[发明专利]可失效转子支承结构及航空发动机

说明书

本发明涉及一种可失效转子支承结构及航空发动机，其中，可失效转子支承结构包括沿发动机的转子(4)径向设置的主支承壁(1)和副支承壁(2)，转子支承结构能够在发动机正常工作时通过主支承壁(1)对转子(4)提供支承，并在风扇叶片(9)脱落情况下切断通过主支承壁(1)传递力的路径，并由副支承壁(2)对转子(4)提供支承。此种转子支承结构在主支承壁失效后，副支承壁继续对转子提供一定程度的支承，以免机匣严重变形导致转子与静子碰磨，在短时期内满足发动机的性能和安全性要求。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，尤其涉及一种可失效转子支承结构及航空发动机。

背景技术

在航空发动机的设计当中，必须通过适航的包容性规定，最严苛的条件是在发生风扇叶片脱落时，发动机能够包容住破损叶片，且关闭发动机后仍需要以风车转速持续运作一定时间。风扇叶片脱落(FBO，Fan Blade Out)时，发动机运转在较高的转速，产生的径向不平衡载荷(FBO载荷)很大，达到几十吨，径向不平衡载荷通过轴承传递给轴承支承结构，之后传递到中介机匣，再通过安装节系统传递给飞机，若要求发动机完全承受FBO载荷，则对发动机的结构强度提出很高的要求，会大大增加发动机的重量。

传统应对FBO载荷的方法一方面是加强发动机的强度，如加强风扇轴承、轴承支承、中介机匣、安装节及推力拉杆等强度，而这样设计在发动机正常运转时，安全裕度较大，使得发动机的重量大大增加，特别是现代民用航空中将影响发动机的燃油经济性，在市场竞争中处于不利地位。

另一方面是通过改变局部单个零件结构，仅实现降低单个零件强度，使其能够产生断裂失效，实现降载，但此类结构功能单一，会增加后续产品结构复杂性和制造维护成本。

发明内容

本发明的目的是提出一种可失效转子支承结构及航空发动机，转子支承结构在FBO情况下发生失效后仍能对转子起到支承作用。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种可失效转子支承结构，包括沿发动机的转子径向设置的主支承壁和副支承壁，所述转子支承结构能够在所述发动机正常工作时通过所述主支承壁对所述转子提供支承，并在风扇叶片脱落情况下切断通过所述主支承壁传递力的路径，并由所述副支承壁对所述转子提供支承。

进一步地，所述副支承壁的刚度小于所述主支承壁。

进一步地，所述主支承壁设在所述副支承壁的内侧。

进一步地，所述主支承壁和所述副支承壁之间形成腔体，所述腔体与设在所述转子前支点处的第一轴承组件的轴承腔连通，所述腔体内能够引入风扇增压级后的气体，以对所述第一轴承组件进行封严。

进一步地，所述副支承壁采用弹性材料或记忆材料，能够在风扇叶片脱落情况下发生弹性变形。

进一步地，所述副支承壁上设有弯折部，所述弯折部能够使所述副支承壁在风扇叶片脱落情况下发生弹性变形。

进一步地，通过所述主支承壁传递力的路径上设有可失效结构。

进一步地，所述可失效结构为设在所述主支承壁上的强度减弱结构，能够在风扇叶片脱落情况下使所述主支承壁断开。

进一步地，所述强度减弱结构为局部厚度减薄结构和/或由强度减弱材料形成的结构。

进一步地，所述可失效结构为设在所述主支承壁与中介机匣之间的连接件。

为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种航空发动机，包括上述实施例所述的可失效转子支承结构。