[发明专利]具有后发动机的飞行器

说明书

本发明提供一种飞行器，该飞行器包括机身，机身沿纵向方向在前端和后端之间延伸。边界层摄取风扇在后端处被安装至机身，并且被构造为用于从机身表面摄取边界层气流。机身限定靠近边界层摄取风扇的轮廓，该轮廓被优化用于摄取最大量的边界层空气并提高飞行器的推进效率。更具体地，机身限定边界层摄取风扇上游的横截面轮廓，该横截面轮廓相对于边界层摄取风扇的中心线限定的下半部分具有更大的上半部分中的横截面面积。

技术领域

本发明总体上涉及一种具有后发动机的飞行器，或者更具体地涉及一种设计成增加后发动机的效率的飞行器的机身。

背景技术

传统的商用飞行器通常包括机身，一对机翼和提供推力的推进系统。推进系统通常包括至少两个飞行器发动机，例如涡扇喷气发动机。每个涡扇喷气发动机安装到飞行器的相应一个机翼上，例如安装在机翼下方的悬挂位置，与机翼和机身分开。这样的配置允许涡扇喷气发动机与不受机翼和/或机身影响的分离的自由流气流相互作用。这种配置可以减少进入每个相应的涡扇喷气发动机的入口的空气内的湍流量，这对飞行器的净推进力具有积极影响。

然而，包括涡扇喷气发动机的飞行器上的阻力也影响飞行器的净推进力。飞行器上的总阻力，包括表面摩擦力和形状阻力，通常与接近飞行器的自由气流速度和由于飞行器上的阻力而产生的飞行器下游尾流的平均速度之间的差值成比例。

将风扇定位在飞行器机身的后端可有助于在机身的后端上重新激励边界层气流并提高推进效率。然而，考虑到机身后端的现有结构，例如一个或多个稳定器，由这种风扇摄取的气流可能不具有沿风扇的圆周方向和径向方向的均匀速度或总压力分布。更具体地，机身后端处的结构可以产生边界层或尾流，导致涡流变形和由风扇摄取的气流的速度或总压力分布产生扭曲。

因此，能够激励缓慢移动的空气形成跨越飞行器机身的边界层的飞行器将是有用的。具体地，设计成增加进入后发动机的相对低动量边界层气流的摄取，并且减少摄取气流的速度分布的不均匀性和变形的飞行器的机身将是特别有益的。

发明内容

本发明的内容和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以是从描述中显而易见的，或者可以通过本发明的实践来学习。

在本公开的一个示例性实施例中，提供一种飞行器，该飞行器限定纵向方向、竖直方向和横向方向。飞行器包括机身，机身沿纵向方向在前端和后端之间延伸。飞行器还包括边界层摄取风扇，边界层摄取风扇在机身的后端处被安装至机身，边界层摄取风扇限定中心线，并且包括可绕中心线旋转的多个风扇叶片和围绕多个风扇叶片的机舱。该机身限定在边界层摄取风扇的上游的横截面，该横截面限定水平参考线，水平参考线延伸通过边界层摄取风扇的中心线，以限定具有上半部分横截面面积的上半部分和具有下半部分横截面面积的下半部分。横截面的上半部分横截面面积大于横截面的下半部分横截面面积。

在本公开的另一示例性实施例中，提供了一种飞行器，该飞行器限定纵向方向、竖直方向和横向方向。飞行器包括机身，机身沿纵向方向在前端和后端之间延伸，机身限定顶表面和底表面。飞行器还包括边界层摄取风扇，边界层摄取风扇在机身的后端安装至机身，边界层摄取风扇限定中心线，并且包括可绕中心线旋转的多个风扇叶片和围绕多个风扇叶片的机舱。机身限定在边界层摄取风扇的上游的横截面，横截面限定圆周和水平参考线，其中，水平参考线沿横向方向延伸越过横截面的最宽部分，机身进一步在横截面处限定参考圆并且具有作为参考圆的直径的水平参考线。机身的横截面的上半部分的圆周的至少一部分位于参考圆的外部，并且其中，机身的横截面的下半部分的圆周的至少一部分位于参考圆的内部。