[发明专利]用于桨距可变的叶片的涡轮机多球形毂

说明书

本发明涉及一种涡轮机毂，该涡轮机毂旨在被安装成能够围绕涡轮机的纵向轴线(X)旋转，该毂包括主体(1)以及多个平台(3)，主体围绕纵向轴线(X)布置，主体的外表面具有多个凹槽，多个平台包括由具有半径r的圆形外边缘界定的外表面，每个平台(3)被布置在主体(1)的多个凹槽中的对应的凹槽中，并且旨在接纳桨距可变的叶片(2)，桨距可变的叶片的桨距能根据桨距改变轴线(Z)变化，平台(3)以桨距改变轴线(Z)为中心并且能围绕桨距改变轴线旋转；其特征在于，对于每个平台，毂的主体(1)和平台(3)的外表面的至少一部分包括由具有半径R和中心C的相同的球形部分限定的曲率，至少一部分在毂的主体(1)和平台(3)之间的联接区域中位于平台(3)的外边缘处，球形部的中心C位于桨距改变轴线(Z)上、在平台(3)的外表面和纵向轴线(X)之间界定的半球形区域的外侧。

技术领域

本发明涉及用于飞行器，特别是用于涡轮机的推进系统的领域，更特别地涉及这种推进系统的推进效率的提高。

背景技术

为了减少与航空运输有关的污染排放，必须设法提高飞行器的所有推进系统的所有效率，更特别地提高推进系统的推进效率，即提高将传递给穿过发动机的空气的能量转化为可用于推进飞行器的推力的效率。

推进系统的推进效率首先取决于连接到推进系统的低压部分的机械元件，这些元件以直接的方式促进推力的产生。例如在双流涡轮机的领域内，推进效率特别取决于低压涡轮(也被称为LP涡轮)、低压传动系统、风扇以及引导穿过风扇的空气流的次级流。

为了提高推进效率，已知的解决方案包括设法降低风扇的压缩比，从而降低发动机的出口流动速度以及与该出口流动速度相关的动能损失。然而，这导致涡轮机的热力学循环参数在地面条件和飞行条件之间发生大幅变化，特别是关于高压涡轮(也被称为HP涡轮)的运行温度以及主喷管和次级喷管的膨胀比发生大幅变化。

为了补偿这些变化，并保证在飞行中较高的推进效率以及在地面上足够的推进效率，需要使用用于风扇叶片的桨距改变系统。

此外，涡轮机的出口速度的降低导致低压部分必须处理更大质量流量的次级空气，以确保相同水平的推力，这由飞行器的特性决定。

因此，这导致了涡轮机的涵道比的增大，并导致次级流量的增大，其结果是必须增大风扇的直径。因此，该解决方案需要增大围绕风扇的保持壳体的外部尺寸并且增大构成所讨论的壳体的空气动力学外壳的机舱的尺寸。

除了尺寸方面，特别地通过非常显著地增大风扇壳体(该风扇壳体的尺寸用于在叶片射出的情况下进行离心保持)的质量，涵道比的增大强烈地损害了推进系统的质量。

因此注意到，最高的涵道比虽然导致更好的推进效率，但是伴随着极大的质量损害、阻力以及在机翼下方安装的困难，因此预期增益的主要部分被这些严重的损害因素所抵消。

为了尝试使负面影响最小化，第一解决方案包括使护罩和机舱的结构简化并减轻。该第一解决方案包括例如通过推力反向门或围绕风扇的护罩上的栅格来实现消除产生反推力的功能，以及通过极大地缩短空气入口(即实现引导风扇上游的流的功能的部件)和次级喷管(该次级喷管实现控制风扇下游(次级喷管)的压力场的功能)，从而仅赋予该第一解决方案在风扇周围的空气动力学屏障的功能。

第一解决方案提出了一种涡轮机架构，该涡轮机架构包括压力比非常低的风扇、用于叶片的桨距改变系统以及长度显著减小的机舱，该机舱具有空气入口和长度减小的次级喷管并且没有集成推力反向栅格。

用于叶片的桨距改变机构的引入使得能够根据飞行条件对风扇的运行点进行控制。

然而，当为风扇叶片提供可变桨距时，可能会出现多个问题。