一種民用飛機短艙O—DUCT反推結構設計

楊青青

【摘 要】短艙是飛機推進系統的重要組成部分，提供反推力是短艙的主要功能之一。本文對一種新型設計的O型反推的結構和維修性進行分析，并將其與傳統型反推進行對比。O型反推對于降低飛機總重量、簡化維修等方面有很大幫助，但維修性方面可能不及傳統D型反推。

【關鍵詞】短艙，O型反推，阻氣門

【Abstract】Nacelle is an important part of aircraft propulsion system， of which its main function is to create reverse thrust. This paper focus on analysis of the configuration design and maintainability of thrust reverser with the new O-duct concept， as well as the comparison with traditional thrust reverser. O-duct is considered to be helpful for reducing weight of whole aircraft and simplifying maintenance. However， it is not as good as D-duct in maintainability.

【Key words】Nacelle； O-duct； Block door

1 短艙結構介紹

民用飛機短艙一般由進氣道、風扇罩、反推、排氣系統以及發動機安裝部件組成，主要為動力裝置提供安裝空間及實現動力裝置推進等功能。

提供反推力是短艙的主要功能之一，確保飛機降落時，飛機能夠減速。當FADEC下達打開指令并且飛機電源可用時，①在正常打開情況下打開反推； ②中斷起飛的情況下打開反推； ③在正常收起情況下收起反推。同時，防止飛行過程中在向前的推力下因疏忽而打開反推，以及萬一飛機失去動力，確保反推處于收起/打開的位置。

反推力組件包括外罩體結構和內固定結構，其中外罩體結構為外涵道以外的結構部分，包括移動罩，格柵，滑軌，阻氣門及機構，扭力盒，為飛機提供反推力。內固定結構位于反推外罩體結構的內部，為發動機本體提供保護，同時為發動機本體的維護提供通路。外罩體結構常見的設計形式有D-duct和O-duct。

2 傳統的反推形式

D-duct是比較傳統、廣泛使用的反推形式，A320neo及B787等飛機上都采用了這種設計。D 型反推主要結構有：鉸鏈/支座/鉸鏈梁（Hinge-beam），移動罩體（Translating Cowl），格柵（Cascades），阻氣門（Block door），鎖（Cowl latches），內罩體（IFS），前扭力盒框（FWD Frame/Torque box），外V-blade，內V-blade，鎖梁（latch beam）。

3 O-DUCT反推結構

與傳統的、通過鉸鏈與吊掛相連不同，O 型反推無法像D 型反推一樣通過左右罩體打開維護，只能采用主罩體向后滑動，且由于內罩體最大剖面在中間，故內罩體分為兩段，前段采用開啟形式，后段采用后滑移形式。“O-Duct”反推結構與吊掛相連采用的是滑軌，同時作為整體“O”形結構，省去傳統D 型反推在6點方位的鎖梁。另外，結構零件上還減去了副系桿/托架、鎖梁以及副鎖。

O-duct內裝有10個經過聲學處理的阻氣門，阻氣門機構在反推打開時展開，擋住外涵道氣流向后排出，使得外涵道氣流通過格柵向前排出產生反推力。飛行正常飛行狀態時，阻氣門機構收起在內消聲壁板下側，為外涵道提供光滑的氣動表面。當飛機開啟反推狀態時，反推作動筒推動滑動罩向后滑出，帶動阻氣門機構打開阻擋住外涵道氣流，形成反推力。

與A380飛機的設計相比，阻氣門的內側尾端連桿被鉸接在內部固定的結構上，連桿也因此暴露在流經的氣流中。O-duct阻氣門的機械構件中，沒有暴露在氣流中的牽引連桿，這種設計可以提高動力裝置的氣動性能。

4 維修性對比

在發動機維修過程中，往往需要打開短艙以提供一個開放的空間。而當采用了新型短艙的飛機，其維修與傳統的方式有著顯著不同。例如，當維修核心機時，首先要打開風扇罩，斷開齒形環，向后移動平移罩，露出核心罩，接著釋放前核心罩鎖來打開核心罩，并向后方移動后核心罩。

由于O-duct的設計，當它處于維修的狀態時，無法完全接近低壓渦輪孔探區域（LPT BSI），是因為：

-雖可以快速接近發動機核心區域但是無法到達低壓渦輪區域

-LPT BSI需要覆蓋所有的七級渦輪葉片

O-duct采用新型的設計，但這可能意味著更高的維修成本：

-與D-duct相比，打開CFM56-5B/7B發動機的D-duct平均需要30分鐘

-采用O-duct結構的發動機在維護時，接近低壓渦輪孔探區域比CFM56-5B/7B發動機需要花費更長的時間

因此，從維修性來看，O-duct的表現要差于D-duct。

5 結論

根據本文的描述，O-Duct反推結構作為新型的短艙形式，結構相對D-Duct簡單，并且以電力驅動反推取代液壓驅動，對于降低飛機總重量、簡化維修等方面有很大幫助。但同時也應看到，因為O-Duct反推力結構的開啟形式復雜，會引起維修性的降低。

[責任編輯：朱麗娜]endprint