專利名稱：提供上游旁通流體出口的平移式可變面積風(fēng)扇噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及燃氣渦輪飛行器發(fā)動機，并且尤其涉及用于渦輪風(fēng)扇飛行器發(fā) 動機的平移式可變面積噴嘴組件，其用于選擇性地控制從所述發(fā)動機排出的風(fēng)扇旁通流體 從而調(diào)節(jié)不同飛行條件下的發(fā)動機性能。
背景技術(shù)：
典型的飛行器渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動機包括風(fēng)扇，所述風(fēng)扇將氣流吸入和引導(dǎo)到吊艙 (nacelle)中和發(fā)動機核心中以及圍繞發(fā)動機核心。所述吊艙圍繞所述發(fā)動機核心并且?guī)?助促使圍繞所述核心的氣流的層流。被引導(dǎo)到所述發(fā)動機核心中的氣流最初通過增加氣流 壓力的壓縮機，并且然后通過燃燒室，在燃燒室空氣與燃料混合并且被點燃。所述燃料和空 氣混合物的燃燒使得發(fā)動機核心的后部處的一系列渦輪葉片轉(zhuǎn)動，并且驅(qū)動所述發(fā)動機的 轉(zhuǎn)子和風(fēng)扇。來自所述燃料和空氣混合物的燃燒的高壓排出氣體然后被引導(dǎo)通過發(fā)動機后 部處的排出噴嘴。旁通流體是被引導(dǎo)為圍繞所述發(fā)動機核心的空氣。在渦輪風(fēng)扇發(fā)動機中，所述旁 通流體通常提供飛行器的主推力。所述旁通流體也能被用來幫助使著陸的飛行器減速。安 裝在吊艙結(jié)構(gòu)中的推力反向器選擇性地使所述旁通流體的方向反向以產(chǎn)生反向推力。在正 常發(fā)動機操作期間，在流出發(fā)動機組件之前，旁通流體可以與發(fā)動機核心排氣相混合或者 可以不與發(fā)動機核心排氣相混合。幾個渦輪風(fēng)扇發(fā)動機參數(shù)對于優(yōu)化設(shè)計特性和性能來說是重要的。發(fā)動機的旁通 比率(BPR)是通過發(fā)動機的風(fēng)扇道的空氣質(zhì)量與通過發(fā)動機核心的空氣質(zhì)量的比值。與較 低的Bra發(fā)動機相比，較高的Bra發(fā)動機會是更高效和安靜的?？偟膩碚f，對于特定的額定 推力(thrust rating)，較高的Bra導(dǎo)致較低的平均排出速度和較少的噴氣噪聲。渦輪風(fēng)扇 發(fā)動機的性能也受到發(fā)動機的風(fēng)扇壓力比(FPR)的影響。FI5R是發(fā)動機的風(fēng)扇噴嘴出口處 的空氣壓力與進入所述風(fēng)扇的空氣壓力的比值。FI^R越低，排出速度越低，并且發(fā)動機的推 進效率越高。然而，因為在某些操作條件下低FPR能使得發(fā)動機風(fēng)扇停轉(zhuǎn)，葉片抖動和壓縮 機喘振，發(fā)動機的FI^R減少會有實際的限制。這些問題的一個解決方案包括在操作期間改變高Bra發(fā)動機的風(fēng)扇噴嘴出口面 積以優(yōu)化各種飛行條件下的發(fā)動機性能。通過選擇性地改變所述風(fēng)扇噴嘴的出口面積，能 調(diào)節(jié)發(fā)動機的旁通流體特性以匹配特定的飛行條件。不幸的是，現(xiàn)有的可變面積噴嘴系統(tǒng) 通常是重的、昂貴的并且它們的結(jié)構(gòu)和操作是稍微復(fù)雜的，并且通常需要使用復(fù)雜驅(qū)動機 構(gòu)的多個部件的協(xié)同移動。
因此，存在對于這樣的用于渦輪風(fēng)扇飛行器發(fā)動機的可變面積噴嘴組件的需求， 即，其促進用于在某些飛行條件下的發(fā)動機輸出的成本有效的、簡單的和有效的操作控制。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施方式中，一種用于渦輪風(fēng)扇發(fā)動機的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件能包括具 有后緣的吊艙和具有前緣以及第一端的平移式噴嘴段。所述噴嘴段能被可移動地布置在所 述后緣的后面使得當所述噴嘴段處于展開位置時在所述后緣和所述前緣之間限定上游旁 通流體出口。導(dǎo)流板能被布置在所述后緣和所述前緣之間接近所述第一端。所述導(dǎo)流板能 基本上防止旁通流體在接近所述第一端的區(qū)域中從上游旁通流體出口流出。在另一實施方式中，一種用于具有中心線的渦輪風(fēng)扇飛行器發(fā)動機的吊艙組件能 包括具有外整流罩和尾緣的前吊艙部分，和包括至少一個噴嘴段的平移式可變面積風(fēng)扇噴 嘴。所述噴嘴段能包括前緣和第一端，并且能在收回位置和一個或多個展開位置之間選擇 性地可移動。當處于所述展開位置時，能在所述尾緣和所述前緣之間形成上游旁通流體出 口。所述吊艙組件能進一步包括分體海貍尾式整流罩，其具有在所述前吊艙部分的外整流 罩上的上游整流罩部分和在至少一個噴嘴段的第一端上的下游整流罩部分。當所述噴嘴段 處于所述收回位置時，所述上游整流罩部分和所述下游整流罩部分能相結(jié)合以形成在所述 前吊艙部分和所述噴嘴段之間延伸的基本上連續(xù)的外表面。所述吊艙組件能進一步包括被 定位成接近所述噴嘴段的第一端的導(dǎo)流板。所述導(dǎo)流板能被構(gòu)造成當所述噴嘴段處于所述 展開位置時基本上阻止通過所述上游旁通流體出口流出所述吊艙組件的氣流接觸相關(guān)的 分體海貍尾式整流罩。另一實施方式包括一種用于渦輪風(fēng)扇發(fā)動機組件的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件，具有 用于排出發(fā)動機旁通流體的主旁通流體出口。所述組件能包括具有尾緣的前吊艙部分和具 有前緣以及第一端的平移式噴嘴段。所述組件也能包括支撐裝置，所述支撐裝置用于可移 動地支撐所述平移式噴嘴段的第一端使得所述噴嘴段在收回位置和展開位置之間可移動。 當所述噴嘴段處于所述展開位置時能在所述前緣和所述尾緣之間形成上游旁通流體出口。 整流罩能至少部分地覆蓋所述支撐裝置。所述組件能進一步包括用于基本上防止空氣通過 接近所述整流罩的區(qū)域中的上游旁通流體出口的裝置。通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細描述，本發(fā)明的前述的和其它特征、方面和好處將 是顯而易見的，下面簡要地描述所述附圖。


依照慣例，下面所討論的附圖的各種特征不必按比例繪制。附圖中的各種特征和 元件的尺寸可以被放大或縮小以更清楚地示出本發(fā)明的實施方式。圖1是具有葉柵型推力反向器和平移式可變面積風(fēng)扇噴嘴組件的飛行器發(fā)動機 的透視圖。圖2是在圖1中所示的飛行器發(fā)動機的縱截面圖。圖3是在圖1-2中所示的飛行器發(fā)動機的后視圖。圖4是在圖1-3中所示的飛行器發(fā)動機的推力反向器和平移式可變風(fēng)扇面積噴嘴 組件部分的透視圖，其中推力反向器套筒處于收回位置，并且可變面積風(fēng)扇噴嘴環(huán)處于展
5開位置。圖5是在圖4中所示的推力反向器和平移式可變面積風(fēng)扇噴嘴組件的透視圖，其 中推力反向器套筒和可變面積風(fēng)扇噴嘴環(huán)都處于展開位置。圖6是在圖4-5中所示的推力反向器和平移式可變面積風(fēng)扇噴嘴組件的分解的透 視圖。圖7是用于可移動地支撐推力反向器套筒和可變面積風(fēng)扇噴嘴環(huán)的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的 橫截面圖。圖8是在圖1-6中所示的推力反向器和可變面積噴嘴組件的橫截面圖。圖9A是用于與不具有葉柵型推力反向器的飛行器發(fā)動機一起使用的可變面積風(fēng) 扇噴嘴組件的透視圖，其中平移式噴嘴環(huán)處于收回位置。圖9B是在圖9A中所示的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件的透視圖，其中所述平移式噴嘴 環(huán)處于展開位置。圖10是在圖9A-9B中所示的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件的一部分的透視圖，其中所述 平移式噴嘴環(huán)處于展開位置。圖11是在圖9A-9B中所示的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件的一部分的側(cè)視圖，其中所述 平移式噴嘴環(huán)處于展開位置。圖12是依照本發(fā)明的一個實施方式的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件的一部分的透視 圖，其中平移式環(huán)段處于收回位置。圖13是在圖12中所示的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件的所述部分的透視圖，其中所述 平移式環(huán)段處于展開位置。圖14是在圖13中所示的展開的平移式環(huán)段的放大的透視圖。圖15是圖12-14中所示的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件沿著圖12中的線15_15得到的 橫截面；圖16是圖12-15中所示的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件沿著圖14中的線16_16得到的 橫截面；圖17是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件的一部分的透視 圖，其中平移式環(huán)段處于展開位置。圖18在圖17中所示的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件的一部分的頂平面圖，在該圖的左 半側(cè)示出了處于展開位置的平移式環(huán)段，并且在該圖的右半側(cè)示出了處于收回位置的平移 式環(huán)段。圖19是根據(jù)本發(fā)明的額外的實施方式的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件的一部分的透視 圖，其中平移式環(huán)段處于展開位置。圖20是在圖19中所示的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件的一部分頂平面圖，在該圖的左 半側(cè)示出了處于展開位置的平移式環(huán)段，并且在該圖的右半側(cè)示出了處于收回位置的平移 式環(huán)段。
具體實施例方式圖1-8示出了用于渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的平移式可變面積風(fēng)扇噴嘴組件(VAFN)的 一個實施方式。
參考圖1和2，所述發(fā)動機10包括具有平移式噴嘴50的尾緣風(fēng)扇噴嘴組件12，所 述平移式噴嘴50例如在所述發(fā)動機10在不同飛行條件下操作時能被選擇性地調(diào)節(jié)。如同 上面所討論的那樣，這種調(diào)節(jié)能被用來優(yōu)化發(fā)動機的性能。如同在圖2中所示的那樣，所 述平移式噴嘴50能被選擇性地平移(也就是，被前后移動)以改變風(fēng)扇噴嘴的出口面積 "Aexit”從而優(yōu)化發(fā)動機性能，并且如同下面詳細地描述的那樣，從而調(diào)節(jié)通過由可變面積風(fēng) 扇噴嘴組件12形成的上游出口 60泄出(spill)的發(fā)動機旁通流體的量。通過在過量氣流 到達主風(fēng)扇噴嘴出口 52之前由上游出口 60放出或溢出過量風(fēng)扇流體，對于同樣量的輸送 質(zhì)量流體來說能獲得較低的風(fēng)扇壓力比率，因此增加喘振容許極限(margin)并且避免發(fā) 動機故障和關(guān)閉。為了示出的目的，在渦輪風(fēng)扇噴氣飛行器發(fā)動機10的實施例中示出了 可變面積風(fēng)扇噴嘴組件12。所述發(fā)動機10能被安裝到飛行器的翼或機身，例如，通過吊架 (pylon)或其它類似支撐件(在附圖中未示出)。如同在圖2中所示的那樣，所述發(fā)動機10包括發(fā)動機核心16和圍繞所述核心16 的固定吊艙18。所述發(fā)動機核心16被收納在核心整流罩19內(nèi)。所述發(fā)動機的風(fēng)扇20被 定位在所述吊艙18的上游部分內(nèi)，并且包括多個被安裝在所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)子(未示出)上 的風(fēng)扇葉片22。所述風(fēng)扇葉片22圍繞所述發(fā)動機的中心線Q轉(zhuǎn)動并且將氣流吸入到所述 發(fā)動機10的入口端26中。環(huán)形旁通道24被限定在所述發(fā)動機核心16和所述吊艙18之 間。通過轉(zhuǎn)動風(fēng)扇葉片22加速被吸入到所述發(fā)動機10中的氣流，并且進來氣流的一部分 被引導(dǎo)到所述發(fā)動機核心16中并通過所述發(fā)動機核心16。旁通流體進入所述吊艙18的上游端并且圍繞所述發(fā)動機核心16流動和通過所述 發(fā)動機核心16。所述旁通流體通過轉(zhuǎn)動風(fēng)扇葉片22被加速并且通過所述旁通道24和穿過 定子40，并且通過可變面積風(fēng)扇噴嘴組件12流出所述發(fā)動機10。來自燃料和空氣混合物 的燃燒的高壓加熱排出氣體通過位于所述發(fā)動機10的后端處的主排出噴嘴13流出所述發(fā) 動機核心16。在圖1-8所示的發(fā)動機組件10中，所述平移式噴嘴50是被安裝在葉柵型推力反 向器80的尾端處的噴嘴類環(huán)形翼型結(jié)構(gòu)，所述葉柵類推力反向器80緊接在所述吊艙18之 后，圍繞發(fā)動機核心整流罩19。如同在圖2中所示的那樣，所述風(fēng)扇噴嘴50的尾緣和所述 核心整流罩19之間的下游噴嘴出口 52限定風(fēng)扇噴嘴出口區(qū)域“Aexit”。由于所述核心整流 罩19的直徑的縱向變化，所述平移式噴嘴50的選擇性的前后移動改變所述風(fēng)扇噴嘴出口 區(qū)域Aradt的大小。如同在圖1中所示的那樣，所述風(fēng)扇噴嘴50能包括第一弧形噴嘴部分 54和第二弧形噴嘴部分56，各噴嘴部分54、56是可在雙向箭頭58的方向上軸向地平移的。 所述平移式噴嘴50的平移實現(xiàn)所述上游出口 60 (在圖2中所示的)的所期望的大小，并且 也改變下游噴嘴出口 52的出口幾何形狀和有效出口面積Aexit。因此，當所述平移式噴嘴50 伸出時，通過上游出口 60和擴大的下游噴嘴出口 52從所述發(fā)動機組件10排出的旁通流體 增加。如同在圖1-3中所示的那樣，例如，能通過多個線性噴嘴致動器70選擇性地前后平 移所述平移式噴嘴50。為了以本領(lǐng)域已知的方式選擇性地阻礙和改向來自所述旁通道24的旁通流體， 所述葉柵型推力反向器80能被定位在所述平移式噴嘴50的前部。在圖1中，所述推力反向 器80和所述平移式噴嘴50都處于它們的收回位置。如同在圖1中所示的那樣，所述推力反 向器80能包括第一弧形套筒部分82和相對的第二弧形套筒部分84 (在圖3中示出)。如同由圖1中的雙向箭頭86所指示的那樣，通過多個間隔開的套筒致動器90能在前后方向 上平移所述推力反向器套筒部分82、84。當處于收回位置時，所述推力反向器套筒部分82、 84覆蓋葉柵88的陣列。在圖1中由虛線指示所述葉柵88，因為當所述推力反向器80處于 它的收回位置時它們是不可見的。所述推力反向器套筒部分82、84在向后的方向上平移到 展開位置的軸向平移和所述旁通道24之內(nèi)的一系列折流門134的展開(如同在圖8中由 箭頭136指示的那樣)使得旁通氣流通過葉柵88離開所述旁通道24，葉柵88將流出的流 體轉(zhuǎn)變到大體上向前的方向上以形成反向推力。圖3是發(fā)動機10的后端的部分截面圖，并且示出了噴嘴和套筒致動器70、90各自 圍繞所述發(fā)動機10的周邊的一種布置。如同在圖1中所示的那樣，并且在圖3中更清楚地 示出，所述套筒半部82和所述噴嘴半部54相互合作以大體上限定組合的推力反向器和平 移式噴嘴結(jié)構(gòu)的接近180度的扇區(qū)。同樣地，套筒半部84和噴嘴半部56相互合作以大體 上限定所述推力反向器和所述平移式噴嘴結(jié)構(gòu)的接近180度的相對扇區(qū)。這些接近180度 的扇區(qū)一起相互合作以限定完整的推力反向器/平移式噴嘴結(jié)構(gòu)。如同在圖1-3中所示的那樣，所述推力反向器套筒部分82、84能分別通過一個或 多個周向地間隔開的被連接到所述吊艙18的套筒致動器90被選擇性地在前后方向上平 移。在所示的實施方式中，三個致動器90被用于各套筒半部82、84。如同上面所討論的那 樣，所述平移式噴嘴50的各部分54、56能通過一個或多個周向地間隔開的噴嘴致動器70 被選擇性地平移。在所示的實施方式中，各噴嘴致動器70被布置在推力反向器套筒部分 82,84和各自的風(fēng)扇噴嘴部分54、56之間。所述套筒致動器90和所述噴嘴致動器70能是 電的、機械的、氣動的、液壓的或類似的，并且能通過合適的電力電纜和管道(未示出)被互 相連接在一起。噴嘴和套筒致動器70、90的數(shù)量和布置能依照所述推力反向器和噴嘴組件 的構(gòu)造或其它因素而變化。如同在圖3中所示的那樣，所述噴嘴部分54、56能通過上和下 引導(dǎo)結(jié)構(gòu)102被可移動地安裝在所述發(fā)動機10上。圖7示出了一個實施方式的引導(dǎo)結(jié)構(gòu) 102的詳細圖。如同在圖1-3中所示的那樣，引導(dǎo)管104能被安裝到所述吊艙18，并且能延 伸到所述噴嘴部分54、56中以穩(wěn)定所述噴嘴部分54、56，防止不期望的平移和/或振動。額 外地或可選地，引導(dǎo)管能被用來穩(wěn)定所述推力反向器套筒82、84。所述平移式噴嘴50能是連續(xù)噴嘴(在附圖中未示出)，或者如同在圖3中所示的 那樣，能包括兩個或多個具有翼型外形的弧形噴嘴部分。當所述平移式噴嘴50被在向后的 方向上遠離所述推力反向器套筒部分82、84地展開時圖2中所示的上游出口 60被形成，并 且能具有大體上圓環(huán)形間隙的形式?？蛇x地，所述上游出口 60能具有其它非圓形形狀。所 述噴嘴部分54、56和所述套筒部分82、84之間的間隙60能是連續(xù)的，或者能是在一個或多 個位置處，例如，在所述平移式噴嘴50的噴嘴部分54、56之間的分離點處中斷的。如同在 圖2-3中所示的那樣，旁通道24能在一個或多個位置處被一個或多個定子40或類似物中 斷。下面參考圖4-7描述所述平移式噴嘴50和圍繞結(jié)構(gòu)。在圖4-7中，由于元件相互 干涉，被遮蔽的或部分遮蔽的元件由虛線指示。圖4是用于所述平移式噴嘴50的第一噴嘴部分54和相應(yīng)的、相鄰的所述推力反 向器80的第一套筒部分82的安裝結(jié)構(gòu)的第一實施方式的部分視圖。能以類似的方式(未 示出)安裝所述平移式噴嘴50的第二噴嘴部分56和所述推力反向器80的第二套筒部分84，其在圖1和3中被示出。在圖4中，所述推力反向器80處于收回位置，并且所述第一套 筒部分84覆蓋所述葉柵88的相關(guān)部分。也是在圖4中，所述平移噴嘴50處于打開或展開 位置，并且上游出口 60被布置在所述第一噴嘴部分54和所述第一套筒部分84之間。在圖 4-5中由方向箭頭“X”指示所述第一噴嘴部分54從它的收回位置到它的展開位置的向后的 軸向平移。如同在圖4中所示的那樣，所述噴嘴致動器70能從所述套筒部分82延伸并且在 所述上游出口 60上延伸，并且能連接到所述噴嘴部分54的前部部分。所述引導(dǎo)管104也 能從所述套筒部分82延伸并且在所述上游出口 60上延伸，并且能連接到所述噴嘴部分54 的前部部分。套筒致動纜繩96將兩個或更多個套筒致動器90互相連接在一起以給所述致 動器90提供動力，和/或以使兩個或更多個致動器90同步致動。圖5示出了處于它們的展開位置的所述第一推力反向器套筒部分82和所述第一 平移式噴嘴部分54。在圖5中由方向箭頭“Y”指示所述第一套筒部分82從它的收回位置 (如同在圖4中所示的那樣)到它的展開位置(如同在圖5中所示的那樣)的向后的軸向 平移。在所述推力反向器80的操作期間，所述套筒部分82的向后的平移暴露所述葉柵88。圖6是分解圖，示出了從所述葉柵88和套筒致動器90分離的第一套筒部分82和 它的相應(yīng)的第一噴嘴部分54。如同在圖6中所示的那樣，一個或多個噴嘴致動器70能將所 述噴嘴部分54可移動地連接到所述推力反向器套筒部分82。圖7示出了用于將推力反向器段82和噴嘴部分54可移動地連接到發(fā)動機10的 上或下引導(dǎo)結(jié)構(gòu)102的一個實施方式?？傮w上參考圖3和6并且尤其是參考圖7，所述引導(dǎo) 結(jié)構(gòu)102能包括梁106，梁106能被固定地連接到吊艙18的后端上的橫向艙壁110。所述 梁106能包括一個或多個縱向地延伸的引導(dǎo)軌道108?；?03能包括一個或多個縱向地 延伸的軌道桿114，所述軌道桿114被可滑動地接收在所述固定梁106的引導(dǎo)軌道108中。 所述滑板103被連接到所述推力反向器套筒部分82，并且因此將所述套筒部分可滑動地連 接到所述梁106。所述滑板103也能包括軸向地延伸的軌道引導(dǎo)件116，所述噴嘴部分54上 的平移式噴嘴軌道桿120被可滑動地接收在所述軌道引導(dǎo)件116內(nèi)，因此將所述噴嘴部分 54可滑動地連接到所述吊艙18。因此，當所述軌道桿120在所述軌道引導(dǎo)件116內(nèi)滑動時 所述噴嘴部分54能軸向地平移。所述噴嘴部分54因此被可相對于所述推力反向器80的 套筒部分82滑動地安裝。例如，能通過傳統(tǒng)的致動裝置，例如機械式、電動式、液壓式或氣 動式或其它等同的致動器致動所述平移式套筒部分82和所述軌道桿120。圖8示出了一種操作所述噴嘴部分54以通過所述上游出口 60放出或泄出過量旁 通流體的方法。如同上面所描述的那樣，為了獲得不同的發(fā)動機操作條件，能改變所述上游 出口 60和所述噴嘴出口面積Aradt的大小。上游出口 60作為從旁通道24轉(zhuǎn)移走至少一些 旁通流體的“放出”出口。圖8示出了噴嘴組件12的下游部分的部分截面，并且示出了在 噴嘴組件12的一種操作模式中通過環(huán)形上游出口 60將旁通氣流的一部分(由彎曲箭頭指 示的)流出所述旁通道24。在圖8中，所述平移式噴嘴50的第一噴嘴部分54通過它的相 關(guān)噴嘴致動器70被從所述第一推力反向器套筒部分82向后地移動。所述第二噴嘴部分 56能通過它的相關(guān)的噴嘴致動器70被類似地和同時地從所述第二推力反向器套筒部分84 向后地移動。如同在圖8中所示的那樣，所述推力反向器80能包括多個折流門(blocker door) 134，折流門134被可樞轉(zhuǎn)地連接到所述第一套筒部分82并且在推力反向器操作期間 在彎曲箭頭136的方向上擺動以選擇性地阻礙和改向來自所述旁通道24并且通過所述葉柵88的旁通流體。仍然參考圖8，例如，高壓密封件130能被布置在所述推力反向器套筒部分82和所 述第一噴嘴部分54之間，例如在所述套筒部分82的尾緣上。在某些操作模式中，當所述套 筒部分82和所述噴嘴部分54被拉到一起時，所述密封件130能操作以基本上密封所述相 鄰套筒部分82和噴嘴部分54之間的任何間隙，并且因此基本上防止旁通氣流從所述套筒 部分82和所述噴嘴部分54之間通過。類似地，密封件130能被布置在所述第二推力反向 器套筒部分84和所述第二噴嘴部分56之間?？蛇x地，例如，所述密封件130能被安裝在所 述噴嘴部分54、56的前緣上。如同上面所討論的那樣，例如，所述噴嘴和套筒致動器90、70能是機械式、液壓 式、氣動式或電動式的致動器。在一個實施方式中，所述噴嘴致動器70是帶有液壓關(guān)閉 IM馳(hydraulic closing override)白勺t]l開空氣^單黃i周節(jié)器(constant opening air spring damper)，并且所述套筒致動器90是電動致動器?？蛇x地或者額外地，例如，一個 或多個致動器70、90能類似于在美國專利US7，174，828或者公開號為2008/0084130A1 的美國專利公開中所描述的致動器，所述美國專利和美國專利公開都受讓給了 Goodrich ActuationSystems Ltd.，其披露的內(nèi)容以引用的方式被結(jié)合到這里。圖9A-11示出了用于不具有葉柵型推力反向器的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機的可變面積噴 嘴組件212。所述噴嘴組件212能被安裝到如同在圖1中大體上示出的那樣的吊艙18，但 是不帶有介于中間的推力反向器。總的來說，類似于在圖1-8中所示的元件的在圖9A-11 中所示的元件具有類似的參考標記，但是在前面加了 “2”或“3”。圖9A和9B是可變面積噴嘴組件212的部分剖面圖。在該剖面圖中，相關(guān)固定吊 艙的橫向艙壁310和外道結(jié)構(gòu)襯墊214是可見的。所述噴嘴組件212包括平移式噴嘴組 件，所述平移式噴嘴組件包括兩個相對的噴嘴部分，在圖9A和9B中示出了其中一個噴嘴部 分254。在圖9A中，所述噴嘴部分254處于閉合或收回位置，并且在圖9B中，所述噴嘴部分 254處于打開或展開位置。所述噴嘴部分254被安裝在固定吊艙結(jié)構(gòu)的后端上，例如被安裝到橫向艙壁310。 周邊地間隔開的噴嘴致動器270在一端處能被連接到所述艙壁310，并且在它們的相反端 處被連接到噴嘴部分254。引導(dǎo)管304在一端處也能被連接到所述艙壁310，并且在它們的 相反端處被連接到噴嘴部分254。所述噴嘴致動器270能一致地起作用以在雙向箭頭258 的方向上平移所述噴嘴部分254。參考圖9B，所述噴嘴致動器270的致動器軸272能穿過 位于所述噴嘴部分254的前部的外整流罩320。為了減少由所述致動器270引起的阻力，上 游整流罩324能被設(shè)置在所述致動器軸272穿過所述外整流罩320的位置處。類似地，下 游整流罩328能被設(shè)置在所述致動器軸272穿過所述噴嘴部分254的位置處。如同在圖10中所示的那樣，各噴嘴部分254的各端能終止于分體海貍尾式整流罩 330。如同在圖10和11中所示的那樣，吊艙的外整流罩320的各端能包括分體海貍尾式 整流罩330的上游部分332，并且平移式噴嘴部分254的各端能包括分體海貍尾式整流罩 330的下游部分334。所述噴嘴部分254的向后的平移在所述噴嘴部分254和所述外整流 罩320的尾緣之間形成上游出口 260，并且分離所述分體海貍尾式整流罩330的所述上游部 分332和所述下游部分334，因此形成細長間隙331。如同在圖11中所示的那樣，所述噴嘴 部分254的前緣255能例如包括空氣動力學(xué)外形例如外圓角外形或者水滴狀外形，以便于
10通過所述上游出口 260的平滑的空氣流動，并且以使得由所述致動器軸272或類似物引起 的流動中斷最小化。圖12-20示出了帶有平移式可變面積風(fēng)扇噴嘴組件的吊艙的多種實施 方式，其被構(gòu)造成實質(zhì)上減少這種噪聲并且增強發(fā)動機性能。圖12-16示出了安裝在吊艙部分426的尾緣415的后部的平移式可變面積噴嘴組 件412的一些部分。所述吊艙部分426能是不帶有葉柵型推力反向器的發(fā)動機的固定前 吊艙機罩(例如，類似于在圖9A-9B中所示的那樣)，或者是可移動的推力反向器套筒部分 (例如，類似于在圖1中所示的那樣)。分體海貍尾式整流罩462包括在前吊艙部分/推力 反向器套筒部分426的端部上的上游整流罩部分468，和在噴嘴段420的端部上的下游整流 罩部分470。如同在圖12中所示的那樣，當所述平移式噴嘴段420處于收回位置時，所述 上游整流罩部分468和所述下游整流罩部分470相結(jié)合以形成基本上連續(xù)的并且基本上平 滑的外形的外表面。如同上面所討論的那樣，所述海貍尾式整流罩462覆蓋將所述噴嘴段 420可移動地連接到吊艙的支撐和引導(dǎo)機構(gòu)440。如同在圖14中所示的那樣，所述海貍尾 式整流罩462也能覆蓋被安裝成鄰近所述引導(dǎo)機構(gòu)440或者其它鄰近部件的致動器444。如同在圖12中所示的那樣，凸起482從所述吊艙部分426的尾緣415向后地延伸， 并且被定位成鄰近所述上游整流罩部分468。所述凸起482能包括從所述吊艙部分426的 尾緣415向后朝向所述上游整流罩部分468的邊緣延伸的邊緣486。所述邊緣486能是如 同在圖中所示的那樣的彎曲邊緣，傾斜直邊緣，或者能是任何其它形狀或外形。當所述噴嘴 段420處于圖12和圖15中所示的收回位置時，所述凸起482能至少部分地與所述噴嘴段 420的上表面交迭以形成基本上連續(xù)的并且基本上光滑的外表面。如同在圖13-16中所示 的那樣，所述上游海貍尾式整流罩部分468和所述凸起482能被構(gòu)造成鄰接所述噴嘴段420 上的基本上平坦的相對表面480并且在所述噴嘴段420上的基本上平坦的相對表面480之 上滑動。能使所述前海貍尾式整流罩部分468和所述表面480之間以及所述凸起482和所 述表面480之間的任何間隙最小化，使得當展開所述噴嘴段420時基本沒有旁通流體通過 該間隙流出。在圖13、14和16中示出了處于展開位置的噴嘴段420。當處于所述展開位置時， 在所述吊艙部分426的尾緣415和所述噴嘴段420的前緣423之間形成上游旁通流體出口 422。所述凸起482的邊緣486界定所述上游旁通流體出口 422的端部。所述凸起482用 來將流出的旁通流體轉(zhuǎn)向或者變向成遠離所述海貍尾式分體整流罩462和遠離由所述整 流罩462覆蓋的部件和結(jié)構(gòu)。因此，當旁通流體通過所述上游出口 422被排出時，所述凸起 482基本上防止排出的旁通流體通過和圍繞所述分體海貍尾式整流罩462。結(jié)果是，能使與 在所述海貍尾式整流罩462附近排出旁通流體相關(guān)的噪聲和阻力最小化，并且能增強發(fā)動 機性能。凸起482能被提供成接近所述平移式可變面積噴嘴組件412的各平移式噴嘴段的 各端。如同在圖14中所示的那樣，前海貍尾式整流罩部分468能覆蓋引導(dǎo)結(jié)構(gòu)440以 及被安裝成鄰近所述引導(dǎo)結(jié)構(gòu)400的致動器44的一些部分，因此，當所述噴嘴段420處于 收起或展開位置時防止這些部件經(jīng)受外部氣流。圖15示出了當所述噴嘴段420處于收回 位置時所述吊艙部分426、所述前海貍尾式整流罩部分468、所述噴嘴段420、和所述后海貍 尾式整流罩部分470的關(guān)系。當處于這個位置時，所說凸起482和所述前海貍尾式整流罩 468的至少一些部分與所述噴嘴段420上的表面480交迭。當處于圖15所示的收回位置時，所述吊艙部分426和所述噴嘴段420圍繞核心機罩490，并且在它們之間形成旁通流體 道424。在圖16中，所述噴嘴段420被示為處于展開位置，并且由虛線指示所述噴嘴段420 的先前的收回位置。如同在圖16中所示的那樣，當所述噴嘴段420處于所述展開位置時， 所述凸起482的至少一部分能與所述噴嘴段420上的表面480交迭。圖13和14中所示的 上游出口 422在圖16所示的橫截面圖中是不可見的。在圖17-18中示出了另一實施方式的可變面積噴嘴組件512。同樣，所述噴嘴組 件512包括至少一個平移式噴嘴段420，并且能被安裝在吊艙部分526的后部，所述吊艙部 分526能是推力反向器套筒或者固定前吊艙部分(如同分別在圖1和圖9A及9B中大體上 指示的那樣)。如同在圖18中所示的那樣，所述可變面積噴嘴組件512能包括第一噴嘴段 520和相對的第二噴嘴段590，并且所述第二噴嘴段590能是所述第一噴嘴段520的鏡像。 盡管所述第一和第二噴嘴段520、590通常在任一時刻都同時處于收起或者展開位置，在圖 18中，僅僅為了示出的目的，在該圖的左半側(cè)所述第一噴嘴段520被示為處于展開位置并 且在該圖的右半側(cè)所述第二噴嘴段590被示為處于收回位置。當處于圖17和圖18的左半側(cè)所示的展開位置時，在所述第一噴嘴段520的前緣 523和所述吊艙部分526的相對尾緣527之間形成上游旁通流體出口 522。分體海貍尾式 整流罩550能被定位在所述第一平移式噴嘴段520的各端處(在圖17-18中僅僅示出了所 述第一平移式噴嘴段520的一端)。所述分體整流罩550能包括在所述吊艙部分526上的 上游整流罩部分554，和在所述平移式噴嘴段520上的下游整流罩部分558。所述平移式噴 嘴段520的前后平移分別閉合和打開所述上游旁通流體出口 522。在圖18的右半側(cè)，第二 平移式噴嘴段590被示為處于閉合或收回位置，其中所述第二噴嘴段590的前緣接近相鄰 吊艙部分596的尾緣。如同在圖17-18中所示的那樣，所述吊艙部分526能包括從它的尾緣527向后地 延伸的導(dǎo)流板562。如同在圖17中所示的那樣，相應(yīng)的平移式噴嘴段520能包括相對的空 隙566，例如狹槽、凹口、凹槽、或者類似空隙用以當所述平移式噴嘴段520在它的收起和展 開位置之間移動時接收所述導(dǎo)流板562的一些部分。所述空隙566能是足夠深的以當所述 平移式噴嘴段520處于它的收回位置時接收整個導(dǎo)流板562。例如，如同在圖18的右半側(cè) 所示的那樣，當所述第二噴嘴段590處于它的收回位置時，第二導(dǎo)流板592的后部部分被接 收在所述第二平移式噴嘴段590的相對準的空隙594中。如同在圖17中所示的那樣，所述導(dǎo)流板562占據(jù)這樣的區(qū)域，S卩，如果不存在所述 導(dǎo)流板562，所述區(qū)域?qū)ㄋ錾嫌闻酝黧w出口 522的端部部分。當空氣被從所述上游 出口 522排出時，所述導(dǎo)流板562基本上防止排出的旁通流體流過所述分體海貍尾式整流 罩562和圍繞所述分體海貍尾式整流罩562流動。結(jié)果是，能使與在所述海貍尾式整流罩 562附近排出旁通流體相關(guān)的噪聲和阻力最小化，并且能增強發(fā)動機性能。導(dǎo)流板562、592 能被設(shè)置在所述平移式噴嘴段520、590的兩端上。在圖19-20中示出了另一實施方式的可變面積噴嘴組件612。除了下面所描述的 之外，這個噴嘴組件612能基本上類似于上面所討論的并且在圖17-18中示出的噴嘴組件 512。如同在圖19中所示的那樣，平移式噴嘴段620被可移動地布置在吊艙部分626的 尾緣的后面，并且選擇性地打開和閉合上游旁通流體出口 622。分體海貍尾式整流罩650包括分別布置在所述上游出口 622的相反兩側(cè)上的上游整流罩部分654和下游整流罩部分 658。如同在圖20中所示的那樣，所述可變面積噴嘴組件612也能包括第二平移式噴嘴段 690 (被示為處于收回位置)。在這個實施方式中，導(dǎo)流板662、692從各平移式噴嘴段620、 690的前緣向前地延伸。如同在圖19中所示的那樣，在所述推力反向器套筒/固定前吊艙部 分626、696的尾緣中能形成相對的狹槽、凹口或凹槽666、694以當所述平移式噴嘴段620、 690處于它們的展開位置時接收各導(dǎo)流板662、692的至少一部分。如同圖20的右半側(cè)所示 的那樣，當所述平移式噴嘴段690處于它的收回位置時，狹槽、凹口或凹槽694能接收相應(yīng) 的導(dǎo)流板692的全部或者大體全部。類似于上面所描述的向后地延伸的導(dǎo)流板562、592，向 前地延伸的導(dǎo)流板662、692大體防止旁通流體流出所述分體海貍尾式整流罩650附近的上 游出口 662和其它相鄰結(jié)構(gòu)，并且因此使與這個區(qū)域中的排出的旁通流體相關(guān)的噪聲和阻 力最小化。 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會理解，盡管已經(jīng)依照各種實施方式和各個方面以及特征 描述了本發(fā)明，但是在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下能對所描述的實施方式進行某 些修改、變化、改變和添加。例如，導(dǎo)流板能被連接到其它相鄰結(jié)構(gòu)，例如在平移式噴嘴部分 的前部位置處的引導(dǎo)機構(gòu)或者其它支撐構(gòu)件的固定部分。這種固定導(dǎo)流板能被構(gòu)造成阻 礙接近平移式噴嘴段的端部的旁通流體的流出，類似于上面所描述的導(dǎo)流板562、592、662、 692，并且當所述噴嘴段處于收回位置時能被接收在相應(yīng)的平移式噴嘴段的前緣的狹槽、凹 口、或凹槽之內(nèi)。所有這種修改、變化、改變和添加旨在附屬權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于渦輪風(fēng)扇發(fā)動機的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件，所述組件包括(a)具有后緣的吊艙；(b)具有前緣和第一端的平移式噴嘴段，所述噴嘴段被可移動地布置在所述后緣的后面，其中當所述噴嘴段處于展開位置時在所述后緣和所述前緣之間限定上游旁通流體出口；(c)被布置在所述后緣和所述前緣之間接近所述第一端的導(dǎo)流板，其中所述導(dǎo)流板基本上防止旁通流體在接近所述第一端的區(qū)域中從上游旁通流體出口流出。
2.如權(quán)利要求1所述的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件，其中所述后緣包括固定式前吊艙部分 的邊緣。
3.如權(quán)利要求1所述的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件，其中所述后緣包括平移式推力反向器 套筒的邊緣。
4.如權(quán)利要求1所述的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件，其中所述導(dǎo)流板被附連到所述吊艙并 且從所述后緣向后延伸。
5.如權(quán)利要求4所述的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件，其中當所述噴嘴段處于所述展開位置 時所述導(dǎo)流板的至少一部分與所述噴嘴段的一部分交迭。
6.如權(quán)利要求4所述的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件，其中當所述噴嘴段處于收回位置時所 述導(dǎo)流板的至少一部分被接收在所述噴嘴段中的空隙內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件，其中所述導(dǎo)流板被附連到所述噴嘴段 并且從所述前緣向前延伸。
8.如權(quán)利要求1所述的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件，其中當所述噴嘴段處于收回位置時所 述導(dǎo)流板的至少一部分被接收在所述吊艙中的空隙內(nèi)。
9.一種用于具有中心線的渦輪風(fēng)扇飛行器發(fā)動機的吊艙組件，所述吊艙包括(a)具有外整流罩和尾緣的前吊艙部分；(b)包括至少一個噴嘴段的平移式可變面積風(fēng)扇噴嘴，所述噴嘴段具有前緣和第一端， 并且在收回位置和一個或多個展開位置之間選擇性地可移動，其中當處于所述展開位置 時，在所述尾緣和所述前緣之間形成上游旁通流體出口 ；(c)分體海貍尾式整流罩，包括在所述前吊艙部分的外整流罩上的上游整流罩部分和 在至少一個噴嘴段的第一端上的下游整流罩部分，其中當所述噴嘴段處于所述收回位置 時，所述上游整流罩部分和所述下游整流罩部分相結(jié)合以形成在所述前吊艙部分和所述至 少一個噴嘴段之間延伸的基本上連續(xù)的外表面；和(d)導(dǎo)流板，被定位成接近所述至少一個噴嘴段的所述第一端，其中所述導(dǎo)流板被構(gòu)造 成當所述噴嘴段處于所述展開位置時基本上阻止通過所述上游旁通流體出口流出所述吊 艙組件的氣流接觸所述分體海貍尾式整流罩。
10.如權(quán)利要求9所述的吊艙組件，其中所述前吊艙部分是固定式前機罩。
11.如權(quán)利要求9所述的吊艙組件，其中所述前吊艙部分是平移式推力反向器套筒。
12.如權(quán)利要求9所述的吊艙組件，其中所述導(dǎo)流板被附連到所述前吊艙部分并且從 所述尾緣向后延伸。
13.如權(quán)利要求12所述的吊艙組件，其中當所述噴嘴段處于所述展開位置時所述導(dǎo)流 板的至少一部分與所述至少一個噴嘴段的一部分交迭。
14.如權(quán)利要求12所述的吊艙組件，其中當所述噴嘴段處于所述收回位置時所述導(dǎo)流 板的至少一部分被接收在所述至少一個噴嘴段中的空隙內(nèi)。
15.如權(quán)利要求9所述的吊艙組件，其中所述導(dǎo)流板被附連到所述至少一個噴嘴段并 且從所述前緣向前延伸。
16.如權(quán)利要求15所述的吊艙組件，其中當所述至少一個噴嘴段處于所述收回位置時 所述導(dǎo)流板的至少一部分被接收在所述前吊艙部分中的空隙內(nèi)。
17.如權(quán)利要求9所述的吊艙組件，其中當所述噴嘴段處于所述展開位置時在所述上 游整流罩部分和所述下游整流罩部分之間形成一間隙，并且其中所述導(dǎo)流板 被構(gòu)造成當所 述噴嘴段處于所述展開位置時基本上阻止通過所述上游旁通流體出口流出所述吊艙組件 的氣流通過所述間隙。
18.一種用于渦輪風(fēng)扇發(fā)動機組件的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件，具有用于排出發(fā)動機旁 通流體的主旁通流體出口，所述組件包括(a)具有尾緣的前吊艙部分；(b)具有前緣和第一端的平移式噴嘴段；(c)支撐裝置，所述支撐裝置用于可移動地支撐所述平移式噴嘴段的第一端，使得所述 噴嘴段在收回位置和展開位置之間可移動，其中當所述噴嘴段處于所述展開位置時在所述 前緣和所述尾緣之間形成上游旁通流體出口；(d)至少部分地覆蓋所述支撐裝置的整流罩；和(e)用于基本上防止空氣在接近所述整流罩的區(qū)域中通過所述上游旁通流體出口的裝置。
19.如權(quán)利要求18所述的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件，其中用于基本上防止空氣在接近所 述整流罩處通過所述上游旁通流體出口的所述裝置包括被連接到所述前吊艙部分并且從 所述尾緣向后延伸的導(dǎo)流板。
20.如權(quán)利要求18所述的可變面積風(fēng)扇噴嘴組件，其中用于基本上防止空氣在接近所 述整流罩處通過所述上游旁通流體出口的所述裝置包括被連接到所述平移式噴嘴段并且 從所述前緣向前延伸的導(dǎo)流板。
全文摘要
一種提供上游旁通流體出口的平移式可變面積風(fēng)扇噴嘴，包括具有后緣的吊艙以及具有前緣和第一端的平移式噴嘴段。所述噴嘴可移動地布置在所述后緣的后面使得當所述噴嘴段處于展開位置時在所述后緣和所述前緣之間限定上游旁通流體出口。導(dǎo)流板被布置在所述后緣和所述前緣之間接近所述第一端。所述導(dǎo)流板基本上防止旁通流體在接近所述第一端的區(qū)域中從上游旁通流體出口流出。
文檔編號F02K3/02GK101922379SQ201010206330
公開日2010年12月22日 申請日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者丹尼爾·M·阿姆克勞特, 諾曼·J·詹姆斯, 邁克爾·J·雷蘭德 申請人:羅爾股份有限公司