[发明专利]包括机械分离器的飞行器发动机进气装置

说明书

位于涡轮机的进气口处的机械分离器(15)被定位在进气壳体的外侧上，放射状的臂(27)与外壳体(13)在进气壳体的外侧接触以在发生显著不平衡时将低压轴部分地卸载。由于分离器被定位在距离轴承较远的位置处，因此分离器(15)可被设计成在有较大可用空间并且布局约束没有太大问题的位置处具有较大的自由度。更具体地，分离器被容置在外壳体(13)的通向流动路径(5)的腔(30)中。

技术领域

本发明涉及包括机械分离器的飞行器发动机进气装置。

背景技术

通过图1描述了可以应用本发明的涡轮机的进气构造。该进气构造包括进气口1，随后通常是低压压缩机2和高压压缩机3、燃烧室4、然后是涡轮。环形气体流动流5在机器的整个长度上行进并且环绕高压轴6和低压轴7，高压轴6和低压轴7彼此同心并且分别与高压压缩机3和低压压缩机2相关联。轴6和7由轴承保持，其中，将提到在低压轴7的前端处的、邻近进气口1的进气轴承8。所示的机器是双流机器，流5在高压压缩机3的位置被分开以形成二次流29，然而这对于采用本发明不是必需的。

轴承8被保持在低压轴7的支撑件9中(图2)，该支撑件9包括环绕轴承8的外圈的套筒10和通过从套筒10扩张而从机器向前延伸的截头圆锥形筒体11。筒体11连接到进气壳体12，进气壳体12位于流5的进气口处并且部分由臂27形成，臂27穿过流5径向向外延伸直到外壳体13，外壳体13包围流5。这些臂27通常被称为整流器，因为这些臂27的目的是在流动到达可动轮叶的第一级之前纠正流动，因此这些臂27具有空气动力学作用。这些臂27可以是放射状的或相切地延伸到将流5界定到内半径的毂，从而使这些臂在发动机角度方向上具有斜率。通常，这些臂27包括可相对于流具有角度的上游固定部分和第二下游可变桨距部分，并且存在十二个到二十个臂27。因为这些臂27支撑低压轴7的第一轴承，因此，这些臂27也具有结构性作用并形成进气壳体12。流5在进气口1处由进气锥体19在内部界定，进气锥体19覆盖支撑件9。进气锥体19是涡轮机定子的一部分，臂27将进气锥体连接到外壳体13，并且进气锥体19环绕支撑件9和轴承8。进一步示出了第二轴承20和第三轴承22、压缩机间的壳体21和排气壳体23，它们的性能将在后文结合本发明进行描述。

在一些故障情况下，例如在低压压缩机轮叶3(最常见的是第一级的轮叶18)与杂物碰撞之后发生失效的情况下，会出现异常的机器运行，这种碰撞使得有关的轴(一般为低压轴7)出现严重的不平衡。如果有关的转子(该转子在此包括低压压缩机2和低压轴7)的特征模式接近旋转速度，则这种不平衡极大地放大了振动响应，并且在发动机结构中施加了重大载荷。

克服这种情况的可能方法是在敏感部位对机器结构进行足够的加固，但是代价是重量急剧增加。

还考虑通过对应于机械熔断器的分离器来减轻载荷，该分离器在出现由于这种故障情况而导致的高载荷时断开。当分离器分离时，支撑转子的轴承的数量减少，例如在低压压缩机处仅留下一个轴承。因此转子安装变得松动，压缩机的特征模式降低到远低于下文定义的风车式旋转速度，并且结构中的应力不会变得过大。

文献FR-A-2 956 454中描述了机械分离器的示例。轴的支撑轴承中的一个支撑轴承的可能经受故障的支撑件通过在达到载荷阈值时破裂的元件被安装在机器的其余部件上；这个元件通常由具有特殊固定螺钉的圆形件组成，该特殊固定螺钉包括载荷可以剪切的变薄部件。当达到破裂阈值时，轴承停止由机器的其余部件支撑并且转子保持为仅由另一轴承支撑，这使转子能够通过风车式旋转而偏心，但使转子在发动机结构上施加较小的载荷，并且由于特征模式降低，振动响应较小。

这种机械分离器是令人满意的，但是可能难以在包含支撑件9并且由进气锥体19界定的小尺寸容积中构建分离器。实际上，进气锥体必须保持小的直径，以在发动机的外部尺寸不变的情况下在流5的进气口处保留尽可能大的横截面。但是，在支撑件9上增加机械分离器可能会迫使进气锥体19变宽。