本发明公开了冲压空气涡轮偏压组件。示例的冲压空气涡轮偏压组件包括保持偏压构件的支撑构件。偏压构件偏压冲压空气涡轮的部件。支撑构件包括限制部件朝偏压构件移动的台阶。
保持偏压构件的支撑构件，所述偏压构件偏压冲压空气涡轮的部件，其中，所述支撑构件包括限制所述部件朝所述偏压构件移动的台阶。
2.如权利要求1所述的冲压空气涡轮偏压组件，其中，所述偏压构件是波形弹簧。
3.如权利要求1所述的冲压空气涡轮偏压组件，包括：所述支撑构件的偏压构件支撑表面，所述偏压构件支撑表面直接接触所述偏压构件的第一侧；以及垫片，所述垫片构造成当所述部件朝所述偏压构件移动时接触所述台阶和所述偏压构件的第二侧，所述第二侧面对与所述第一侧相反的方向。
4.如权利要求1所述的冲压空气涡轮偏压组件，其中，所述支撑构件是轴衬。
5.如权利要求1所述的冲压空气涡轮偏压组件，其中，所述台阶从所述支撑构件的轴承构件支撑表面轴向延伸第一距离，且当所述偏压构件未被压缩时，所述偏压构件轴向延伸第二距离，其中，所述第一距离是所述第二距离的86%至98%。
6.如权利要求1所述的冲压空气涡轮偏压组件，其中，所述部件包括变速箱轴承，且所述偏压构件偏压所述变速箱轴承离开冲压空气涡轮中的涡轮。
7.如权利要求6所述的冲压空气涡轮偏压组件，包括垫片，其中，所述垫片的一侧接触所述变速箱轴承，且当所述变速箱轴承朝所述涡轮移动时，所述垫片的相对侧直接接触所述台阶和所述偏压构件。
8.如权利要求6所述的冲压空气涡轮偏压组件，包括朝所述涡轮的旋转轴线径向延伸的所述支撑构件的偏压构件支撑表面，其中，所述台阶相对于所述偏压构件支撑表面朝所述变速箱轴承轴向延伸。
9.如权利要求6所述的冲压空气涡轮偏压组件，其中，所述台阶相对于所述涡轮的旋转轴线径向地在所述偏压构件之外。
10.如权利要求1所述的冲压空气涡轮偏压组件，其中，所述部件包括发电机轴承，且所述偏压构件偏压所述发电机轴承离开液压泵。
11.如权利要求10所述的冲压空气涡轮偏压组件，包括垫片，其中，所述垫片的一侧接触所述发电机轴承，且当所述发电机轴承朝所述液压泵移动时，所述垫片的相对侧直接接触所述台阶和所述偏压构件。
12.如权利要求10所述的冲压空气涡轮偏压组件，包括朝所述发电机的旋转轴线径向延伸的所述支撑构件的偏压构件支撑表面，其中，所述台阶相对于所述偏压构件支撑表面朝所述发电机轴承轴向延伸。
在展开位置与收拢位置之间可移动的支柱，所述支柱支撑绕第一轴线可旋转的涡轮；
绕横向于所述第一轴线的第二轴线可旋转的驱动轴，所述驱动轴驱动液压泵和发电机；
将所述支柱的旋转与所述驱动轴可旋转地联合的变速箱；
偏压变速箱轴承系统离开所述涡轮的变速箱轴承偏压构件；以及
支撑所述变速箱轴承系统的变速箱轴衬，所述变速箱轴衬包括限制所述变速箱轴承系统朝所述变速箱轴承偏压构件移动的台阶。
14.如权利要求13所述的冲压空气涡轮组件，包括：支撑发电机轴承系统的发电机轴衬，所述发电机轴衬包括限制所述发电机轴承系统朝所述发电机轴承偏压构件移动的台阶。
15.如权利要求14所述的冲压空气涡轮组件，其中，所述发电机轴承偏压构件朝所述发电机偏压所述发电机轴承系统。
16.如权利要求14所述的冲压空气涡轮组件，其中，所述变速箱轴承偏压构件和所述发电机轴承偏压构件二者都是波形弹簧。
17.如权利要求13所述的冲压空气涡轮组件，其中，所述台阶从所述轴衬的变速箱轴承系统支撑表面轴向延伸第一距离，且当所述变速箱轴承偏压构件未被压缩时，所述变速箱轴承偏压构件轴向延伸第二距离，其中，所述第一距离是所述第二距离的86%至98%。
18.一种在冲压空气涡轮组件中支撑部件的方法，包括：
使用所述支撑构件的台阶限制所述部件朝所述偏压构件移动。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述支撑构件提供所述台阶。
20.如权利要求18所述的方法，其中，所述支撑构件是轴衬，所述台阶从所述轴衬的轴承构件支撑表面轴向延伸第一距离，且当所述轴承构件未被压缩时，所述偏压构件轴向延伸第二距离，其中，所述第一距离是所述第二距离的86%至98%。
冲压空气涡轮偏压组件
技术领域
[0001] 本公开内容涉及用于向飞机提供紧急动力的冲压空气涡轮。更具体地，本公开内容涉及向飞机供应电和液压动力的冲压空气涡轮内的偏压组件。
背景技术
[0002] 冲压空气涡轮用于通过飞行期间从沿飞机外部的气流提取动力来在飞机中产生补充动力。冲压空气涡轮包括驱动电机或液压泵的涡轮。在操作中，将涡轮从飞机内的收拢位置移动至为涡轮和飞机的叶片提供间隙的位置。涡轮安装在支柱的端部，并驱动涡轮驱动轴，该驱动轴继而驱动电机或液压泵。
[0003] 冲压空气涡轮可能经历极端负载，例如高水平短持续时间事件（HLSD）期间。在这样的事件期间冲压空气涡轮的偏压构件可被损坏。在飞机发动机叶片损失事件期间，严重的HLSD振动首先发生为发动机减速。然后，随着它由于空气负载继续转动，高失衡负载继续驱动更长持续时间的风车状旋转振动。这些振动中的一者或两者可显著减小RAT部件的疲劳寿命而无法限制冲击负载。
发明内容
[0004] 示例的冲压空气涡轮偏压组件包括保持偏压构件的支撑构件。偏压构件偏压冲压空气涡轮的部件。支撑构件包括限制部件朝偏压构件移动的台阶。
[0005] 示例的冲压空气涡轮组件包括在展开位置与收拢位置之间可移动的支柱。支柱支撑绕第一轴线可旋转的涡轮。驱动轴绕横向于第一轴线的第二轴线可旋转。驱动轴驱动液压泵和发电机。变速箱可旋转地将支柱旋转与驱动轴联接。变速箱轴承偏压构件偏压变速箱轴承系统离开涡轮。变速箱轴衬支撑变速箱轴承系统。变速箱轴衬包括限制变速箱轴承系统朝变速箱轴承偏压构件移动的台阶，并最小化HLSD冲击负载。相似的台阶衬用在发电机内以限制发电机转子的运动，并最小化HLSD冲击负载。
[0006] 在冲压空气涡轮组件中支撑部件的示例方法包括：使用支撑构件支撑部件，使用偏压构件偏压部件，并使用支撑构件的台阶限制部件朝偏压构件移动。
附图说明
[0007] 公开示例的各种特征和优势通过详细说明对本领域技术人员将是显而易见的。伴随详细说明的附图能够简要描述如下。
[0008] 图1是包括发电机和液压泵的示例冲压空气涡轮的示意图。
[0009] 图2是示例冲压空气涡轮的截面图。
[0010] 图3是图1冲压空气涡轮内的变速箱轴承支撑衬的特写截面图。
[0011] 图4是图1冲压空气涡轮在非压缩位置的偏压构件。
[0012] 图5是图1冲压空气涡轮内的发电机轴承支撑衬的截面图。
具体实施方式
[0013] 参考图1和2，将示例冲压空气涡轮组件（RAT）10安装至机身12并可展开为提供电力和液压动力。示例RAT 10包括响应于沿机身12外侧的气流而旋转的涡轮14。涡轮14支撑在附接于发电机外壳24的支柱22的端部。发电机外壳24通过旋转柱28安装至机身12用于旋转。
[0014] 设置在发电机外壳24内的发电机转子32联接至液压泵38。发电机32产生能够供应至如在40处示意性示出的飞机系统的电力。液压泵38从流体供应44接受流体，并将流体泵送至在42处示出的利用加压流体操作的各种系统。
[0015] 涡轮14绕轴线48旋转以驱动涡轮轴46。涡轮轴46驱动变速箱50。示例变速箱50设置在涡轮14的尾部并沿涡轮14和涡轮轴46的旋转轴线48。示例变速箱50驱动绕横向于轴线48的轴线54旋转的驱动轴52。驱动轴52从变速箱50通过支柱22延伸至发电机转子32。驱动轴52被联接以在期望速度驱动发电机32。
[0016] 示例变速箱50包括提供涡轮轴46与驱动轴52间旋转速度的期望比率的齿轮。在这示例中，在比涡轮轴46更大的速度旋转驱动轴52。变速箱50能够配置为相对于涡轮14的旋转提供任何期望的速度比。
[0017] 确定驱动轴52旋转的速度以提供驱动发电机32所需的期望旋转速度并产生在期望频率的电能的期待量。随后将发电机32产生的电能传送至在40处示意性示出的飞机系统。
[0018] 第二驱动轴56将液压泵38与发电机32旋转联接，使得液压泵38以与发电机32相同的速度旋转。因为将液压泵38与发电机32被联接以一起旋转，所述在发电机18产生电力的同时，液压泵20将加压流体连通至飞机系统30。
[0019] 发电机18支撑在发电机外壳24内位于涡轮14远侧的端部。发电机外壳24包括安装支架58和集成旋转支架60。安装支架58附接至致动器62。致动器62驱动RAT 10在机身12内的收拢位置与图1示意性所示的展开位置之间移动。
[0020] 旋转支架60安装至旋转柱28以将致动器连接至RAT 10。支柱22附接至发电机外壳24，并因此随发电机外壳24的枢转运动而移动。液压泵20安装至发电机外壳24，并因此也在移动至展开位置期间随发电机外壳24旋转。
[0021] 参考图3，示例冲压空气涡轮偏压组件64包括提供偏压构件支撑表面68的支撑构件，例如轴衬66。偏压构件70通过偏压构件支撑表面68支撑。在这示例中，偏压构件70是在通常操作期间偏压RAT 10的部件的环状波形弹簧。在这示例中，该部件是由偏压构件70偏压在D1方向上轴向离开涡轮14的变速箱轴承系统72。变速箱轴承系统72有助于可旋转地支撑变速箱50。偏压构件70在轴向上预加载变速箱轴承系统72，以将涡轮轴通过变速箱前轴承偏压进入外壳用于支撑。
[0022] 如将更详细地解释的，示例轴衬66包括限制变速箱轴承系统72朝偏压构件70移动的台阶74。垫片层78与台阶74一起使用，辅助限制变速箱轴承系统72朝偏压构件70移动。
[0023] 偏压构件68的第一侧80直接接触偏压构件支撑表面68，以及偏压构件68的相对的、第二侧82直接接触垫片78。当在与方向D1相反的方向上对变速箱轴承系统72施加足够力时，垫片78也接触台阶74。垫片78与台阶74之间的接触防止变速箱轴承系统72压缩偏压构件68超过台阶74。
[0024] 在一些示例中，当偏压构件68未被压缩时，台阶74位置与轴承构件支持面68相距距离d1，且偏压构件68轴向延伸距离d2。在这样的示例中，第一距离d1是第二距离d2的86%至98%。其它示例可包括其它关系。偏压构件68的应力和循环疲劳寿命可决定某些关系。
[0025] 在高水平短持续时间事件期间，变速箱轴承系统72可朝偏压构件70移动。在这样事件期间经历的振动对像RAT 10的部件特别有害，因为RAT 10在支柱22的端部上具有相对大的悬臂质量，其放大了振动幅度。在高水平短持续时间事件期间，涡轮14可沿轴线48前后剧烈摇动，其导致偏压构件70压缩。台阶74限制了偏压构件70上最小至最大的应力变化的量。
[0026] 一般地，当变速箱轴承系统72朝偏压构件70移动时，偏压构件70上的压缩量限制到在台阶74与垫片层78之间的空隙g。保护偏压构件的相同垫片将此空隙限制在小的值，通常小于.015英寸（3.81mm）。小空隙限制了轴承与轴衬之间的冲击负载的幅度。这减小了发动机叶片故障后在HLSD或风车状旋转期间总的外壳疲劳应力。用垫片填充这个空隙的额外益处是保持邻近齿轮不与其配对齿轮冲击，这种冲击可导致损害。
[0027] 尽管图3显示了冲击空气涡轮偏压组件64的轴向侧，但该组件还绕轴线48周向延伸。在其它示例中，偏压组件64不是环形，甚至不是周向延伸的。
[0028] 在RAT 10组装期间，在用垫片填充空隙g的同时用垫片填充偏压构件68的距离d2，因为台阶74控制偏压构件68的最小距离d2。在一些示例中，空隙g被垫片填充到从约0.003英寸（0.0762mm）至约0.014英寸（0.3556mm）。空隙g的这些尺寸可帮助减小变速箱轴承系统72上的和变速箱50的齿轮上的冲击负载，并改善偏压构件70的使用寿命。
[0029] 参考图5，另一示例冲压空气涡轮轴承偏压组件84包括提供支持并保持偏压构件90的偏压构件支持面88的轴衬86。轴衬86是另一类型的支持构件。在其它示例中使用衬以外的支持构件。
[0030] 在这示例中，偏压构件90是环状波形弹簧，其在通常操作期间偏压发电机轴承系统92在方向D2上轴向离开液压泵38。发电机轴承系统92是RAT 10的另一类型的部件。也可偏压轴承系统之外的部件。发电机轴承系统92有助于可旋转地支撑发电机32的旋转部分。偏压构件70在轴向上预加载变速箱轴承系统72。
[0031] 发电机轴承系统92和变速箱轴承系统72（图3）是RAT 10内的两个类型的部件。正如轴衬66，轴衬86包括限制偏压构件90压缩的台阶94。在这示例中，台阶94与垫片96一起限制发电机轴承系统92朝液压泵38移动以限制偏压构件90的压缩并限制HLSD和风车状旋转冲击负载。
[0032] 公开示例的特征包括限制冲压空气涡轮内偏压构件上的压缩量。限制压缩可防止损害偏压构件并可证明有益于临近的密封件。已知的是，如果部件从正常操作位置转移，密封件会泄漏。
[0033] 以上描述本质上是示例性而非限制的。对所公开示例的变化和变形对于本领域技术人员可以是显而易见的，而不必要背离本公开内容的本质。因此，给予本公开内容法律保护的范围只能通过研究以下权利要求来确定。
