包括可变桨距螺旋桨轮叶的飞行器涡轮发动机制造技术

本发明专利技术涉及一种包括螺旋桨轮叶(10)和桨距调节系统(34)的组件，桨距调节系统用于设置轮叶(10)的桨距，其中，轮叶(10)的根部(14)具有球部(32)，并且用于对轮叶(10)的桨距进行设置的桨距调节系统(34)包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括可变桨距螺旋桨轮叶的飞行器涡轮发动机


[0001]本专利技术涉及飞行器涡轮发动机的领域，特别地涉及这些涡轮发动机的包括可变桨距轮叶的推进螺旋桨。

技术介绍

[0002]飞行器涡轮发动机螺旋桨可以为涵道式(例如在风扇的情况下)或者为无涵道式(例如在开式转子架构的情况下)。
[0003]螺旋桨包括轮叶，轮叶可以是桨距可变的。因此，涡轮发动机包括使得能够改变轮叶的桨距角的机构，以使由螺旋桨产生的推力适应于不同的飞行阶段。
[0004]螺旋桨轮叶的设计涉及通常具有冲突的目标的多个科目。螺旋桨轮叶必须使得能够具有最佳的空气动力学性能(即在使效率最大化的同时提供推力)，保证轮叶的机械强度(即承受由静态载荷和动态载荷产生的机械约束)，同时限制质量和声学特征。特别地，螺旋桨的空气动力学性能的改善倾向于增大旁通比(By Pass Ratio，BPR)，这转化为增大螺旋桨的外径，从而增大轮叶的跨度。
[0005]同时，在一些涡轮发动机架构中，发动机以非常开放的桨距(被称为顺桨)启动。事实上，该启动位置使得动力能够被扭矩消耗，这通过保证低螺旋桨速度来确保机器安全性。更确切地，根据简单的考虑，功率与速度和扭矩的乘积成正比。然而，扭矩随着入射角(l'incidence)而增大，入射角可以通过桨距来增大。实际上，空气动力学领域的技术人员理解，在叶片轮廓上产生的力在第一近似中大致垂直于弦，并且可以被分解成两个分量：沿着发动机轴的推力和在螺旋桨平面中叶片的阻力。因此，随着轮叶桨距的增大，产生的力朝向螺旋桨平面移动，使空气动力学轮廓的阻力增大并使推力减小。
[0006]因此，在以顺桨启动的情况下，由螺旋桨产生的推力为零，扭矩最大，速度最小。然而，入射角变得如此高使得叶片遭受到产生强烈的振动激励的、湍流的、高度提升的空气动力学流。由于提升区域的小涡流，该激励是宽频的，但是由于强烈的卡门再循环(recirculations de Karman)，该激励在某些特定频率下也是强烈的，这导致显著地振荡的空气动力学力。特别地，在产生大阻力的具有大的弦和大跨度的叶片上，即使速度不高，这种力也是强烈的。
[0007]在现有技术中，通常的惯例是用被称为钻孔部(broch
é
e)的附接部将轮叶附接到轮叶的支撑部。轮叶包括根部，根部具有大致燕尾的形状，并且旨在以形状配合的方式接合在支撑件的袋部中，该袋部通常通过钻孔制造。
[0008]对于具有钻孔附接部的叶片，该空气动力学力如此强烈，使得该空气动力学力可以导致轮叶根部在其袋部中的类似于旋转的刚性固体运动。在顺桨启动期间，风扇的降低的速度不能够产生足够的离心力以防止由空气动力学力导致的这些运动。在仅在几个循环之后就导致叶片的摩擦损坏以及被插入根部与袋部的底部之间的垫片的摩擦损坏。由于可变桨距轮叶通常配备有顺桨系统，由于同样的原因，该问题可能在发动机故障之后的风车训练情况下出现。
[0009]此外，由于发动机的安装对飞行器和上游非限制流的方向的影响，在非涵道式架构上，在高得多的转速下也可能发生强烈的振动激励。实际上，无涵道式发动机受到地面和机身的影响，这根据发动机方位角导致螺旋桨移动和流速的扭曲。这导致螺旋桨轮叶在第一发动机阶1N、2N以及3N(可能更高)上的振动响应。另一方面，在没有空气入口套筒的情况下，流动穿过叶片的空气的方向不平行于发动机轴。该滑移角产生被称为“1P”的力，该力在发动机阶1N上导致螺旋桨轮叶的振动响应。类似地，当空气以入射角流动穿过叶片时，这些力1P也可能在飞行器的爬升阶段或进场阶段期间产生。如果轮叶的附接部不合适，这些高转速振动激励可能导致上述相同的摩擦损坏。
[0010]由于所有这些原因，钻孔附接部目前对于可变桨距、具有大的弦和大跨度的螺旋桨轮叶不是可行的解决方案。
[0011]因此，需要可变桨距螺旋桨轮叶的附接部技术，该附接部技术使得能够在可能激励轮叶的振动模式的所有飞行阶段期间限制轮叶旋转。
[0012]此外，还已知将轮叶的根部围封在与根部的形状相匹配的筒部(通常为金属筒部)中。特别地，这种筒部使得能够确保轮叶根部与引导轴承的内环之间的连接，以使得轮叶的角度桨距设置能够与毂部相关联。这种筒部被非常小心地附接到轮叶根部，以尽可能地限制轮叶与筒部之间的旋转。
[0013]然而，无论采用怎样的预防措施，仍然经常观察到轮叶可能由于筒部中的一些偏转而振荡。因此，需要确保轮叶的旋转相对于内引导轴承环尽可能地受到限制。

技术实现思路

[0014]本专利技术提出了一种用于飞行器涡轮发动机的组件，该组件包括螺旋桨轮叶以及用于对轮叶的桨距进行设置的系统，轮叶具有从上端部延伸到自由下端部的根部，上端部被连接到轮叶的叶片，根部具有被称为“球部”的凸出的延展部，该系统用于围绕桨距轴线设置轮叶的桨距，该系统包括：
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杯部，杯部由围绕桨距轴线延伸的环形壁径向地界定，杯部包括下底部和上开口，下底部由底部壁封闭，球部旨在通过上开口轴向插入到杯部中；
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环形保持环，环形保持环围绕球部延伸，保持环至少在相对于杯部朝向开口的轴向移位上被限制，保持环具有环形支承表面，环形支承表面限制了开口的通道横截面，并且环形支承表面旨在与球部的上表面轴向接触，以阻挡根部朝向开口的轴向移位。
[0017]根据本专利技术的组件的特征在于，该组件包括下座部，下座部由与保持环不同的部件承载，根部通过下座部在底部的方向上轴向支撑在杯部中，座部和/或保持环通过至少一个夹持机构相对于杯部能轴向平移移动地安装，以使得球部能够被轴向夹持在座部与保持环的支承表面之间。
[0018]这确保了根部在没有间隙的情况下被附接到杯部，从而防止轮叶在杯部中的旋转。这特别不同于现有技术的实施例，在现有技术中，根部被围封在装配的筒部中。
[0019]根据按照本专利技术的教导所制造的组件的另一个特征，保持环的支承表面与球部直接接触，并且座部与根部直接接触。
[0020]由于没有装配到根部的元件，特别地由于没有围封根部的筒部，这确保了根部不能相对于支承表面和座部移动。
[0021]根据按照本专利技术的教导所制造的组件的另一个特征，保持环的支承表面具有与球部的上表面的形状互补的形状。
[0022]这确保了力更好地分布在球部的更大的表面上。
[0023]根据按照本专利技术的教导所制造的组件的另一个特征，球部的上表面具有大致截头锥形形状。
[0024]这使得能够确保球部轴向和径向地保持在杯部中。
[0025]根据按照本专利技术的教导所制造的组件的另一个特征，保持环由多个区部制成。
[0026]根据按照本专利技术的教导所制造的组件的另一个特征，保持环由至少三个区部制成。
[0027]保持环由多个区部制成使得能够简化根部在杯部中的安装。
[0028]根据按照本专利技术的教导所制造的组件的另一个特征，底部壁被构造成以形状配合的方式与根部的自由端部配合，使得杯部能围绕桨距轴线与根部旋转地固定。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于飞行器涡轮发动机的组件，所述组件包括螺旋桨轮叶(10)以及用于对所述轮叶(10)的桨距进行设置的系统(34)，所述轮叶(10)具有从上端部延伸到自由下端部(28)的根部(14)，所述上端部被连接到所述轮叶(10)的叶片(12)，所述根部(14)具有被称为“球部(32)”的凸出的延展部，所述系统(34)用于围绕桨距轴线(A)设置所述轮叶(10)的桨距，其特征在于，所述组件包括：
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杯部(58)，所述杯部由围绕所述桨距轴线(A)延伸的环形壁(58a)径向地界定，所述杯部(58)包括下底部和上开口(58c)，所述下底部由底部壁(58b)封闭，所述球部(32)旨在通过所述上开口轴向插入到所述杯部(58)中；
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环形保持环(82)，所述环形保持环围绕所述球部(32)延伸，所述保持环(82)至少在相对于所述杯部(58)朝向所述开口(58c)的轴向移位上被限制，所述保持环(82)具有环形支承表面(84)，所述环形支承表面限制了所述开口(58c)的通道横截面，并且所述环形支承表面旨在与所述球部(32)的上表面(86)轴向接触，以阻挡所述根部(14)朝向所述开口(58c)的轴向移位；
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下座部(88)，所述下座部由与所述保持环(82)分开的部件承载，所述根部(14)通过所述下座部在所述底部的方向上轴向支撑在所述杯部(58)中，所述座部(88)和/或所述保持环(82)通过至少一个夹持机构(90)相对于所述杯部(58)能轴向平移移动地安装，以使得所述球部(32)能够被轴向夹持在所述座部(88)与所述保持环(82)的支承表面(84)之间。2.根据前一项权利要求所述的组件，其特征在于，所述保持环(82)的支承表面(84)与所述球部(32)直接接触，并且所述座部(88)与所述根部(14)直接接触。3.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述保持环(82)的支承表面(84)具有与所述球部(32)的上表面(86)的形状互补的形状，和/或所述球部的上表面(86)具有大致截头锥形形状。4.根据前一项权利要求所述的组件，其特征在于，所述保持环(82)由多个区部(82a，82b，82c，82d)制成。5.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述底部壁(58b)被构造成以形状配合的方式与所述根部的自由端部(28)配合，使得所述杯部(58)能围绕所述桨距轴线(A)与所述根部(14)旋转地固定。6.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，桨距设置系统还包括：
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下滚动引导轴承(54)，所述下滚动引导轴承围绕所述桨距轴线(A)延伸并围绕所述环形壁(58a)的下部分安装，
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上滚动引导轴承(56)，所述上...

【专利技术属性】
技术研发人员：克莱门特，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：