发动机短舱及其短舱进气道的制作方法

本实用新型涉及航空发动机领域，尤其涉及一种发动机短舱及其短舱进气道。

背景技术：

民用涡扇发动机短舱系统通常由进排气系统及风扇罩和反推力装置构成，具体结构由短舱进气道、风扇罩、反推力装置、喷管及中心锥等几大部件组成。功能上，短舱进气道主要起动外部气流整流作用，同时通过进气道位于流道面上的唇口与内壁板结构，将外部气流按设定流道整流导入发动机风扇叶片。结构上，短舱进气道与发动机机匣通过对接环安装连接，同时，对接环与流道面上的内壁板结构连接。

短舱进气道内壁板同时承担风扇叶片前传噪声抑制能力，具有声衬降噪功能，为最大限度增大有效声衬降噪面积，通常采用整体式无缝声衬结构，即进气道的内壁板为环向整体无接缝封闭结构。

风扇机匣又称风扇包容机匣，在fbo叶片脱落载荷工况下碎片不允许飞出机匣损伤外围附件，故而设计上轴向保持结构连续且无薄弱区，通常采用环向整体式无缝机匣结构形式。相应地，由于进气道对接环一端与发动机机匣相连，一端与内壁板连接，对接环作为与机匣直接连接结构，出于fbo载荷工况考虑，采用360°整体环形结构。同理，进气道内壁板也采用整体式无缝结构形式。

然发明人发现，现有的进气道对接环以及进气道内壁板呈两个大尺寸整体环形结构，在对接环与内壁板配合面处，采用与进气道内壁板背板面贴合的对接环螺栓连接。这样，由于该处对接环与内壁板贴合面平行与进气道流道面，即对接环采用流道型面偏置曲面，首先会增加对接环制造加工成本，加大工艺难度，同时加工效率较低。其次，由于因为双曲型面既定流道面的特性，对接环处该型面通常在该处为扩口式，即对接环与内壁板连接处的流道面前端小后端大，这决定了此处两者的装配关系，即对接环只能从前缘贯穿整个内壁板直至到达安装位置，装配操作难度大，装配行程长，安装过程中两个大尺寸零件套合过程中，容易引起剐蹭划伤甚至撞击损坏的故障，尤其是内壁板为复合材料结构件制造成本高周期长。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提供一种短舱进气道，能够解决现有进气道结构中存在的至少一个方面的问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种发动机短舱，其采用前述短舱进气道结构。

为实现前述一个目的的短舱进气道，包括沿进气方向设置的进气道唇口以及进气道外蒙皮，所述进气道唇口处设置有前隔框，在所述进气道外蒙皮内侧设置有：

进气道内壁板，呈环状；

对接环，设置于所述进气道内壁板在所述进气方向下游侧的端部，与所述进气道内壁板一体成型，具有朝向所述进气道内周侧延伸的连接部，所述短舱进气道通过所述连接部与风扇机匣连接；以及

后隔框，连接于所述进气道内侧，所述后隔框在所述进气道内壁板上的连接位置沿所述进气方向可调。

在一个或多个实施方式中，所述连接部为朝向所述进气道内周侧突伸出的连接法兰。

在一个或多个实施方式中，所述进气道内壁板包括自外周侧至内周侧依次设置的背板层、蜂窝夹芯层以及面板层，所述面板层中设置有降噪结构。

在一个或多个实施方式中，所述背板层、所述面板层以及所述对接环采用碳纤维复合材料制成，所述蜂窝夹芯层为芳纶纸蜂窝。

在一个或多个实施方式中，所述背板层、所述面板层以及所述对接环采用碳纤维复合材料制成，所述蜂窝夹芯层为玻璃纤维蜂窝。

在一个或多个实施方式中，所述背板层、所述面板层、所述蜂窝夹芯层以及所述对接环之间共胶结固化成型。

在一个或多个实施方式中，所述对接环具有沿所述面板层延伸的一段，所述一段中设置有降噪结构。

在一个或多个实施方式中，所述后隔框与所述对接环在所述进气方向上隔开一段距离。

在一个或多个实施方式中，所述后隔框通过连接件与所述进气道内壁板连接，所述连接件在所述进气道内壁板上的位置沿所述进气方向可调。

为实现前述另一目的的发动机短舱，包括风扇机匣、短舱进气道、反推力装置、喷管以及中心锥，所述短舱进气道为如前所述的短舱进气道；

其中，所述风扇机匣靠近所述短舱进气道的一端设置有连接环，通过将所述连接环与所述对接环连接，以使所述风扇机匣与所述短舱进气道连接。

本实用新型的进步效果包括以下之一或组合：

1)通过将对接环与进气道内壁板一体成型，从而能够省去现有技术所示出的单独的进气道对接环机械加工零件结构，降低了零件的制造成本。同时能够省略对接环与内壁板装配工装，进而该一体化的结构无需多次协调装夹，能够使得对接环与进气道内壁板无装配误差，提高了与发动机安装对接法兰装配精度，利于发动机流道面气流光滑一致性，为解决风扇叶片前端发动机流道面气动阶差难满足气动要求的技术问题提供基础；

2)由于后隔框与对接环之间无连接关系，而是直接装配于进气道内壁板1上，使得后隔框与进气道内壁板的连接位置沿进气方向可调，进而能够通过调节后隔框的位置，最大限度地获取风扇舱的空间区域体积；

3)进气道内壁板近风扇叶片一端采用声衬特征，增大效应降噪有效面积利于降噪。

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示出了现有短舱进气道结构的示意图；

图2示出了本短舱进气道一个实施方式下的示意图；

图3示出了本短舱进气道一个实施方式的局部放大示意图；

图4示出了发动机短舱一个实施方式的立体示意图；

图5示出了发动机短舱一个实施方式的正面示意图。

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本申请的保护范围进行限制。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例，如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。另外，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

需要注意的是，在使用到的情况下，如下描述中的上、下、前、后仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。

需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。此外，不同实施方式下的变换方式可以进行适当组合。

如图1示出了现有短舱进气道结构的示意图，其中进气道9主要由前隔框91、后隔框92、外蒙皮93、内壁板94、对接环95及唇口96组成。其中，对接环95如图所示为整体式机加“u型”铝合金结构，考虑到对接环95的加工成本以及结构减重等因素考虑，进气道9的后隔框92内圈与对接环95的端面装配连接，而无需为后隔框92与内壁板94之间的连接额外增加连接件。对接环95的另一侧用于与发动机机匣8连接。

在安装时，需要将对接环95穿过整个内壁板94后到达安装位置进行安装，由于内壁板94的长度，对于对接环95的装配行程长，安装难度较大。

与此同时，如此设置，则由进气道后隔框92、对接环95、风扇罩蒙皮81及发动机机匣8围成的风扇舱8a空间受限于对接环95轴向长度尺寸，空间相对较小。

此外，由于风扇舱8a通常为定义的火区，进气道后隔框92和对接环95作为为风扇舱8a的前防火墙，从防火需求考虑，铝合金对接环95需采用防火包裹毯保护处理，额外增加进气道9的防火毯装配成本和结构带来的重量。进气道9作为航线可更换单元体，对接环95与发动机机匣8法兰螺栓拆卸时，需先拆解包裹对接环95的防火隔热毯，航线维修性相对差。

为解决现有短舱进气道结构中所存在的一个或多个方面的问题，本实用新型的一个目的在于提供一种短舱进气道，如图2示出了本短舱进气道一个实施方式下的示意图。其中，为便于阐述，如后文所述的一个或多个特征采用与图1中的一个或多个特征相互独立的的附图标记系统。

如图2所示，本实用新型提供的短舱进气道100包括沿进气方向a设置的进气道唇口4以及进气道外蒙皮5，在进气道唇口4处设置有前隔框41。在进气道外蒙皮5内侧设置有进气道内壁板1、对接环2以及后隔框3。

其中，进气道内壁板1呈环状，对接环2设置于进气道内壁板1在进气方向a下游侧的端部，即进气道内壁板1靠近风扇机匣6的一端端部处，对接环2与进气道内壁板1一体成型，具有朝向进气道内周侧延伸的连接部21，短舱进气道100通过连接部21与风扇机匣6连接。

后隔框3连接设置于进气道内壁板1的内侧，后隔框3与进气道内壁板1的连接位置沿进气方向a可调。

通过将对接环2与进气道内壁板1一体成型，从而能够省去与图1中现有技术所示出的单独的进气道对接环机械加工零件结构，降低了零件的制造成本。同时能够省略对接环2与内壁板装配工装，进而该一体化的结构无需多次协调装夹，能够使得对接环2与进气道内壁板1无装配误差，提高了与发动机安装对接法兰装配精度，利于发动机流道面气流光滑一致性，为解决风扇叶片前端发动机流道面气动阶差难满足气动要求的技术问题提供基础。

与此同时，由于后隔框3与对接环2之间无连接关系，而是直接装配于进气道内壁板1上，使得后隔框3与进气道内壁板1的连接位置沿进气方向a可调，进而能够通过调节后隔框3的位置，最大限度地获取风扇舱60的空间区域体积，由于风扇舱60内成附件安装，如agb或eec等附件，还有发动机起动管路、防冰管等大尺寸管路结构的安装，需要一定的空间，增大风扇舱60的空间区域体积便于风扇机匣成附件的布置和宽敞的空间协调安装。

虽然本短舱进气道的一个实施例如上所述，但是在本短舱进气道的其他实施例中，本短舱进气道相对于上述实施例在许多方面都可以具有更多的细节，并且这些细节的至少一部分可以具有多样的变化。下面以一些实施例对这细节和些变化中的至少一部分进行说明。

在短舱进气道一个具体实施方式中，连接部21为朝向进气道内周侧突伸出的连接法兰。

如图3示出了本短舱进气道一个实施方式的局部放大示意图，在短舱进气道的一个实施方式中，进气道内壁板1包括自外周侧至内周侧依次设置的背板层11、蜂窝夹芯层12以及面板层13，其中面板层13中设置有降噪结构，如将面板层13设置为具有孔板特征的声衬结构。

在短舱进气道的一个具体实施方式中，背板层11、面板层13以及对接环2采用碳纤维复合材料制成，蜂窝夹芯层12为芳纶纸蜂窝。

在短舱进气道的另一具体实施方式中，背板层11、面板层13以及对接环2采用碳纤维复合材料制成，蜂窝夹芯层12为玻璃纤维蜂窝，其中玻璃纤维蜂窝夹芯内壁板相对芳纶纸蜂窝夹芯内壁板，更有利于进气道内壁板排液。

在一些其他实施方式中，背板层11、面板层13以及对接环2采用其他合适的复合材料制成，而蜂窝夹芯层12为现有其他合适的蜂窝结构。

在短舱进气道的一个具体实施方式中，背板层11、面板层13、蜂窝夹芯层12以及对接环2之间共胶结固化成型，如采用共胶接或二次胶接的固化形式完成成型胶接，通过上述成型方式，使得对接环2的连接部21成型仅需在传统构型内壁板近机匣6的一端增加环形平板挡板简易工装，用于连接部21的对接法兰安装边成型。

在短舱进气道的一个实施方式中，对接环2具有沿面板层13延伸的一段22，该一段22中设置有降噪结构，如降噪声衬结构。相对与传统的进气道结构，该一段区域因独立的对接环与内壁板机械连接无法布置降噪声衬结构，通过将对接环2与面板层13一体化，可利用该一段22区域蜂窝夹芯结构对面板层13进行穿孔降噪，增加消音降噪有效面积，提高发动机经济性和减少发动机功耗。

在短舱进气道的一个实施方式中，后隔框3通过连接件31与进气道内壁板1连接，该连接件31在进气道内壁板1上的位置沿进气方向a可调，进而实现后隔框3的位置在进气方向a上可调。

如前所述一个或多个实施方式中的短舱进气道可以应用于发动机短舱中，如图4示出了发动机短舱一个实施方式的立体示意图，图5为发动机短舱一个实施方式的正面示意图，发动机短舱包括风扇机匣6、短舱进气道100、反推力装置7、喷管以及中心锥71。其中，风扇机匣6靠近短舱进气道100的一端设置有连接环61，通过将连接环61与对接环2连接，以实现风扇机匣6与短舱进气道100的连接。

本实用新型的进步效果包括以下之一或组合：

1)通过将对接环与进气道内壁板一体成型，从而能够省去现有技术所示出的单独的进气道对接环机械加工零件结构，降低了零件的制造成本。同时能够省略对接环与内壁板装配工装，进而该一体化的结构无需多次协调装夹，能够使得对接环与进气道内壁板无装配误差，提高了与发动机安装对接法兰装配精度，利于发动机流道面气流光滑一致性，为解决风扇叶片前端发动机流道面气动阶差难满足气动要求的技术问题提供基础；

2)由于后隔框与对接环之间无连接关系，而是直接装配于进气道内壁板1上，使得后隔框与进气道内壁板的连接位置沿进气方向可调，进而能够通过调节后隔框的位置，最大限度地获取风扇舱的空间区域体积；

3)进气道内壁板近风扇叶片一端采用声衬特征，增大效应降噪有效面积利于降噪。

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。