋转开式风扇推进系统。 图2A-2B是根据第一方面的驱动组件的示意图。 图2C是根据第一方面的推进系统的示意图。 图3A-3B是根据第二方面的驱动组件的示意图。 图3C是根据第二方面的推进系统的示意图。 图4A-4B是根据第三方面的驱动组件的示意图。 图4C是根据第三方面的推进系统的示意图。 图5A和图5B是根据各方面的液压回路的示例。 图6是根据各方面的飞机的示意图。 【具体实施方式】 在下列描述中，阐述许多具体细节，以提供对各种实施例的全面理解。然而，本领域的技术人员将理解的是，各种实施例可以在无特定细节情况下实践。在另一些情况中，未详细示出或描述众所周知的方法、过程、部件和回路，以便不模糊具体实施例。 如上所述，至少部分由于两排反向旋转叶片之间的相互作用所引起的空气湍流，反向旋转发动机系统产生显著噪声。例如，当后排叶片横穿在前排叶片后方产生的低压尾流时，产生噪声。 相互作用噪声通常由以第一叶片流道频率谐振的音调或此频率的任何整数谐波组成。反向旋转推进器的理想叶片流道频率可使用等式I确定: 等式(I)Qbpf = Ii(B1Q1-B2Q2) 在等式(I)中，Qbpf表示叶片流道频率，B1表示前排叶片数量，B2表示后排叶片数量，Q1表示前排转速，并且02表示后排转速。Q1和Ω2都被定义为在顺时针方向具有正值且在逆时针方向具有负值。 为了消除转子-至-转子相互作用噪声，会理想地优选叶片流道频率趋于零。通过数学推导，可以观察到如果B1和B2相等以及01和Ω2相等，则叶片流道频率将趋于零。这等同于其中前排和后排都具有相同数量的叶片并且以完全相等的转速且在相同方向上旋转这一,清况。 本文描述的是用于反向旋转发动机系统的示例性驱动组件，以及包括此类驱动组件配置的推进系统和飞机。在各个方面，驱动组件具有离合器组件，以选择性地从驱动轴脱开反向旋转风扇发动机系统的后风扇，其中该驱动轴提供动力到该后风扇。该离合器组件可以被设置作为风扇齿轮箱的一体部分，或者被安装在风扇齿轮箱的输出上。 在一些方面，可改变后排叶片的桨距，以促进其无源旋转，即在与前风扇相同的方向上来自前风扇的气流的影响下风车式转动。在另一些方面，可允许后风扇在离合器组件的阻力下减慢旋转，然后经由齿轮箱重新接合后风扇到驱动轴，其中该齿轮箱在与前风扇相同的方向上驱动后风扇。在另一些方面，制动系统可以被包括作为离合器组件的一体部分，以促进两种模式之间的更快过渡。这种系统将选择性地通过液压手段增加由离合器组件引起的阻力，这导致后转子具有更短的旋转减慢时间。因此，根据本文所述各方面构造的驱动组件能够使反向旋转发动机系统的后风扇选择性地脱开且使风扇叶片重新定位，例如，在着陆和起飞飞行航段或其中降低来自飞机的噪声可以是有用的其他飞行航段期间，并且随后所述驱动组件可以被重新接合，从而驱动处于反向旋转配置的后风扇。 在此文件中，离合器被定义为一种装置，即当接合时，该装置提供对从驱动部件(动力源)至被驱动部件(风扇系统)的转矩传输的选择性调节，但其可以被脱开或部分接合以允许持续传输一定分数比的动力。在此应用中，离合器可以是传统的(湿式或干式)摩擦离合器或流体耦接装置。 图1是根据各方面的飞机的示意性框图，该飞机包括反向旋转开式风扇推进系统。参照图1，飞机100包括机身102和推进系统110。推进系统110包括至少一个发动机120和耦接到发动机120的驱动组件130。驱动组件130包括第一驱动轴140、第一风扇150、离合器组件160、齿轮箱170、第二驱动轴180和第二风扇190。在操作中，离合器组件160能够使第一风扇150被选择性地接合于第一驱动轴140以及从第一驱动轴140脱开。驱动组件和推进系统的具体示例将参照下列附图描述。 图2A-2B是根据第一方面的驱动组件的示意图，且图2C是根据第一方面的推进系统的示意图。参照图2A-2C，在第一示例中，驱动组件130包括第一驱动轴140和第二驱动轴180 (参见图2C)，其中第一驱动轴140围绕第一轴线142在第一方向上是可旋转的，第二驱动轴180围绕轴线142在第二方向上是可旋转的。驱动轴140、180可以是同轴的，这样驱动轴140在驱动轴180内旋转。驱动轴180未在图2A-2B中示出。 驱动轴140、180可以经由诸如行星齿轮箱144的齿轮箱被耦接到动力源，如发动机120(参见图2C)。发动机120和行星齿轮箱144给驱动轴140、180提供动力，以围绕轴线142旋转驱动轴140、180。 发动机120的具体构造不是关键的。在一些示例中，发动机120可以实施为燃气涡轮发动机，其包括多级压缩机，该压缩机提供压缩空气到燃烧器，这又转动涡轮来旋转输出轴。发动机120也可以由电动马达或者二冲程或四冲程类型的内燃发动机组成。驱动轴140、180经由行星齿轮箱144耦接到输出轴。风扇能够位于发动机120的前部或后部内，从而允许推进器推动(即推动器发动机配置)或拉动(即拉出器发动机配置)发动机120且随后推动或拉动飞机100。 当第一驱动轴140旋转时，第一风扇150被耦接到第一驱动轴140，以围绕轴线142在第一方向上旋转。当驱动组件130被耦接到发动机120时，第一风扇150可以定位成后风扇。第一风扇150包括耦接到毂154本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动组件(130)，其包括：第一驱动轴(140)，其围绕第一轴线(142)在第一方向上是可旋转的；第一风扇(150)，其被耦接到所述第一驱动轴，以在所述第一方向上旋转；和离合器组件(160)，其选择性地从所述第一驱动轴脱开所述第一风扇。

【技术特征摘要】
2013.09.19 US 14/032,1631.一种驱动组件(130)，其包括: 第一驱动轴(140)，其围绕第一轴线(142)在第一方向上是可旋转的； 第一风扇(150)，其被耦接到所述第一驱动轴，以在所述第一方向上旋转；和 离合器组件(160)，其选择性地从所述第一驱动轴脱开所述第一风扇。2.根据权利要求1或10所述的驱动组件(130)，其中所述离合器组件(160)包括液压宦人興两口名> O3.根据权利要求2或9所述的驱动组件(130)，其进一步包括: 齿轮箱(170)，其被耦接到在发动机(102)和所述第一风扇(150)之间的所述第一驱动轴(140)。4.根据权利要求3所述的驱动组件(130)，其中所述齿轮箱(170)经配置在与所述第一方向相反的第二方向上驱动所述第一风扇(150)。5.根据权利要求1、8和10所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·S·希娜，D·M·亨特利，A·W·布卢姆，T·R·埃里克，P·R·托雷特，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US