无管道推进系统的入口技术方案

提供了一种推进系统，包括限定风扇轴线的无管道旋转风扇；和涡轮机，设置在无管道旋转风扇的下游，其中涡轮机限定流过其中的工作气体流动路径；其中推进系统限定第三流流动路径和入口通道，入口通道具有偏离风扇轴线的入口，其中入口通道被配置为向工作气体流动路径提供入口气流，并且其中第三流流动路径至少绕过涡轮机的一部分。过涡轮机的一部分。过涡轮机的一部分。

【技术实现步骤摘要】
无管道推进系统的入口


[0001]本公开通常涉及一种具有偏离入口的无管道风扇飞行器发动机。

技术介绍

[0002]燃气涡轮发动机通常包括涡轮机和转子组件。燃气涡轮发动机，例如涡轮风扇发动机，可用于飞行器推进。在涡轮风扇发动机的情况下，转子组件可以配置为风扇组件。
[0003]现有的涡轮风扇发动机通常包括大直径的风扇和大齿轮箱，这会导致关于下罩封装和热管理的问题。现有涡轮风扇发动机的其他问题通常包括由于尺寸和入口设计的限制而导致差的变形容限和差的碎片提取。改进涡轮风扇发动机以解决这些问题在本领域中将受到欢迎。
附图说明
[0004]在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本公开的完整且有效的公开，包括其最佳模式，其中：
[0005]图1是根据本公开的示例性方面的被配置为具有偏离入口的无管道涡轮风扇发动机的第一推进系统的横截面图。
[0006]图2是根据本公开的示例性方面的图1中标出的部分2
‑
2的放大隔离视图并且示出了第三流入口的高度和中部风扇转子叶片的叶片翼展。
[0007]图3是根据本公开的示例性方面的被配置为具有偏离入口的涡轮螺旋桨发动机的第二推进系统的横截面图。
[0008]图4是根据本公开的示例性方面的面向推进系统后方的前视图，并且示出了第一入口配置。
[0009]图5是根据本公开的示例性方面的面向推进系统后方的前视图，并且示出了第二入口配置。
[0010]图6是根据本公开的示例性方面的示出了推进系统的偏离入口的入口表面的曲率的曲线图。
[0011]图7是根据本公开的示例性方面的在推进系统的第三流的入口处面向后方的前视图。
[0012]图8是根据本公开的示例性方面的具有第一逆流配置的涡轮机的横截面图。
[0013]图9是根据本公开的示例性方面的具有第二逆流配置的涡轮机的横截面图。
[0014]图10是根据本公开的示例性方面的具有第三逆流配置的涡轮机的横截面图。
[0015]图11是根据本公开的示例性方面的具有涡轮机的推进系统的横截面图，该涡轮机包括第四逆流配置。
[0016]在本说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本公开的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
[0017]现在将详细参考本公开的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。附图和描述中的类似或相似的标号已用于指代本公开的类似或相似的部分。
[0018]此处使用“示例性”一词来表示“用作示例、实例或说明”。在此描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或有利于其他实施方式。此外，除非另有明确说明，否则本文描述的所有实施例都应视为示例性的。
[0019]如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以将一个部件与另一个部件区分开来，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
[0020]术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或运载工具内的相对位置，并且是指燃气涡轮发动机或运载工具的正常操作姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
[0021]术语“上游”和“下游”指的是相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流出的方向，“下游”是指流体流向其的方向。
[0022]除非本文另有规定，否则术语“联接”、“固定”、“附接到”等既指直接联接、固定或附接，也指通过一个或多个中间部件或特征间接联接、固定或附接。
[0023]除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用。
[0024]术语“远端”是指位于最远离起始点或附着点，而术语“近端”是指位于最接近起始点或附着点。
[0025]在本文整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言被应用于修饰可以允许变化而不导致与其相关的基本功能发生变化的任何定量表示。因此，由一个或多个术语(例如“约”、“近似”和“基本上”)修饰的值，不限于指定的精确值。在至少某些情况下，近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度，或者用于构建或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在1、2、4、10、15或20％的裕度内。这些近似裕度可应用于单个值、限定数值范围的任一端点或两个端点，和/或端点之间范围的裕度。
[0026]在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另有说明，否则此类范围被标识并包括其中包含的所有子范围。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以相互独立地组合。
[0027]如本文所用，“第三流”是指能够增加流体能量以产生少量总推进系统推力的非主空气流。第三流的压力比可以高于主推进流(例如，风扇或螺旋桨驱动的推进流)的压力比。推力可以通过专用喷嘴或通过将通过第三流的气流与主推进流或核心空气流混合例如进入公共喷嘴来产生。
[0028]在某些示例性实施例中，通过第三流的气流的操作温度可以低于发动机的最大压缩机排放温度，更具体地，可以低于350华氏度(例如低于300华氏度，例如低于250华氏度，例如低于200华氏度，并且至少与环境温度一样高)。在某些示例性实施例中，这些操作温度可以促进从或到通过第三流和单独的流体流的气流的热传递。此外，在某些示例性实施例中，在起飞条件下，或更具体地，在海平面以额定起飞功率、静态飞行速度、86华氏度环境温度操作条件下操作时，通过第三流的气流可以贡献小于总发动机推力的50％(并且至少，例如，总发动机推力的2％)。
[0029]此外，在某些示例性实施例中，通过第三流的气流的方面(例如，气流、混合或排气特性)，以及由此对总推力的上述示例性百分比贡献，可以在发动机操作期间被动地调整或通过使用发动机控制特征(例如燃料流量、电机功率、可变定子、可变入口导向轮叶、阀、可变排气几何形状或流体特征)有目的地修改，以在广泛的潜在操作条件下调整或优化整体系统性能。
[0030]本公开通常涉及具有无管道风扇的燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及发动机入口与发动机的无管道风扇的风扇轴线之间的相对定位。提议的发动机配置包括第三流架构，以减小无管道风扇的直径。此外，发动机入口偏离风扇轴线。偏离的发动机入口配置能够改进下罩封装布置以及减小风扇的直径。此外，第三流与偏离入口的这种组合可以提供改进的变形容限和入口碎片提取。
[0031]所公开的第三流发动机配置通过修改无管道风扇的风扇压力比来工作，使得风扇压力比支持使用较小直径风扇的起飞和爬升，同时在巡航时保持低风扇压力比以提高推进效率。
[0032]现在参考附图，其中相同的数字在所有附图中表示相同的元件，图1是推进系统10的横截面图并且示出了无管道风扇12(具有机头13、风扇叶片14、风扇轴线16和风扇流18)、导向轮叶20、导向轮叶20的排22、壳体24、入口26、入口通道28、入口表面30、入口流32、第三流流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种推进系统，其特征在于，包括：无管道旋转风扇，所述无管道旋转风扇限定风扇轴线；和涡轮机，所述涡轮机设置在所述无管道旋转风扇的下游，其中所述涡轮机限定流过其中的工作气体流动路径；其中所述推进系统限定第三流流动路径和入口通道，所述入口通道具有偏离所述风扇轴线的入口，其中所述入口通道被配置为向所述工作气体流动路径提供入口气流，并且其中所述第三流流动路径至少绕过所述涡轮机的一部分。2.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，其中所述推进系统进一步包括：齿轮箱，所述齿轮箱可操作地联接到所述无管道旋转风扇；和旋转轴，所述旋转轴从所述涡轮机延伸并连接到所述齿轮箱，其中所述齿轮箱经由所述旋转轴可操作地联接到所述涡轮机，其中所述旋转轴限定轴线。3.根据权利要求2所述的推进系统，其特征在于，其中所述旋转轴偏离所述风扇轴线，使得所述旋转轴设置在距所述风扇轴线第一距离处。4.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，其中所述涡轮机包括具有带有中部风扇叶片的中部风扇的压缩机区段，其中所述推进系统包括部分地限定所述入口通道的入口表面，其中所述入口表面限定包括拐点的曲率，所述拐点设置在沿所述曲率的点处。5.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，其中所述推进系统包括部分地限定所述入口通道的入口表面，其中所述入口表面限定曲率，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰登，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：