具体实施方式

图1示出了用于安装在飞行器上的涡轮机1。该涡轮机1在此为沿着纵向轴线X延伸的双流涡轮机。当然，本发明可以应用于包括至少一个风扇的其它类型的涡轮机，如将在说明书的其余部分中看到的。

通常，在说明书的其余部分中，术语“风扇”用于表示风扇或螺旋桨，风扇或螺旋桨的叶片能够设有涵道(carénées)(例如用于涡轮喷气发动机)或不设有涵道(例如用于涡轮螺旋桨发动机)。

涡轮机1包括气体发生器2，在气体发生器的上游安装有带有至少一个风扇4的风扇模块3。在本发明中，通常，术语“上游”和“下游”相对于涡轮机中的基本上平行于纵向轴线X的气流定义。类似地，术语“内部”、“外部”、“上方”、“下方”、“径向的”和“径向地”相对于与纵向轴线X垂直的径向轴线Z以及相对于距纵向轴线X的距离定义。术语“轴向的”和“轴向地”相对于纵向轴线定义。

涡轮机1包括包围气体发生器2的外部机舱5。气体发生器2从上游到下游包括例如低压压缩机6、高压压缩机7、燃烧室8、高压涡轮9、和低压涡轮10。低压压缩机6和低压涡轮10各自包括转子，其中，低压轴11连接这些转子以形成低压主体。类似地，高压压缩机7和高压涡轮9各自包括转子，其中，高压轴12连接这些转子以形成高压主体。

风扇4被容置在风扇壳体13中，该风扇壳体与机舱5固定在一起。风扇4压缩进入涡轮机的空气流，该空气流被分成主空气流和次级空气流，主空气流在穿过气体发生器的环形主通道14中流通，次级空气流在围绕气体发生器的环形次级通道15中流通。特别地，主通道14和次级通道15由围绕气体发生器的环形通道间壳体16分隔开。通道间壳体16包括在其上游的分离喷嘴17，该分离喷嘴将进入的空气流分成主空气流和次级空气流。特别地，主通道14由环形内壳体18和环形通道间壳体17径向地界定。对于次级通道15，次级通道由通道间壳体16和机舱5径向地界定。

涡轮机1还包括位于气体发生器2下游的喷射喷嘴19，主空气流和次级空气流通过该喷射喷嘴被喷射到涡轮机的外部，特别是喷射到大气中。

风扇模块3包括风扇转子20，环形风扇轴21以纵向轴线X为中心地穿过该风扇转子。风扇轴21驱动风扇转子20围绕纵向轴线旋转。风扇轴21本身借助于动力传输机构22通过具有纵向轴线X的动力传输轴进行旋转。在本示例中，动力传输轴是低压轴11。替代地，动力轴是供应有来自气体发生器的气体的动力涡轮轴。动力传输机构22允许风扇轴的旋转速度相对于低压轴的速度降低。另一方面，动力传输机构22允许布置具有大直径的风扇，以增加稀释比。在本示例中，风扇的稀释比大于10。优选地，稀释比介于15至20之间。为此目的，风扇的直径大于250cm。

参照图2，风扇转子20承载具有可变桨距的一系列叶片23。为此，叶片23各自包括根部24，并且叶片23从叶片的根部24径向向外延伸。叶片的自由端部由风扇壳体13径向地限定。更具体地，风扇转子20包括以纵向轴线X为中心的支撑环25。支撑环25包括围绕其周缘均匀分布的多个径向圆柱形容置部26。容置部26各自以沿着桨距轴线A枢转的方式接纳叶片根部24。桨距轴线A平行于径向轴线。通常，每个叶片根部24为球根状附接件的形式，该球根状附接件与枢轴27固定在一起，该枢轴被安装在容置部26中。每个根部24借助于导向轴承28在圆柱形容置部26中枢转。在此，在每个容置部26中有两个导向轴承。这些轴承各自包括轴承并且沿着径向轴线Z一个在另一个上地安装。特别地，每个轴承28都包括内圈和外圈，在内圈与外圈之间布置有滚动元件。每个内圈连接到根部24，并且每个外圈连接到圆柱形容置部26的壁。这两个轴承28的滚动元件分别包括滚珠29。

如也可在图2中看到地，叶片的根部24由外环形罩30覆盖，该环形罩以纵向轴线X为中心并向风扇的入口锥体31的下游延伸，以确保与锥体31的空气动力学连续性。该锥体将进入的气流引向风扇的叶片23。

风扇模块3还包括用于改变风扇4的叶片的桨距的变桨距系统32，该变桨距系统使叶片的桨距能够围绕叶片的径向桨距轴线A改变，使得叶片可以根据涡轮机的操作条件和相关的飞行相位而具有不同的角位置。为此，变桨距系统32包括连接到风扇的叶片23的连接装置33以及作用在连接装置33上的控制装置34。

在本示例中，控制装置34旋转地固定到风扇轴21。为了减小风扇模块的总体尺寸，控制装置34被设置在风扇轴21的上游。特别地，控制装置34被布置在限定有风扇叶片的桨距轴线的径向平面的上游。有利地，但非限制性地，控制装置34包括环形线性致动器，该环形线性致动器具有与纵向轴线X同轴的轴线。线性致动器包括旋转地固定到风扇轴的固定主体35和相对于固定主体35沿着纵向轴线X平移的可移动主体36。因此变桨距系统的质量得到更好地分布(因为变桨距系统相对于稍后在说明书中描述的风扇转子的轴承69a、69b具有减小的悬垂量)，这改进了风扇转子的动态特性。可移动主体36沿着纵向轴线的移动导致连接装置33的移动(稍后在说明书中描述)，以这种方式使得风扇的叶片23围绕桨距轴线A枢转，从而使得叶片23的桨距围绕桨距轴线枢转。

固定主体35是圆柱形的，具有纵向轴线X和圆形横截面。固定主体35包括具有第一端部38和第二端部39的环形壁37，第一端部和第二端部沿着纵向轴线相对。壁37附接到风扇轴的上游端部40。为此，壁37包括从第二端部39径向延伸的第一环形凸缘41。有利地，第一环形凸缘41在固定主体35内延伸。该第一环形凸缘附接到风扇轴21的第二环形凸缘42，以使固定主体能够附接到风扇轴。

固定主体35还包括径向壁43，该径向壁在此界定两个室44a、44b，这两个室在可移动主体36中具有可变容积并且轴向相对。壁43从壁37的径向外表面向外延伸。可移动主体36围绕固定主体35布置并且与纵向轴线同轴。可移动主体在控制装置34的控制作用下轴向地移动。为此，变桨距系统包括流体供应装置45，确保对控制装置的控制。

室44a、44b用于从流体动力源83接纳流体(例如在压力下的液压流体)，使得可移动主体36占据至少两个位置。这些位置分别对应于反向推力位置和风扇叶片顺桨位置。特别地，在反向推力位置，风扇叶片以常规推力反向器的方式参与飞行器的制动。然后，在顺桨位置，叶片23相对于飞行器的向前运动方向而尽可能地后退(例如在涡轮机故障的情况下)，从而限制阻力。在顺桨位置，叶片桨距角是正的，并且通常为大约90°。在本示例中，当可移动主体36位于控制装置的上游(靠近风扇轴)时，叶片处于顺桨位置，并且当可移动主体位于控制装置34的下游(朝向端部39)时，叶片处于反向推力位置。

参照图2和图3，变桨距系统32还包括同步环46，该同步环由控制装置轴向地驱动平移。同步环46一方面与可移动主体36固定在一起，另一方面与连接装置33固定在一起。同步环46使得可移动主体的移位能够引起所有叶片的枢转。该同步环包括第一径向环形凸缘86，该第一径向环形凸缘固定到由可移动主体36承载的第二径向环形凸缘87。更具体地，第二径向环形凸缘87位于可移动主体36的上游端部。同步环46包括围绕纵向轴线均匀地和周向地分布的多个U形夹58。每个U形夹58与连接装置33的连接杆47配合。

在该示例中，连接装置33包括多个连接杆47。连接杆47围绕致动器设置。连接杆的数量与叶片23的数量一样多。每个连接杆47包括沿着连接杆47的伸长方向彼此相对的第一端部88和第二端部89。伸长方向在此基本上平行于纵向轴线(在安装情况下)。第一端部88铰接在同步环46的U形夹58中，而第二端部89连接到由叶片根部的曲柄销48承载的叉90。每个曲柄销48位于叶片根部23的径向内端部。曲柄销48使调节相应叶片的桨距所需的力能够倍增。以这种方式，可移动主体36的平移移动被传递到每个叶片。

优选地，但不限于，致动器是环形液压缸。该液压缸包括与风扇轴固定在一起的固定杆和可相对于杆移动的缸体。杆由固定主体35形成，而缸体由可移动主体36形成。

参照图2、图3以及图5至图7，动力传输机构22包括减速器50。优选地，但非限制性地，减速器是游星齿轮装置。该游星齿轮装置被容置在润滑外壳60(在图2中示意性地示出为虚线)中，该游星齿轮装置在该润滑外壳60中被润滑。通常，减速器50包括内中心齿轮51(或太阳齿轮)、行星齿轮52、行星架53和外环形齿轮54(外周转齿轮)。在本示例中，太阳齿轮51以纵向轴线X为中心，并通过中心齿轮轴55沿纵向轴线X与动力轴(在此为低压轴11)旋转地连接。该中心齿轮轴包括第一元件，该第一元件用于与由太阳齿轮51承载的第二互补联接元件配合。行星齿轮52由行星架53承载，并且每个行星齿轮围绕基本上平行于纵向轴线X的轴线旋转。行星齿轮52中的每一个与太阳齿轮51和外环形齿轮54啮合。行星齿轮52径向地设置在太阳齿轮与环形齿轮之间。在本示例中，提供了三个行星齿轮52。当然，减速器50可以包括多于三个的行星齿轮。

行星架53旋转地联接到风扇轴21。这样，太阳齿轮形成减速器的输入，而行星架形成减速器的输出。风扇轴、中心齿轮轴和动力轴围绕纵向轴线旋转并且是同轴的。在该实施例的示例中，行星架53和风扇轴21是一体的。换句话说，行星架53和风扇轴21形成为一体件或由一种材料形成。

参照图5至图7，行星架53有利地包括但不限于盘91，该盘被限定在径向平面(垂直于纵向轴线X)中。行星架53包括行星齿轮轴92，该行星齿轮轴沿纵向轴线从盘91突出地延伸。每个行星齿轮52被安装在行星齿轮轴92上，该行星齿轮轴被安装在形成于盘中的开口99中。行星架53还包括沿纵向轴线的突出轴颈93。这些突出轴颈93在行星齿轮轴92之间周向地延伸。突出轴颈93在突出轴颈之间周向地形成多个腔，使得每个腔能够接纳行星齿轮。开口99位于由盘91的壁的一部分形成的腔的底部。此外，突出轴颈93在盘的周缘94与以纵向轴线为中心的中心孔95之间径向地延伸，以容纳太阳齿轮51。这有助于保持行星齿轮并防止未对准。

减速器50还包括被定位在减速器的下游侧的盖56。特别地，盖56固定到行星架53上，以保持行星齿轮的轴。因此，盖56被制成与行星架和风扇轴旋转地固定。盖56包括呈盘的形式的壁96以及轴56a，该轴56a从壁轴向地延伸，特别是从壁的中心轴向地延伸。盖的壁邻接抵靠行星架53的突出轴颈93的径向表面。

环形齿轮54围绕行星架53并以纵向轴线为中心。类似地，环形齿轮相对于行星架53固定。特别地，环形齿轮54通过支撑壳57附接到涡轮机的固定结构。在本示例中，固定结构刚性附接到涡轮机的内壳体18。如在图2中可见地，减速器50位于通道间壳体的分离喷嘴17的下游。

参照图2，风扇轴21借助于环形耳轴59连接到风扇转子。环形耳轴在润滑外壳60的、布置在减速器50上游的至少一部分上延伸。耳轴59具有带有风扇轴21的大致销头形轴向截面。这种形状使得能够减小径向尺寸，因为用于支撑叶片的支撑环25可以尽可能地靠近风扇轴21定位。如图所示，耳轴59在风扇叶片的根部下方径向地延伸。耳轴59被附接在风扇轴21的上游和承载风扇叶片的支撑环25的下游。

特别地，耳轴59包括具有纵向轴线的环形裙部61。该裙部61朝向上游端部40安装在风扇轴上，裙部61围绕风扇轴。有利地，但非限制性地，裙部61借助于安装在裙部61上游的第一保持构件62保持在风扇轴21上。该第一保持构件62可以是螺母。换句话说，耳轴是附接并固定到风扇轴上的元件。耳轴59包括具有截头圆锥形轴向截面形状的中心部分63。中心部分63包括上游端部64，该上游端部连接到裙部61的第一端部。裙部在中心部分63内延伸。中心部分63还包括下游端部65，该下游端部连接到沿径向轴线延伸的环形轴环66。轴环66使耳轴59能够附接到风扇转子。更具体地，轴环66附接到用于支撑风扇叶片的支撑环25的下游侧。中心部分63部分地覆盖润滑外壳60。

耳轴59的上游端部64(特别是中心部分的上游端部)轴向地位于风扇叶片的桨距轴线A的水平处。耳轴59本身在风扇叶片的桨距轴线A的下游延伸。具体地，可以从图2中看出，中心部分63和轴环66位于风扇叶片的桨距轴线的下游。能够理解的是，控制装置34轴向地位于耳轴的上游。

润滑外壳60使得能够至少润滑用于引导风扇轴21旋转的第一轴承69。第一轴承69被布置在减速器50的上游。第一轴承69是滚动轴承。该第一轴承包括彼此面对的环形内圈和环形外圈。滚动元件被设置在限定滚动轨道的内圈与外圈之间。内圈由风扇轴21承载。外圈由上游轴承支撑件70承载。上游轴承支撑件70刚性地附接到固定结构49上，该固定结构附接到内壳体18。

参照图2，第一轴承69是双列轴承。换句话说，有两个第一轴承，两个第一轴承为第一上游轴承69a和第一下游轴承69b，这两个第一轴承位于减速器50的上游，以引导风扇轴相对于涡轮机的固定结构旋转。在这种情况下，第一上游轴承和第一下游轴承中的一个的滚动元件是滚珠，而第一上游轴承和第一下游轴承中的另一个的滚动元件是滚子。优选地，但不排他性地，滚子轴承被布置在滚珠轴承的上游。替代地，第一上游轴承69a和第一下游轴承69b包括两个滚珠轴承。这些轴承使得能够支撑轴向载荷和径向载荷。第一上游轴承和第一下游轴承的内圈并排地安装。通常，第一下游轴承69b的内圈沿轴向在下游被肩部(未示出)阻挡。第一上游轴承的内圈沿轴向在上游被诸如螺母的保持构件锁定。第一下游轴承的外圈沿轴向在上游被肩部阻挡并且在下游被位于上游轴承支撑件70上的保持构件(螺母)阻挡。第一上游轴承的内圈在上游被诸如环(未示出)的轴向止挡元件轴向地阻挡并且在下游被肩部轴向地阻挡。优选地，但非限制性地，第一下游轴承69b的外径大于第一上游轴承69a的外径。

在图3示出的另一实施例中，存在位于减速器50上游的单个第一轴承69。该导向轴承的滚动元件是滚珠。在这种情况下，第一轴承69的内圈67a一方面被上游的轴向保持构件68轴向地阻挡，另一方面被布置在其下游的肩部70轴向地阻挡。轴向保持构件68在此为螺母。外圈67b沿轴向在上游被肩部阻挡并且在下游被保持构件77(例如螺母)阻挡。

风扇轴21还借助于位于减速器50下游的第二导向轴承71(如图2和图3所示)被引导旋转。第二导向轴承也被容置在润滑外壳60内。第一轴承69和第二轴承71分别布置在减速器50的上游和下游，这能够实现轴向尺寸的增益，以有利于控制装置34的集成。这些轴承在上游和下游的分布也改善了减速器的保持，并且减速器的各部件的相对移位受到限制。

该第二导向轴承71是滚动轴承。第二导向轴承包括径向相对的内圈和外圈。该径向相对的内圈和外圈限定了用于设置在它们之间的滚动元件的滚动轨道。内圈由盖56承载。更准确地说，内圈被容置在盖56的轴56a的径向外表面中，如在图3中可见地。内圈的轴向锁定在上游通过肩部72并且在下游通过诸如螺母的轴向保持构件73实现。至于外圈，外圈由下游轴承支撑件74承载，该下游轴承支撑件被刚性地固定到涡轮机的固定结构。外圈沿轴向在上游被轴向止挡元件75(例如环)阻挡并且在下游被肩部76(参见图3)阻挡。该第二导向轴承的滚动元件有利地是圆柱形滚子。该圆柱形滚子有利地能够支撑径向载荷。

风扇轴21的第一导向轴承69和第二导向轴承71以及减速器50可以在润滑外壳60中进行润滑。有利地，润滑剂是油，该油作为薄雾占据润滑外壳。润滑外壳由上游轴承支撑件70和风扇轴21在上游界定。密封装置78被设置在风扇轴18与上游轴承支撑件70之间，以防止润滑剂泄漏到润滑外壳外部。密封装置78还界定润滑外壳60。特别地，密封装置78形成润滑外壳60的上游端部。这些密封装置例如是至少一个迷宫式密封件和/或至少一个分段式径向密封件(该至少一个分段式径向密封件可以是分段式碳环)。上游轴承支撑件70可以通过加压装置(未示出)增补，该加压装置用于通过密封装置78将加压空气流输送到润滑外壳60中。该加压装置可以包括形成在上游轴承支撑件70的盖84中的通道，该通道向该上游轴承支撑件的上游延伸。有利地，加压空气从涡轮机的压缩机中的一个压缩机中取出。这种布置使得能够限制润滑剂泄漏。

在图3示出的实施例中，密封装置78位于第一导向轴承69的上游。上游轴承支撑件的盖84支撑并部分地覆盖该密封装置78。类似地，耳轴在外部径向地围绕密封装置78。

在下游，润滑外壳60由附接到内壳体的环形壳体79和动力轴的一部分限定。内壳体18的一部分18a也限定润滑外壳60。内壳体的部分18a在上游轴承支撑件70与环形壳体79之间轴向地延伸。环形壳体79位于下游轴承支撑件74的下游。

偏转器80(在图3中示出)被安装在润滑外壳60中，以将润滑剂(在这种情况下为油)从一个构件引导至另一个构件。在图3的情况下，该偏转器80被轴向地布置在上游偏转器80(被安装在风扇轴21上)的螺母97与风扇轴的肩部98之间。在图2的情况下，偏转器80被轴向地安装在第一导向轴承69的内圈与偏转器螺母之间。

控制装置的流体供应装置45被构造成连接到流体动力源83并供应控制装置的室44a、44b。在图2和图3中，供应装置包括穿过减速器50的至少一个管道。在该实施例的示例中，多个管81(这里是三个)允许供给控制装置34。这些管道81有利地是高压管道。在每个管道中流通的压力大约为120巴。在管道81中流通的高压流体有利地是油。为此，由缩写“OTB”表示的油传递轴承82被布置在减速器50的下游。这可通过以下事实实现：所述事实为控制装置34位于风扇轴的上游，并且固定主体35与围绕纵向轴线X旋转的风扇轴固定在一起。如其名称所表示的，油传递轴承82使流体(油)能够从动力源83(在涡轮机的固定参考坐标系中，该动力源被布置在减速器50的下游)传递到减速器的上游，以供应减速器以及布置在旋转参考系中的致动器。类似地，将油传递轴承82布置在减速器50的下游使得能够减小减速器的直径，降低从减速器泄漏的风险，并限制减速器的热功率。

在图2和图3中示意性地示出的油传递轴承82包括径向内部环形部件(未示出)，该径向内部环形部件被安装成与行星架53(在下游侧)一起旋转地固定。特别地，该第一部件被固定到盖的轴上。该油传递轴承还包括径向外部环形部件，该径向外部环形部件被固定到涡轮机的固定结构上。润滑流体在径向内部部件与径向外部部件之间流动。油传递轴承在其上游端部联接到管道81(在这种情况下为三个)，该管道将通过减速器50输送到控制装置34。这种结构一方面能够减小风扇模块的径向尺寸并获得紧凑性(因此在质量上)，另一方面能够减小风扇模块的重心相对于支承风扇模块的轴承的悬垂，以改善风扇转子的动态特性。

为此，如在图5至图7中可见地，减速器50包括管道81所穿过的贯通开口100。贯通开口100被设置在行星架53的突出轴颈93处并凹入突出轴颈93中。在本示例中，贯通开口100在突出轴颈93的两侧轴向地延伸，以在减速器的盘91的上游侧敞开。在这种情况下，风扇轴21包括多个径向开口101，该多个径向开口中的每个用于被管道81穿过。

替代地，突出轴颈93的贯通开口100通入到风扇轴的内部。在这种情况下，每个贯通开口100具有倾斜方向，使得每个贯通开口通入到风扇轴的内部。

每个突出轴颈93包括单个贯通开口。以这种方式，每个贯通开口被布置在两个相邻的行星齿轮之间。类似地，行星架53的盖56包括通孔102，该通孔102在两侧穿过盘的壁96。当盖56被安装在行星架53上时，通孔102和贯通开口100对准。有利地，贯通开口100和通孔102在圆周方向上是细长的。通孔和贯通开口的径向横截面可以是椭圆形的或矩形的。当然，开口和通孔可以具有圆形径向横截面，只要开口和通孔能够使管道81通过即可。

这样，每个管81至少部分地在风扇轴21内延伸。如在图2、图3以及图5至图7中可见地，管道81从下游到上游各自包括第一部分81a、第二部分81b、第三部分81c、第四部分81d以及第五部分81e，该第一部分在减速器的上游轴向地延伸，该第二部分在减速器的上游(特别是在盖56的上游)径向地延伸，该第三部分在减速器内基本轴向地延伸(延伸到行星架的贯通开口和盖的通孔中)，该第四部分在减速器的上游基本径向地延伸，该第五部分在风扇轴内轴向地延伸。每个管道81还通过孔口85(参见图3)连接到致动器室44a、44b，该孔口通入到致动器室中。

图4示出了本发明所应用的另一种类型的涡轮机。在下面的描述中保留了上述涡轮机元件的相应附图标记。该涡轮机包括具有上游风扇400a和下游风扇400b的风扇模块3。上游风扇400a基本上以与上述相同的方式布置。也就是说，上游风扇400a可借助于风扇转子旋转，并包括桨距可变叶片。变桨距系统32被安装在风扇转子中，其中，控制装置34位于风扇轴21的上游。耳轴59一方面附接在支撑环25的下游，另一方面附接在风扇轴的上游。应当理解，控制装置沿轴向位于耳轴的上游。与其它涡轮机风扇(参见图1、图2和图3)的不同之处在于，上游风扇400a不设有涵道。下游风扇400b附接到固定壳体(该固定壳体可以是通道间壳体16)。下游风扇400b包括桨距可变的叶片401。变桨距系统(未示出)被设置成改变这些叶片的桨距。叶片径向地延伸越过围绕气体发生器布置的次级通道15。叶片401沿轴向布置在移动叶片的下游。下游风扇400b的叶片也不设有涵道。此外，固定的下游风扇的叶片具有基本上沿着径向轴线的长度，该长度小于上游移动风扇的长度。