液压失效时喷嘴控制用的锁 【技术领域】
本发明一般涉及喷气发动机液压系统，更具体地涉及一种在该系统中液压失效时排气喷嘴控制用的锁。
【发明背景】
通用电气公司的F110、F101和F404发动机使用一台油操作的喷嘴液压泵。该泵、所有驱动器和所有液压管线充满高压的发动机润滑油。渐缩/渐扩形的喷嘴按串联流动关系具有渐缩形区段、喉道和渐扩形区段。此种发动机的排气喷嘴使用渐缩/渐扩形活板，活板之间有相关的密封件，以限定其相应区段的流动路径。当转变为轴对称矢量喷嘴时，在喷嘴的渐扩形活板上增加一个驱动系统，以便自发动机对称线(counterlinc)沿任何所需方向按照任意量偏转排出的气体。这些活板和密封件气动地控制排气流，将发动机排放的空气流的压力和热能转变为供发动机用的速度和前进推力。
目前的A8喷嘴驱动器受液压驱动并用同步电缆连接。该电缆不允许单个驱动器运动，除非所有四个驱动器一起运动。
因此，防止驱动器在液压失效期间伸出是非常希望的，并是本发明的基本目的。
本发明的另一目的是提供一种在液压失效期间防止推力损失的方法。
本发明特别适用于与具有轴对称的矢量排气喷嘴(AVEN)的系统一起使用。在液压失效地情况下会使用喷嘴控制用的锁定机构，以保证可得到有效推力。
当结合附图阅读下述说明时，将更容易地清楚上述目的和其它特点及优点。
发明概述
在发动机液压失效的情况下本发明使喷嘴液压系统的性能最优化。根据本发明，现有的同步电缆接合一起锥形制动器，后者在液压失效的情况下防止电缆转动。这便锁定了A8驱动器，因此在失效时将喷嘴锁定在其位置上。这就防止显著降低有效推力。
简言之，根据本发明的一个方面，本发明提供一种锁定液压系统中喷嘴位置用的方法，该液压系统具有用同步电缆连接的喷嘴驱动器。该方法包括下列步骤：用一个锥形制动锁定机构接合同步电缆；在液压失效的情况下防止电缆转动；当液压失效发生时锁定喷嘴位置；防止有效推力显著降低。
在下面说明的附图中，示出一个优选实施例；但是，可以对它做出其它各种修改和替换构造而并不编离本发明的真实精神和范围。
附图简述
本发明的新颖特点详细规定在所附的权利要求书中。但是，结合附图参考下列描述可以最清楚地理解发明本身、其结构和操作方法，以及其其它目的和优点，附图中：
图1表示一种先有技术AVEN喷嘴装置，该装置包括多个A8同步驱动器和头部及杆式歧管；
图2是图1的多个A8同步驱动器中单个的先有技术视图；
图3是根据本发明制造的AVFN A8驱动器系统；
图4A表示本发明的安装结构，包括一个A8驱动器、同步电缆和锁定机构；
图4B表示处于接合位置中的本发明的安装结构，包括一个锁定机构壳体、制动活塞、锥形制动阀芯、弹簧和相关的密封件；
图5表示处于分离位置中的本发明的安装构形，包括一个锁定机构壳体、制动活塞、锥形制动阀芯、弹簧和相关的密封件。
发明详述
参照附图，图1不仅表示一种先有技术的AVEN排气喷嘴系统126，而且表示建议供本发明的锁定机构120用的位置。如图所示，锁定机构120可以安装在第一驱动器102和一段管子122之间的头部歧管124中，管子122已被缩短，以便产生供锁定机构120用的空间。
图2表示图1先有技术的多个A8同步驱动器102中的单个的截面图。A8同步驱动器102是一种液压驱动器。流体压力施加在缩回孔口(杆孔口)104上，以便缩回相关活塞杆106的活塞。四个A8驱动器102的杆端部连接在一个排气喷嘴上，使得驱动器102的缩回导致喷嘴的渐缩形区段闭合。一个液压泵向喷嘴控制阀142提供压力，阀142转过来控制通向图1中A8驱动器102的液压流量和压力。
如图2所示，四个驱动器102每个包括一个同步机构，该同步机构由蜗杆108、蜗轮110、梯形螺杆112和梯形螺母114组成。图4A的同步电缆116包括一个前装配件118、三个中间传动装配件(未示出)和一个端部装配件117(示于图4B)，它们安置在同步电缆上，使得当安装电缆116时，它们接合四个驱动器102的蜗杆108。前装配件118穿过图1中第一驱动器102的蜗杆，然后穿过头部歧管124和随后的驱动器102，直到它又在第一驱动器102处从头部歧管中露出。然后前装配件118插入端部装配件117中的插座，产生一个围绕喷嘴126行进360°的同步电缆。传动装配件之间的电缆区段延伸在驱动器之间的头部歧管中。
当驱动活塞移动时，固定在活塞上的梯形螺母114使梯形螺杆112围绕驱动器轴线转动。蜗轮110固定在梯形螺杆112上，因此随梯形螺杆112转动。蜗轮110与蜗杆108相互作用，使它和接合的同步电缆传动装配件围绕一个垂直于驱动器轴线的轴线转动。当所有四个驱动器102协同移动时，同步电缆和装配件随驱动器中的蜗杆而转动。如果负荷和/或压力的分布使施加在一个驱动器上的液压负荷大于由A8驱动器环施加在活塞上的机械负荷，那么一个驱动器将企图移动超过其余三个的位置。过多的液压负荷通过驱动器同步机构对同步电缆施加一个转矩，该同步电缆受其它驱动器中接合的其余装配件的阻力抗拒，由此平衡负荷和使驱动器的运动同步。
由于同步机构的机械优点，需要相当小的转矩量来止动电缆的转动，以防止所有四个驱动器运动。本发明的锁定机构利用该同步系统的这一特点来在缺少液压压力时将喷嘴锁定在适当的位置上。
再参考图1，AVER喷嘴126在该技术中是已知的。喷嘴126包括A8驱动器102、A9矢量驱动器128、A9矢量环130、相关的A9环中心定位支承件132、导管134、导管内衬136、渐扩形密封件138和活板140，以及喷嘴控制阀142。
现在参照图4A和4B，图中表示A8驱动器102、同步电缆116和根据本发明的锁定机构120的安装构形。图4B表示处于接合位置中的本发明的锁定机构120。图5表示处于分离位置中的本发明的锁定机构120。锁定机构120包括一个带防转键146的锁定机构壳体145；杆压力孔150和杆泄放孔152；制动活塞144；弹簧148；锥形制动阀芯147；以及相关的密封件154。锥形制动阀芯安置在同步电缆端部装配件和前装配件之间。锥形制动阀芯与前装配件和端部装配件两者接合，使它们协同转动。制动活塞包括一个锥形制动表面149，后者将接合锥形制动阀芯上的配合表面。
施加在杆压力孔150上的杆侧面液压压力克服弹簧力，以保持制动活塞的分离位置，如图5中所示。在液压失效的情况下，弹簧力将使制动活塞移向左面，它接合活塞和阀芯的锥形制动表面，如图4B中所示。壳体中和制动活塞上的防转键防止制动活塞和接合的锥形制动阀芯相对于壳体转动，由此止住同步电缆的转动。止住同步电缆的转动将A8驱动器锁定就位，这是由于由蜗杆108、蜗轮110、梯形螺杆112和梯形螺母114组成的同步机构提供的机械优点。将A8驱动器锁定就位可防止喷嘴中的气动力打开喷嘴(打开喷嘴要求驱动器伸出)，由此防止有效推力的显著降低。
在本发明的一个优选实施例中，弹簧148与制动活塞和锥形制动阀芯的制动表面将这样确定技术规格，使得一个操作液压系统能克服一个失效的锁定机构，即被非故意接合的，从而使驱动器和喷嘴能够在性能下降时也起作用。
根据本发明，目前的喷嘴驱动系统(如图3中所示)易于修改以适应该装置，使在A8驱动器中能够包含头部歧管124。本发明只需要在图4中位置150处的杆侧部(缩回)压力连接和图4A中位置152处对环境压力的排放连接。
根据本发明的一个实施例，现行喷嘴驱动系统的修改包括图4A、4B和5中表示的锁定机构壳体145；图4B和5中所示的锥形制动阀芯147；图4B和5中所示的制动活塞144；图4B和5中的弹簧148；图4B和5中所示的相关密封件154；以及液压供给管和排放管，它们将连接图4A、4B和5中所示的锁定机构壳体的杆压力和排放孔。如图3中所示，锁定机构壳体替换A8头部歧管124的一个短的区段。对现有同步电缆的尺寸可以进行变更，以适应锥形制动阀芯的长度。
在一个替代的实施例中，本发明的装置可以设计成使用有效的头部-侧部压力以提供液压力而克服弹簧力，从而自锥形制动阀芯分离制动活塞。液压失效导致损失杆一侧部和头部一侧部压力两者，这将使制动活塞接合锥形制动阀芯，止动同步电缆的转动，由此以类似于上述优选实施例的方式锁定驱动器和喷嘴。
在另一替代实施例中，本发明的装置可被包括在A8驱动器之一的壳体中。制动活塞将包括一个掣爪，在液压失效时该掣爪将直接接合蜗杆108，防止蜗杆的转动。防止一个驱动器中的蜗杆转动能防止同步电缆转动，由此以一种类似于上述优选实施例的方式锁定驱动器和喷嘴。
虽然本文已示出和描述了本发明的优选实施例，但该技术的专业人员会清楚知道，这些实施例仅作为例子提供。该技术的专业人员可以进行许多变化、更换和替代而并不偏离本发明。例如，本发明也可以应用于使用同步驱动器而不受液压驱动的喷嘴，同时并不偏离本发明的范围和内容。本发明的系统被动响应系统失效，而不受其指令。其次，如果非故意接合，其锥形“离合器”会滑动，并仅在液压失效期间锁定。此外，该装置依靠A8驱动器的锁定机构，它使用同步电缆作为输入，而不是仅用锥形表面锁定喷嘴。其它替代方案包括液压过剩也是可能的，虽然从费用和重量观点看它们可能不实用，但并不偏离本发明的范围和内容。因此，本发明只受所附权利要求书的精神和范围的限制。