叶栅式反推力装置和反推叶栅

摘要

一种反推叶栅，能提供多个方向的反推力，包括固定框架和多排叶片，还包括连接轴和传动装置，各排叶片分别安装在所述连接轴上，所述连接轴在所述固定框架上转动设置，传动装置分别连接各所述连接轴，用于接收驱动装置的动力输出，以带动各所述连接轴同步转动。一种叶栅式反推力装置包括前述反推叶栅。

说明书

技术领域

本实用新型涉及叶栅式反推力装置和反推叶栅。

背景技术

涡轮风扇发动机的反推需要反推改变发动机推力的方向，从而减小飞机着陆的滑行距离。飞机降落过程中，需要通过反推力装置的气流反向，实现飞机减速。飞机上常用的反推力装置按其工作原理主要有三种：抓斗式，折流门式和叶栅式。

抓斗式反推力装置的折流门在关闭位置时，其作用相当于喷管的一部分；在工作位置时，折流门阻塞喷管气流通道，使气流经过叶栅导向后向前喷出，从而获得反向推力。

折流门式反推力装置由在发动机短舱外壁上沿发动机周向布置的多组枢轴转动门及驱动机构组成。工作时，折流门绕枢轴转动，每组门的内侧部分起阻流门作用，挡住外涵道气流；外侧部分对排气起定向导流作用，产生反向推力。折流门式反推力装置对于涡扇发动机比较适用，其反推力约为发动机静推力的40％，折流门式反推力装置在A320、A330、A340客机上得到应用。

叶栅式反推力装置由叶栅，移动罩和阻流门组成。工作时，移动整流罩向后移动(或罩盖打开)露出叶栅，阻流门挡住向后流动的外涵道气流，使其折转经由叶栅导向流出。叶栅式反推力装置主要在外涵道气流中工作，通常安装在机翼下发动机短舱的中部，反推力气流在机翼前缘朝前喷出。这种装置比折流门式反推力装置的结构更灵巧更紧凑，反向推力也比较平稳。叶栅式反推力装置只适用于涡轮风扇发动机，其反向推力可高达发动机最大推力的35％。叶栅式反推力装置主要用于大涵道比涡扇发动机，这种反推力力装置在波音747等大型飞机上应用比较普遍。申请人已在中国专利公布(公告)号为CN 112881026A、CN 210119353 U、CN 113865838A、CN 212563479 U的专利说明书中分别公开了反推叶栅或叶栅式反推力装置。

叶栅式反推力装置的反推力大小方向不能主动控制，存在适用范围受限的缺点，不能充分发挥反推的作用。由于反推力方向不能改变，反推空中意外打开会导致严重的灾难性事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种反推叶栅，其能提供多个方向的反推力。

本实用新型的另一目的在于提供一种叶栅式反推力装置，其包括前述反推叶栅，当反推力装置在空中意外打开时能提高飞行器的安全性。

根据本实用新型的一方面，反推叶栅包括固定框架和多排叶片，其还包括连接轴和传动装置，各排叶片分别安装在所述连接轴上，所述连接轴在所述固定框架上转动设置，传动装置分别连接各所述连接轴，用于接收驱动装置的动力输出，以带动各所述连接轴同步转动。

在一个或多个实施例中，所述传动装置包括齿条和多个齿轮，多个所述齿轮和多个所述连接轴分别连接，所述齿条与所述多个齿轮啮合，所述齿条或者其中的一个所述齿轮用于接收驱动装置的动力输出。

在一个或多个实施例中，所述传动装置包括蜗杆和多个蜗轮，多个所述蜗轮和多个所述蜗杆分别连接，所述蜗杆与所述多个蜗轮啮合，所述蜗杆或者其中的一个所述蜗轮用于接收驱动装置的动力输出。

在一个或多个实施例中，所述固定框架包括外框和多个横向固定板，所述多排叶片设置在所述外框内，所述连接轴的两端由所述外框可转动地支撑，所述横向固定板正交于各排所述叶片，并支撑所述连接轴，所述横向固定板从各排所述叶片的缝隙穿过。

在一个或多个实施例中，所述横向固定板和/或所述外框上设置有导向件、所述叶片上设置有导向配合件，所述导向件和所述导向配合件滑动配合，以引导所述叶片以所述连接轴为中心进行转动。

在一个或多个实施例中，所述多排叶片配置成在至少三个位置之间转动切换，所述至少三个位置包括叶栅零反推力位置、叶栅反推力位置以及叶栅正推力位置。

根据本实用新型的另一方面，叶栅式反推力装置包括围绕成一个环形的多个反推叶栅，其还包括驱动装置，所述反推叶栅为任一项所述的反推叶栅，所述驱动装置分别输出动力至所述传动装置。

在一个或多个实施例中，所述驱动装置为多位置气缸，各反推叶栅分别对应一个所述驱动装置，所述传动装置包括齿条和多个齿轮，多个所述齿轮和多个所述连接轴分别连接，所述齿条与所述多个齿轮啮合，所述齿条用于接收驱动装置的动力输出。

在一个或多个实施例中，所述驱动装置为电机，各反推叶栅分别对应一个所述驱动装置，所述传动装置包括蜗杆和多个蜗轮，多个所述蜗轮和多个所述蜗杆分别连接，所述蜗杆与所述多个蜗轮啮合，所述蜗杆或者其中的一个所述蜗轮用于接收驱动装置的动力输出。

由于各排叶片分别安装在所述连接轴上，所述连接轴在所述固定框架上转动设置，传动装置分别连接各所述连接轴，带动各所述连接轴同步转动，因此，(1)反推力可以进行连续调节或者多档位调节，提高了反推功能的适用范围；(2)空中反推意外打开时可以调节成正反推推力提高了安全性，避免严重灾难性事故；(3)飞机降落过程中调节成反推力，提高了飞机操控性。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是叶栅式反推力装置处于收起状态的示意图。

图2是叶栅式反推力装置处于展开状态的示意图。

图3是反推叶栅处于零反推力状态的示意图。

图4是反推叶栅处于反推力状态的示意图。

图5是反推叶栅处于正推力状态的示意图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。提供每个示例是为了解释本发明，而不是限制本发明。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变化。

图1为反推力装置收起状态，此时反推叶栅3被移动罩1盖住，阻流门4对气流不产生阻挡，气流通过移动罩1和核心机舱罩2之间的外涵道引导流动。

图2为反推力装置展开状态，此时移动罩1向后移动露出反推叶栅3，阻流门4挡住向后流动的外涵道气流，使其折转经由叶栅导向流出。

反推力装置通过反推叶栅3引导气流，从而实现反推力的效果。后述实施方式对反推叶栅3的角度设计为可调节方式，从而可以实现正推力状态，零推力状态和负推力状态的切换。

如图3所示，反推叶栅3包括固定框架和多排叶片72。固定框架包括外框架72和多个横向固定板74.外框架72包括四个周向侧壁，围成中空形状，横向固定板74在外框架72间隔设置，其用于增强固定框架的刚度。反推叶栅3还包括多个连接轴71和传动装置。传动装置包括多个齿轮31和齿条32。各连接轴71上安装有齿轮31。每排叶片72固定在一根连接轴71上，连接轴71跨设在外框架72的两个侧壁上，且可转动设置。齿轮31带动连接轴71转动，进而驱动每排叶片72进行转动调节。齿条32作为联动机构，带动各个齿轮31同步转动，进而带动各排叶片73转动。横向固定板74正交于各排叶片73，并支撑连接轴71，进而增强连接轴71的刚度，横向固定板74从各排叶片73的缝隙穿过，这样容许叶片73进行转动。在另一实施例中，在框架刚度和连接轴刚度通过材料的选择得以确保的情况下，横向固定板74是可选的。在又一实施例中，横向固定板74和/或外框72上设置有导向件、相应地叶片73上设置有导向配合件，所述导向件和所述导向配合件滑动配合，以引导所述叶片以所述连接轴为中心进行转动，确保叶片73转动位置、方向精准，获得预期的反推力，导向件可以是弧形槽，导向配合件相应地为导向销。

在另一实施例中，反推叶栅的传动装置可替换为其他机构，例如蜗轮蜗杆传动机构，即齿条32替换为蜗杆，各吃了31替换为涡轮，涡轮蜗杆传动机构本身具备自锁功能，因此能确保叶片73处于期望的调节位置。

叶栅式反推力装置包括多个如图3所示的反推叶栅，这些反推叶栅围绕发动机轴线成环状布置。继续参照图3，叶栅式反推力装置还包括驱动装置6，驱动装置6输出动力到反推叶栅的传动装置。在一个实施例中，驱动装置6为电机，其驱动传动装置的蜗杆或者涡轮。在另一个实施例中，驱动装置6为多位置气缸，其驱动传动装置的齿条。在又一个实施例中，驱动装置6为减速电机，其自带蜗轮蜗杆减速机构，通过其动力输出轴驱动传动装置的蜗杆或涡轮或者齿轮。在另一个实施例中，驱动装置6为多位置气缸，其通过中间传动机构将推力传动到各个反推叶栅的传动装置，例如推动齿条移动。

回到图3，每一排叶73通过连接轴71与齿轮31连接，多个齿轮31与齿条32通过啮合进行联动，不同排叶片73的齿轮31通过齿条32实现同时转动，当齿轮31或者齿条32在外力驱动下发生运动时候，叶片73气流流出的角度实现同时变化，从而控制气流推力的方向。

图3为叶栅零推力状态，通过传动装置使得叶片73出口角度与发动机轴线为90度，即飞行方向52与反推气流方向51大致垂直，从而气流从反推叶栅流出时，叶栅对发动机不产生推力。

图4为叶栅负推力(反推力)状态，通过传动装置使得叶片73的出口角度与发动机轴线方向小于90度，即飞行方向52与反推气流方向51成锐角，从而气流从反推叶栅流出时，对发动机产生负推力。对叶片73出口角度进行连续变化，可以相应的改变负推力的大小，相比固定式传统叶栅具有更宽的适用条件，在飞机速度较低时也可以应用反推实现减速。

图5为叶栅正推力状态，通过传动装置使得叶片73出口角度与发动机轴线方向大于90度，即飞行风向52与反推气流方向51成钝角，从而气流从反推叶栅流出时，对发动机产生正推力。对叶栅叶片出口角度进行连续变化，可以相应的改变正推力大小，相比固定式叶栅具有调节推力大小的功能。

传统的反推只能应用于飞机速度60节以上，低于60节速度具有吸入反推气流的危险。通过叶片73出口角度的调节，可以实现正推力到零推力直至负推力(反推力)的连续变化，从而可以有效的减小吸入反推气流的危险，从而使反推不局限于60节以上速度，可以在更长的时间内发挥反推的作用，提高飞机减速的效率。

当飞机反推在空中意外打开时，可以通过叶片73出口角度的改变，保持飞机正向推力，避免由于推力反向导致飞机失速，降低出现严重事故的概率，提高了飞机和发动机安全性。

飞机在降落过程中，可以通过叶片73出口角度的改变，实现从正推力到零推力直至负推力的连续变化，飞机速度改变更加平滑，提高了飞机操纵性。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。