[发明专利]可快速更换外涵流道的复合材料工艺外涵

说明书

本发明的目的在于提供一种可快速更换外涵流道的复合材料工艺外涵。其中外涵流道沿航向区分为可变动流道和固定流道，该复合材料工艺外涵包含外涵本体，外涵本体整体由复合材料构成，并且沿垂直于航向的航向分离面分离成前罩和后罩，前罩用于提供固定流道，后罩用于提供可变动流道；前罩和后罩沿平行于航向的剖面分别分离成左瓣和右瓣，各左瓣和各右瓣分别包括径向内层、径向外层以及分别连接径向内层和径向外层的周向两端的分墙；前罩的左瓣和后罩的左瓣对应航向分离面的轴向端密封对接并通过可脱扣的锁扣机构锁紧，前罩的右瓣和后罩的右瓣对应航向分离面的轴向端密封对接并通过可脱扣的锁扣机构锁紧。

技术领域

本发明涉及大涵道涡扇发动机的试车件，其能为发动机持续试车、性能测试提供外涵流道，同时为发动机的专项测试提供专项硬件及传感器的安装位置。

背景技术

工艺外涵是涡扇发动机必备的试车设备，工艺外涵内层包裹涡扇发动机的核心机形成核心机舱，舱内温度较高，工艺外涵常会选择耐高温的合金作为结构材料。随着涵道比的提高，涡扇发动机的外涵流道的直径一般会增加，并且远远超过合金原材料规格尺寸。考虑成本和加工难度的因素，工艺外涵常常选用金属锻件机加工的工艺，并在发动机航向上增加工艺分离面。这些是导致金属结构工艺外涵重量大，连接件多，装配复杂性高的直接原因。

随着复合材料在航空领域的运用，工艺外涵也逐渐在结构中采用整体复合材料层压板和复合材料夹芯壁板。与金属结构相比，复合材料结构的整体优势非常明显。采用复合材料夹芯壁板的工艺外涵几乎没有航向的分离面，零件数显著减少，减重效果也非常明显。

涡扇航空发动机研制期间，整机的构型更改会带来气动流道的变化，多为外涵流道尾部靠近喷管的部位。传统的金属工艺外涵会在工艺外涵外流道面的尾部布置一个法兰面，将不断更换的外涵流道面设计成法兰对接结构，通过螺栓连接到这个法兰面上，并采用快速夹紧结构夹紧。这种方案只能更换外涵流道的外壁面，且连接方式繁琐，更换效率低。复材结构的工艺外涵内壁面整体成型壁板和外壁面整体成型壁板在分墙处连接起来，制造完成后无法更换外涵流道，不满足研发阶段涡扇发动机的外涵流道优化要求，比较适合于成熟发动机产品大修的试车设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可快速更换外涵流道的复合材料工艺外涵。

根据本发明的可快速更换外涵流道的复合材料工艺外涵，其中所述外涵流道沿航向区分为可变动流道和固定流道，该复合材料工艺外涵包含外涵本体，所述外涵本体整体由复合材料构成，并且沿垂直于航向的航向分离面分离成前罩和后罩，所述前罩用于提供所述固定流道，所述后罩用于提供所述可变动流道；所述前罩和所述后罩沿平行于航向的剖面分别分离成左瓣和右瓣，各左瓣和各右瓣分别包括径向内层、径向外层以及分别连接径向内层和径向外层的周向两端的分墙；所述前罩的所述左瓣和所述后罩的所述左瓣对应所述航向分离面的轴向端密封对接并通过可脱扣的锁扣机构锁紧，所述前罩的所述右瓣和所述后罩的所述右瓣对应所述航向分离面的轴向端密封对接并通过可脱扣的锁扣机构锁紧。

所述复合材料工艺外涵还包括多根弧形的筋条，所述筋条包括对应左瓣的左部分以及对应右瓣的右部分，所述左部分紧固在对应的左瓣上，所述右部分紧固在对应的右瓣上，并且所述左部分和所述右部分的一端通过可脱扣的锁扣机构连接，所述左部分和所述右部分的另一端用于连接到试车台架。

所述前罩或所述后罩的所述左瓣和所述右瓣彼此对称。

所述外涵本体整体由复合材料层压结构制成。

所述前罩或所述后罩的所述左瓣和所述右瓣以竖向的中分面分开。

所述前罩的所述左瓣和所述后罩的所述左瓣在对应所述航向分离面的轴向端在径向内层、径向外层以及各分墙处布置所述锁扣机构；以及所述前罩的所述右瓣和所述后罩的所述右瓣在对应所述航向分离面的轴向端在径向内层、径向外层以及各分墙处布置所述锁扣机构。

本发明的有益效果如下：