用于喷气发动机的入口扩压器制造技术

本申请公开一种用于喷气发动机的入口扩压器。入口扩压器包括入口扩压器主体，入口扩压器主体包括细长结构，该细长结构经配置为允许位于细长结构之间的边界层空气的第一部分在通道内流动，限制边界层空气的第一部分流经任一细长结构，并允许位于细长结构外侧的边界层空气的第二部分流经细长结构并进入通道内部的内部容积区域，其中当边界层空气的第二部分沿内侧方向流经细长结构时，边界层空气的第二部分被细长结构推离扩压器主体的内表面。本申请还公开了一种用于在具有高偏移和高纵横比孔的紧凑入口扩压器中混合空气边界层的方法。

Inlet diffuser for jet engine

【技术实现步骤摘要】
用于喷气发动机的入口扩压器
本公开涉及用于喷气发动机的入口扩压器(inletdiffuser)。
技术介绍
飞机推进系统可使用入口扩压器来控制环境空气进入飞机发动机。为了减小由入口扩压器产生的阻力并允许入口扩压器更有效地集成到飞机设计中，一些当前的飞机推进系统使用具有非常宽的开口的高纵横比入口，该开口过渡到圆形发动机面。入口扩压器的一个重要作用是防止边界层空气干扰发动机性能。边界层空气可导致总压恢复损失和总压畸变，这可导致发动机失速。为了防止这种情况，一些系统使用边界层分流器来防止边界层空气进入入口扩压器。然而，边界层分流器会降低飞机的空气动力，这降低了飞机的速度和效率。因此，期望具有新的用于喷气发动机的入口扩压器，其防止边界层空气干扰发动机性能，同时仅最小程度地影响飞机的空气动力。
技术实现思路
公开了用于喷气发动机的入口扩压器、喷气发动机、喷气式飞机及用于扩散喷气发动机的进气的方法。一种用于喷气发动机的入口扩压器，包括入口扩压器主体，入口扩压器主体限定内部容积和面向内部容积的内表面。内表面包括前部区域和后部区域，前部区域靠近入口孔，入口孔通向内部容积以用于接收进入的环境空气，后部区域在前部区域下游且靠近出口孔，空气通过出口孔从内部容积输送到喷气发动机的下游部分。用于喷气发动机的入口扩压器还包括一对细长结构，该对细长结构沿内表面从内表面的前部区域纵向延伸到内表面的后部区域。该对细长结构限定细长结构内侧的内部容积的通道。细长结构经配置为：(i)允许位于细长结构之间的边界层空气的第一部分在通道内从前部区域流动到后部区域，(ii)限制边界层空气的第一部分流经一对细长结构中的一细长结构，并且(iii)允许位于一对细长结构中的一细长结构外侧的边界层空气的第二部分流经细长结构并进入通道内部的内部容积的区域，其中当边界层空气的第二部分在内侧方向上流经细长结构时，细长结构将边界层空气的第二部分推离内部容积的内表面。一种用于混合边界层的方法，包括：经由入口孔将空气接收到入口扩压器的内部容积中；通过一对细长结构将空气的下边界层分成位于细长结构之间的边界层空气的第一部分和位于一对细长结构中的细长结构外侧的边界层空气的第二部分；通过该对细长结构，允许边界层空气的第一部分在细长结构内侧的内部容积的通道内流动；以及通过该对细长结构，限制边界层空气的第一部分流经该对细长结构中的细长结构。用于混合边界层的方法还包括：该对细长结构允许边界层空气的第二部分流经细长结构并进入通道内部的内部容积的区域；当边界层空气的第二部分流经细长结构时，将边界层空气的第二部分推离内部容积的内表面；以及经由通向内部容积的出口孔将空气输送到喷气发动机的下游部分。已经讨论的特征、功能和优点可在各种实施例中独立地实现，或者可在其他实施例中组合，参考以下描述和附图可看到这些实施例的进一步细节。附图说明图1是采用根据本公开的入口扩压器的示例飞机的详细示意性透视图。图2是示出根据本公开的扩压器入口的性能的示意性俯视示意图。图3是表示根据本公开的入口扩压器的示例的示意性横截面图。图4是表示根据本公开的入口扩压器的示例的示意性横截面图。图5是示出包括一对细长结构的入口扩压器的性能的复合图，该对细长结构从入口孔处或入口孔附近开始并具有直的斜坡边缘。图6是示出包括一对细长结构的入口扩压器的性能的复合图，该对细长结构在入口扩压器的偏移斜坡面上开始并具有直的斜坡边缘。图7是示出入口扩压器的性能的复合图，入口扩压器包括具有直的斜坡边缘的两对细长结构。图8是描述根据本公开的用于扩散进气的方法的流程图。具体实施方式公开了用于喷气发动机的入口扩压器、喷气发动机、喷气式飞机以及用于混合入口扩压器的边界层进气的方法。通常，在附图中，给定示例中可能包括的元件以实线示出，而给定示例中可选的元件以虚线示出。然而，实线所示的元件对于本公开的所有示例不是必需的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，实线所示的元件可从特定示例中省略。图1是使用根据本公开的入口扩压器10的飞机100的说明性非排它性示例的示意性透视图。例如，如图1中示意性示出的，飞机100可包括飞机主体120，一个或多个发动机130固定到该飞机主体，诸如以向飞机100提供推力。发动机130可包括喷气发动机，并且在此可称为喷气发动机130。例如，发动机130可以是燃气涡轮发动机，其包括诸如压缩机132、燃烧器134、涡轮机136、出口喷嘴138等的元件。入口扩压器10可以可操作地连接到发动机130，以控制被允许进入发动机130的环境空气。飞机100通常可用于运送人员、货物和/或其他有效载荷，并且可以是商用飞机、军用飞机等。利用根据本公开的至少一个发动机130的飞机100通常可经配置为以亚音速和/或超音速操作。如图1中示意性示出的，入口扩压器10包括扩压器主体14，扩压器主体限定内部容积16、入口孔12和出口孔18，环境空气通过入口孔进入内部容积16，并且空气通过出口孔从入口扩压器10的内部容积16流到发动机130的下游部分。入口孔12在图1中示出为具有最大宽度40、最大高度50和高纵横比。在本公开中，术语高纵横比是指最大宽度40与最大高度50之间的关系，其中最大宽度40是最大高度50的至少2倍、至少3倍、至少4倍或至少5倍。图1还示出具有梯形形状的入口孔12，然而也可使用具有高开口率的其它形状，诸如矩形、卵形、圆形区段等。出口孔18在图1中示出为具有直径为52的圆形轮廓；然而，也可使用其它形状。例如，出口孔18的形状可对应于发动机130的下游元件的形状，出口孔18与该下游元件相接。图1还示出入口孔12与出口孔18偏移一偏移距离54。在本公开中，术语偏移用于表示从入口孔12的垂直横截面的中心点延伸的法线42与从出口孔18的垂直横截面的中心点延伸的法线44之间的最小平移距离，其中入口孔12的垂直横截面和出口孔18的垂直横截面是平行平面。入口扩压器10还包括面向内部容积16的内表面20。内表面20具有靠近入口孔12的前部区域22并具有后部区域24，后部区域在前部区域22的下游且靠近出口孔18。内表面20具有中心线80，中心线将内表面20平分并从入口孔12延伸到出口孔18。在本公开中，术语外侧用于表示远离并垂直于与内表面20平行的内表面20的中心线80的方向，术语内侧用于表示朝向并垂直于与内表面20平行的内表面20的中心线80的方向。根据本公开，内表面20还包括位于前部区域22的下游的偏移斜面26。偏移斜面26是内表面20的一部分，其倾斜以便补偿偏移距离54。在一些示例中，当空气通过入口扩压器10的内部容积16时，入口扩压器10的偏移特性可导致流动分离。当环境空气进入入口扩压器10时，沿内表面20形成空气的边界层。空气的边界层对应于内表面20附近的空气层，其中速度从内表面20处的零变为远离内表面20的高能气流的速度。随着空气的边界层沿内表面20从入口孔12流到出口孔18，空气边界层的一部分可能上升并离开内表面20。例如，由于低速边界层空气与高速高能气流之间的压力差，空气边界层的一部分可能被拉离内表面20。如果这种类型的拉动/混合发生在离内表面20太远的位置，则其可产生气流总压畸变，这会导致可操作地联接到入口扩压器10的喷气发动机130失速。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于喷气发动机的入口扩压器，所述入口扩压器包括：扩压器主体，限定内部容积并具有入口和出口，所述入口通向所述内部容积以用于接收进入的环境空气，所述出口来自所述内部容积以用于将空气输送到所述喷气发动机的下游部分，其中所述扩压器主体具有面向所述内部容积的内表面，所述内表面包括靠近所述入口的前部区域并包括位于所述前部区域下游且靠近所述出口的后部区域；以及一对细长结构，沿所述内表面从所述内表面的所述前部区域纵向延伸到所述内表面的所述后部区域，其中所述一对细长结构限定所述内部容积在所述细长结构内侧的通道。

【技术特征摘要】
2018.03.16 US 15/924,0311.一种用于喷气发动机的入口扩压器，所述入口扩压器包括：扩压器主体，限定内部容积并具有入口和出口，所述入口通向所述内部容积以用于接收进入的环境空气，所述出口来自所述内部容积以用于将空气输送到所述喷气发动机的下游部分，其中所述扩压器主体具有面向所述内部容积的内表面，所述内表面包括靠近所述入口的前部区域并包括位于所述前部区域下游且靠近所述出口的后部区域；以及一对细长结构，沿所述内表面从所述内表面的所述前部区域纵向延伸到所述内表面的所述后部区域，其中所述一对细长结构限定所述内部容积在所述细长结构内侧的通道。2.根据权利要求1所述的入口扩压器，其中所述一对细长结构经配置为：允许位于所述细长结构之间的边界层空气的第一部分在所述通道内从所述前部区域流动到所述后部区域，并且限制所述边界层空气的第一部分流经所述细长结构。3.根据权利要求2所述的入口扩压器，其中所述一对细长结构经配置为：允许相对于所述通道定位于所述细长结构外侧的边界层空气的第二部分流经所述细长结构并进入所述内部容积位于所述通道内部的区域中，并且当所述边界层空气的第二部分流经所述细长结构时，将所述边界层空气的第二部分推离所述内部容积的所述内表面。4.根据权利要求3所述的入口扩压器，其中所述一对细长结构经配置为，随着所述边界层空气的第二部分从所述前部区域流动到所述后部区域，使得所述边界层空气的第二部分与所述通道内部的高能气流混合。5.根据权利要求4所述的入口扩压器，其中所述一对细...

【专利技术属性】
技术研发人员：推·许恩，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US