專利名稱：包括柵反推器的具有分離流的雙流噴氣引擎的副空氣噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旁路渦輪噴氣發(fā)動機和形成其殼體的艙體的布置的領(lǐng)域，并考慮到飛機上的安裝限制。更特別地，本發(fā)明的主題是具有分離流的旁路渦輪噴氣發(fā)動機的冷流噴嘴，其中包括葉柵葉片反推器。
背景技術(shù)：
本發(fā)明尤其涉及包括上游風(fēng)扇的旁路渦輪噴氣發(fā)動機。上游和下游在本文獻中被定義為與引擎中氣體流方向相關(guān)。進入引擎的空氣通過風(fēng)扇壓縮。內(nèi)環(huán)形部分形成主流，并被引導(dǎo)到形成氣體發(fā)生器的引擎部分的內(nèi)部；來自風(fēng)扇的空氣的外環(huán)形部分形成旁路流；其沿引擎軸線被引直并使旁路流經(jīng)過旁路。旁路流被排放到大氣中，分離于主流直接排放或者在與主流混合之后排放。旁路流與主流之間的比率被稱為旁路比，可能相當(dāng)重要，這是因為它是對引擎比燃料消耗僅有影響的參數(shù)之一。高旁路比還相對于由引擎產(chǎn)生的噪聲危 害提供益處。本發(fā)明涉及引擎，其中，作為殼體的艙體被布置而使得各流分離主流和旁路流以兩個共軸的流獨立地排放。主流在內(nèi)，旁路流因而通過環(huán)形噴嘴排放，環(huán)形噴嘴在內(nèi)通過氣體發(fā)生器的整流部且在外通過環(huán)形帽元件形成。艙體的此帽元件可包括單一的環(huán)形部件或包括置于環(huán)中的多個部件，例如在置于機翼下安裝方式的塔體附接部的兩側(cè)上的兩個半環(huán)中。本發(fā)明更特別地涉及僅有分離流噴嘴的引擎，其中包括葉柵葉片類型的反推器。這種類型的反推器本是已知，在附圖I和2中例示，取自本申請人的專利I. 004. 766中。這些圖示意性顯示出具有葉柵葉片反推器的冷流噴嘴的示例。反推器包括形成冷流噴嘴的艙體的下游帽元件7。其可向下游方向從收縮位置平移運動到反推位置，其在收縮位置當(dāng)渦輪噴氣發(fā)動機按照直接推進方式操作時形成環(huán)形冷流導(dǎo)管17的外壁。其被設(shè)定以例如通過附接到艙體上游部分6的缸4而運動。元件7向下游運動導(dǎo)致緊固到帽元件的多個副翼(flap)傾斜，這使導(dǎo)管17關(guān)斷并使冷流沿徑向方向轉(zhuǎn)向。副翼12受控于連接棒14，連接棒14通過鉸接部15而附接到通過氣體發(fā)生器整流部形成的內(nèi)壁16。在此反推位置，其露出徑向通路，以使導(dǎo)管17設(shè)置為與外部通過艙體連通。徑向通路在上游通過在艙體固定上游部分6上形成的偏離邊緣9限定。冷流沿這些偏離邊緣被引導(dǎo)。環(huán)扇區(qū)中的多個葉柵葉片8在冷流導(dǎo)管17的周邊上在通路(passageway)上設(shè)置。葉柵葉片由環(huán)扇區(qū)中的鰭片81形成，其相對于引擎軸線沿徑向取向并在其間布置通道以將穿過其間的流引導(dǎo)到外部，其中利用引擎上游的部件，從而形成反推器。環(huán)扇區(qū)鰭片沿引擎軸線而相互平行地設(shè)置，從而在與可平移運動的帽元件共軸的缸的一部分中形成葉柵葉片。當(dāng)目的在于具有高旁路比并由此具有大風(fēng)扇直徑的引擎時，問題在于，將其安裝在飛機上。當(dāng)引擎屏息安裝在飛機機翼下時，其常常懸掛在被緊固到機翼的塔體上。通常，通過將引擎設(shè)置為相對于機翼前緣而盡可能向上游遠離，由于其艙體所致的大直徑引擎的整體問題有所減輕。然而，其后部分仍然接近于機翼，其必須位于低于機翼的高度處。因此，必須考慮排出氣體流的相互作用，尤其是在周邊上的旁路流與機翼表面產(chǎn)生阻力。還必要的是，提供充分的場地清理，以使其在操縱過程中不具有接觸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的申請人將自身的目的設(shè)定為在飛機機翼下安裝引擎，而不必犧牲引擎風(fēng)扇直徑。換言之，這涉及在考慮到由于從地面到飛機機翼的高度所規(guī)定的限制的情況下安裝具有最大可能風(fēng)扇直徑的引擎。申請人:的具體目的在于，形成引擎艙體的后部分，使得其高度可減小。由于在后部的引擎總直徑是冷流噴嘴的且更特別地是噴嘴外帽元件的直徑，因而申請人將本身的目的設(shè)定為減少其豎直尺寸。根據(jù)本發(fā)明，這ー目的通過包含獨立權(quán)利要求特征的具有分離流的旁路渦輪噴氣 發(fā)動機的冷流噴嘴實現(xiàn)。半徑意在是指在周邊的所關(guān)注部位處的葉柵葉片與引擎的軸線之間的距離。通過沿方位角方向改變反推葉柵葉片的徑向位置，可以使艙體整體(bulk)方位角改變，并由此使帽元件橢圓化或變形，以使其適應(yīng)于其環(huán)境的整體限制。根據(jù)ー個具體實施例，所述葉柵葉片的半徑在最小值與最大值之間變化，這兩個值對應(yīng)于沿徑向穿過所述軸線且相互垂直的各平面。更特別地，所述兩個平面中，一個是豎直的，另ー個是水平的。根據(jù)簡單實施例，葉柵葉片的形狀是橢圓形或大致橢圓形的。橢圓的長軸例如為水平的，但取決于引擎的環(huán)境，長軸可相對于水平方向傾斜。根據(jù)另ー特征，所述徑向通路的上游邊緣被稱為偏離邊緣，具有凸形彎曲形狀，所述上游邊緣的經(jīng)過穿過所述軸線的徑向平面的截面的長度沿所述帽元件的周邊(,circumference)是恒疋的。根據(jù)前述實施例的變例，所述徑向通路的上游邊緣被稱為偏離邊緣，具有凸形彎曲形狀，所述上游邊緣的經(jīng)過穿過所述軸線的徑向平面的截面的長度沿所述帽元件的周邊是變化的。這在反推器處于啟用位置時提供一種對冷空氣流動態(tài)調(diào)節(jié)的方式。根據(jù)另ー特征，所述葉柵葉片的沿軸向測量到的長度沿所述帽元件的周邊是恒定的，或者所述葉柵葉片的沿軸向測量到的長度沿所述帽元件的周邊是變化的。更具體地，至少ー個所述橫向壁的所述橫截面具有橢圓形狀，尤其所述最小半徑是豎直的。這是用于解決旁路流艙體后部分豎直體積問題的最佳地的解決方案。根據(jù)ー個特別的實施例，所述帽元件的下游邊緣是圓形的。這ー實施例具有的優(yōu)點是僅有內(nèi)噴嘴的一部分變形或橢圓化，而不是排放區(qū)，這由此限制了與噴嘴橢圓化或變形相關(guān)聯(lián)的空氣動力學(xué)問題。


通過閱讀以下參照附圖的描述，本發(fā)明其他特征和優(yōu)點將顯見，各附圖分別表現(xiàn)出圖I是已知類型的葉柵葉片反推器在關(guān)閉位置時經(jīng)過穿過相關(guān)聯(lián)渦輪噴氣發(fā)動機旋轉(zhuǎn)軸線的平面的縱截面的示意性半視圖；圖2是圖I中所示反推器的類似于圖I所示截面的示意性半視圖，其中反推器處于反向推進(thrust reversal)操作配置；圖3是具有葉柵葉片反推器的渦輪噴氣發(fā)動機的縱截面的示意圖；圖4是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的反推器葉柵葉片沿引擎軸線的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的反推器葉柵葉片沿引擎軸線的示意圖；圖6示意性顯示噴嘴沿穿過所述軸線的各平面的兩個截面的相對位置，其中一個平面是豎直平面而另一平面是水平平面；圖7是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的反推器葉柵葉片沿引擎軸線的示意圖；
圖8是根據(jù)本發(fā)明又一示例性實施例的反推器葉柵葉片沿引擎軸線的示意圖；圖9示意性顯示在另一實施例的情況下噴嘴沿穿過所述軸線的各平面的兩個截面的相對位置，其中一個平面是豎直平面而另一平面是水平平面；圖10示意性顯示在又一實施例的情況下噴嘴沿穿過所述軸線的各平面的兩個截面的相對位置，其中一個平面是豎直平面而另一平面是水平平面。
具體實施例方式如圖3中可見，旁路渦輪噴氣發(fā)動機具有分離流并具有前風(fēng)扇，且包括在風(fēng)扇殼體內(nèi)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子2，風(fēng)扇殼體自身封裝在艙體中，艙體的形狀適應(yīng)于空氣動力學(xué)要求。在風(fēng)扇的下游，空氣的一部分，即主流P，被引導(dǎo)到形成氣體發(fā)生器的引擎的內(nèi)部。這種主流P被壓縮并進給于環(huán)形燃燒室5。燃燒氣體在各渦輪級中膨脹以驅(qū)動風(fēng)扇和壓縮機轉(zhuǎn)子。在下游，主流被排放到熱氣體的主排放噴嘴中。來自風(fēng)扇的其余空氣形成旁路空氣流S，其導(dǎo)管與主流的導(dǎo)管是共軸的。旁路流沿引擎軸線XX通過引導(dǎo)葉片2’和中間殼體的臂被引直，并之后經(jīng)由旁路流噴嘴被排放。艙體包括環(huán)形空氣入口 3，其形成以進給于引擎，并附接到風(fēng)扇殼體。風(fēng)扇殼體通過固定艙體元件4封裝，固定艙體元件4從風(fēng)扇延伸到引直旁路空氣流的葉片2’的下游。與此艙體固定部分4對準地，安裝帽元件7，以形成具有氣體發(fā)生器的整流部(fairing)的環(huán)形噴嘴。如前所述，當(dāng)在降落時有必要通過相對于直接推進形成沿反向的推進以減少飛機速度時，帽元件7可平移運動以露出反推器葉柵葉片。在現(xiàn)有技術(shù)的噴嘴中，帽元件7和葉柵葉片8的將它們裝容其中的組件形成圍繞引擎軸線的回轉(zhuǎn)容積。圖4單獨地示意性顯示出葉柵葉片的沿機器軸線XX所見組件的外觀。組件是圓形的。根據(jù)本發(fā)明，葉柵葉片的環(huán)形組件被改造而使得基于軸線XX測量到的半徑當(dāng)在帽元件的周邊上運動時是非恒定的。在圖5中顯示出示例性實施例。葉柵葉片的組件被指示為葉柵葉片28，具有相對于軸線XX的在穿過軸線XX的豎直平面中的半徑Rl和在穿過該軸線的水平平面中的半徑R2，其中Rl < R2。葉柵葉片28的形狀大致為橢圓形，具有大的水平軸線和小的豎直軸線。圖6中顯示出噴嘴相對于所述軸線在兩個平面(分別為豎直平面和水平平面)的形狀。為了簡化目的并為了有助于理解，所有顯示的內(nèi)容是葉柵葉片28，帽元件27(具有其內(nèi)壁27int和外壁27ext)的構(gòu)形，以及在徑向通路上游的用于使旁路流偏離的偏離邊緣29。偏離邊緣29具有凸形彎曲形狀，并從上游平面29a延伸到葉柵葉片28的上游端。以實線所示對應(yīng)于在水平平面中的軸向截面，以虛線所示對應(yīng)于在豎直平面中的軸向截面?？梢姡薅ㄅ月穼?dǎo)管外壁的內(nèi)壁27int不是圍繞軸線的回轉(zhuǎn)表面。此壁向平面29a的下游延伸，平面29a在圖中由一點顯示，形成偏離邊緣的上游端。在此平面29a的上游，旁路導(dǎo)管的外壁在本發(fā)明中不涉及。這樣，旁路流17’的導(dǎo)管在穿過偏離邊緣上游端29a的橫向平面上是軸對稱的，然后沿向下游方向逐漸變形。氣體發(fā)生器的限定旁路流17’導(dǎo)管內(nèi)壁的整流部16是回轉(zhuǎn)表面，其具有圓形截面。 在艙體的外壁處，帽元件27的外部分27ext比帽元件的內(nèi)部分27int在更大長度上在縱向豎直平面中具有更小的半徑。對于在這種情況下的目的是機翼下安裝的應(yīng)用中，這減少了旁路流噴嘴部分中的艙體的豎直體積。所示實施例不是僅有的一種可行實施例；許多變例是可行的，以適應(yīng)于與引擎所安裝環(huán)境相關(guān)聯(lián)的要求。圖7顯示出標記為28’的反推器葉柵葉片的橢圓化變例，其中長軸AA相對于水平方向傾斜45°。圖8顯示出另一可行的非限制性變例。葉柵葉片28”具有一個橢圓形部分和另一個具有翼板(flap)的部分。其他變例也是可行的，涉及葉柵葉片的長度、或偏離邊緣的長度和高度、或噴嘴在旁路流排放平面中的形狀、或這些參數(shù)的組合。這樣，圖9顯示出一種變例，其中帽元件127在以虛線顯示的縱向豎直平面中且相應(yīng)地在以實線顯示的水平平面中可見，具有內(nèi)壁127int和外壁127ext，且內(nèi)壁127int和外壁127ext在偏離邊緣129的上游端129a與排放平面127f之間變化。此變例具有的特別特征在于，在排放平面中噴嘴127f的外壁的圓形形狀?？梢姷饺~柵葉片128具有的半徑在豎直平面與水平平面之間變化。圖10顯示出結(jié)合三種特征的噴嘴形狀的另一變例。葉柵葉片228不僅相對于軸線XX的半徑變化，而且長度也變化。其在水平平面(以實線顯示)中的長度I大于其在豎直平面(以虛線顯示)中的長度。另一方面，偏離邊緣229的從其上游端229a測量到的長度是恒定的，如在圖中可見，所述長度在豎直平面和在水平平面中是相等的。在排放平面中，噴嘴的外壁227f是圓形的。本發(fā)明不限于所述實施例，其涵蓋在本領(lǐng)域技術(shù)人員理解范圍內(nèi)的所有變例。
權(quán)利要求
1.一種具有分離流的旁路渦輪噴氣發(fā)動機的冷流噴嘴，包括環(huán)形的帽元件(27，127，227)，其能夠在使所述引擎進行直接推進操作的上游收縮位置與下游伸張位置之間沿軸向平移運動；和葉柵葉片反推器(28，128，228)，該葉柵葉片反推器采用與所述帽元件共軸的圓柱形環(huán)扇區(qū)的形式，并包括沿徑向的鰭片，且沿軸向分開，以在它們之間布置出徑向引導(dǎo)通路，所述帽元件在所述下游伸展位置時使得通過所述反推器葉柵葉片的所述徑向通路暢通，其特征在于， a.形成所述葉柵葉片(28，128，228)的所述環(huán)扇區(qū)的半徑沿著所述帽元件(27，127，227)的周邊是非恒定的，而且 b.所述環(huán)形的帽元件(27，127，227)包括限定所述冷流導(dǎo)管的周邊的內(nèi)壁(27int，127int，227int)，和艙體的殼體的外壁(27ext，127ext，227ext)，至少一種所述壁的橫截面的半徑是非恒定的，當(dāng)沿所述帽元件的周邊移動時，所述截面形成在所述帽元件的上游邊緣與其下游邊緣之間。
2.如前述權(quán)利要求所述的噴嘴，其中， 所述葉柵葉片(28)的半徑在最小值與最大值之間變化，這兩個值對應(yīng)于沿徑向穿過所述軸線且相互垂直的各平面。
3.如前述權(quán)利要求所述的噴嘴，其中， 所述兩個平面中，一個是豎直的，另一個是水平的。
4.如前述權(quán)利要求之一所述的噴嘴，其中， 所述徑向通路的上游邊緣被稱為偏離邊緣(229)，具有凸形彎曲形狀，所述上游邊緣的經(jīng)過穿過所述軸線的徑向平面的截面的長度沿所述帽元件的周邊是恒定的。
5.如權(quán)利要求I至3之一所述的噴嘴，其中， 所述徑向通路的上游邊緣被稱為偏離邊緣(29，129)，具有凸形彎曲形狀，所述上游邊緣的經(jīng)過穿過所述軸線的徑向平面的截面的長度沿所述帽元件的周邊是變化的。
6.如前述權(quán)利要求之一所述的噴嘴，其中， 所述葉柵葉片(28，228)的沿軸向測量到的長度沿所述帽元件的周邊是恒定的。
7.如權(quán)利要求I至5之一所述的噴嘴，其中， 所述葉柵葉片(128)的沿軸向測量到的長度沿所述帽元件的周邊是變化的。
8.如前述權(quán)利要求所述的噴嘴，其中， 所述橫截面具有橢圓形狀，特別地所述橫截面的最小半徑是豎直的。
9.如權(quán)利要求8所述的噴嘴，其中， 所述帽元件的下游邊緣(127f，227f)是圓形的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有分離流的雙流噴氣引擎的副空氣噴嘴，包括環(huán)形的罩元件(27，127，227)，其能夠在允許所述引擎進行直接推進操作的上游收縮位置與下游伸張位置之間沿軸向平移運動；和柵反推器(28，128，228)，其采用與所述罩元件共軸的圓柱形環(huán)扇區(qū)的形式，并包括具有沿徑向設(shè)定的葉片，且沿軸向分開，以在其間提供徑向引導(dǎo)通路，所述罩元件在所述下游伸展位置時打開通過所述反推器柵的所述徑向引導(dǎo)通路，所述噴嘴的特征在于，形成所述柵(28，128，228)的所述環(huán)扇區(qū)的半徑沿著所述罩元件(27，127，227)的周邊是非恒定的，而且所述環(huán)形的罩元件(27，127，227)包括限定所述副空氣流的周邊的內(nèi)壁(27int，127int，227int)，和裝容艙體的外壁(27ext，127ext，227ext)，至少一種所述壁的橫切面的半徑是非恒定的，當(dāng)沿所述罩元件的周邊移動時，所述切面形成在所述罩元件的上游邊緣與其下游邊緣之間。
文檔編號F02K1/72GK102753808SQ201180008787
公開日2012年10月24日 申請日期2011年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者吉恩·博涂施, 斯特凡·本西魯姆 申請人:斯奈克瑪