[发明专利]燃气涡轮发动机及其操作方法

权利要求书

1.一种限定轴向方向和径向方向的燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：

涡轮机；

风扇，所述风扇能够由所述涡轮机旋转，所述风扇包括多个风扇轮叶；和

外部机舱，所述外部机舱围绕所述多个风扇轮叶并且限定机舱入口，所述外部机舱包括内壁，所述内壁限定沿着所述轴向方向位于所述机舱入口的后方以及所述风扇的多个风扇轮叶的前方的多个开口，以在所述风扇的多个风扇轮叶的上游相对于所述径向方向以大于零的旋流角度提供旋流气流，

其中所述燃气涡轮发动机还包括气流输送系统，所述气流输送系统、所述外部机舱或这两者限定增压室，所述增压室沿着所述燃气涡轮发动机的圆周方向在所述外部机舱内延伸，所述增压室向所述多个开口提供所述旋流气流，并且所述气流输送系统还包括至少部分地定位在所述增压室内的多个旋流特征结构。

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其还包括：

空气管，所述空气管在入口和出口之间延伸，其中所述空气管的出口与由所述外部机舱的内壁限定的一个或多个开口气流连通。

3.根据权利要求2所述的燃气涡轮发动机，其中所述空气管的入口与高压空气源气流连通。

4.根据权利要求2所述的燃气涡轮发动机，其还包括：

空气压缩机，其中所述空气压缩机与所述空气管气流连通。

5.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其还包括：

多个气流喷嘴，每个气流喷嘴定位在由所述外部机舱的内壁限定的开口之一处。

6.根据权利要求5所述的燃气涡轮发动机，其中所述多个气流喷嘴与所述外部机舱的内壁分开地形成并且附接到所述外部机舱的内壁。

7.根据权利要求5所述的燃气涡轮发动机，其中所述多个气流喷嘴中的每一个都限定气流方向，所述气流方向等于所述旋流角度。

8.根据权利要求7所述的燃气涡轮发动机，其中所述旋流角度在五度至三十五度之间。

9.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中所述涡轮机包括驱动涡轮，其中所述风扇机械地联接到所述驱动涡轮并能够与所述驱动涡轮一起旋转，使得所述风扇能够通过所述驱动涡轮以与所述驱动涡轮相同的旋转速度旋转。

10.根据权利要求9所述的燃气涡轮发动机，其中所述风扇在所述燃气涡轮发动机以额定速度操作期间限定小于1.5的风扇压力比和大于1,250英尺/秒的风扇末端速度。

11.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中所述多个旋流特征结构是多个翼型件。

12.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其中所述多个翼型件每个都限定在后缘处的参考线，所述参考线限定所述旋流角度。

13.一种操作直接驱动燃气涡轮发动机的方法，所述直接驱动燃气涡轮发动机包括涡轮机、风扇部段和外部机舱，所述涡轮机包括驱动涡轮，所述风扇部段包括风扇，所述外部机舱限定入口，所述方法包括：

利用所述涡轮机的驱动涡轮使所述燃气涡轮发动机的风扇旋转，使得所述风扇以与所述驱动涡轮相同的旋转速度旋转；以及

在所述风扇部段的风扇的前方位置处通过所述外部机舱的内壁以旋流角度提供旋流气流，以预旋流通过所述外部机舱的入口接收的大量气流，

其中所述直接驱动燃气涡轮发动机还包括气流输送系统，所述气流输送系统、所述外部机舱或这两者限定增压室，所述增压室沿着所述直接驱动燃气涡轮发动机的圆周方向在所述外部机舱内延伸，所述增压室向所述内壁中的多个开口提供所述旋流气流，并且所述气流输送系统还包括至少部分地定位在所述增压室内的多个旋流特征结构。