Junta de toberas de escape con capa base segmentada.

Un conjunto (51) de capa base de tobera de escape de motor de turbina de combustión interna de aeronaveque incluye una capa base (52),

un eje central (50) que se extiende de forma longitudinal con respecto a capabase, y un carril (67) que se extiende de forma longitudinal al que está fijada la capa base, estando montadosla capa base y el carril en el eje central; teniendo la capa base bordes (56, 58) de ataque y de salida separadoslongitudinalmente, y que comprende:

una pluralidad que se extiende longitudinalmente de segmentos (100) de la capa base,

incluyendo cada uno de los segmentos (100) de la capa base un cuerpo (106) de panel que se extiendeentre bordes (108, 109) de ataque y de salida del segmento separados longitudinalmente, ybordes laterales primero y segundo (104, 105) de segmento separados transversalmente de la capa base;bordes laterales segmentados primero y segundo (60, 62) de la capa base, que se extiendenlongitudinalmente con respecto a la capa base (52),

comprendiendo los bordes laterales primero y segundo (60, 62) de la capa base los bordes lateralesprimero y segundo (104, 105), respectivamente, de dicha pluralidad de segmentos de la capa base;extendiéndose transversalmente juntas de estanqueidad deslizables (134) entre segmentos adyacentes(100) de la capa base, teniendo los bordes adyacentes de los bordes (108, 109) de ataque y de salida sussuperficies (135) en las porciones centrales de los segmentos de la capa base deslizándose sinrestricciones;

comprendiendo los bordes (108, 109) de ataque y de salida de los segmentos adyacentes (100) de la capabase rebordes solapados (119) acoplados estancamente de forma deslizante, y

estando ubicadas las superficies (135) sin restricciones de forma deslizante en las porciones centrales delos segmentos de la capa base en los rebordes solapados (119); caracterizado porque los extremosdistales primero y segundo (153, 155) separados transversalmente de los rebordes solapados (119) estánsoldados por puntos entre sí (181).

Junta de toberas de escape con capa base segmentada Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención versa, en general, acerca de toberas de escape de un motor de turbina de combustión interna y, más en particular, acerca de juntas de toberas de escape de un motor de turbina de combustión interna con capas base segmentadas.

Descripción de la técnica relacionada A menudo, los motores de turbina de combustión interna de aeronaves militares incluyen toberas de escape de geometría variable. La tobera de escape de geometría variable varía las áreas de garganta y de salida de la tobera de escape utilizando aletas y juntas. Ejemplos de tales motores son el General Electric F110 y el F414. Las aletas y juntas definen la trayectoria de flujo y las juntas, como implica su nombre, cierran estancamente contra aletas adyacentes. Debido a que las toberas de escape son sometidas a altas temperaturas y gradientes térmicos como resultado de los gases calientes de combustión que salen del motor, la tobera de geometría variable debe mantener una trayectoria coherente de flujo mientras que protege los componentes estructurales de la tobera.

Se han utilizado aletas divergentes y juntas de toberas que incorporan ejes centrales para fijar las capas base que se han utilizado para la sección divergente de las toberas de geometría variable convergente/divergente. Hay expuesta a los gases calientes de combustión una superficie de la trayectoria de flujo de la capa base de la junta en una corriente de escape de la tobera, mientras que una cara posterior de la junta se encuentra en un entorno más frío. La diferencia de temperatura provoca una deformación y un fallo prematuro por fatiga debida al desgaste. Es deseable tener un buen cierre estanco entre la junta divergente y sus aletas adyacentes, mientras se deje margen de movimiento en la dirección axial o longitudinal, mientras se limiten los segmentos de la capa base en las direcciones radial y transversal para eliminar la causa de la deformación en la dirección radial. Es deseable que los segmentos longitudinalmente adyacentes permitan un movimiento local mutuo relativo debido al diferencial térmico entre la superficie de la trayectoria de flujo y la cara posterior junto con el diferencial térmico entre la línea central y los bordes axiales. Es deseable que el diseño segmentado deje libre el centro de la junta entre los segmentos, de forma que el movimiento no se acumule por la longitud de la junta ni provoque una deformación que dé lugar a un desgaste o fallo prematuro, mientras sigue proporcionando un buen cierre estanco con las aletas adyacentes.

El documento GB 2 230 299 A da a conocer una tobera de escape de un motor de turbina de combustión interna que incluye un conjunto de capa base compuesto de segmentos solapados que definen una superficie de la trayectoria de flujo que tiene una configuración escalonada entre segmentos adyacentes (como puede observarse en la figura 9 del documento GB 2 230 299 A) , que proporciona una superficie no lisa de la trayectoria de flujo para gases de escape.

Breve sumario de la invención Se divulga la invención en las reivindicaciones adjuntas.

En consecuencia, un aspecto de la presente invención proporciona un conjunto de capa base de una tobera de escape de motor de turbina de combustión interna de una aeronave que incluye una capa base, un eje central que se extiende longitudinalmente con respecto a la capa base, y un carril que se extiende longitudinalmente al que está fijada la capa base, estando montados la capa base y el carril en el eje central; teniendo la capa base bordes de ataque y de salida separados longitudinalmente, y que comprende: una pluralidad de segmentos de la capa base que se extienden longitudinalmente, incluyendo cada uno de los segmentos de la capa base un cuerpo de panel que se extiende entre los bordes de ataque y de salida del segmento separados longitudinalmente, y primeros y segundos bordes laterales del segmento separados transversalmente con respecto a la capa base; extendiéndose los primeros y segundos bordes laterales de la capa base segmentada de forma longitudinal con respecto a la capa base, comprendiendo los primeros y segundos bordes laterales de la capa base los primeros y segundos bordes laterales, respectivamente, de dicha pluralidad de segmentos de la capa base; juntas de estanqueidad deslizables que se extienden de forma transversal entre segmentos adyacentes de la capa base, teniendo bordes adyacentes de los bordes de ataque y de salida sus superficies en las porciones centrales de los segmentos de la capa base deslizándose sin restricciones; caracterizado porque: los bordes de ataque y de salida de los segmentos adyacentes de la capa base comprenden rebordes solapados acoplados estancamente de forma deslizante, estando ubicadas las superficies sin restricciones de forma deslizante en las porciones centrales de los segmentos de la capa base en los rebordes solapados.

Una realización ejemplar de la capa base incluye rebordes solapados acoplados estancamente de forma deslizante en los bordes adyacentes de los bordes de segmento de ataque y de salida. Los extremos distales primero y segundo separados transversalmente de los rebordes solapados están soldados por puntos entre sí. Las nervaduras

de los bordes de ataque y de salida soportan los rebordes solapados en los bordes adyacentes de los bordes de segmento de ataque y de salida, respectivamente. Se reciben los pares delantero y posterior de las nervaduras de los bordes de ataque y de salida en las hendiduras de los elementos de retención delantera y posterior, respectivamente, y son fijados entre sí, por medio de las mismas. Los elementos de retención incluyen una base sustancialmente plana de retención que tiene las hendiduras delantera y posterior separadas longitudinalmente y que se extienden de forma transversal. Los bordes laterales de segmento primero y segundo separados de forma transversal de los segmentos doblados hacia dentro y hacia fuera forman los bordes laterales primero y segundo, respectivamente, de la capa base. Hay formadas lengüetas primera y segunda de segmento dobladas hacia dentro a lo largo de los bordes laterales primero y segundo de segmento, respectivamente. Los huecos entre las nervaduras adyacentes de las nervaduras de los bordes de ataque y de salida facilitan una dilatación térmica longitudinal de los segmentos adyacentes de los segmentos doblados hacia dentro y hacia fuera de la capa base.

La capa base puede estar incorporada en un conjunto de capa base de tobera de escape de motor de turbina de combustión interna de una aeronave que incluye la capa base montada en un carril que se extiende de forma longitudinal. Los refuerzos transversales incluyen extremos distales primero y segundo del refuerzo fijados a conjuntos separados longitudinalmente de lengüetas primera y segunda del carril que se extienden de forma transversal del carril. Las lengüetas primera y segunda del carril están fijadas a una primera pluralidad de los cuerpos de panel. Los extremos distales primero y segundo del refuerzo y los conjuntos de lengüetas primera y segunda del carril pueden estar retenidos en receptáculos formados en islas de los elementos de retención, ubicadas longitudinalmente entre las hendiduras delantera y posterior y la primera pluralidad de los cuerpos de panel. Los receptáculos pueden encontrarse en muescas elevadas de porciones extremas hacia dentro de las islas.

Una realización ejemplar del conjunto de capa base de tobera de escape incluye ranuras delantera, central y posterior separadas longitudinalmente en el carril. Los portaejes delantero, central, y posterior incluyen porciones de orejeta que se extienden de forma sustancialmente perpendicular hacia arriba desde cabezas de soporte colgante de los soportes colgantes. Las porciones de orejeta de los soportes colgantes delantero, central, y posterior se extienden a través de las ranuras delantera, central, y posterior, respectivamente. Las cabezas de soporte colgante están dispuestas y retenidas entre la capa base y el carril. Las porciones de orejeta de los soportes colgantes delantero y central incluyen ganchos delantero y central de retención, respectivamente.

Otra realización ejemplar del conjunto de capa base de tobera de escape incluye la capa base que se extiende de forma longitudinal montada en el carril que se extiende de forma longitudinal y el carril montado en un eje central que se extiende de forma longitudinal. Una realización más particular incluye el eje central que tiene ubicaciones delantera, central, y posterior de fijación separadas longitudinalmente. Los ganchos delantero y central de retención se acoplan a repisas delantera y central en la ubicación delantera y central de fijación. La porción... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto (51) de capa base de tobera de escape de motor de turbina de combustión interna de aeronave que incluye una capa base (52) , un eje central (50) que se extiende de forma longitudinal con respecto a capa base, y un carril (67) que se extiende de forma longitudinal al que está fijada la capa base, estando montados la capa base y el carril en el eje central; teniendo la capa base bordes (56, 58) de ataque y de salida separados longitudinalmente, y que comprende:

una pluralidad que se extiende longitudinalmente de segmentos (100) de la capa base, incluyendo cada uno de los segmentos (100) de la capa base un cuerpo (106) de panel que se extiende entre bordes (108, 109) de ataque y de salida del segmento separados longitudinalmente, y

bordes laterales primero y segundo (104, 105) de segmento separados transversalmente de la capa base; bordes laterales segmentados primero y segundo (60, 62) de la capa base, que se extienden longitudinalmente con respecto a la capa base (52) , comprendiendo los bordes laterales primero y segundo (60, 62) de la capa base los bordes laterales primero y segundo (104, 105) , respectivamente, de dicha pluralidad de segmentos de la capa base;

extendiéndose transversalmente juntas de estanqueidad deslizables (134) entre segmentos adyacentes (100) de la capa base, teniendo los bordes adyacentes de los bordes (108, 109) de ataque y de salida sus superficies (135) en las porciones centrales de los segmentos de la capa base deslizándose sin restricciones; comprendiendo los bordes (108, 109) de ataque y de salida de los segmentos adyacentes (100) de la capa base rebordes solapados (119) acoplados estancamente de forma deslizante, y estando ubicadas las superficies (135) sin restricciones de forma deslizante en las porciones centrales de los segmentos de la capa base en los rebordes solapados (119) ; caracterizado porque los extremos distales primero y segundo (153, 155) separados transversalmente de los rebordes solapados (119) están soldados por puntos entre sí (181) .

2. Un conjunto como se reivindica en la Reivindicación 1, que comprende, además:

nervaduras (94, 95, 96, 97) de los bordes de ataque y de salida que soportan los rebordes solapados (119) en los bordes adyacentes de los bordes (108, 109) de ataque y de salida del segmento, respectivamente, elementos (180) de retención que incluyen una base de retención sustancialmente plana (280) con hendiduras (282, 284) separadas longitudinalmente y que se extienden de forma transversal, y

estando recibidos pares de nervaduras adyacentes de las nervaduras (94, 95, 96, 97) de los bordes de ataque y de salida en las hendiduras (282, 284) , y fijados entre sí por las mismas.

3. Un conjunto como se reivindica en la Reivindicación 2, que comprende, además, huecos (G) entre las nervaduras adyacentes (94, 95, 96, 97) de los bordes de ataque y de salida.

4. Un conjunto como se reivindica en la Reivindicación 2, que comprende, además, lengüetas de segmento

primera y segunda dobladas hacia dentro (88, 89) a lo largo de los bordes laterales de segmento primero y segundo (104, 105) , respectivamente.

5. Un conjunto como se reivindica en la reivindicación 1, en el que:

el carril (67) tiene refuerzos transversales (220) con extremos primero y segundo (221, 223) de refuerzo fijados a conjuntos separados longitudinalmente de lengüetas primera y segunda (224, 226) del carril que 40 se extienden transversalmente con respecto al carril (67) , y las lengüetas primera y segunda (224, 226) del carril están fijadas a una primera pluralidad de los cuerpos (106) de panel.

6. Una tobera (28) de escape de motor de turbina de combustión interna de aeronave, que comprende:

juntas divergentes (172) que se acoplan de forma estanca a las aletas divergentes (40) , 45 teniendo cada una de las juntas divergentes (172) un conjunto (51) de capa base como se reivindica en cualquier reivindicación precedente.