CN101025117A - 有围带的涡轮风扇发动机排气管 - Google Patents

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Abstract

一种排气管(42)构造成为从涡轮风扇飞机发动机(10)中的风扇旁通管(32)排出风扇空气。该排气管(42)包括一个筒状管道(48)，该管道具有一个进口(50)和在相对端的一个出口(52)。管道(48)的流动面积为构造成恢复来自贯穿其中排出的加速的风扇空气排气的压力。围带(60、68、70、72、74)从管道进口(50)向前延伸，从而在不降低压力恢复的情况下抑制管道(48)内的动压波动。

Description

有围带的涡轮风扇发动机排气管
技术领域
本发明总体上涉及一种燃气轮机，并且尤其涉及一种其中的气体排出。
背景技术
现代飞机一般由涡轮风扇飞机发动机提供动力。涡轮风扇发动机是燃气轮机的一种特殊形式，在涡轮风扇发动机中空气流过依次对空气加压的风扇和压缩机，然后在燃烧室中与燃料混合以产生高温燃气。
核心发动机包括压缩机和燃烧室以及协同操作的高压和低压涡轮，这些涡轮从燃气中提取能量用于分别给压缩机和风扇提供动力。
大部分进气由风扇加压并且绕过核心发动机以产生用于给飞行中的飞机提供动力的大部分推进力。风扇空气的一部分被导入核心发动机，空气在其中的压缩机的多级增压中被进一步加压。
涡轮风扇发动机不仅给飞行中的飞机提供动力，而且在两个例子中还提供在飞机内部的环境控制中一般由飞机制造者和操作者使用的或者用于对飞机机翼除冰的消耗排气。
一般的涡轮风扇发动机包括一个多级轴流式压缩机，该压缩机具有始于其中的不同的排气管道从而在为不同目的所需的不同压力和温度情况下提取压缩空气。
在美国销售了一年多的一种典型商用涡轮风扇飞机发动机中，压缩空气从压缩机中排出并且被引导通过它的一个第一管道中的预冷器或热交换器。第二管道将压缩空气从风扇绕过管道排到同样的热交换器中。在热交换器中用风扇空气对由压缩机提供的高温排气进行预冷却。然后风扇空气从热交换器排向舱外，并且压缩空气被引向飞机以在那作进一步的使用。
热交换器用作将来自压缩机的高温排气的温度降至低于存储在飞机机翼中的燃料的自燃温度以提供相应的安全系数。
用这种方式的冷却压缩机排气通常出现在不同类型的飞机中，这些飞机共用用于不同的压缩机和风扇空气管道的共用空气对空气热交换器。风扇空气管道必然需要布置在风扇的旁通管下游中的合适的进口，并且必须合适地设计以将其空气动力性能最大化。
现代涡轮风扇发动机享有很大的性能效率，并且设计成有高耐久性和寿命。因此，风扇空气排气管在结构和流动面积上精确设计以将风扇空气的速度的压力恢复最大化并且因此将发动机性能最大化。
排气管可以具有多种结构，并且在以上揭露的商业应用中排气管安装在风扇旁通管中以接收沿排气管的纵向轴线大致直接对齐的风扇空气。
排气管包括在它到热交换器的出口和进口之间的阀以控制贯穿其中的排气流动。当阀在排气管的出口端关闭时，排气管的进口端保持开启并且受到新进风扇空气的冲击。这种结构会导致形成哈特曼发电机(Hartmann Generator)，引起封闭式排气管内部的不稳定动压波动，这样会导致振动疲劳以及随之发生的相关部件的损坏。
该问题典型的解决方法是，在飞机工作循环中允许排气阀保持部分地开启，否则它会关闭，以防止排气管中的动态不稳定性并且避免其损坏。
然而，上述商业应用的继续发展中，为了增加涡轮风扇发动机的总效率，当排气阀应当关闭时不希望排气阀有甚至是轻微的开启。
这呈现了一个重要的设计问题，由于基于先前的发展和成本涡轮风扇发动机的基本结构已经固定，进行重新设计是不切实际。
压缩机和风扇的排气系统中出现了许多部件，包括协同操作的热交换器，排气管进口设计的变化可能产生需要更多改善、、时间和成本的不利后果。
因此，需要提供一种具有最小变化以允许其工作的改善的排气管，当阀关闭时没有不希望的动压波动，并且当阀开启时不会降低排气管的性能。
发明内容
排气管构造成从涡轮风扇飞机发动机的风扇旁通管中排出风扇空气。排气管包括一个筒状管道，该管道在相对端上有进口和出口。管道构造成在流动面积中从贯穿其中的加速风扇空气排气中恢复压力。一个围带从管道进口向前延伸来抑制管道内的动压波动而不降低压力恢复。
附图说明
根据优选和具体实施例，在结合附图所作的以下详细说明中更具体地说明了本发明的更多目的和优点，其中：
图1是安装到飞机的支承外挂架上的涡轮风扇燃气涡轮飞机发动机的一个实施例的部分轴向剖视图。
图2是沿图1的线2-2截取的涡轮风扇发动机的部分剖(反面)视图以示出其中的排气系统的一部分。
图3是根据一个实施例示出的图2所示排气管的独立视图。
图4是大体上沿图3的线4-4截取的排气管的俯视图。
图5是沿图4的线5-5截取的排气管的前表面的后视图。
图6是根据另一实施例示出的独立排气管的侧视图。
图7是沿图6的线7-7的排气管的俯视图。
图8是根据另一实施例示出的独立排气管的侧视图。
图9是沿图8的线9-9截取的排气管的俯视图。
图10是根据另一实施例示出的独立排气管的侧视图。
图11是沿图10的沿线11-11截取的排气管的俯视图。
图12是根据另一实施例示出的独立排气管的侧视图。
图13是沿图12的线13-13截取的排气管的俯视图。
具体实施方式
在图-1中示意性的示出的是适于安装到飞机14中的支承外挂架12上的涡轮风扇燃气涡轮飞机发动机10。发动机包括由核心发动机18提供动力同轴地连接到其上的风扇16。风扇16包括安装在环形风扇罩20内的一排风扇叶片，并且风扇罩通过一排风扇支柱22被安装到核心发动机的前端，以及其它排的风扇出口导向叶片(OGVs)24。
核心发动机包括多级轴流式压缩机26，该压缩机具有连续的定子叶片级和转子叶片级，这些叶片级依次对新进空气28加压。压缩空气从压缩机排出并且与核心发动机的燃烧室中的燃料混合以产生高温燃气30，该高温燃气向下游流过高压和低压涡轮并且在将燃气从核心发动机的出口排出之前从那里提取能量。高压涡轮给压缩机提供动力，并且低压涡轮给在核心风扇下游端的风扇16提供动力。
风扇罩环绕着核心风扇的前端并且在它们之间限定出基本为环形的风扇旁通管32。风扇16中的大部分压缩空气通过OGVs24并且在风扇支柱22之间通过风扇罩的出口端排出为飞行中的飞机提供主要的推进力。风扇空气的径向内侧部分进入核心风扇的进口端并且在压缩机26的级中加压从而用于燃烧过程中。
如上所述，涡轮风扇发动机典型地包括排气系统34，在工作过程中从压缩机26中排出压缩空气从而在需要时连续用于飞机14中。排气系统34包括第一排气管道26，该管道包括用于从压缩机中排出压缩空气的管道和阀。例如，第一管道36构造成以递增的压力和温度从压缩机中排出第五和第九级压缩空气从而连续用于飞机中。
排气系统还包括适于安装到非常接近压缩机26的外挂架12的下侧的一个常规空气对空气预冷却器或热交换器38。热交换器中包括两根管道，其中一根连接到用于接收来自压缩机的高温压缩空气的第一排气管36上。
排气系统34也包括一个第二排气管40，该第二排气管包括用于从风扇旁通管32排出相对冷的压缩风扇空气28的一部分从而流过热交换器38的第二管道的多种元件。冷风扇空气在热交换器中循环从而冷却高温的压缩机排气。
用过的风扇空气通过外挂架12中合适的出口从热交换器38中排出并且在飞机工作过程中排向舱外。冷却了的压缩机排气通过第一管道36的出口端从热交换器38中排出并且为了任意合适的目的适当地导入飞机中。
排气系统34由一个常规的飞机控制系统适当地控制，该控制系统可操作地连接到第一管道36和第二管道40这两者中的各个阀上。
更具体地，第二排气管道40包括一个风扇排气管42，该排气管构造成通过布置在其出口端的合适的控制阀44从风扇旁通管32中排出风扇空气的一部分，该出口端又连接到热交换器38的第二管道。
阀44又电力地连接到飞机控制系统并且可以在一个打开位置和一个全闭位置下进行操作，该打开位置允许风扇空气的无阻碍气流通过排气管42进入热交换器中，该全闭位置完全阻塞风扇空气的通过排气管42进入热交换器的通道。
除了风扇排气管42自身的改进以外，上述涡轮风扇发动机10和排气系统34是常规的，并且在美国已经销售了一年多。如上所述，按照惯例，排气阀44可以布置为在其另外关闭的位置上轻微打开以获取风扇排气通过热交换器的一个减速流从而防止由哈特曼发电机(HartmannGenerator)原理引起的上述不希望的动压波动。
图2示出了风扇排气管42在安装在发动机中的风扇旁通管32的排出端时的具体结构。如上所述，涡轮风扇发动机以常规的方式从外挂架12得到支承，典型地利用前、后发动机底座和协同操作的推力连接。
典型地出现在发动机底座之间的是一个封闭腔，该封闭腔通常是指分叉管46，封闭腔中可以安装各种混杂的元件，包括热交换器38以及从其上游延伸的风扇排气管42。图2示出了在一个风扇支柱22后面的分叉管的两个侧壁，该支柱为安装风扇排气管42提供便利位置，从而直接接收由风扇增压的相关风扇空气28。
图2示出的风扇排气管42包括一个由合适的材料例如铸钛制成的管子或筒状管道48。管子48包括在其前端的环形管道进口50，该管道进口适当地连接到风扇旁通管32从而接收来自那里的压缩空气28。管子48也包括在其相对的后端处的环形管道出口52，该管道出口通过柔性硅树脂波纹管54适当地连接到第二管道40。
排气管42固定地连接到发动机分叉管46上，并且在工作过程中柔性波纹管54吸收排气管和热交换器38的进口端之间的振动。控制阀44将管道出口52和热交换器连成流体连通从而在需要时控制风扇旁通空气进入热交换器的第二管道的流动。
在图2示出的特定结构中，管道进口50和出口52沿筒状管道48的纵向流动轴彼此横向偏移从而当它们在下游方向上扩展并且包围相对较宽的热交换器38时容纳分叉管46的两个壁的分叉结构。
管子48的偏移结构影响在管子前端的横向偏移凹处56，该凹处突入旁通管32中并且容纳管道进口50，也称作凹处进口。
管子48还包括从凹处进口50向前延伸的流线型进口槽或斜坡58，该斜坡构造成与分叉管壁的弯曲相匹配并且提供空气动力学平稳过渡进入凹处56，该凹处56从斜坡向外突出并且突入旁通管32中。
通过这种方式，凹处进口基本垂直地直接面对新进的风扇空气从而有效捕集那个风扇空气的一部分并且通过控制阀44将其通过管子48和其出口52转入热交换器38中。
风扇排气管42及其安装在分叉管46内的这种结构是常规的，并且在上述的涡轮风扇发动机的以前的结构中出现了，其已经在美国销售了一年多。
然而，风扇排气管42的这种结构的的进一步改进试验证明了当阀44保持全闭时作为哈特曼发电机(Hartmann Generator)的潜在工作。在这种结构中，管道出口52关闭，同时其进口50保持开启并且直接接收来自上游风扇的压缩风扇空气。
在关闭的管子48内捕集的风扇空气中可能发生不稳定的动压波动，这导致了对其不希望的损害和对波纹管54的损害。
将控制阀44保持部分开启不是解决该动压波动问题的理想方法，因为这种操作将降低发动机和飞机的总效率并且应当避免。
原始风扇排气管42是一个已经存在的设计，该设计享有其上述重大发展从而将使用它的发动机的效率最大化。排气管42在尺寸和流动面积上特别构造成，为在冷却来自压缩机的压缩排气过程中的热交换器的相应流动规格有效引导压缩风扇空气进入热交换器，所有流动都是特别预定的流动率。
因此，管道进口50的流动规格和管道出口52的流动面积都是预定的，管道出口的流动面积大于进口面积从而在工作过程中获得来自风扇旁通管的加速风扇空气的有效压力恢复。排气管42构造成像一个扩散器，其中，由管道接收的进口空气的高速度在通过管道的流动上降低了以从那恢复压力。
因此，发明人提出了值得考虑的问题并且约束先前存在的风扇排气管42的变换最小化以避免其空气动力性能的降低或减小，包括预先建立的压力恢复，同时，当阀44全闭时防止或抑制由于哈特曼发电机(Hartmann Generator)原理引起的动压波动或排气管内自身的振动。
下文中所说明的是改进的风扇排气管42的多个实施例，该改进的风扇排气管大部分已经建立和试验以证明其功效和效率，其在可替换的设计之间可变化。
然而，在下文中说明的所有可变的设计包括从原有的凹处进口50向前延伸的辅助声波抑制围带60的共有特征，从而在关闭阀44时抑制排气管42内的动压波动。相应地，在开启阀44时，附加围带60的引进不会显著降低原有排气管42自身的空气动力学性能以在其特定飞机发动机应用中保持发动机的总效率。
声波抑制围带60安装在图2所示的发动机中并且从分叉管46在上游方向上从管道进口50向前延伸，并且在风扇旁通管32内部露出从而在关闭控制阀44时抑制隐藏的排气管道48内的动压振荡。围带60是安装在风扇旁通管内的空气动力学的薄的或流线形的元件以减少压力损失，因为其一直直接暴露于加速风扇排气。
在示出的优选实施例中，围带60与管道进口50共同延伸或同心并且总体上与凹处56在上游方向上线与线对准地同轴延伸。
围带60包括在前端或前缘处的它自己的围带进口62，该进口从协同操作的管道或凹处进口50向前间隔开。附加围带60因此在进口50处与原有凹处56共同延伸并且类似地从分叉管46的侧面突入风扇旁通管中。
通过这种方式，附加围带60在结构上改变凹处进口56并且在那的上游引进协同操作的围带进口60，为了围带自身的有效空气动力性能在发动机的包括排气阀44的关闭和开启位置的所有工况中，都具有最小的压力损失和风扇排气的最小干扰，该进口被特别构造和制定尺寸。
如在背景技术部分所述，排气管42到接近的通过风扇旁通管32导向的风扇排气的视线投影已经示出从而在关闭控制阀44时在排气管中产生不希望的动压波动。认为这些动压波动是归因于也在上文中说明过的哈特曼发电机(Hartmann Generator)原理。哈特曼发电机(HartmannGenerator)是公知装置并且已经对它的有意产生动压波动的能力研究了数十年，该动压波动具有来自其谐振腔的相应的声学声波的特征。
由于哈特曼发电机(Hartmann Generator)特别构造成产生压力振荡和声波的声辐射，使哈特曼发电机(Hartmann Generator)失效的以往的解决办法是未知的，只是打开或否则关闭谐振器的封闭端使激励机构在其开始之前失去能力的简单办法。
为了解决先前存在的风扇排气管42在关闭阀44时的声激励的问题，由于其各种结构的实验室试验，以上公开的抑制围带60已经进行构思。试验证明围带60在阀44关闭时有抑制排气管道48内的压力波动的功效。
然而，其抑制能力的理论没有被完全理解，尽管其表现出当阀44关闭时抑制围带60对中断或中止在输入的风扇排气和排气管42中捕集的空气之间的能量耦合是有效的。
在一些图中示出了抑制围带60的各种结构并且当安装到风扇旁通管内部时在最小化空气动力学效率损耗的同时，对于抑制压力波动具有不同的功效。
图1至5以一个简单形式示出了围带的优选实施例。这些图中示出的相对较薄的抑制围带60提供了凹处56自身在上游方向的少许延伸，从而在关闭阀时抑制输入的加速风扇空气和排气管内部捕集的风扇空气之间的能量耦合。像原有凹处56自身一样，抑制围带60在风扇旁通管32内与其大致轴向对准地突出。
图2和图5最好地示出，围带进口62在上游方向与凹处进口50同轴地结合以最小化进入凹处进口50的风扇空气28的层流扰动。通过这种方式，围带不阻塞或阻止到凹处进口50的输入流动以避免不希望的将降低发动机空气动力学性能的压力损失。
图2所示围带60总体上与凹处56的方向平行以进一步减小层流扰动。围带60的特殊结构和方向可以通过合适的试验进行选择以互补各种形式的排气管道52的特殊结构和配备的相关凹处56。
如图3和图5所示，原有凹处56沿横向或周向是弓形且无孔的以维持在其进口和在相对端的出口之间的排气管道48的无孔结构。类似地，协同操作的抑制围带60沿周向或横向也是弓形的，并且它自身也是无孔的。由于排气管道48包括从凹处56向前延伸的流线型的进口斜坡58，抑制围带60作为整个排气管道48的一个组成部分通常是在进口斜坡58上直接延伸，并且像进口斜坡一样具有到凹处的流线型进口。
例如，围带60可以整体地连接到凹处56自身的前端，如果需要就在母体钛金属的整体铸造中，或者在分离式原始制造后适当地焊接到其上。
围带60具有相对较薄的公称厚度A并且在它与凹处的连接处与凹处56的相应厚度一致。薄的围带呈现为对输入的风扇空气的最小阻塞并且维持空气动力学光滑剖面，该剖面的内表面和外表面与凹处56的相应内表面和外表面对准。
图3-5示出的优选实施例中，围带60具有周向宽度B，该周向宽度合适地比凹处56的相应宽度窄以产生从凹处进口50向前延伸的横向相对的侧窗口或开口64。用突入旁通管中的凹处50和嵌入支承分叉管的协同操作的进口斜坡58，围绕凹处进口50的整个圆周封闭该进口。
相反地，抑制围带60只覆盖凹处56前方的开口容积的一部分从而提供一个无阻碍的围带进口62和协同操作的侧开口64。
该结构的改进试验证明了该简单构造的围带60对抑制和防止封闭风扇排气管道42内的不希望的动压波动的功效，同时又最小化由风扇旁通管的流径内围带60自身的引进所引起的空气动力学压力损失。
图3和图4所示的围带60是相对较薄的金属片，并且从凹处56的前缘在长度C方向上沿轴向向前延伸，而且相对较大的侧开口64在其相对侧。围带的长度C稍大于突出凹处56的长度并且在它的大部分长度上从凹处伸出悬在进口斜坡58上。
因此，围带60还包括在其前端的相对转角处的一对整体支柱66，这对支柱在进口斜坡延伸到的端部适当地固定连接到排气管道48的前端。包括两个支柱66的整个围带60可以由等厚度的金属片焊接到原有排气管道上或与其整体铸造制成。
两个支柱66在到排气管42的整个入口上刚性地支承着薄的围带60，并且因此围带进口62由围带60的前缘、其两个支柱66、以及下方进口斜坡58限定。围带的侧开口64从两个支柱66向后延伸并且限定出到进入进口斜坡58和凹处进口50之间限定的入口的辅助进口。
图4用俯视图示出的声波围带60在其进口50处具有基本上与凹处56的整个宽度匹配的矩形剖面或边界，并且在长度C方向向前延伸。围带60完全覆盖进口斜坡或槽，但还是基本上允许围带60的所有外露周长自身在到排气管的原有入口上保持完全打开。
通过这种方式，附加抑制围带60提供了进入排气管的输入流径的最小阻塞，并且那个抑制围带抑制了在封闭排气管42内经历的任何压力波动的扩大。通过简单引进声波围带60，可以因此大大减少或消除来自封闭管的不希望的动压波动。
图6和图7示出了用68表示的声波围带的另一实施例。与在前的围带60一样，围带68可以与原有凹处56的前缘整体形成并且从凹处进口50在长度C的方向向前延伸。然而，在该实施例中，围带60可以更短并且由于其公称厚度A和其横向的弓形结构，该围带在结构上具有充分的刚度，以在没有附加支承，例如在在前实施例中的两个支柱66的情况下简单地从凹处56的前缘伸出形成悬臂。
如图7所示，围带68在其横向中部具有最大长度C，并且沿其相对的侧边缘向着凹处56减少长度。围带68的相对侧是扇形或弧形的回到凹处进口50处，如图6所示，以提供在前实施例中出现的侧开口64的相应形式。
图7中围带68的突出，围带的剖面是矩形的并且总体上符合或匹配与凹处56相对应的宽度B。矩形围带68的相对侧向回弯曲以与排气管的进口斜坡58相接。
如在前实施例中说明的一样，悬臂围带68提供凹处56的上游悬垂延伸，悬挂在下方的进口斜坡58上从而为保持其空气动力学性能提供进入原有设计的管道48中的无阻碍进口流动，包括其所需的压力恢复。同样像在前实施例一样，为了中断输入的加速风扇空气和封闭管内捕集的空气之间的能量耦合以抑制由哈特曼发电机(Hartmann Generator)性能产生的不稳定的压力波动，抑制围带68抑制封闭排气管产生的任何压力波动的向外扩展。
图8和图9示出了用70表示的声波抑制围带的另一实施例，它与在前的围带68类似。鉴于在前围带68具有矩形剖面，图9中示出的围带70具有三角形剖面，该剖面使其在其基部的周向宽度B与在其进口50的凹处56的一致。
如虚线所示，三角形围带70的顶点是弓形的并且限定出从凹处56的进口平面测量的围带的最大长度C。在该三角形结构中，由于围带在凹处的进口平面上弯回到凹处56和进口斜坡58的连接处，围带的宽度B既在图9所示的下方进口斜坡58的宽度方向上减小，也在围带的高度方向上减小。在围带70和下方进口斜坡之间的相对的侧开口64比在前实施例中相应的侧开口大。
在图6和图8中示出的两个实施例中，为了附加的流线型和结构刚度，围带68、70在轴向上游方向上沿其纵轴有附加的轴向弓形。
图6-9中示出的两个实施例是从凹处56自身的前缘简单伸出悬臂，例如，或与其整体铸造或通过焊接连接到其上。像在前围带60一样，两个围带68、70在风扇旁通管32内突出时最小化原有排气管42的空气动力性能降低，同时，在关闭排气管时为抑制压力波动的扩大，提供悬挂在原有凹处进口50上的声波围带，因此抑制了不希望的声波波动。
图10-13示出了用72和74表示的围带的两种另外的结构。在这些实施例中，围带72、74是以不连续的弓形形式固定连接到进口斜坡58上并且从相应的凹处进口50向外间隔开。围带72、74可以由相对较薄的金属片制成并且可以固定到下方进口斜坡58上，或者，如果需要的话，与其整体形成或整体铸造。
在两种结构中，围带72、74具有不同的矩形剖面或投影，都有比凹处56大的周向或横向宽度B，并且从相应的凹处的至少上游方向上沿纵向长度C方向延伸。
在两种结构中，围带72、74是厚度A相对较薄的金属片以总体上与凹处56自身的厚度相匹配并且在风扇旁通管32中突出时提供相对较薄的，空气动力学的光滑剖面。两个围带72、74最好在海拔或高度上比凹处56高以影响凹处进口50的圆周周围的相应径向缝隙D。
图10和图11示出的围带72在其后方或后端与凹处5 6的前缘之间向前间隔以影响它们之间的轴向间隙E。围带72的长度C总体上对应于凹处56的长度并且基本上覆盖在凹处56前方的整个进口斜坡58。
图12和图13示出的围带74的长度C比上述围带72的长，并且具有与凹处56的前端重叠的后端，同时，仍然提供它们之间的径向或横向间隙D。
图10-13示出的两个实施例中，围带72、74包括在其前端的相应的围带进口62，这样就提供了无阻碍通道到从那沿着下游方向间隔开的相应的凹处进口50。通过这种方式，通过在入口处引进附加围带72、74，可以在不阻塞或降低的情况下，保持风扇排气管42的原有空气动力学性能，包括其压力恢复。
相应地，像在前实施例一样，围带72、74提供悬垂在到排气管道的进口斜坡58上，该排气管道从凹处56大部分向前延伸以抑制关闭出口阀时从排气管道向外放射的压力波动的扩大。
在图10和11中示出的围带72从凹处56的前缘整个间隔以在之间提供轴向间隙E，其中压力波动可以削弱。协同操作的径向间隙D确保输入的风扇空气通过围带72到原有凹处进口50的无阻碍通道。
为了在轴向投影上与下方凹处56重叠，图12和图13示出了围带72的变型围带74。然而，图12示出的围带的侧面是扇形或在其后端弯回并且从那向前、向后桥接凹处进口50。
通过这种方式，围带74和凹处56之间的径向间隙D确保到原有凹处进口50的无阻碍进口流动。并且径向间隙D与围带74的扇形侧配合以抑制关闭阀44时从凹处进口50向外放射的压力波动的扩大。
声波围带的各种设计的实验室试验，包括以上公开的，确认了另外在完全关闭阀44的情况下，抑制动压波动的能力。很显然，以上公开的各种形式的围带抑制了在进入排气管的入口周围的另外开口面积中的能量耦合并且大大减小动压波动的幅度以避免排气管原件的不希望的声波或音波疲劳。由以上公开的声波围带提供的体积约束表现出限制高压波动或波自由膨胀的能力，并且另外在没有通过围带限制的情况下获得最大幅度。
声波围带的特殊结构可以根据风扇旁通管32内的风扇排气管42的特殊结构的需要适当地变化。
声波围带应当具有最小的空气动力学剖面以在发动机的整个工作过程中最小化空气动力学性能的降低，既包括阀44开启时排气系统的工作，也包括阀44完全关闭时排气系统的停止。
围带应当有足够的强度和刚度以承受由快速移动的风扇排气作用在其上的巨大的空气动力学负载。
各种结构的围带的基本需要是从凹处56的前缘沿轴向悬垂在上游以提供动压波动的有效声波抑制。
为了风扇排气管42内的有效的压力恢复，围带的横向尺寸可以选择为提供在下游方向上与原有凹处进口50成对准的相对开放的围带进口62以畅通无阻地通过风扇旁通空气。为了提供进入排气管的流线型无阻碍流动，围带的前缘应当与下游凹处的前缘一致并且应当适当地在那对准。
为了确保围带内部和外部的空气动力学平滑表面从而减小空气动力学性能损失，同时，在覆盖风扇排气管42的进口时将围带的声波围带抑制能力最大化，围带的整个剖面可以为每个设计应用选择。
尽管在此已经说明了认为是本发明的优选和具体实施例，对本领域技术人员而言从本发明的教导中，本发明的其它修改是显而易见的，因此，应当认为在附加权利要求上的所有修改都将落入本发明的真实精神和范围中。
因此，希望被美国专利证书保护的是在下列权利要求中限定并且区别的发明，其中：
部件列表
10飞机发动机
12支承外挂架
14飞机
16风扇
18核心发动机
20风扇罩
22风扇支柱
24出口导向叶片(OGVS)
26压缩机
28空气
30燃气
32风扇旁通管
34排气系统
36第一排气管
38热交换器
40第二排气管
42风扇排气管
44控制阀
46分叉管
48筒状管道
50管道进口
52管道出口
54波纹管
56凹处
58进口斜坡
60抑制围带(I)
62围带进口
64侧开口
66支柱
68围带(II)
70围带(III)
72围带(IV)
74围带(V)

Claims (10)

1、一种涡轮风扇发动机(10)，包括：
一个由包括多级压缩机(26)的一个核心发动机(18)提供动力的风扇(16)，以及围绕所述核心发动机(18)的一个风扇旁通管(32)；
一个包括第一排气管(36)和第二排气管(40)的排气系统(34)，该第一排气管(36)用于排出来自与热交换器(38)流体连通连接的所述压缩机(26)的压缩空气，该第二排气管(40)用于排出来自与所述热交换器(38)流体连通连接的所述风扇旁通管(32)的风扇空气；以及
所述第二排气管(40)包括一个排气管道(48)和一个围带(60)，该排气管道具有连接到所述旁通管(32)的管道进口(50)和通过阀(44)连接到所述热交换器(38)的管道出口(52)，该围带从所述旁通管(32)内的所述管道进口(50)向前延伸以在关闭阀(44)时抑制所述排气管道(48)内的压力波动。
2、根据权利要求1所述的发动机，其中，所述围带(60)在所述旁通管(32)内突出并且与所述管道进口(50)共同延伸，并且包括一个在从所述管道进口(50)向前间隔布置的前端处的围带进口(62)。
3、根据权利要求2所述的发动机，其中：
所述管道进口(50)和出口(52)沿所述管道(48)的纵向轴线横向偏置以影响包括所述管道进口(50)并且在所述旁通管(32)内突出的横向偏置凹处(56)；以及
所述围带(60)在所述管道进口(50)处与所述凹处(56)共同延伸。
4、根据权利要求3所述的发动机，其中：
所述排气管道(48)还包括从所述旁通管(32)内的所述凹处进口(50)向前延伸的一个进口斜坡(58)；
所述凹处(56)是横向的弓形并且无孔；以及
所述围带(60)是横向的弓形并且无孔，并且布置在所述进口斜坡(58)上。
5、根据权利要求4所述的发动机，其中，所述围带(60)整体地连接到所述凹处(56)的所述前端。
6、根据权利要求5所述的发动机，其中，所述围带(60)的周向比所述凹处(56)窄，并且横向地向所述凹处进口(50)的前方打开。
7、根据权利要求6所述的发动机，其中，所述围带(60)包括一对支柱(66)，这对支柱在所述前端处固定连接到所述管道(48)上以支承其上的所述围带。
8、根据权利要求6所述的发动机，其中，所述围带(68)从所述凹处(56)伸出形成悬臂。
9、根据权利要求8所述的发动机，其中所述围带(68)在其中部具有最大长度，并且在其相对侧的长度方向上减小。
10、根据权利要求4所述的发动机，其中，所述围带(72、74)与所述凹处(56)间隔开。
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