[发明专利]飞机喷嘴

说明书

本发明涉及飞机喷嘴。描述了一种用于燃气涡轮发动机的可变面积排气喷嘴的挡板，所述挡板包括支撑结构和气体防护件，所述气体防护件具有多个气体防护区段，所述多个气体防护区段连接到所述支撑结构，并且沿所述挡板的对应于通过所述喷嘴的流的纵向方向相邻地布置。所述气体防护区段中的每一个包括流路部段，所述流路部段布置成与相邻的气体防护区段的相应的流路部段协作，以限定所述气体防护件的流路表面，来限制通过所述喷嘴的流。所述气体防护区段被构造成允许相应的流路部段响应于所述气体防护件的热膨胀而相对所述支撑结构纵向移动。

技术领域

本文所描述的技术涉及飞机喷嘴，并且更具体而言，涉及用于燃气涡轮发动机的排气喷嘴瓣（petal）。

背景技术

在一些飞机中使用的燃气涡轮发动机包括具有可变面积排气喷嘴的排气系统。可变面积排气喷嘴可包括铰接式的挡板或瓣，其可相对于彼此移动来改变排气喷嘴的面积，以控制发动机操作状态并且优化飞机的推进。

用于可变面积排气喷嘴的常规挡板包括整体式或装配式的气体防护件，该气体防护件具有一体地固定并且连接到其的支柱（backbone）。该气体防护件可以在一端处绕发动机的静态壁或可变面积排气喷嘴的另一个挡板的端部可枢转。所述支柱可以被连接到燃气涡轮发动机的致动器臂，用于选择性地改变气体防护件的位置。

所述气体防护件通常呈板的形式，该板具有：气体流路表面，其暴露于喷嘴的排气流中的热燃烧气体；以及处于较冷环境中的后侧表面（其包括所述支柱）。由于气体防护件相对于支柱的热膨胀所引起的应变，跨两个表面的这种温差可导致挡板的故障，例如在挡板的气体防护件和支柱之间的连接处的破裂。

虽然已知增加整个挡板的厚度以便增加其对热应变的弹性，但是这具有增加挡板的总重量及其制造成本的缺点。因此，已开发了其他布置结构以增加挡板对热应变的弹性。特别地，已知通过提供分段的挡板设计来增加挡板对热膨胀所引起的应变的弹性。特别地，已知提供包括多个互锁区段的气体防护件，该多个互锁区段在使用中被不可移动地固定到支柱。

这种设计的一个缺点在于，部件的数量增加，并且因此，组装时间以及在操作期间失去一个或多个部件的风险增加。

因此，用于燃气涡轮发动机的替代性的可变面积排气喷嘴仍然是被关注的领域。

发明内容

根据本文所述的技术的一个方面，提供了一种用于燃气涡轮发动机的可变面积排气喷嘴的挡板，所述挡板包括支撑结构和气体防护件，所述气体防护件具有多个气体防护区段，所述多个气体防护区段连接到所述支撑结构，并且沿所述挡板的对应于通过所述喷嘴的流的纵向方向相邻地布置；其中：所述气体防护区段中的每一个包括流路部段，所述流路部段布置成与相邻的气体防护区段的相应的流路部段协作，以限定所述气体防护件的流路表面，来限制通过所述喷嘴的流；以及所述气体防护区段中的每一个被构造成允许相应的流路部段响应于所述气体防护件的热膨胀而相对所述支撑结构纵向移动。

所述多个气体防护区段可以仅包括连接到支撑结构的全部数量的气体防护区段的子集，或者可以包括连接到支撑结构的所有气体防护区段。

每个流路部段可包括前缘和后缘。相邻的流路部段可以在相应的后缘和前缘处协作，使得所述流路部段的纵向热膨胀沿所述挡板累积，以引起所述流路部段中的至少一个的纵向位移。

每个气体防护区段可以通过从相应的流路部段延伸的至少一个臂部段来连接到所述支撑结构。所述至少一个臂部段可以被固定到所述支撑结构。

相应的气体防护区段的所述至少一个臂部段可以被（并且在一个实施例中，所述多个气体防护区段的臂部段被）构造成弯曲或枢转，以适应所述气体防护区段的所述流路部段的纵向位移。

所述支撑结构可以形成壳体，所述壳体限定了腔，所述多个气体防护区段被接收在所述腔内。可存在穿过所述气体防护区段的内部冷却流路径，所述内部冷却流路径允许接收在所述腔中的内部冷却流在相邻的气体防护区段之间流动。