高功率周转齿轮箱及其操作制造技术

本发明专利技术题为高功率周转齿轮箱及其操作。本公开提供了一种用于飞行器的气体涡轮引擎(10)，该气体涡轮引擎包括：引擎核心(11)，该引擎核心包括涡轮(19)、压缩机(14)以及将该涡轮连接到该压缩机的芯轴(26)；风扇(23)，该风扇位于该引擎核心的上游，该风扇包括多个风扇叶片；齿轮箱(30)，该齿轮箱从芯轴(26)接收输入并经由齿轮箱的输出端将驱动输出到风扇轴(36)，以便以比芯轴低的旋转速度驱动风扇；风扇轴安装结构(503)，该风扇轴安装结构被布置成将该风扇轴安装在引擎内，该风扇轴安装结构(503)包括连接到风扇轴(36)的至少两个支撑轴承(506a,506b)。风扇

【技术实现步骤摘要】
高功率周转齿轮箱及其操作


[0001]本公开涉及气体涡轮引擎，具体地讲，涉及用于飞行器的气体涡轮引擎。本公开的各方面涉及包括该气体涡轮引擎的飞行器以及操作该气体涡轮引擎的方法。

技术介绍

[0002]用于飞行器推进的气体涡轮引擎具有影响整体效率和功率输出或推力的许多设计因素。气体涡轮引擎的一般目的是提供低比燃料消耗率(SFC)。为了以高效率启用更高推力，可使用直径更大的风扇。为了便于使用较大的风扇尺寸，提供了齿轮箱，该齿轮箱具有到风扇轴的输出端，经由该风扇轴来驱动风扇。齿轮箱从连接到引擎核心的涡轮系统的芯轴接收驱动。与使用直接驱动的情况相比，该齿轮箱允许以减小的旋转速度来操作风扇。
[0003]然而，当制造具有较大风扇直径的引擎时，简单地加大已知引擎类型的部件可能不会带来有效设计。例如，可能存在与将风扇轴安装在引擎内相关联的问题。因此，需要考虑用于安装风扇轴的部件的属性、风扇轴本身的属性以及齿轮箱部件的属性。

技术实现思路

[0004]根据第一方面，提供了一种用于飞行器的气体涡轮引擎，该气体涡轮引擎包括：引擎核心，其包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于飞行器的气体涡轮引擎(10)，包括：引擎核心(11)，所述引擎核心包括涡轮(19)、压缩机(14)以及将所述涡轮连接到所述压缩机的芯轴(26)；风扇(23)，所述风扇位于所述引擎核心的上游，所述风扇包括多个风扇叶片，所述风扇具有风扇轴向中心线；齿轮箱(30)，所述齿轮箱从所述芯轴(26)接收输入并经由所述齿轮箱的输出端将驱动输出到风扇轴(36)，以便以比所述芯轴低的旋转速度驱动所述风扇；和风扇轴安装结构(503)，所述风扇轴安装结构被布置成将所述风扇轴安装在所述引擎内，所述风扇轴安装结构(503)包括连接到所述风扇轴(36)的至少两个支撑轴承(506a,506b)，并且其中：风扇-齿轮箱轴向距离(110)被定义为所述齿轮箱的所述输出端与所述风扇轴向中心线之间的轴向距离，所述风扇-齿轮箱轴向距离大于或等于0.35m；并且(i)系统径向抗弯刚度被定义为：并且风扇轴安装径向抗弯刚度比：大于或等于1.0
×
10-3
；并且/或者(ii)系统抗倾刚度被定义为：并且风扇轴安装抗倾刚度比：大于或等于1.5
×
10-3
。2.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎，其中所述风扇轴安装径向抗弯刚度比大于或等于5.0
×
10-3
、大于或等于2.0
×
10-2
；在1.0
×
10-3
至4.0
×
10-1
的范围内、在5.0
×
10-3
至1.5
×
10-1
的范围内、在5.0
×
10-3
至2.0
×
10-2
的范围内或在2.0
×
10-2
至1.5
×
10-1
的范围内。3.根据权利要求1或权利要求2所述的气体涡轮引擎，其中：
a)所述系统径向抗弯刚度大于或等于3.90
×
106N/m、大于或等于3.6
×
107N/m、在3.90
×
106N/m至1.40
×
109N/m的范围内、或在3.6
×
107N/m至6.8
×
108N/m的范围内；并且/或者b)所述风扇轴安装结构(503)的所述径向抗弯刚度大于或等于7.00
×
108N/m、大于或等于1.25
×
109N/m、在7.00
×
108N/m至6.00
×
10
11
N/m的范围内、或在1.25
×
109N/m至2.0
×
10
11
N/m的范围内；并且/或者c)所述风扇轴(36)在所述齿轮箱(30)的所述输出端处的所述径向抗弯刚度大于或等于4.00
×
106N/m、大于或等于3.7
×
107N/m、在4.00
×
106N/m至1.5
×
109N/m的范围内、或在3.7
×
107N/m至1.0
×
109N/m的范围内。4.根据权利要求1或权利要求2所述的气体涡轮引擎(10)，其中所述系统径向抗弯刚度和所述风扇轴安装结构的所述径向抗弯刚度的乘积大于或等于2.7
×
10
15
(N/m)2、大于或等于4.0
×
10
15
(N/m)2、在2.7
×
10
15
(N/m)2至9.0
×
10
19
(N/m)2的范围内、或在4.0
×
10
15
(N/m)2至1.5
×
10
19
(N/m)2的范围内。5.根据权利要求1或权利要求2所述的气体涡轮引擎，其中所述风扇轴安装抗倾刚度比大于或等于6.0
×
10-3
、大于或等于2.5
×
10-2
、在1.5
×
10-3
至5.0
×
10-1
的范围内、在6.0
×
10-3
至2.0
×
10-1
的范围内、在6.0
×
10-3
至2.5
×
10-2
的范围内或在2.5
×
10-2
至2.0
×
10-1
的范围内。6.根据权利要求1或权利要求2所述的气体涡轮引擎，其中：a)所述系统抗倾刚度大于或等于1.10
×
105Nm/rad、大于或等于8.5
×
105Nm/rad、在1.10
×
105Nm/rad至6.80
×
107Nm/rad的范围内、或在8.5
×
105Nm/rad至3.4
×
107Nm/rad的范围内；并且/或者b)所述风扇轴安装结构(503)的所述抗倾刚度大于或等于1.50
×
107Nm/rad、大于或等于2.1
×
107Nm/rad、在1.5
×
107Nm/rad至2.70
×
10
10

【专利技术属性】
技术研发人员：马克，
申请(专利权)人：劳斯莱斯有限公司，
类型：发明
国别省市：