[实用新型]涡扇发动机的喷流装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及飞机发动机，具体涉及涡扇发动机的冷却和降噪装置。

背景技术

大涵道比涡扇发动机作为目前大型民航客机的动力装置，其噪声、耗油率和排放已经并列成为现代民用飞机的最重要的设计指标。如何降低发动机噪声水平是国际航空所共同面临的技术难题之一。大涵道比涡扇发动机的噪声主要噪声包括风扇噪声、喷流噪声、涡轮噪声以及燃烧室噪声。其中喷流噪声是发动机最主要的噪声源之一，因此，如何有效降低喷流噪声是降低整个发动机噪声水平的关键。

目前普遍认为，发动机喷流噪声的由两部分组成：一部分是，从发动机喷管喷出的高速气体与环境大气相互摩擦，空气在强烈的剪切作用下产生噪声；另一部分是，由于发动机喷流在喷管流动中产生了激波，形成了激波噪声。对于大涵道比涡扇发动机，由于其喷管的排气速度较低(一般为亚音速)，不会形成很强的激波，喷流噪声主要由气流的剪切作用所产生。

针对大涵道比涡扇发动机喷流噪声的形成机理，国内外均发展了多种的喷流噪声抑制技术，如通过在喷管加设喷水装置加快掺混，降低喷流噪声，或者可移动锯齿技术来降低喷流噪声，或者采用锯齿形喷管降噪技术，或者采用沿喷管周围分布的人字形构件。总体上，喷流噪声的抑制技术都是以强高速喷流和环境大气的掺混为目的，且会造成喷管气动性能减低。

因此，如何在减低喷管喷流噪声的同时，保持喷管较高的气动性能，是大涵道比涡扇发动机喷流降噪设计的关键。

另一方面，发动机工作时通过机匣向核心舱传递大量热量，如果热量不能及时散去或者迅速聚集，则会导致舱内的管路及附件不能正常工作，甚至引发火灾，冷却对于发动机机匣上的各类附件和机匣本身有重要的意义。

实用新型内容

为了降低大涵道比涡扇发动机喷流噪声，本实用新型设计了一种由风扇后缘外涵道引气的喷流降噪装置，该装置从风扇后缘将外涵冷气流引入，最终由位于尾锥上的射流喷嘴喷出。通过该项设计，一方面能够有效加强喷流的掺混从而降低喷流噪声；另一方面还能降低核心机舱和尾锥的温度，增加这些部件的使用寿命。

具体地，在发动机工作状态下，通过外涵引气进口，在风扇后缘将经过风扇增压后的气流引入核心机舱，并最终通过尾锥后缘上的射流喷嘴喷出。从外涵引气进口引入气流流经核心机舱、低压涡轮后支板和尾锥内部，引入的外涵气流为冷气流，可以降低核心机舱和尾锥的温度，增加这些部件的使用寿命。同时，从外涵引气进口引入气流最终由尾锥上的射流喷嘴喷出，增加了与内涵流出气流的掺混，降低了噪声。此外，外涵引气进口的总面积为，设计中通过改变外涵引气进口的面积，可以调节引气量，从而调节冷却效果、喷流降噪效果以及由此引起的气动性能的改变；通过改变尾锥上射流喷嘴的喷射角度，喷嘴与外界气流的接触面，喷嘴的个数和位置等，可以调节喷流降噪效果。

根据本实用新型的一方面，提供了一种涡扇发动机的喷流装置，所述涡扇发动机包括外涵、核心机舱、内涵以及尾锥，所述涡扇发动机还设有穿过尾锥内部的射流引气管，且在所述外涵的内壁上设有外涵引气进口，在所述尾锥上设有射流喷嘴；其中，所述射流引气管的进气口与所述核心机舱内流体连通，且所述射流引气管的出口与所述射流喷嘴流体连通，使得来自所述外涵引气口的气流的一部分能够流至所述射流引气管的进气口，并经由所述射流引气管从所述射流喷嘴流出。

优选地，所述射流引气管的进气口位于低压涡流支板上缘，所述外涵引气口位于外涵风扇后缘。

优选地，所述射流引气管为圆形截面管或椭圆形截面管。

优选地，所述射流喷嘴位于内涵出口以外的尾锥后部。

在一实施例中所述射流喷嘴的轴向是水平的。

优选地，所述射流喷嘴的截面为带有弧形的截面。

在另一实施例中，所述射流喷嘴的轴向与所述尾锥壁面相互垂直。

优选地，所述射流喷嘴的喷口位于所述尾锥壁面的外侧。

优选地，所述射流喷嘴的喷口位于所述尾锥壁面的内侧。

优选地，所述射流引气管和所述射流喷嘴的数量为4-8个。

本实用新型的有益效果：

(1)加强了发动机喷流的掺混，有效地降低了发动机喷流噪声。

(2)外界冷气流可以形成对核心机舱和塞式喷管等高温部件的冷却，提高其使用寿命。

(3)通过对塞式喷管喷嘴的优化设计，可以在降噪的同时，提高塞式喷管的气动性能。

附图说明

图1为用于民用大涵道比涡扇发动机上的同时用于冷却和降噪的喷流装置，图中箭头表示气流的流向；