涡轮喷气发动机短舱的进气道制造技术

本发明专利技术涉及到一种涡轮喷气发动机短舱的进气道(11)，包括上游环形唇部(13)和下游外环形结构(14Ex)。本发明专利技术的特征在于，上游环形唇部(13)和下游外环形结构(14Ex)采用单件(15)复合材料制成，而且其特征还在于，所述上游唇部(13)由金属层(16)覆盖，特别是，所述金属层采用电沉积或塑性成型形成。本发明专利技术还涉及带有由此而形成的进气道(11)的涡轮风扇发动机，和生产这样一种进气道(11)的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及航空领域，特别涉及到一种涡轮喷气发动机短舱进气道。
技术介绍
涡轮喷气发动机上配备的短舱通常都是由近似环形部件装配而成，所述环形部件都是以涡轮喷气发动机轴线附近的轴线为中心。从上游向下游，短舱相继包括进气道、围绕涡轮喷气发动机风扇的风扇整流罩，以及构成喷管的后部。短舱的进气道可以向涡轮喷气发动机提供大量空气，所述空气足以确保发动机在飞行条件下工作。为此，进气道大体上包括-上游环形唇部，其符合空气动力学的外形的确定旨在向风扇和各个压气级提供 足够的空气；以及-下游环形结构，由内部和外部构成，所述内部将进入的空气输往风扇叶片，所述外部促进空气流动，沿短舱将阻力降到最低。从SNECMA公司专利申请文件FR 2 934 247中，可以看出生产一种涡轮喷气发动机短舱的进气道，包括构成前缘的上游唇部，和下游结构，二者都为环形，均以短舱纵轴为中心，下游机构通过铆接形式的固定装置在其各自上游端部连接到唇部上。在该文件中，下游结构包括两个环形结构件，分别构成内外环形空气动力壁，这些壁围绕短舱纵轴同轴布置，一个在另一个的内部，并通过各自上游端部连接到唇部上。另夕卜，外结构的下游端构成了径向延伸的周缘外壳，从而将进气道与舱室隔开，后者由风扇整流罩和涡轮喷气发动机机匣分隔而成，并首先与所述下游外结构件再与风扇整流罩形成机械连接。下游环形结构件通常由复合材料制成，例如，复合材料可采用轻轻型碳纤维来加强。上游环形唇部本身则由金属材料来构成，例如，铝合金，其形式为三块铝板，通过塑性成型制成，并采用镶接片相互连接。这种进气道存在几个缺点。首先，唇部的特别组成分为三个部分(三块铝板)，需要几次作业。其次，由于镶接片的尺寸大体上与所要形成的铝板的纵向尺寸成比例，这些铝板层面上的空气流动，特别是镶接片层面上的空气流动，会受到巨大阻力，因为镶接片的使用会促成向湍流限定层过渡。为此，铝板的纵向尺寸受到限制，除非镶接片向下游偏离，从而抑制这种过渡。为了克服这些缺点，也可以采用复合材料来制作上游环形唇部，或者将上游唇部和下游唇部制成一个整体，同样采用复合材料制成。然而，在这种情况下，因为复合材料的刚性不如金属，必须加大材料的厚度，从而可取得相同程度的刚性和能量吸收，结果，唇部的重量就会大于金属。实际上，因为唇部易受到鸟或冰雹的撞击，必须采用一种能够吸收撞击能量的材料来制成。然而，由于其需要变形能力，相对于其质量来讲，金属比复合材料更能吸收能量。为此，复合材料制成的唇部，采用相同的抗撞击力，则会比铝制成的更重。此外，唇部通常用来消除进气口上的冰霜，将发动机处获得的热空气传递到唇部，从而防止结冰。然而，金属制成的唇部与复合材料制成的唇部相比，更能耐高温。
技术实现思路
本专利技术的目的是消除这些缺陷，为此，本专利技术提出了一种涡轮喷气发动机短舱的进气道，包括上游环形唇部和下游环形外结构，其特征在于，所述上游环形唇部和所述下游环形外结构为复合材料制成的单件，而且其特征还在于，所述上游唇部(13)用金属层覆盖，特别是，后者采用电沉积或塑性成型形成。通过本专利技术，可获得一种进气道，其唇部采用复合材料制成。此外，由此而沉积或成形的金属层抗腐蚀能力要优于复合材料，与此同时，具有良好的优美外观。另外，金属层也可提高抗撞击能力，抗鸟或冰雹的撞击。然而，应该指出的 是，对于较大尺寸的撞击(诸如叶片损失这种撞击)，金属层的足够厚度是很重要的，因此，不一定要降低唇部的总厚度。此外，因为构成上游唇部和下游外结构的部件为一单件，本专利技术则不必使用镶接片，这样，就可以提供非常有规律的横截面，该横截面不会对外侧的空气动力流动带来干扰。另外，还需注意的是，采用单件制成的进气道扇形体，所述单件包括上游环形唇部和下游外结构，可以获得尽可能最大尺寸的整体部件，从而无需增加沿进气道外部的厚度，并能改善空气动力特性。最后，还应指出的是，单个部件采用复合材料制成，例如，碳，这种复合材料可以很容易地制成圆周形的整体唇部，无需分段制作唇部(尽管依然可以分段制作)。根据优选的实施例，金属层包括上游环形唇部和下游环形外结构上游端。因此，可防止出现任何空气动力不足，因为单件部件不会增加其厚度。根据另一个具体实施例，复合材料制成的单件部件上设有一种舱，可以防止金属和复合材料之间的过渡增加厚度。根据有利实施例，金属层均匀地覆盖了进气道的上游端，从而更能防止进气道外壁层面上出现的任何空气动力不足。根据另一个具体实施例，金属层稍稍嵌入到复合材料中，目的是防止增加厚度。如果根据本专利技术的进气道也包括下游环形内部结构，单件制成的所述进气道的扇形体包括至少部分内部结构。为此，进气道可以采用单件整体制成，从而省略了大量颇费时间的操作。而且，还应注意的是，进气道的外部至为重要，因为正是在这个部位，空气动力性能很可能会受到损害。根据不同的实施例，单件整体部件采用单件整体环形部件(围绕360° )或通过单件的两个半环形部件(围绕180° )而构成。根据有利实施例，下游环形外结构的下游端构成了短舱的周缘外壳，其可以限制将周缘隔壁铆接到下游结构内壁和外壁上的那些颇费时间的操作次数，这些操作都是在单个整体部件上进行。优选地，金属层包括钛，这种材料具有特别好的抗腐蚀和抗冲击能力。本专利技术还涉及到双流路涡轮喷气发动机，其进气道根据其中一个上述实施例构成。本专利技术还涉及到涡轮喷气发动机短舱进气道制造工艺，包括上游环形唇部和下游环形外结构，该工艺的特征在于-所述上游环形唇部和所述下游环形外结构都是采用复合材料单个部件构成；以及-金属层，其特别是采用电沉积或塑性成型构成，可胶结到上述上游唇部上。附图说明通过附图，可以更好地理解本专利技术，附图如下-图I为双流路式涡轮喷气发动机纵向截面示意图，其进气道根据本专利技术而构成； -图2为图I所示涡轮喷气发动机进气道的放大示意图；以及-图3为现有技术的进气道的示意图，以作对比。具体实施例方式为了更好地理解附图，相同的附图标记用来标明相同的技术部件。图I中的涡轮喷气发动机I为双流路式和双体式发动机，围绕轴线X-X’轴对称。按照已知方式，在作为其不同装置的外壳的短舱2内，这种涡轮喷气发动机I包括进气道3，流入空气F可经由此处进入，以便然后流过进气风扇4。该气流F然后经由中间机匣5而分为两个流路，分别是主流路FP和副流路FS，中间机匣的端部构成了分离器管口。在以下的说明中，术语”上游”和“下游”都是系指在涡轮喷气发动机I内空气流动方向上沿纵轴X-X’的轴向位置。副流路FS流过整流级，然后在涡轮喷气发动机下游排出。主流路FP接连流过低压压气级6、高压压气级7、燃烧室8、高压涡轮级9和低压涡轮级10，最后经由喷管(图中未不)从润轮喷气发动机排出。这种涡轮喷气发动机的短舱2为环形，围绕纵轴X-X’至少大体同轴布置。可以通过气流的外部和内部空气动力流动管路来输送涡轮喷气发动机产生的气流。进气口 3包括进气道11以及进气锥体12，进气口的轴线在涡轮喷气发动机I轴线X-X’附近。进气锥体允许总气流F围绕纵轴X-X’进行空气动力导向和分布。短舱的进气道11构成了涡轮喷气发动机I的上游开口，其内部空气动力表面形成涡轮喷气发动机I内气流的上游外壳。该进气道11包括-构成前缘的上游环形唇部13，唇部的空气动力轮廓设计成可以最佳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃特·鲍克，皮埃尔阿兰·吉恩玛丽·飞利浦·休斯·休亚德，波尼特·马克·米歇尔·飞维莱特，
申请(专利权)人：斯奈克玛，
类型：
国别省市：