[发明专利]用于飞行器的涡轮喷气发动机

说明书

本发明涉及一种用于飞行器的涡轮喷气发动机。更确切地说，本发明涉及一种安装在涡轮喷气发动机中的也被称作表面交换器的热交换器。根据本发明的热交换器用于冷却涡轮喷气发动机的推进系统的热流体(比如机油等)，以能够将至少部分冷却了的所述热流体回注入上述推进系统。本发明还涉及包括至少一个这种涡轮喷气发动机的飞行器。

一般而言，只要需要冷却在涡轮喷气发动机中或者在其周围循环的流体，就可应用根据本发明的热交换器。

在民用航空领域，已知使用了附属热交换器来冷却在涡轮喷气发动机的引擎中循环的机油。将热机油引入热交换器中，以便在将其回注入推进系统之前先在热交换器中将其冷却。

在现有技术中，对热交换器通常存在两种可能的放置位置，即在引擎机身中或者在发动机舱中。

然而，在热交换器被安装在发动机舱内，排气口朝外的情况下，由于对空气的提取不会或很少有助于引擎的推力，这种提取就导致了推进效率的直接损失。在热交换器被安装在引擎机身中的情况下，热交换器的矩阵会由于其内部构造而导致较大的气流压力损失，并会多少有些明显地干扰引擎的下游空气动力气流。

另一已知的方案是使用板式交换器，该板式交换器局部地贴合在与其连结的发动机舱的内壁上。热交换器的上表面与发动机舱的内壁连结，而其下表面则处在穿过发动机舱内部空间的冷空气流中。在热交换器中运送的热量就通过热传导转移至构成所述热交换器的下表面的板的内表面。在发动机舱中流动的冷空气流拂过热的板。于是积蓄在热的板中的热量就通过强制对流而消散到涡轮喷气发动机的空气动力气流中。

上述现有技术热交换器的第二种实施方式的一个缺点在于其会减小降低涡轮喷气发动机产生的噪声危害的现有系统的可用面积。事实上，为了降低这种噪声危害，已知可将发动机舱内壁至少部分地覆上声学防护层。更通常地，只要发动机舱和发动机罩的内壁和外壁中的两个是相对的，就将此声学防护层覆在发动机舱和发动机罩的内壁和外壁上。这种声学防护层的存在与将板式热交换器连结到发动机舱内壁是不兼容的。为了使用上述板式热交换器，就必须局部去除声学防护层，鉴于与噪声危害相关的尺寸确定标准，这显得较为困难。

在本发明中，寻求提供一种适于冷却来自引擎的推进系统的流体(比如机油或其它载热流体等)的热交换器，该热交换器可容易地安装在涡轮喷气发动机中，并适应现有规范和制约(尤其是与声音相关的)。还寻求提供一种热交换器，其具有与现有技术热交换器的效率相比提高了的效率，即具有更强的冷却能力。

为此，在本发明中，提出在涡轮喷气发动机的下分岔处布置一个或多个热交换器。下分岔通常在涡轮喷气发动机的下部、在引擎外壁和发动机舱内壁之间延伸。所谓涡轮喷气发动机的下部，是指当飞行器的涡轮喷气发动机被安装在机翼下表面上时朝向地面的那部分。下分岔被布置在风扇和风扇整流栅的叶片的下游。由于与发动机舱的内壁或者发动机罩的外壁并不直接相对，下分岔通常并不会被加以声学处理。因此，根据本发明，在下分岔处集成一个或多个表面热交换器，以将废热消散到引擎的内部气流中，同时限制所产生的空气动力阻力，且不影响对发动机舱的声学处理。下分岔通常会一直延伸到发动机舱的颈口，并因此相对地体积较大，以便可在其内部空间中设置必须从引擎一直通到发动机舱内包含的设备或者从发动机舱内包含的设备一直通到引擎的部件，比如管路、电缆、附件箱的传动轴等。在一些涡轮喷气发动机中，在引擎本身中集合了部分设备，这样的涡轮喷气发动机就去除了部分管路和线路。因此，下分岔的内部空间和它的总体积可被缩小。在下分岔被缩小的情况下，优选地，根据本发明的一个或多个热交换器可被布置在所述下分岔的延长部分中。或者，这些热交换器可在分岔的两侧、与所述分岔平行地延伸。在一些情况下，可以将热交换器的外壁与分岔的外壁连结以减小整体体积。但是，在这种情况下，所考虑的每个热交换器只有一个热交换表面。

因此本发明的目的是一种用于飞行器的涡轮喷气发动机，所述涡轮喷气发动机包括安装在发动机舱中的引擎和至少一个热交换器，所述热交换器用于冷却在涡轮喷气发动机的推进系统中提取的热流体，之后将部分冷却的所述热流体回注入所述推进系统，所述涡轮喷气发动机的特征在于至少一个热交换器是在涡轮喷气发动机的下部、在涡轮喷气发动机的下分岔处延伸的径向热交换器。

所谓径向，是指与涡轮喷气发动机的纵轴垂直。换言之，根据本发明的热交换器从引擎一直延伸到发动机舱内壁，且部分地横贯了所述发动机舱的内部空间。

根据本发明的涡轮喷气发动机的实施例，可设定至少一个径向热交换器沿着下分岔的侧壁延伸。