[发明专利]燃气涡轮发动机及组装其的方法

说明书

提供了一种用于涡扇燃气涡轮发动机系统(100)的方法和系统。燃气涡轮发动机系统(100)包括联接至第一可旋转轴(118)的可变节距风扇(VPF)组件(102)和连接至第二可旋转轴(120)的低压压缩机LPC(104)。LPC(104)包括与LPC(104)的转子的多排叶片(132)相互交叉的多个可变节距定子轮叶(130)。燃气涡轮发动机系统(100)还包括联接至所述第一可旋转轴(118)和所述第二可旋转轴(120)的减速装置(128)。燃气涡轮发动机系统(100)进一步包括定位在所述LPC(104)的出口(136)和旁路导管(138)之间的调节释压阀(134)，和配置为响应于所述涡扇燃气涡轮发动机系统(100)的操作状态和与所述LPC(104)关联的温度而安排所述多个可变节距定子轮叶(130)和所述调节释压阀(134)的位置的控制器(202)。

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.§119(e)，本非临时申请要求享有2014年11月21日提交的，名称为“GAS TURBINE ENGINE AND METHOD OF ASSEMBING THE SAME(燃气涡轮发动机及组装其的方法)”的美国临时专利申请第62/082892号的优先权的益处，其全部内容通过参考并入本文中。

技术领域

本公开的领域大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及具有可调整的流动路径几何形状的燃气涡轮发动机。

背景技术

众所周知的燃气涡轮发动机具有导管风扇和核心，它们以彼此流动连通来布置。风扇提供空气至核心(“核心流”)以及至包围核心的旁路导管(“旁路流”)。核心压缩核心流并且随后将它与燃料混合，以用于点燃混合物来生成燃烧气体流穿过涡轮机。燃烧气体驱动涡轮机，这继而驱动风扇以生成核心流和旁路流。

随着旁路流成为用于发动机的推力的来源，一些已知的风扇具有叶片，该叶片的节距能够改变以有助于控制推力。在那方面，这些风扇可以配置使得叶片在一个节距角生成向后指向的旁路流，导致向前的推力；并且在另一个节距角形成向前指向的旁路流，导致反向的推力。然而，在这些已知的发动机中，旁路流的状况常常在两个方向都无法达到最理想的。因此，对于具有可变节距风扇的燃气涡轮发动机，改进旁路流的状况是有用的。

在建立商用飞机性能中的一个关键的度量标准是发动机的推进效率。推进效率是发动机提供给飞机的作为发动机给予经过它的空气的动能的总量的一部分的测量。为了获得高的推进效率，期望的是发动机在其作用的空气的喷射速度给予仅仅微小的变化。因为这在每个单元气流上仅仅产生少量的推力，所以发动机必须作用在成比例低较大量的空气中以便制得足够的推力。由于发动机(风扇)作用的空气的量的增加，发动机的重量和阻力也增加。在某一时刻，更大直径的风扇所带来的额外的重量和阻力开始超过了改进推进效率的益处。

因此，期望的是实现修改发动机气体流动路径的几何形状以在较宽的操作范围内改进发动机的推进效率，同时降低发动机构件的重量。

发明内容

在一个实施例中，一种涡扇燃气涡轮发动机系统包括，联接至第一可旋转轴的可变节距风扇(VPF)，联接至第二可旋转轴的低压压缩机LPC，该LPC包括与LPC的转子的多排叶片互相交叉的多个可变节距定子轮叶，以及以与VPF和LPC在串联流动布置而配置的核心发动机。该涡轮燃气发动机系统还包括联接至第一可旋转轴和第二可旋转轴的减速装置。减速装置配置为以低于第二可旋转轴的转速的转速驱动第一可旋转轴。涡扇燃气涡轮发动机系统还包括定位在LPC的出口和旁路导管之间的调节释压阀。涡轮燃气发动机系统进一步包括控制器，其配置成响应于涡轮燃气发动机系统的操作状态和与LPC相关的温度来安排多个可变节距定子轮叶和调节释压阀的位置。