[发明专利]一体的尾锥消音器组件和方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及辅助动力单元（APU）冷却系统并涉及APU废气以及可能与之相干涉的发动机喘振抽气的减弱，更具体地，涉及一体的尾锥消音器（ITM）组件和使用该组件减少喘振抽气噪音并降低对相关的APU机油冷却系统的影响的方法。

背景技术

现在的涡轮螺旋桨和涡轮风扇驱动的飞行器在它们的主推进燃气轮机发动机之外还携带称为APU的小燃气轮机发动机。一些飞行器携带两个APU。通常，这些APU被定位在位于飞行器后部内的隔室中，例如定位在机尾中，并在尾锥前面。APU历来就被用在飞行器内以在主发动机不运行时来提供动力给飞行器系统并实现在不需要外部动力的情况下来起动主发动机。飞行器还在航行时需要额外的动力源。关于示例性的机尾安装的APU的部件和运行的更多细节可参见与本文同属一个申请人的再公告专利39972，该专利的全文通过参考并入本文。

在APU的运行期间，在APU隔室内产生热量的源头有数个，包括来自APU的辐射、来自APU机油冷却器的对流，以及来自发电机和其它辅助装置。为了防止APU隔室内的温度达到不可接受的高度，必须提供穿过隔室的通风或冷却气流。为了提供这种冷却气流，必须使用废气喷射混合器。该喷射混合器使用APU废气气体的动能来在尾锥内产生适度的真空从而拉动外界的冷却气流通过APU隔室并在APU机油冷却器上通过。关于示例性的废气喷射混合器冷却系统的更多背景细节可参见与本文同属一个申请人的美国专利5265408，该专利的全文通过参考并入本文。

图1是示例性的现有技术图，其示出了用于Comac C919或类似飞行器的传统的ITM100。Comac C919是将要由中国商用飞机公司建造的168-190座窄机身客机。ITM100被设置在具有辅助动力单元12的飞行器尾锥2内，辅助动力单元12安装在尾锥2前面的隔室内。尾锥2大体是圆锥形的，包括逐渐变细的中空壳体，该壳体带有后端（即，顶端），该后端是截头的并通向外界大气（此后称为“敞开后端”）。

辅助动力单元12和机油冷却器腔17被设置在尾锥2的前面。APU机油冷却器10及其相应的机油冷却器腔17都流体地联接到ITM100的入口开口。喘振抽气腔99还流体地联接到ITM100的入口开口。在正常的APU运行期间，废气裹挟通过APU隔室、在APU机油冷却器10上通过并进入冷却腔的冷却空气。有时，当飞行器关闭高压抽气的使用时，抽气被通过喘振腔99转移到废气系统中以避免压缩机喘振。喘振抽气的这种在紧邻APU喷嘴并在其下游的混合平面内的准径向倾泻往往减少在机油冷却器处的冷却空气流。

位于ITM100前面的坚硬的防火墙隔板6将APU隔室与ITM100隔离，并且限定了圆锥形后腔5的大前端且还限定了ITM100的入口开口。后腔5进一步还由尾锥2的蒙皮限定且还由尾锥的窄敞开后端7限定。尾锥2用作ITM100的外壳，由此限定了一体的双用途消音器的后腔5。消音器后腔5既用作消音器也用作用于减少产生的排放噪音同时通风加压喘振抽气的喘振抽气腔。

圆柱形多孔废气内衬4穿过在防火墙6中的入口开口地将机油冷却器腔17和APU12的废气喷嘴13联接到后腔5，并最终到达外界大气。多孔废气内衬4通常由穿孔的金属薄板、多孔金属丝网（例如，Poroplate牌）、金属纤维毡（Feltmetal）、任何其它合适的“线性”内衬，或它们的合适的组合构造。

多孔废气内衬4具有第一端3并延伸通过防火墙隔板6中的入口开口从而机械地联接到APU12的废气喷嘴13用以接收其废气流。多孔废气内衬4具有第二端，其延伸到尾锥2的敞开后端7从而将来自APU的混合废气气体输送到尾锥的敞开后端。如在本文中所用，术语“混合废气气体”包括APU冷却空气流、废气气体、和喘振抽气，如本文下面所描述的。多孔废气内衬4流体地连接到废气喷嘴13，其连接部与APU废气喷嘴13、机油冷却器腔17和多孔废气内衬4联合组成喷射混合器。APU废气是喷射混合器（13，17，4）的原动力流体，其在APU喷嘴13下游的机油冷却器腔17中建立了降低的压力，也称为混合平面，由此抽吸冷却空气通过APU隔室并在APU机油冷却器10上通过。混合的废气被通过ITM100排放出敞开后端7。