用于控制涡轮发动机风扇叶片桨距的具有顺桨锁定栓的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于控制涡轮发动机螺旋桨的风扇叶片的桨距的系统，该系统包括固定到涡轮发动机的壳体(5)的致动器(2)，所述致动器具有可相对于所述壳体平移的可移动部分(6)，所述可移动部分机械地连接到具有连接到风扇叶片枢轴(16)的外环(12)的负载传递轴承(LTB)(10)，使得所述致动器的可移动部分的平移运动导致所述风扇叶片的桨距角的变化；以及至少一个锁定栓(20)，所述锁定栓固定到所述涡轮发动机的壳体上，并且在所述致动器发生故障的情况下适合于将所述LTB机械地锁定在风扇叶片顺桨的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制涡轮发动机风扇叶片桨距的具有顺桨锁定栓的系统
技术介绍
本专利技术涉及具有一个或两个可选风道的涡轮发动机一般领域，并且更具体地涉及控制这种涡轮发动机中的风扇叶片的桨距。本专利技术的优选应用领域在于具有反转螺旋桨(也称为“开放转子”)的涡轮喷气发动机，包括两个反向螺旋桨，其放置气体发生器的下游(“推动器”构造)或上游(“牵引器”构造)。尽管如此，本专利技术也适用于具有一个或多个推进螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机。在具有一个或多个螺旋桨的涡轮喷气发动机中，已知构成这种螺旋桨的叶片的桨距(或定向)构成了能够管理涡轮喷气发动机的推力的参数之一，特别是通过使螺旋桨始终在最佳可能条件下运行。具体地说，螺旋桨的速度在飞行的所有阶段也是恒定的，并且螺旋桨叶片的桨距角用于改变推力。因此，在巡航飞行阶段期间，希望在给定的飞机速度下获得涡轮机轴上与给定牵引相适应的最低可能功率，以便获得最佳效率(即，用于最大限度地减少燃油消耗和增加航程的效率)。相反，在起飞时，寻求尽可能高的牵引力以使飞机加速然后起飞。改变螺旋桨叶片的桨距需要采取某些安全措施，以确保叶片不会在某些位置保持阻塞，特别是由于用于控制其桨距的系统的故障。例如，在它们自身的离心作用下，叶片倾向于占据平坦的桨距位置，该桨距位置对应于其弦与螺旋桨的旋转轴线成90°角的桨距角。然而，在这个平坦位置阻塞的叶片产生很小的阻力扭矩并且存在超速风险，从而有可能失去叶片和/或失去承载它的旋转轮毂的危险。为了解决这个问题，已知安装一种装置，该装置在控制系统发生故障的情况下用于迫使叶片移动到顺桨位置并将它们保持在那里(顺桨位置对应于这样的叶片，其桨距角使得叶片的弦与螺旋桨的旋转轴线对齐，从而减小它们产生的阻力)。已知的用于使风扇叶片顺桨(并将它们保持在顺桨位置)的装置通常依靠使用配重，在叶片桨距控制系统发生故障的情况下，所述配重利用由它们安装于其上的转子的旋转所施加的离心力使叶片进入顺桨位置。用于设计这种配重的规格要求使用关于螺旋桨的旋转轴线的等价惯性，该惯性是(至少)叶片惯性的2.1倍。通过这种约束，可以容易地理解，这种类型的顺桨装置导致涡轮发动机上的大量额外重量，增加其悬伸重量并抵消其重心。此外，已知寻求减少无涵道风扇涡轮发动机的体积以减小其长度并使重心接近其飞机座架。该约束导致极大地限制涡轮发动机内的可用空间。考虑到配有配重的叶片顺桨所需的惯性，配重占据了需要在涡轮发动机内部找到的大量空间。不幸的是，在开放式转子发动机上，所述配重通常被容纳在风扇叶片的枢轴处。因此，对于呈现小轮毂比的发动机，将这种配重集成在叶片枢轴处变得复杂。同样，如果它们要安装在涡轮发动机内部，它们的安装半径需要更小，并且这将需要更大的重量。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的是提出一种不存在上述缺点的用于风扇叶片顺桨的装置。根据本专利技术，该目的通过一种用于控制涡轮发动机螺旋桨的风扇叶片的桨距的系统来实现，该系统包括：固定到所述涡轮发动机的壳体的致动器，所述致动器具有至少一个可移动部分，所述至少一个可移动部分可相对于所述壳体平移移动，所述致动器的所述可移动部分机械地连接到具有连接到风扇叶片枢轴的外环的负载传递轴承(LTB)，使得所述致动器的可移动部分的平移运动导致所述风机叶片的桨距角的变化；和至少一个锁定栓，所述锁定栓固定到所述涡轮发动机的壳体上，并且在所述致动器发生故障的情况下适合于将所述LTB机械地锁定在风扇叶片顺桨的位置。术语“固定到涡轮发动机的壳体的致动器”在本文中用于表示致动器的气缸或致动器的杆相对于涡轮发动机的壳体是静止的。在致动器的正常操作中，风扇叶片的桨距由致动器控制，致动器的可移动部分移动负载传递滚动轴承以允许风扇叶片自由地枢转。在这种情况下，锁定栓处于不能阻止致动器的可移动部分移动的位置。在叶片桨距控制致动器发生故障的情况下，一旦LTB被带到使风扇叶片顺桨的位置，锁定栓移动到使其能够机械锁定LTB平移的位置。因此，仅通过使用锁定栓，本专利技术的系统就能够在叶片桨距控制致动器发生故障的情况下将叶片机械地锁定在顺桨位置。特别是，不需要配重来执行此功能，从而显著节省重量。此外，本专利技术系统的整体尺寸减小，特别是因为锁定栓可以容易地容纳在LTB内部。优选地，锁定栓适于占据两个不同的位置：其中锁定栓在径向上抵靠LTB的内环的内表面的延伸位置，和其中锁定栓不抵靠LTB的所述内环的缩回位置。在这种情况下，在延伸位置中，锁定栓有利地适于径向地抵靠形成在LTB的内环的内表面中的纵向凹槽的各种不同的斜坡，所述斜坡包括至少一个对应于将叶片置于顺桨位置的第一斜坡和至少一个对应于将叶片置于推力反向位置的第二斜坡。该系统还可以包括用于在致动器的正常操作期间将锁定栓保持在缩回位置的液压装置以及用于在致动器故障的情况下将锁定栓保持在延伸位置的机械装置。这些液压装置优选也构成致动器的动力源。还优选地，该系统还包括辅助动力源，该辅助动力源适于在致动器故障的情况下使致动器的可移动部分进入风扇叶片顺桨位置，然后锁定栓径向抵靠叶片顺桨斜坡以机械地将所述致动器的所述可移动部分保持在该位置。从上游到下游，负载传递滚动轴承的内环中的斜坡可以包括以下斜坡分布：第一斜坡对应于顺桨位置中的叶片；中间斜坡；并且第二斜坡对应于推力反向位置中的叶片。在这种情况下，第一斜坡和中间斜坡可以通过上游支座分开，中间斜坡和第二斜坡可以通过下游支座分开，并且中间斜坡可以呈现相对于致动器的纵向轴线向下游倾斜的斜面。本专利技术还提供了一种涡轮发动机，其包括至少一组可调桨距风扇叶片和如上定义的风扇叶片桨距控制系统。附图说明通过下面参考附图进行的描述，可以理解本专利技术的其他特征和优点，这些附图显示了实施方式，不具有限制性。在图中：图1是示出本专利技术的系统的示例性安装的截面图；图2是本专利技术的系统的实施例中的负载传递轴承的内环的局部视图；图3是本专利技术的系统的一个实施方式中的锁定栓的截面图；和图4A至4C是图2和图3所示系统在风扇叶片的不同桨距角位置中的剖视图。具体实施方式本专利技术适用于具有至少一个涵道式或非涵道式风扇的任何涡轮发动机，并且其中螺旋桨叶片(用于非涵道式风扇)或风扇叶片(用于涵道式风扇)装配有变距系统。本专利技术特别适用于具有一个或多个推进螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机(turboprop)，和具有一个螺旋桨(以及用于非涵道式单风扇(USF)的变距定子)或者可以位于气体发生器上游(“牵引器”构造)或下游(“推动器”构造)的两个反旋螺旋桨的开放式转子涡轮喷气发动机(turbojet)。本专利技术也适用于涵道风扇涡轮发动机。这些类型的涡轮发动机的结构对于本领域技术人员来说是公知的，并且在此不再详细描述。简而言之，这种涡轮发动机具有一个或多个螺旋桨(用于非涵道风扇发动机)或风扇(用于涵道风扇发动机)，每个螺旋桨由一组可变桨距风扇叶片(即叶片的定向可通过用于控制叶片桨距的系统进行修改)构成，如下所述。在下面的描述中，术语“螺旋桨”和“螺旋桨叶片”可互换使用，因为本专利技术应用于非涵道风扇发动机或者涵道风扇发动机(在这种情况下，螺旋桨对应于发动机的风扇，螺旋桨叶片对应于风扇叶片)。涡轮发动机螺旋桨由一组可选地独立变距风扇叶片(即叶片的定向可通过叶片桨距控制系统进行修改)组成。如图1所示，该控制系统可以包括以涡轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制涡轮发动机螺旋桨的风扇叶片的桨距的系统，该系统包括：固定到所述涡轮发动机的壳体(5)的致动器(2)，所述致动器具有相对于所述壳体平移的可移动部分(6)，所述可移动部分机械地连接到具有连接到风扇叶片枢轴(16)的外环(12)的负载传递轴承(10)，使得所述致动器的可移动部分的平移运动导致所述风扇叶片的桨距角的变化；以及至少一个锁定栓(20)，所述锁定栓固定到所述涡轮发动机的壳体上，并且在所述致动器发生故障的情况下适合于将所述负载传递轴承机械地锁定在所述风扇叶片顺桨的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.05 FR 16500421.一种用于控制涡轮发动机螺旋桨的风扇叶片的桨距的系统，该系统包括：固定到所述涡轮发动机的壳体(5)的致动器(2)，所述致动器具有相对于所述壳体平移的可移动部分(6)，所述可移动部分机械地连接到具有连接到风扇叶片枢轴(16)的外环(12)的负载传递轴承(10)，使得所述致动器的可移动部分的平移运动导致所述风扇叶片的桨距角的变化；以及至少一个锁定栓(20)，所述锁定栓固定到所述涡轮发动机的壳体上，并且在所述致动器发生故障的情况下适合于将所述负载传递轴承机械地锁定在所述风扇叶片顺桨的位置。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述锁定栓(20)适于占据两个不同的位置：延伸位置，其中所述锁定栓在径向上抵靠所述负载传递轴承(10)的内环(6)的内表面(26)；和缩回位置，其中所述锁定栓不抵靠所述负载传递轴承的所述内环。3.根据权利要求2所述的系统，其中在所述延伸位置中，所述锁定栓(20)适于径向地抵靠在形成在所述负载传递轴承的内环的内表面中的纵向凹槽的各种不同的斜坡上，所述斜坡包括至少一个对应于将叶片置于顺桨位置的第一斜坡(26a)和至少一个对应于将叶片置于推力反向位置的第二斜坡(26b)。4.根据权利要求2或3所述的系统，其中所述系统还可以包括用于在所述致动器的正常操作期间将所述锁定栓保持在所述缩回位置的液压装置(36)，以及用于在所述致动...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪迪尔·让路易·伊冯，克莱门婷·夏洛特·玛丽·穆顿，伊曼纽尔·皮埃尔·迪米特里·帕特苏瑞斯，
申请(专利权)人：赛峰航空器发动机，
类型：发明
国别省市：法国,FR