排气喷嘴制造技术

本申请公开了一种排气喷嘴。传统的商用引擎排气系统利用轴对称表面(例如，圆锥或接近圆锥表面)限定，其为具有大致恒定的管道高度的风扇(旁通)喷嘴产生围绕圆周的环形排气。在一个示例性构造中，风扇套筒已被向上剪切(朝向机翼或挂架)，导致相对于远离挂架的部分的靠近挂架的更大面积和管道高度。对于由容纳在引擎机舱中的涡扇引擎产生的给定推力，朝向挂架安装件的剪切使推力重新对准在飞行方向上，在一些示例中，这可以降低在涡扇引擎下游所经受的噪声并减少在引擎核心中消耗的燃料。

【技术实现步骤摘要】
排气喷嘴
本公开涉及一种用于飞机涡扇引擎的排气系统。
技术介绍
图1是一个示例性飞机引擎短舱60的示意图。引擎短舱60包括引擎机舱62、风扇64、压缩机66、燃烧室68和涡轮70。引擎短舱60通常通过合适的安装件(例如，挂架71)附接到飞机的机翼或机身。引擎机舱62包括具有外筒74和内筒76的引擎入口72以及接合两者的边缘区段。在该示例性实施例中，内筒76与边缘区段一起限定用于向风扇64供应空气55的进气道78，其随后被引导至旁路管道和包括压缩机66、燃烧室68以及涡轮70的引擎核心两者。图2是引擎短舱60的端视图，其示出了外部引擎机舱202、风扇管道200外流动表面OFS、风扇管道内流动表面IFS、包括超出OFS的后站的IFS的延伸部的后罩204、核心喷嘴205以及最大直径处的插塞206，其中，插塞206、核心喷嘴205、后罩204、OFS和外部引擎机舱202中的每者围绕引擎短舱60的纵向轴线AA同心地嵌套。还示出了风扇排气流210和主流212(也称为核心排气流)的位置。鉴于机场处的增加的或不可预测的燃料价格和/或噪声限制，商用飞机的操作可具有挑战性。需要增加燃料效率和/或降低促成机场周围的高功率(即，起飞)操作的地区噪声的喷注噪声的方法。本公开满足该需要。
技术实现思路
本公开描述了一种引擎，该引擎包括具有入口和排气装置的引擎机舱；介于引擎机舱和容纳在引擎机舱中的引擎核心之间的风扇管道，其中，引擎机舱形成风扇管道的外壁(包括外流动表面OFS)；引擎核心的壳体和后罩形成风扇管道的内壁(包括内流动表面IFS)；并且OFS的离开站具有呈一曲率的弯曲部分，从而IFS和OFS使离开排气装置的废气朝向引擎的纵向轴线偏移，以便填充引擎后方的区域并抵消由附接到引擎机舱的挂架导致的废气的偏转。在一个或多个实施例中，在由涡扇引擎产生给定推力的情况下，曲率被控制成有助于使引擎下游所经受的地区噪声降低并使引擎的性能最大化(例如，使容纳在引擎机舱中的引擎中消耗的燃料减少)。弯曲部分的曲率能以许多方式呈现，包括但不限于以下。1.曲率使得OFS上的第一点P1和内流动表面(IFS)上的第二点P2之间的第一距离D1(例如，斜高)大于或长于OFS上的第三点P3和IFS上的第四点P4之间的第二距离D2(例如，斜高)。第一距离D1处于挂架的附接侧上(即，在挂架和连接到引擎核心的核心排气装置之间的第一区域R1中)，并且第二距离D2处于核心排气装置和外部引擎机舱(包括引擎机舱的外表面)的背离飞机的区段之间的第二区域R2中。在一个或多个示例中，第一点、第二点、第三点和第四点共线。2.根据实施例1所述的引擎，其中，弯曲部分包括：第一点P1的位置中的第一偏移，为排气装置的直径的大约1％-2％，如在排气装置的后缘处测得的，以及第三点P3的位置中的第二偏移，为排气装置的直径的大约1％-2％，如在排气装置的后缘处测得的，其中，这些偏移是相对于其中核心排气装置(例如，核心和排气装置(例如，风扇喷嘴))同心的情况。相对于D1和D2已经使核心喷嘴在引擎的纵向轴线或中心线上居中的情况，D1长了1％-2％，并且D2短了1％-2％。3.根据实施例1或2所述的引擎，其中，引擎机舱包括具有长度L1的外部引擎机舱，如在平行于引擎的纵向轴线AA’的方向上测得的，并且弯曲部分完全位于外部引擎机舱的长度L1的最后25％内。4.根据实施例1、2或3所述的引擎，其中，排气装置包括风扇管道外壁的剪切或偏移，以便形成弯曲部分。5.根据实施例1、2、3或4所述的引擎，其中，弯曲部分提高了推力在平行于引擎的纵向轴线的朝后方向上的推力矢量V3的对准，以使通过挂架偏转(向下)的推力偏移回到朝向或平行于引擎的纵向轴线。6.根据实施例1-5中的一项或任意组合的引擎，其中，挂架使引擎机舱附接到机翼。7.根据实施例1-6中的一项或任意组合的引擎，其中，挂架使引擎机舱附接到机身或尾翼。8.在另一示例中，一种用于引擎机舱的排气装置包括弯曲部分，该弯曲部分使通过排气装置离开的气体流在抵消由附接到引擎机舱的安装结构(例如，挂架)导致的流的位移的方向上偏转。排气装置能以许多方式呈现，包括但不限于以下。9.根据实施例9所述的排气装置包括具有弯曲部分的喷嘴，使得当喷嘴围绕主体设置并且喷嘴和主体之间的气体流由喷嘴上的外流动表面和主体上的内流动表面限制时：a.外流动表面上的第一点和内流动表面上的第二点之间的第一距离长于外流动表面上的第三点和主体上的第四点之间的第二距离；b.包括附接到引擎机舱的挂架的安装结构比第三点更靠近第一点；c.从喷嘴排出的气体流在使用喷嘴推进的飞机的飞行和/或起飞期间在抵消气体的远离挂架并由挂架引起的偏转的方向上偏移。10.根据实施例8或9所述的排气装置，其中，挂架构造成使引擎机舱附接到机翼。11.根据实施例8或9所述的排气装置，其中，挂架构造成使引擎机舱附接到机身或尾翼。12.根据实施例8、9、10或11所述的排气装置，其中，弯曲部分提高了气体流在平行于包括喷嘴的引擎的纵向轴线的朝后方向上的对准。13.根据实施例9、10、11或12所述的排气装置，其中，喷嘴是涡扇引擎中的风扇喷嘴，并且弯曲部分包括：第一点的位置中的第一偏移，为喷嘴的直径的1％-2％，如在喷嘴的后缘处测得的，以及第三点的位置中的第二偏移，为喷嘴的直径的1％-2％，如在风扇喷嘴的后缘处测得的。14.在另一示例中，一种用于引擎机舱的排气装置包括喷嘴，该喷嘴包括在喷嘴的第一侧上远离引擎机舱的纵向轴线弯曲的第一弯曲表面和在与第一侧相对的第二侧上朝向纵向轴线弯曲的第二弯曲表面，其中：a.第一弯曲表面具有第一曲率半径，b.第二弯曲表面具有第二曲率半径，c.第一曲率半径和第二曲率半径两者均位于形成通过喷嘴和附接到引擎机舱的挂架的横截面的平面中，d.第一曲率半径大于第二曲率半径，并且e.第一侧位于平面的更靠近附接到喷嘴的挂架的一侧上。15.根据实施例14所述的排气装置，其中，第一弯曲表面和第二弯曲表面两者均使喷嘴的后缘偏移了喷嘴的直径的1％-2％，如在后缘处测得的。16.根据实施例14或15所述的排气装置，其中，第一弯曲表面和第二弯曲表面位于喷嘴的后半部中。17.根据实施例14、15或16所述的排气装置，其中，引擎机舱包括外部引擎机舱，并且第一弯曲表面和第二弯曲表面位于外部引擎机舱的长度的最后25％内。18.根据实施例14、15、16或17所述的排气装置，其中，第一弯曲表面和/或第二弯曲表面使从喷嘴排出的废气在由喷嘴推进的飞机的飞行和/或起飞期间在抵消由挂架导致的废气的偏转的方向上偏移，从而提高了来自喷嘴的废气流在平行于包括喷嘴的引擎的纵向轴线的朝后方向上的对准。附图说明图1示出了传统的飞机引擎的透视图。图2示出了传统的飞机引擎的后视图。图3示出了引擎机舱和用于降低空气动力学阻力的引擎核心包裹。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于引擎机舱(302、402、916)的排气装置(400、1000)，所述排气装置(400、1000)包括喷嘴(1002、411a)，所述喷嘴(1002、411a)包括使通过所述排气装置(400、1000)离开的气体流在抵消由附接到所述引擎机舱(302、402、916)的结构(912)导致的气体流的位移(855)的方向(854b)上偏移的弯曲部分(502)。/n

【技术特征摘要】
20190115 US 16/248,3421.一种用于引擎机舱(302、402、916)的排气装置(400、1000)，所述排气装置(400、1000)包括喷嘴(1002、411a)，所述喷嘴(1002、411a)包括使通过所述排气装置(400、1000)离开的气体流在抵消由附接到所述引擎机舱(302、402、916)的结构(912)导致的气体流的位移(855)的方向(854b)上偏移的弯曲部分(502)。


2.根据权利要求1所述的排气装置(400、1000)，其中：
所述喷嘴(1002、411a)围绕主体(1016)设置，并且所述喷嘴(1002、411a)和所述主体(1016)之间的气体流由所述喷嘴(1002、411a)上的外流动表面(406)和所述主体(1016)上的内流动表面(410)限制；
所述外流动表面(406)上的第一点P1和所述内流动表面(410)上的第二点P2之间的第一距离D1长于所述外流动表面(406)上的第三点P3和所述主体(1016)上的第四点P4之间的第二距离D2；
包括附接到所述引擎机舱(302、402、916)的挂架(312、516、904)的所述结构(912)比所述第三点P3更靠近所述第一点P1；并且
从所述喷嘴(1002、411a)排出的废气(702)在使用所述喷嘴(1002、411a)推进的飞机(900a、900b)的飞行和/或起飞期间在抵消所述废气(702)远离所述挂架(312、516、904)并由所述挂架(312、516、904)引起的偏转(854)的方向(V)上偏移。


3.根据权利要求2所述的排气装置(400、1000)，其中，所述挂架(312、516、904)构造成将所述引擎机舱(302、402、916)附接到机翼(920)。


4.根据权利要求2所述的排气装置(400、1000)，其中，所述挂架(312、516、904)构造成将所述引擎机舱(302、402、916)附接到机身(906)或尾翼(918)。


5.根据权利要求2所述的排气装置(400、1000)，其中，所述弯曲部分(502)：
提高了所述废气(702)的流动F2在平行于包括所述喷嘴(1002、411a)的引擎(500、902)的纵向轴线AA的朝后方向(854a)上的对准。


6.根据权利要求2所述的排气装置(400、1000)，其中，所述喷嘴(1002、411a)是涡扇引擎(902)中的风扇喷嘴(410a)，并且
所述弯曲部分(502)包括：
所述第一点P1的位置中的第一偏移S1，为所述喷嘴(1002、411a)的直径(518)的1％-2％，如在所述喷嘴(1002、411a)的后缘E处测得的，以及
所述第三点P3的位置中的第二偏移S2，为所述喷嘴(1002、411a)的直径(518)的1％-2％，如在所述风扇喷嘴(410a)的后缘E处测得的。


7.根据权利要求1所述的排气装置(400、1000)，其中，所述结构(912)是挂架(312、516、904)，并且所述弯曲部分(502)具有使离开所述排气装置(400、1000)的所述气体流F2远离所述挂架(312、516、904)偏移的曲率C，以便避免所述气体流与飞机(900a、900b)的干涉。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的排气装置(400、1000)，其中，当所述排气装置(400...

【专利技术属性】
技术研发人员：库尔特·E·切森，大卫·F·塞拉，罗伯特·H·威廉，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US