[发明专利]具有多径的螺旋桨的涡轮机

说明书

本发明涉及一种涡轮机(1)，该涡轮机(1)包括至少两个无涵道螺旋桨(10，11)，两个无涵道螺旋桨(10，11)中的一个是上游螺旋桨(10)，且两个无涵道螺旋桨(10，11)中的另一个是下游螺旋桨(11)，上游螺旋桨(10)包括多个叶片(2)，多个叶片(2)中的至少一个第一叶片具有不同于第二叶片的长度的长度。

技术领域

本发明涉及具有反向旋转的开放式旋翼的类型的涡轮机。

背景技术

与传统的(“涡扇”类型的)涡轮发动机相比(在传统的涡轮发动机中风扇被涵道化)，“无涵道”风扇类型的发动机(或者“螺桨风扇”或“开放式旋翼”类型的涡轮螺旋桨发动机)是如下类型的涡轮机，在该涡轮机中风扇附接到发动机外壳的外侧。

具体已知的是在图1中示出的、配备有两个沿着相反的方向旋转的螺旋桨的“反向旋转的开放式旋翼”(CROR)。由于其特别高的推进效率，反向旋转的开放式旋翼是令人很感兴趣的。

因此，这种类型的发动机的目标是在具有类似于涡轮螺旋桨发动机的耗油量的同时保持涡轮喷气发动机的速度和性能。的确，未被涵道化的风扇的事实使得增加可用于推进的直径和气流成为可能。

然而，在验证时，涵道的缺失造成了问题，特别是声学问题。实际上，由开放式旋翼螺旋桨产生的噪音在自由场中传播。此外，噪音源在这种类型的架构中非常多。关于声学认证点，已知的是噪音的主要来源来自于离开上游螺旋桨的叶片并且撞击下游螺旋桨的叶片的漩涡结构。目前的标准强制实行在近地面区域(即在起飞和进场期间)的最大噪音阈值。随着时间推移，这些标准日益约束，并且重要的是预料到该约束日益严格，以便发动机在它们进入服役的那一天实现这些标准。

存在两个不同的用于减少该干扰噪音的方法：

-“修剪”：下游螺旋桨的直径小于上游螺旋桨的直径，以使由上游螺旋桨发出的翼尖涡流越过下游螺旋桨，从而避免产生噪音的影响。然而，这个选项需要通过延长翼弦而重新设计下游螺旋桨的叶片以便保证足够的推力。此外，当飞机以攻角飞行时，修剪并不能避免漩涡结构的影响；

-修改上游螺旋桨的叶片的几何形状以便降低由上游螺旋桨发出的漩涡结构的强度并减少伴随而来的漩涡结构的分布。这使得下游螺旋桨上的不稳定的负载波动具有更小的振幅。例如引用专利申请FR2980818和FR2999151。然而，这个选项变得复杂并且需要降低上游螺旋桨上的负载和上游螺旋桨上的推力。

因此期望寻找一种简单且有效的无涵道螺旋桨架构，该无涵道螺旋桨架构免于上述限制并且允许在不存在推力损失的情况下发动机的气动-声学性能的实质且恒定的改善(即使处于大的攻角)。

发明内容

根据第一方面，本发明提出一种包括至少两个无涵道螺旋桨的涡轮机，至少两个无涵道螺旋桨包括一个上游螺旋桨和一个下游螺旋桨，上游螺旋桨包括多个叶片，多个叶片中的至少一个第一叶片具有不同于至少一个第二叶片的长度。

根据其他有利的和未限制的特征：

·上游螺旋桨的两个连续的叶片具有不同的长度；

·上游螺旋桨的叶片分成n∈[2；+∞]组长度相等的叶片，n∈[2；+∞]组长度相等的叶片包括至少一组第一叶片和至少一组第二叶片；

·所有组的叶片具有不同的叶片长度；

·所有组的叶片具有相同数量的叶片；

·叶片围绕上游螺旋桨设置以便n个连续的叶片的每个子集合包括来自于每个组的一个叶片；

·上游螺旋桨包括2kn，k∈N^*个叶片，上游螺旋桨上的两个径向相对的叶片属于相同的组；

·上游螺旋桨包括(2k+1)n，k∈N个叶片，且至少一个平衡物与第一叶片径向相对地设置；