[发明专利]航空发动机风扇包容装置及航空发动机

说明书

本公开涉及一种航空发动机风扇包容装置和航空发动机，其中航空发动机风扇包容装置包括：沿航空发动机的轴向包括覆盖风扇叶片的包容段(2)，包容段(2)包括：内环(22)，沿航空发动机的径向靠近风扇设置；支撑框架(24)，沿径向位于内环(22)的外侧，且与内环(22)固定，支撑框架(24)与内环(22)之间形成容纳腔；和耗能层(23)，填充在容纳腔内。

技术领域

本公开涉及航空发动机润滑技术领域，尤其涉及一种航空发动机风扇包容装置及航空发动机。

背景技术

航空发动机运行过程中，可能会由于外物吸入、疲劳、材料缺陷等不可避免的原因，导致风扇叶片被破坏。如果风扇机匣不能包容高速飞出的风扇叶片碎片，则会造成机舱失压、油箱泄漏起火与飞机操纵失灵等二次损伤，严重危及飞行安全。

为防止风扇叶片失效造成严重危害，民用和军用航空发动机规范中要求风扇机匣对飞脱的碎片具有包容能力，并要求发动机在不起火、安装架不脱落的情况能继续短时间工作，除非发动机损伤诱导自动停机。

早期的风扇包容机匣全部采用高强度和高韧性的金属结构，这是因为当时金属材料体系和工艺较为成熟。这种合金机匣利用其在撞击载荷作用下发生较大塑性变形以吸收断叶动能，并有效控制裂纹扩展。为了包容住风扇叶片及其碎片，防止失效后的风扇叶片穿透包容机匣，这种合金硬壁包容机匣都比较厚，重量也比较大。

随着复合材料体系和制造技术的进一步发展，采用复合材料机匣包容风扇叶片，其虽然能起到包容作用，但是强度和刚度较差，在受到风扇叶片的冲击后难以保持机匣完整性。

由此，风扇包容机匣在重量和强度方面难以平衡，因此仍需要进一步改进。

发明内容

本公开的实施例提供了一种航空发动机风扇包容装置及航空发动机，能够提高风扇包容装置的综合性能。

根据本公开的一方面，提供了一种航空发动机风扇包容装置，包括：沿航空发动机的轴向包括覆盖风扇叶片的包容段，包容段包括：

内环，沿航空发动机的径向靠近风扇设置；

支撑框架，沿径向位于内环的外侧，且与内环固定，支撑框架与内环之间形成容纳腔；和

耗能层，填充在容纳腔内。

在一些实施例中，支撑框架上设有强度减小部，被构造为在风扇叶片脱出的冲击力超过预设阈值时失效，以允许内环沿径向向外移动变形。

在一些实施例中，支撑框架包括：

第一限位环，与内环沿径向间隔设置；和

两个第一连接部，均呈环状结构，在轴向上，两个第一连接部的外端分别连接在靠近第一限位环的两端，两个第一连接部的内端分别连接在靠近内环的两端；

其中，第一限位环、两个第一连接部和内环之间围合形成容纳腔。

在一些实施例中，每个第一连接部上均设有强度减小部，被构造为在风扇叶片脱出的冲击力超过预设阈值时失效，以允许内环沿径向向外移动变形。

在一些实施例中，强度减小部包括沿轴向设在第一连接部上至少一侧的凹入部。

在一些实施例中，第一限位环采用网格或多孔结构。

在一些实施例中，包容段还包括：两个连接部件，分别位于内环沿轴向的两端；每个连接部件均包括：

第二限位环，第一端插入内环的孔内；和

第二连接部，连接在第二限位环的第二端且沿径向朝外延伸，第一限位环的端部沿轴向向外超出第一连接部且与第二连接部抵接。

在一些实施例中，包容段还包括保护层，保护层沿径向位于支撑框架的外侧，且与支撑框架贴合。