[发明专利]用于推进器的降低的流场速度

说明书

背景技术

图1是示例性推进效率图的图解，其显示数个类型的推进系统的示例性安装的推进效率与马赫数曲线102/104/106/108。一般而言，如在图1中所显示的，较慢的飞行器(范围从0.4马赫至0.6马赫)具有更有效的推进选项。没有外部管道、发动机短舱或护罩(shroud)的螺旋桨(propeller)可以是非常有效的，将接近90%的引擎马力转化为推力。如曲线104所显示的，在超过0.7马赫的飞行速度下，螺旋桨变得较不实用，因为经过旋转的螺旋桨桨叶的流动速度达到或超过1.0马赫，在那里存在增加的空气动力学阻力。高速螺旋桨有噪音、重量、复杂性和成本方面的另外的缺点。

因此，如在曲线108上所显示的，涡轮风扇发动机一般用在现代运输机上，因为它们以一般对于实际螺旋桨而言太快的0.75马赫和0.85马赫之间的飞行速度运转。与涡轮螺旋桨发动机(turboprop)相比，涡轮风扇发动机一般具有更大的寄生阻力和更小的浆盘面积(disk area)；但是，涡轮风扇发动机(turbofan)一般仅仅将约70%的轴马力转化为推力。

燃料约占班机直接运转成本的一半，并且将来可能产生更高的燃料价格和增加的环境考虑比如碳税。随着燃料价格和飞行器制造商之间的竞争增加，迫切需要更有效的飞行器。

发明内容

本公开的实施方式一般地涉及飞行器设计。更具体而言，本公开的实施方式涉及飞行器推进系统和空气动力学表面的设计。

公开了用于降低进入螺旋桨的流场速度的系统和方法。增强空气动力学结构以提供降低速度流场偏移区域(velocity flow field deviationregion)，并且螺旋桨位于降低速度流场偏移区域内。这样，螺旋桨可以在更高的飞行器运转速度下以更高的效率运转。

在一种实施方式中，用于降低进入螺旋桨的流场速度的方法增强空气动力学结构以提供降低速度流场区域。该方法进一步将推进器(propulsor)布置在降低速度流场区域中。

在另一种实施方式中，流场速度降低系统包括空气动力学结构增强和推进器。空气动力学结构增强被适当地成形以降低空气动力学结构增强附近的流场区域中的流场速度。因此，空气动力学结构增强提供了降低的流场速度偏移区域。推进器位于降低的流场速度偏移区域中。

仍在另一种实施方式中，用于提供流场速度降低系统的方法提供空气动力学结构增强。空气动力学结构增强被适当地成形以降低空气动力学结构增强附近的流场区域中的流场速度，以提供降低速度流场区域。方法进一步提供位于降低速度流场区域中的推进器。

提供该发明内容以简单的方式介绍概念选择，其在下面详述中进一步描述。该发明内容不打算确定所要求保护主题的主要特征或必要特征，也不打算用于帮助确定所要求保护主题的范围。

附图简述

当结合下列附图考虑时，通过参考详述和权利要求可获得对本公开实施方式的更完整理解，其中在所有附图中，相同的参考数字指示相似的元件。提供该图以促进理解公开内容而不限制本公开的宽度、范围、比例或应用性。附图没有必要按照比例绘制。

图1是示例性推进效率图的图解。

图2是示例性飞行器生产和维修方法的流程图的图解。

图3是飞行器示例性方框图的图解。

图4是根据本公开实施方式的包括流场速度降低系统的示例性飞行器的图解。

图5是图4飞行器机翼翼面周围的示例性流场的图解，其示出根据本公开实施方式的降低速度流场区域。

图6是根据本公开实施方式的示例性流场速度降低系统的图解。

图7是根据本公开实施方式的示出流场速度降低方法的示例性流程图的图解。

图8是根据本公开实施方式的示出提供流场速度降低系统的方法的示例性流程图的图解。

图9是根据本公开实施方式的包括流场速度降低系统的飞行器的示例性翼展方向升力分布的图解。

图10是根据本公开实施方式的非后掠螺旋桨(unswept propeller)的示例性均匀速度区域的图解。

图11是根据本公开实施方式的后掠或单刃(scimitar)桨叶螺旋桨的示例性均匀速度区域的图解。

图12是根据本公开实施方式的螺旋桨附近的示例性弦长度范围的图解。

图13是根据本公开实施方式的示例性空气动力学结构增强的图解，所述结构增强为降低流场速度所添加的结构。

图14是根据本公开实施方式的示出襟翼偏转的飞行器机翼对称翼面周围的示例性流场的图解。