[发明专利]具有航空器风扇，具有移动喷嘴的涡轮机组

说明书

本发明涉及具有一个或多个航空器螺旋桨的涡轮机组。

更具体地，尽管不是专门地，本发明所涉及的涡轮机组可为任何类型，只要它们包括至少一个螺旋桨，例如具有两个反向旋转的螺旋桨的无涵风扇，也被称为“开式转子”，或具有一个或多个螺旋桨的涡轮机螺旋桨，或类似物。

一般地，具有航空器螺旋桨的涡轮机组通过螺旋桨所产生的牵引和由气体发生器或涡轮机的喷嘴所传递的推力的联合，利用燃烧气体的膨胀来产生它们的整体推力。大多数（至少80%）的整体推力是由螺旋桨提供的，由燃烧气体膨胀的其余（小于20%）流经喷嘴。

在这些涡轮机组中，在螺旋桨和燃烧气体之间的整体推力的分配特别地由气体发生器的喷嘴剖面所控制，并且当然被预先决定以寻找航空器所遭遇的各种功能阶段（起飞、爬升或下降、巡航、滑行）之间的最合适的折中以及获得可接受效率和涡轮机组的燃料燃烧，并减少涡轮机组，特别是由其螺旋桨所产生的噪音影响。

然而，鉴于这是一个折中，明显的是以上的点对于航空器的每个功能阶段不是最优化的。事实上，例如，在起飞和初始爬升阶段中期望的是，通过减少它们的推力作用以及因此增加来自喷嘴中燃烧气体膨胀的推力作用，能够减少对螺旋桨的噪声影响。相反，在巡航阶段中，增加螺旋桨的推力作用（不增加它们的转速）是有用的，以充分利用它们的高推进效率，并减少来自气体膨胀的推力作用，其推力效率较低。

本发明的目的是提供一种这些缺点的解决方案，并涉及具有一个或多个螺旋桨的涡轮机组，其设计允许螺旋桨和喷嘴的操作以适于航空器的不同飞行阶段。

为此，涡轮机组，具有一个或多个航空器螺旋桨，该类型包括被设计用于驱动螺旋桨旋转的至少一个涡轮机，以及同轴地延伸超出所述涡轮机的喷嘴，，且与终止该涡轮机的尾喷管一起产生用于燃烧气体流过涡轮机的环形剖面通道，由于以下的事实是值得注意的，喷嘴被安装以能够在通道的环形剖面分别为最小或最大的两个端部位置之间移动，以及控制设备被连接到喷嘴以改变其位置并根据航空器的功能阶段改变燃烧气体通道的剖面。

因此，由于本发明，通过改变现在可移动的喷嘴的出口剖面，可根据航空器的阶段改变在螺旋桨和喷嘴之间的推力分配，这对于具有螺旋桨的现有涡轮机组是不可能的，其喷嘴剖面是固定的。

例如，对于起飞阶段，可能优先增加喷嘴所产生的推力作用，以减小螺旋桨和涡轮机上的负载，从而提高效率和减少对地面的噪声影响，该噪音是由于螺旋桨叶片处于更少的空气动力压力下而引起。为此，喷嘴处于气体通道的环形剖面为最小的端部位置。事实上，当喷嘴剖面很小时，（气体压力）在动力涡轮机内驱动螺旋桨的可能膨胀被减少了，这样由螺旋桨所提供的推力随着产生更少噪音污染的结果而降低，尽管通过喷嘴的膨胀增加了。

相比之下，对于爬升和巡航阶段，优先使用气体通道的环形剖面处于最大的喷嘴端部位置，增加来自螺旋桨的推力作用（更重要的是，它们的推进效率在巡航阶段是优秀的）和通过喷嘴的最小推力（其效率基本很低），从而优化涡轮机组的热推进效率。

当然，两个端部位置之间的任何中间位置都是可能的。

控制设备优选地为将围绕涡轮机的外围机舱的一部分连接到喷嘴的致动器或类似物。在这种情况下，控制致动器被有利地布置为以规则角度间隔在喷嘴周围分配并平行于涡轮机组的纵轴线，以在其相对于机舱和相对于朝所述轴线会聚的涡轮机尾喷管的端部位置之间平移喷嘴。

因此可以理解的是，剖面被改变是喷嘴平移的结果，由于在轴向方向上固定的锥形的会聚，根据喷嘴的滑动运动增加或减少通道的环形剖面。

在一个实施例中，当喷嘴在其端部位置之间平移时，喷嘴的圆柱壁仍保持与机舱的圆柱壁接触。因此，即使在缩回的端部位置，喷嘴延伸超过机舱，燃烧气体通道的环形剖面处于最大值。

在另一实施例，当喷嘴从最小通道剖面的其端部位置平移到最大通道剖面其端部位置时，在机舱和喷嘴之间形成环形开口。喷嘴然后远离机舱，这样所形成的横向开口通过添加到最大环形剖面有助于增加最大环形剖面。

此外，在一个实施例中，喷嘴的控制设备由形状记忆材料制造，该形状记忆材料根据温度具有两个稳定状态，基本对应于通道剖面处于最小或最大值的喷嘴的端部位置。因此，如后面将看到的，通道的剖面由于温度上升或下降被自然地改变。

参照附图，可很容易地理解本发明如何产生。在这些图中，相同的附图标记指定相似的元件。

图1示意性地并在透视图中示出了具有“开式转子”类型的螺旋桨的涡轮机组的后部。

图2以透视图和放大图示出了具有可控排气喷嘴的图1的涡轮机组的局部剖视图。