[发明专利]用于微喷气旋转涡轮发动机的尾锥

说明书

本发明的领域是涡轮机组的领域，并且更特别地是用于降低这些涡轮机组所发出噪音的装置的领域。

商务客机通常装配有旁路涡流发动机，其包括驱动导管风扇的燃气涡轮发动机，后者通常定位在发动机的上游。发动机所吸入的气团分成主流和次级流，主流流过燃气涡轮机或主转轴，次级流来自于风扇，这两种流是同心的。主流离开风扇，经过主转轴，在这里它再次被压缩，在燃烧室中加热，引导到连续的涡轮机级，然后作为主气流喷射。通过导管风扇级压缩次级或旁路流，然后不用加热，直接地喷射。两种流可以作为两种同心流分开喷射，或者可替代地可以在喷射前，混合在同一个管道中。

涡轮发动机通常安装在舱室中，配置它以使气动阻力尽可能地低；它包括上游的第一部件，其封装风扇，以及下游第二部件，其形成整流罩以引导次级或旁路流。在其下游部件中的主流在称为主外壳的发动机外壳和圆锥壳体之间被引导，该圆锥壳体在后部封闭发动机和通常称为尾锥。具有主外壳的舱室整流罩构成次级或旁路流的喷射喷气管，而具有尾锥的主外壳构成主流的喷射喷气管。

降低由于涡轮发动机的喷气所引起的噪音是航空器制造者和发动机设计者一直关注的，并且为此提出各种方案。

目前所采取的措施之一是使用百叶板，其安装在发动机的主喷嘴。这种技术目前基本上用在流是分开的发动机上。然而，尽管从声学观点来看，它是相当有效的，但是对巡航飞行的性能具有负面影响。

工业上已经设想的另一种方案是在环绕主流和/或次级旁路流的外壳上使用微喷气机，这些微喷气机以圆形方位角分布在外壳上，并且在各种入射角度和侧向滑动角度将空气喷射成相应的喷气。然而，对各种装置进行的研究表明使用该性质的控制系统可以获得的声学改进是有限的，可以归因于该外部喷气控制方法缺少影响产生噪音的区域，在这种情况下喷嘴下游的能力的事实。问题是使用位于喷气机外侧上的装置，特别地在主喷嘴外唇区域中的装置，所引入的扰动快速地被层的涡流所同化，其中两种流在该层中混合。这些扰动对涡流发展的影响由此更多来源于混合层的初始条件的变化，而不是来源于对流的下游区域的直接作用，而噪音的主要来源位于这里。

本发明的目的是通过提出用于降低涡轮发动机的喷气噪音的新装置来克服这些缺陷，其完成的比目前的装置更好，并且在推力方面或在特定的燃料消耗方面不损害这些涡轮喷气发动机的巡航性能。

为此，本发明的一个主题是用于包括主转轴的涡轮发动机的后壳体，其产生用于由主喷嘴所喷射的主流，所述后壳配置为定位在所述主转轴的下游和在涡轮发动机的内侧上界定主喷嘴下游的所述主流所跟着的通道，其特征在于它包括与加压气体进给系统的连接和至少一个穿孔，该加压气体通过该穿孔喷射到所述主流中。

壳体的尾锥上穿孔的存在使得它可以通过改变与主流中获得的静压力比较的加压气体所喷射的条件，以沿着尾锥产生不稳定流现象，其传遍该尾锥的整个长度和超过它，由此降低主流所产生的喷气噪音。

有利地，以这样一种方式配置穿孔，这样穿过它的喷气与主流的方向呈20和90°之间的角度。这种定向的目的是引起喷气尽可能远地穿透到主流中，并且更好地产生不稳定流现象。

在一个特定的实施方式中，配置穿孔，这样喷气以与所述壳体的表面呈直角喷射。

优选地，壳体包括2和8之间数量的穿孔，所述穿孔绕着其周缘均匀地分布。两个的最小数量使它可以在所采用的构造中保持对称性和降低振动产生因素，而等同穿孔直径和喷射速度的过多数量的穿孔具有流出太多空气的缺陷。

在一个特定的实施方式中，壳体包括用于将它绕着所述主转轴的移动部件的转动轴线转动地安装的至少一个装置。

转动地安装壳体由于给定平面中喷气通过所引起扰动的改变和持续到该平面中下一个穿孔行进通过为止的平静周期，可以产生不稳定流现象。

本发明也涉及组件，包括上述壳体和加压气体进给系统，其中设计进给系统的尺寸以给每个穿孔供应小于或等于主流流速0.25%的流速。

在一个特定的实施方式中，设计穿孔的截面和进给系统尺寸，这样当喷气通过所述穿孔时，它具有至多声速的速度。

在一个实施方式中，壳体包括用于将它绕着所述主转轴的移动部件的转动轴线转动地安装的至少一个装置，并且加压气体进给系统输送恒定的压力。

在另一个实施方式中，壳体包括连接装置，用于将其不动地固定于所述主转轴，以及根据时间调节进给系统所输送的压力。

本发明最后涉及涡轮发动机，其装配有上述的组件。