[发明专利]具有轴向可移动风扇可变面积喷嘴的燃气涡轮发动机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年12月8日提交的美国申请No. 13/314,365的优先权，该美国申请No. 13/314,365是2007年8月23日提交的美国申请No. 11/843675的部分继续申请。

背景技术

本发明涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及具有风扇可变面积喷嘴（VAFN）的涡轮风扇发动机，该喷嘴轴向地移动以改变其旁通流动路径面积。

常规的燃气涡轮发动机通常包括风扇区段和核心发动机，风扇区段具有比核心发动机的直径更大的直径。风扇区段和核心发动机绕纵轴线布置并且被包封在发动机机舱组件内。

燃烧气体从核心发动机穿过核心排气喷嘴排出，而布置在主气流路径的径向外侧的环形风扇流穿过环形风扇排气喷嘴排出，环形风扇排气喷嘴被限定在风扇机舱和核心机舱之间。穿过风扇排气喷嘴排出的加压风扇空气产生推力的大部分，而穿过核心排气喷嘴排出的燃烧气体提供剩余推力。

常规的燃气涡轮发动机的风扇喷嘴具有固定的几何结构。固定几何结构的风扇喷嘴是适合于起飞和着陆条件以及巡航条件的折中方案。一些燃气涡轮发动机已经实施了风扇可变面积喷嘴。风扇可变面积喷嘴在巡航条件期间提供较小的风扇出口喷嘴直径，并且在起飞和着陆条件期间提供较大的风扇出口喷嘴直径。现有的风扇可变面积喷嘴通常采用相对复杂的机构，其增大了发动机总体总量使得可能抵消由此增加的燃料效率。

发明内容

根据本公开的一个示例性方面的一种用于高旁通燃气涡轮发动机的机舱组件可包括：围绕发动机中心轴线限定的核心机舱；风扇机舱，所述风扇机舱被至少部分地围绕所述核心机舱安装以限定用于风扇旁通气流的风扇旁通流动路径；和风扇可变面积喷嘴，所述风扇可变面积喷嘴能够相对于所述风扇机舱轴向移动以限定辅助端口，以在发动机操作期间改变风扇喷嘴出口面积和调节所述风扇旁通气流的压力比。

在任一前述机舱组件实施例的另一非限制线实施例中，控制器可以操作以控制所述风扇可变面积喷嘴以改变风扇喷嘴出口面积和调节所述风扇旁通气流的压力比。

在任一前述机舱组件实施例的另一非限制线实施例中，所述控制器可以操作以在巡航飞行条件时减小所述风扇喷嘴出口面积。

在任一前述机舱组件实施例的另一非限制线实施例中，所述控制器可以操作以控制所述风扇喷嘴出口面积以减小风扇不稳定性。

在任一前述机舱组件实施例的另一非限制线实施例中，所述风扇可变面积喷嘴可以限定所述风扇机舱的后缘。

在任一前述机舱组件实施例的另一非限制线实施例中，所述组件还可包括控制器，所述控制器能操作以轴向地移动所述风扇可变面积喷嘴以响应于飞行条件改变所述风扇喷嘴出口面积。

在任一前述机舱组件实施例的另一非限制线实施例中，所述风扇可变面积喷嘴可以与所述风扇机舱对准以限定所述风扇喷嘴出口面积的闭合位置。另外或替代地，所述风扇可变面积喷嘴从所述风扇机舱轴向地偏移以限定所述风扇喷嘴出口面积的打开位置。

在任一前述机舱组件实施例的另一非限制线实施例中，所述机舱组件还可包括齿轮系统，所述齿轮系统由所述核心机舱内的核心发动机驱动以驱动所述风扇机舱内的风扇，所述齿轮系统限定了大于或等于约2.3的齿轮减速比。

在任一前述机舱组件实施例的另一非限制线实施例中，所述机舱组件还可包括齿轮系统，所述齿轮系统由所述核心机舱内的核心发动机驱动以驱动所述风扇机舱内的风扇，所述齿轮系统限定了大于或等于约2.5的齿轮减速比。

在任一前述机舱组件实施例的另一非限制线实施例中，所述机舱组件还可包括齿轮系统，所述齿轮系统由所述核心发动机驱动以驱动所述风扇，所述齿轮系统限定了大于或等于2.5的齿轮减速比。

在任一前述机舱组件实施例的另一非限制线实施例中，所述核心发动机可以包括低压涡轮机，所述低压涡轮机限定了大于约五（5）的压力比。

在任一前述机舱组件实施例的另一非限制线实施例中，所述核心发动机可以包括低压涡轮机，所述低压涡轮机限定了大于五（5）的压力比。

在任一前述机舱组件实施例的另一非限制线实施例中，所述旁通流可以限定大于约六（6）的旁通比。

在任一前述机舱组件实施例的另一非限制线实施例中，所述旁通流可以限定大于约十（10）的旁通比。

在任一前述机舱组件实施例的另一非限制线实施例中，所述旁通流可以限定大于十（10）的旁通比。