CN101922379A - 提供上游旁通流体出口的平移式可变面积风扇喷嘴 - Google Patents

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Abstract

一种提供上游旁通流体出口的平移式可变面积风扇喷嘴，包括具有后缘的吊舱以及具有前缘和第一端的平移式喷嘴段。所述喷嘴可移动地布置在所述后缘的后面使得当所述喷嘴段处于展开位置时在所述后缘和所述前缘之间限定上游旁通流体出口。导流板被布置在所述后缘和所述前缘之间接近所述第一端。所述导流板基本上防止旁通流体在接近所述第一端的区域中从上游旁通流体出口流出。

Description

提供上游旁通流体出口的平移式可变面积风扇喷嘴
相关申请
本申请是2008年8月7日提交的、申请序列号为PCT/US08/72448的国际申请的部分继续申请，该国际申请主张2007年8月8日提交的、申请序列号为60/954,756的美国临时申请的优选权的好处，它们所披露的内容整体以引用的方式被结合到这里。
技术领域
本发明总体上涉及燃气涡轮飞行器发动机，并且尤其涉及用于涡轮风扇飞行器发动机的平移式可变面积喷嘴组件，其用于选择性地控制从所述发动机排出的风扇旁通流体从而调节不同飞行条件下的发动机性能。
背景技术
典型的飞行器涡轮风扇喷气发动机包括风扇，所述风扇将气流吸入和引导到吊舱(nacelle)中和发动机核心中以及围绕发动机核心。所述吊舱围绕所述发动机核心并且帮助促使围绕所述核心的气流的层流。被引导到所述发动机核心中的气流最初通过增加气流压力的压缩机，并且然后通过燃烧室，在燃烧室空气与燃料混合并且被点燃。所述燃料和空气混合物的燃烧使得发动机核心的后部处的一系列涡轮叶片转动，并且驱动所述发动机的转子和风扇。来自所述燃料和空气混合物的燃烧的高压排出气体然后被引导通过发动机后部处的排出喷嘴。
旁通流体是被引导为围绕所述发动机核心的空气。在涡轮风扇发动机中，所述旁通流体通常提供飞行器的主推力。所述旁通流体也能被用来帮助使着陆的飞行器减速。安装在吊舱结构中的推力反向器选择性地使所述旁通流体的方向反向以产生反向推力。在正常发动机操作期间，在流出发动机组件之前，旁通流体可以与发动机核心排气相混合或者可以不与发动机核心排气相混合。
几个涡轮风扇发动机参数对于优化设计特性和性能来说是重要的。发动机的旁通比率(BPR)是通过发动机的风扇道的空气质量与通过发动机核心的空气质量的比值。与较低的BPR发动机相比，较高的BPR发动机会是更高效和安静的。总的来说，对于特定的额定推力(thrust rating)，较高的BPR导致较低的平均排出速度和较少的喷气噪声。涡轮风扇发动机的性能也受到发动机的风扇压力比(FPR)的影响。FPR是发动机的风扇喷嘴出口处的空气压力与进入所述风扇的空气压力的比值。FPR越低，排出速度越低，并且发动机的推进效率越高。然而，因为在某些操作条件下低FPR能使得发动机风扇停转，叶片抖动和压缩机喘振，发动机的FPR减少会有实际的限制。
这些问题的一个解决方案包括在操作期间改变高BPR发动机的风扇喷嘴出口面积以优化各种飞行条件下的发动机性能。通过选择性地改变所述风扇喷嘴的出口面积，能调节发动机的旁通流体特性以匹配特定的飞行条件。不幸的是，现有的可变面积喷嘴系统通常是重的、昂贵的并且它们的结构和操作是稍微复杂的，并且通常需要使用复杂驱动机构的多个部件的协同移动。
因此，存在对于这样的用于涡轮风扇飞行器发动机的可变面积喷嘴组件的需求，即，其促进用于在某些飞行条件下的发动机输出的成本有效的、简单的和有效的操作控制。
发明内容
在一个实施方式中，一种用于涡轮风扇发动机的可变面积风扇喷嘴组件能包括具有后缘的吊舱和具有前缘以及第一端的平移式喷嘴段。所述喷嘴段能被可移动地布置在所述后缘的后面使得当所述喷嘴段处于展开位置时在所述后缘和所述前缘之间限定上游旁通流体出口。导流板能被布置在所述后缘和所述前缘之间接近所述第一端。所述导流板能基本上防止旁通流体在接近所述第一端的区域中从上游旁通流体出口流出。
在另一实施方式中，一种用于具有中心线的涡轮风扇飞行器发动机的吊舱组件能包括具有外整流罩和尾缘的前吊舱部分，和包括至少一个喷嘴段的平移式可变面积风扇喷嘴。所述喷嘴段能包括前缘和第一端，并且能在收回位置和一个或多个展开位置之间选择性地可移动。当处于所述展开位置时，能在所述尾缘和所述前缘之间形成上游旁通流体出口。所述吊舱组件能进一步包括分体海狸尾式整流罩，其具有在所述前吊舱部分的外整流罩上的上游整流罩部分和在至少一个喷嘴段的第一端上的下游整流罩部分。当所述喷嘴段处于所述收回位置时，所述上游整流罩部分和所述下游整流罩部分能相结合以形成在所述前吊舱部分和所述喷嘴段之间延伸的基本上连续的外表面。所述吊舱组件能进一步包括被定位成接近所述喷嘴段的第一端的导流板。所述导流板能被构造成当所述喷嘴段处于所述展开位置时基本上阻止通过所述上游旁通流体出口流出所述吊舱组件的气流接触相关的分体海狸尾式整流罩。
另一实施方式包括一种用于涡轮风扇发动机组件的可变面积风扇喷嘴组件，具有用于排出发动机旁通流体的主旁通流体出口。所述组件能包括具有尾缘的前吊舱部分和具有前缘以及第一端的平移式喷嘴段。所述组件也能包括支撑装置，所述支撑装置用于可移动地支撑所述平移式喷嘴段的第一端使得所述喷嘴段在收回位置和展开位置之间可移动。当所述喷嘴段处于所述展开位置时能在所述前缘和所述尾缘之间形成上游旁通流体出口。整流罩能至少部分地覆盖所述支撑装置。所述组件能进一步包括用于基本上防止空气通过接近所述整流罩的区域中的上游旁通流体出口的装置。
通过结合附图阅读下面的详细描述，本发明的前述的和其它特征、方面和好处将是显而易见的，下面简要地描述所述附图。
附图说明
依照惯例，下面所讨论的附图的各种特征不必按比例绘制。附图中的各种特征和元件的尺寸可以被放大或缩小以更清楚地示出本发明的实施方式。
图1是具有叶栅型推力反向器和平移式可变面积风扇喷嘴组件的飞行器发动机的透视图。
图2是在图1中所示的飞行器发动机的纵截面图。
图3是在图1-2中所示的飞行器发动机的后视图。
图4是在图1-3中所示的飞行器发动机的推力反向器和平移式可变风扇面积喷嘴组件部分的透视图，其中推力反向器套筒处于收回位置，并且可变面积风扇喷嘴环处于展开位置。
图5是在图4中所示的推力反向器和平移式可变面积风扇喷嘴组件的透视图，其中推力反向器套筒和可变面积风扇喷嘴环都处于展开位置。
图6是在图4-5中所示的推力反向器和平移式可变面积风扇喷嘴组件的分解的透视图。
图7是用于可移动地支撑推力反向器套筒和可变面积风扇喷嘴环的引导结构的横截面图。
图8是在图1-6中所示的推力反向器和可变面积喷嘴组件的横截面图。
图9A是用于与不具有叶栅型推力反向器的飞行器发动机一起使用的可变面积风扇喷嘴组件的透视图，其中平移式喷嘴环处于收回位置。
图9B是在图9A中所示的可变面积风扇喷嘴组件的透视图，其中所述平移式喷嘴环处于展开位置。
图10是在图9A-9B中所示的可变面积风扇喷嘴组件的一部分的透视图，其中所述平移式喷嘴环处于展开位置。
图11是在图9A-9B中所示的可变面积风扇喷嘴组件的一部分的侧视图，其中所述平移式喷嘴环处于展开位置。
图12是依照本发明的一个实施方式的可变面积风扇喷嘴组件的一部分的透视图，其中平移式环段处于收回位置。
图13是在图12中所示的可变面积风扇喷嘴组件的所述部分的透视图，其中所述平移式环段处于展开位置。
图14是在图13中所示的展开的平移式环段的放大的透视图。
图15是图12-14中所示的可变面积风扇喷嘴组件沿着图12中的线15-15得到的横截面；
图16是图12-15中所示的可变面积风扇喷嘴组件沿着图14中的线16-16得到的横截面；
图17是根据本发明的另一实施方式的可变面积风扇喷嘴组件的一部分的透视图，其中平移式环段处于展开位置。
图18在图17中所示的可变面积风扇喷嘴组件的一部分的顶平面图，在该图的左半侧示出了处于展开位置的平移式环段，并且在该图的右半侧示出了处于收回位置的平移式环段。
图19是根据本发明的额外的实施方式的可变面积风扇喷嘴组件的一部分的透视图，其中平移式环段处于展开位置。
图20是在图19中所示的可变面积风扇喷嘴组件的一部分顶平面图，在该图的左半侧示出了处于展开位置的平移式环段，并且在该图的右半侧示出了处于收回位置的平移式环段。
具体实施方式
图1-8示出了用于涡轮风扇发动机10的平移式可变面积风扇喷嘴组件(VAFN)的一个实施方式。
参考图1和2，所述发动机10包括具有平移式喷嘴50的尾缘风扇喷嘴组件12，所述平移式喷嘴50例如在所述发动机10在不同飞行条件下操作时能被选择性地调节。如同上面所讨论的那样，这种调节能被用来优化发动机的性能。如同在图2中所示的那样，所述平移式喷嘴50能被选择性地平移(也就是，被前后移动)以改变风扇喷嘴的出口面积“Aexit”从而优化发动机性能，并且如同下面详细地描述的那样，从而调节通过由可变面积风扇喷嘴组件12形成的上游出口60泄出(spill)的发动机旁通流体的量。通过在过量气流到达主风扇喷嘴出口52之前由上游出口60放出或溢出过量风扇流体，对于同样量的输送质量流体来说能获得较低的风扇压力比率，因此增加喘振容许极限(margin)并且避免发动机故障和关闭。为了示出的目的，在涡轮风扇喷气飞行器发动机10的实施例中示出了可变面积风扇喷嘴组件12。所述发动机10能被安装到飞行器的翼或机身，例如，通过吊架(pylon)或其它类似支撑件(在附图中未示出)。
如同在图2中所示的那样，所述发动机10包括发动机核心16和围绕所述核心16的固定吊舱18。所述发动机核心16被收纳在核心整流罩19内。所述发动机的风扇20被定位在所述吊舱18的上游部分内，并且包括多个被安装在所述发动机的转子(未示出)上的风扇叶片22。所述风扇叶片22围绕所述发动机的中心线CL转动并且将气流吸入到所述发动机10的入口端26中。环形旁通道24被限定在所述发动机核心16和所述吊舱18之间。通过转动风扇叶片22加速被吸入到所述发动机10中的气流，并且进来气流的一部分被引导到所述发动机核心16中并通过所述发动机核心16。
旁通流体进入所述吊舱18的上游端并且围绕所述发动机核心16流动和通过所述发动机核心16。所述旁通流体通过转动风扇叶片22被加速并且通过所述旁通道24和穿过定子40，并且通过可变面积风扇喷嘴组件12流出所述发动机10。来自燃料和空气混合物的燃烧的高压加热排出气体通过位于所述发动机10的后端处的主排出喷嘴13流出所述发动机核心16。
在图1-8所示的发动机组件10中，所述平移式喷嘴50是被安装在叶栅型推力反向器80的尾端处的喷嘴类环形翼型结构，所述叶栅类推力反向器80紧接在所述吊舱18之后，围绕发动机核心整流罩19。如同在图2中所示的那样，所述风扇喷嘴50的尾缘和所述核心整流罩19之间的下游喷嘴出口52限定风扇喷嘴出口区域“Aexit”。由于所述核心整流罩19的直径的纵向变化，所述平移式喷嘴50的选择性的前后移动改变所述风扇喷嘴出口区域Aexit的大小。如同在图1中所示的那样，所述风扇喷嘴50能包括第一弧形喷嘴部分54和第二弧形喷嘴部分56，各喷嘴部分54、56是可在双向箭头58的方向上轴向地平移的。所述平移式喷嘴50的平移实现所述上游出口60(在图2中所示的)的所期望的大小，并且也改变下游喷嘴出口52的出口几何形状和有效出口面积Aexit。因此，当所述平移式喷嘴50伸出时，通过上游出口60和扩大的下游喷嘴出口52从所述发动机组件10排出的旁通流体增加。如同在图1-3中所示的那样，例如，能通过多个线性喷嘴致动器70选择性地前后平移所述平移式喷嘴50。
为了以本领域已知的方式选择性地阻碍和改向来自所述旁通道24的旁通流体，所述叶栅型推力反向器80能被定位在所述平移式喷嘴50的前部。在图1中，所述推力反向器80和所述平移式喷嘴50都处于它们的收回位置。如同在图1中所示的那样，所述推力反向器80能包括第一弧形套筒部分82和相对的第二弧形套筒部分84(在图3中示出)。如同由图1中的双向箭头86所指示的那样，通过多个间隔开的套筒致动器90能在前后方向上平移所述推力反向器套筒部分82、84。当处于收回位置时，所述推力反向器套筒部分82、84覆盖叶栅88的阵列。在图1中由虚线指示所述叶栅88，因为当所述推力反向器80处于它的收回位置时它们是不可见的。所述推力反向器套筒部分82、84在向后的方向上平移到展开位置的轴向平移和所述旁通道24之内的一系列折流门134的展开(如同在图8中由箭头136指示的那样)使得旁通气流通过叶栅88离开所述旁通道24，叶栅88将流出的流体转变到大体上向前的方向上以形成反向推力。
图3是发动机10的后端的部分截面图，并且示出了喷嘴和套筒致动器70、90各自围绕所述发动机10的周边的一种布置。如同在图1中所示的那样，并且在图3中更清楚地示出，所述套筒半部82和所述喷嘴半部54相互合作以大体上限定组合的推力反向器和平移式喷嘴结构的接近180度的扇区。同样地，套筒半部84和喷嘴半部56相互合作以大体上限定所述推力反向器和所述平移式喷嘴结构的接近180度的相对扇区。这些接近180度的扇区一起相互合作以限定完整的推力反向器/平移式喷嘴结构。
如同在图1-3中所示的那样，所述推力反向器套筒部分82、84能分别通过一个或多个周向地间隔开的被连接到所述吊舱18的套筒致动器90被选择性地在前后方向上平移。在所示的实施方式中，三个致动器90被用于各套筒半部82、84。如同上面所讨论的那样，所述平移式喷嘴50的各部分54、56能通过一个或多个周向地间隔开的喷嘴致动器70被选择性地平移。在所示的实施方式中，各喷嘴致动器70被布置在推力反向器套筒部分82、84和各自的风扇喷嘴部分54、56之间。所述套筒致动器90和所述喷嘴致动器70能是电的、机械的、气动的、液压的或类似的，并且能通过合适的电力电缆和管道(未示出)被互相连接在一起。喷嘴和套筒致动器70、90的数量和布置能依照所述推力反向器和喷嘴组件的构造或其它因素而变化。如同在图3中所示的那样，所述喷嘴部分54、56能通过上和下引导结构102被可移动地安装在所述发动机10上。图7示出了一个实施方式的引导结构102的详细图。如同在图1-3中所示的那样，引导管104能被安装到所述吊舱18，并且能延伸到所述喷嘴部分54、56中以稳定所述喷嘴部分54、56，防止不期望的平移和/或振动。额外地或可选地，引导管能被用来稳定所述推力反向器套筒82、84。
所述平移式喷嘴50能是连续喷嘴(在附图中未示出)，或者如同在图3中所示的那样，能包括两个或多个具有翼型外形的弧形喷嘴部分。当所述平移式喷嘴50被在向后的方向上远离所述推力反向器套筒部分82、84地展开时图2中所示的上游出口60被形成，并且能具有大体上圆环形间隙的形式。可选地，所述上游出口60能具有其它非圆形形状。所述喷嘴部分54、56和所述套筒部分82、84之间的间隙60能是连续的，或者能是在一个或多个位置处，例如，在所述平移式喷嘴50的喷嘴部分54、56之间的分离点处中断的。如同在图2-3中所示的那样，旁通道24能在一个或多个位置处被一个或多个定子40或类似物中断。
下面参考图4-7描述所述平移式喷嘴50和围绕结构。在图4-7中，由于元件相互干涉，被遮蔽的或部分遮蔽的元件由虚线指示。
图4是用于所述平移式喷嘴50的第一喷嘴部分54和相应的、相邻的所述推力反向器80的第一套筒部分82的安装结构的第一实施方式的部分视图。能以类似的方式(未示出)安装所述平移式喷嘴50的第二喷嘴部分56和所述推力反向器80的第二套筒部分84，其在图1和3中被示出。在图4中，所述推力反向器80处于收回位置，并且所述第一套筒部分84覆盖所述叶栅88的相关部分。也是在图4中，所述平移喷嘴50处于打开或展开位置，并且上游出口60被布置在所述第一喷嘴部分54和所述第一套筒部分84之间。在图4-5中由方向箭头“X”指示所述第一喷嘴部分54从它的收回位置到它的展开位置的向后的轴向平移。如同在图4中所示的那样，所述喷嘴致动器70能从所述套筒部分82延伸并且在所述上游出口60上延伸，并且能连接到所述喷嘴部分54的前部部分。所述引导管104也能从所述套筒部分82延伸并且在所述上游出口60上延伸，并且能连接到所述喷嘴部分54的前部部分。套筒致动缆绳96将两个或更多个套筒致动器90互相连接在一起以给所述致动器90提供动力，和/或以使两个或更多个致动器90同步致动。
图5示出了处于它们的展开位置的所述第一推力反向器套筒部分82和所述第一平移式喷嘴部分54。在图5中由方向箭头“Y”指示所述第一套筒部分82从它的收回位置(如同在图4中所示的那样)到它的展开位置(如同在图5中所示的那样)的向后的轴向平移。在所述推力反向器80的操作期间，所述套筒部分82的向后的平移暴露所述叶栅88。
图6是分解图，示出了从所述叶栅88和套筒致动器90分离的第一套筒部分82和它的相应的第一喷嘴部分54。如同在图6中所示的那样，一个或多个喷嘴致动器70能将所述喷嘴部分54可移动地连接到所述推力反向器套筒部分82。
图7示出了用于将推力反向器段82和喷嘴部分54可移动地连接到发动机10的上或下引导结构102的一个实施方式。总体上参考图3和6并且尤其是参考图7，所述引导结构102能包括梁106，梁106能被固定地连接到吊舱18的后端上的横向舱壁110。所述梁106能包括一个或多个纵向地延伸的引导轨道108。滑板103能包括一个或多个纵向地延伸的轨道杆114，所述轨道杆114被可滑动地接收在所述固定梁106的引导轨道108中。所述滑板103被连接到所述推力反向器套筒部分82，并且因此将所述套筒部分可滑动地连接到所述梁106。所述滑板103也能包括轴向地延伸的轨道引导件116，所述喷嘴部分54上的平移式喷嘴轨道杆120被可滑动地接收在所述轨道引导件116内，因此将所述喷嘴部分54可滑动地连接到所述吊舱18。因此，当所述轨道杆120在所述轨道引导件116内滑动时所述喷嘴部分54能轴向地平移。所述喷嘴部分54因此被可相对于所述推力反向器80的套筒部分82滑动地安装。例如，能通过传统的致动装置，例如机械式、电动式、液压式或气动式或其它等同的致动器致动所述平移式套筒部分82和所述轨道杆120。
图8示出了一种操作所述喷嘴部分54以通过所述上游出口60放出或泄出过量旁通流体的方法。如同上面所描述的那样，为了获得不同的发动机操作条件，能改变所述上游出口60和所述喷嘴出口面积Aexit的大小。上游出口60作为从旁通道24转移走至少一些旁通流体的“放出”出口。图8示出了喷嘴组件12的下游部分的部分截面，并且示出了在喷嘴组件12的一种操作模式中通过环形上游出口60将旁通气流的一部分(由弯曲箭头指示的)流出所述旁通道24。在图8中，所述平移式喷嘴50的第一喷嘴部分54通过它的相关喷嘴致动器70被从所述第一推力反向器套筒部分82向后地移动。所述第二喷嘴部分56能通过它的相关的喷嘴致动器70被类似地和同时地从所述第二推力反向器套筒部分84向后地移动。如同在图8中所示的那样，所述推力反向器80能包括多个折流门(blocker door)134，折流门134被可枢转地连接到所述第一套筒部分82并且在推力反向器操作期间在弯曲箭头136的方向上摆动以选择性地阻碍和改向来自所述旁通道24并且通过所述叶栅88的旁通流体。
仍然参考图8，例如，高压密封件130能被布置在所述推力反向器套筒部分82和所述第一喷嘴部分54之间，例如在所述套筒部分82的尾缘上。在某些操作模式中，当所述套筒部分82和所述喷嘴部分54被拉到一起时，所述密封件130能操作以基本上密封所述相邻套筒部分82和喷嘴部分54之间的任何间隙，并且因此基本上防止旁通气流从所述套筒部分82和所述喷嘴部分54之间通过。类似地，密封件130能被布置在所述第二推力反向器套筒部分84和所述第二喷嘴部分56之间。可选地，例如，所述密封件130能被安装在所述喷嘴部分54、56的前缘上。
如同上面所讨论的那样，例如，所述喷嘴和套筒致动器90、70能是机械式、液压式、气动式或电动式的致动器。在一个实施方式中，所述喷嘴致动器70是带有液压关闭超驰(hydraulic closing override)的恒开空气弹簧调节器(constant opening air spring damper)，并且所述套筒致动器90是电动致动器。可选地或者额外地，例如，一个或多个致动器70、90能类似于在美国专利US7,174,828或者公开号为2008/0084130A1的美国专利公开中所描述的致动器，所述美国专利和美国专利公开都受让给了Goodrich ActuationSystems Ltd.，其披露的内容以引用的方式被结合到这里。
图9A-11示出了用于不具有叶栅型推力反向器的涡轮风扇发动机的可变面积喷嘴组件212。所述喷嘴组件212能被安装到如同在图1中大体上示出的那样的吊舱18，但是不带有介于中间的推力反向器。总的来说，类似于在图1-8中所示的元件的在图9A-11中所示的元件具有类似的参考标记，但是在前面加了“2”或“3”。
图9A和9B是可变面积喷嘴组件212的部分剖面图。在该剖面图中，相关固定吊舱的横向舱壁310和外道结构衬垫214是可见的。所述喷嘴组件212包括平移式喷嘴组件，所述平移式喷嘴组件包括两个相对的喷嘴部分，在图9A和9B中示出了其中一个喷嘴部分254。在图9A中，所述喷嘴部分254处于闭合或收回位置，并且在图9B中，所述喷嘴部分254处于打开或展开位置。
所述喷嘴部分254被安装在固定吊舱结构的后端上，例如被安装到横向舱壁310。周边地间隔开的喷嘴致动器270在一端处能被连接到所述舱壁310，并且在它们的相反端处被连接到喷嘴部分254。引导管304在一端处也能被连接到所述舱壁310，并且在它们的相反端处被连接到喷嘴部分254。所述喷嘴致动器270能一致地起作用以在双向箭头258的方向上平移所述喷嘴部分254。参考图9B，所述喷嘴致动器270的致动器轴272能穿过位于所述喷嘴部分254的前部的外整流罩320。为了减少由所述致动器270引起的阻力，上游整流罩324能被设置在所述致动器轴272穿过所述外整流罩320的位置处。类似地，下游整流罩328能被设置在所述致动器轴272穿过所述喷嘴部分254的位置处。
如同在图10中所示的那样，各喷嘴部分254的各端能终止于分体海狸尾式整流罩330。如同在图10和11中所示的那样，吊舱的外整流罩320的各端能包括分体海狸尾式整流罩330的上游部分332，并且平移式喷嘴部分254的各端能包括分体海狸尾式整流罩330的下游部分334。所述喷嘴部分254的向后的平移在所述喷嘴部分254和所述外整流罩320的尾缘之间形成上游出口260，并且分离所述分体海狸尾式整流罩330的所述上游部分332和所述下游部分334，因此形成细长间隙331。如同在图11中所示的那样，所述喷嘴部分254的前缘255能例如包括空气动力学外形例如外圆角外形或者水滴状外形，以便于通过所述上游出口260的平滑的空气流动，并且以使得由所述致动器轴272或类似物引起的流动中断最小化。图12-20示出了带有平移式可变面积风扇喷嘴组件的吊舱的多种实施方式，其被构造成实质上减少这种噪声并且增强发动机性能。
图12-16示出了安装在吊舱部分426的尾缘415的后部的平移式可变面积喷嘴组件412的一些部分。所述吊舱部分426能是不带有叶栅型推力反向器的发动机的固定前吊舱机罩(例如，类似于在图9A-9B中所示的那样)，或者是可移动的推力反向器套筒部分(例如，类似于在图1中所示的那样)。分体海狸尾式整流罩462包括在前吊舱部分/推力反向器套筒部分426的端部上的上游整流罩部分468，和在喷嘴段420的端部上的下游整流罩部分470。如同在图12中所示的那样，当所述平移式喷嘴段420处于收回位置时，所述上游整流罩部分468和所述下游整流罩部分470相结合以形成基本上连续的并且基本上平滑的外形的外表面。如同上面所讨论的那样，所述海狸尾式整流罩462覆盖将所述喷嘴段420可移动地连接到吊舱的支撑和引导机构440。如同在图14中所示的那样，所述海狸尾式整流罩462也能覆盖被安装成邻近所述引导机构440或者其它邻近部件的致动器444。
如同在图12中所示的那样，凸起482从所述吊舱部分426的尾缘415向后地延伸，并且被定位成邻近所述上游整流罩部分468。所述凸起482能包括从所述吊舱部分426的尾缘415向后朝向所述上游整流罩部分468的边缘延伸的边缘486。所述边缘486能是如同在图中所示的那样的弯曲边缘，倾斜直边缘，或者能是任何其它形状或外形。当所述喷嘴段420处于图12和图15中所示的收回位置时，所述凸起482能至少部分地与所述喷嘴段420的上表面交迭以形成基本上连续的并且基本上光滑的外表面。如同在图13-16中所示的那样，所述上游海狸尾式整流罩部分468和所述凸起482能被构造成邻接所述喷嘴段420上的基本上平坦的相对表面480并且在所述喷嘴段420上的基本上平坦的相对表面480之上滑动。能使所述前海狸尾式整流罩部分468和所述表面480之间以及所述凸起482和所述表面480之间的任何间隙最小化，使得当展开所述喷嘴段420时基本没有旁通流体通过该间隙流出。
在图13、14和16中示出了处于展开位置的喷嘴段420。当处于所述展开位置时，在所述吊舱部分426的尾缘415和所述喷嘴段420的前缘423之间形成上游旁通流体出口422。所述凸起482的边缘486界定所述上游旁通流体出口422的端部。所述凸起482用来将流出的旁通流体转向或者变向成远离所述海狸尾式分体整流罩462和远离由所述整流罩462覆盖的部件和结构。因此，当旁通流体通过所述上游出口422被排出时，所述凸起482基本上防止排出的旁通流体通过和围绕所述分体海狸尾式整流罩462。结果是，能使与在所述海狸尾式整流罩462附近排出旁通流体相关的噪声和阻力最小化，并且能增强发动机性能。凸起482能被提供成接近所述平移式可变面积喷嘴组件412的各平移式喷嘴段的各端。
如同在图14中所示的那样，前海狸尾式整流罩部分468能覆盖引导结构440以及被安装成邻近所述引导结构400的致动器44的一些部分，因此，当所述喷嘴段420处于收起或展开位置时防止这些部件经受外部气流。图15示出了当所述喷嘴段420处于收回位置时所述吊舱部分426、所述前海狸尾式整流罩部分468、所述喷嘴段420、和所述后海狸尾式整流罩部分470的关系。当处于这个位置时，所说凸起482和所述前海狸尾式整流罩468的至少一些部分与所述喷嘴段420上的表面480交迭。当处于图15所示的收回位置时，所述吊舱部分426和所述喷嘴段420围绕核心机罩490，并且在它们之间形成旁通流体道424。在图16中，所述喷嘴段420被示为处于展开位置，并且由虚线指示所述喷嘴段420的先前的收回位置。如同在图16中所示的那样，当所述喷嘴段420处于所述展开位置时，所述凸起482的至少一部分能与所述喷嘴段420上的表面480交迭。图13和14中所示的上游出口422在图16所示的横截面图中是不可见的。
在图17-18中示出了另一实施方式的可变面积喷嘴组件512。同样，所述喷嘴组件512包括至少一个平移式喷嘴段420，并且能被安装在吊舱部分526的后部，所述吊舱部分526能是推力反向器套筒或者固定前吊舱部分(如同分别在图1和图9A及9B中大体上指示的那样)。如同在图18中所示的那样，所述可变面积喷嘴组件512能包括第一喷嘴段520和相对的第二喷嘴段590，并且所述第二喷嘴段590能是所述第一喷嘴段520的镜像。尽管所述第一和第二喷嘴段520、590通常在任一时刻都同时处于收起或者展开位置，在图18中，仅仅为了示出的目的，在该图的左半侧所述第一喷嘴段520被示为处于展开位置并且在该图的右半侧所述第二喷嘴段590被示为处于收回位置。
当处于图17和图18的左半侧所示的展开位置时，在所述第一喷嘴段520的前缘523和所述吊舱部分526的相对尾缘527之间形成上游旁通流体出口522。分体海狸尾式整流罩550能被定位在所述第一平移式喷嘴段520的各端处(在图17-18中仅仅示出了所述第一平移式喷嘴段520的一端)。所述分体整流罩550能包括在所述吊舱部分526上的上游整流罩部分554，和在所述平移式喷嘴段520上的下游整流罩部分558。所述平移式喷嘴段520的前后平移分别闭合和打开所述上游旁通流体出口522。在图18的右半侧，第二平移式喷嘴段590被示为处于闭合或收回位置，其中所述第二喷嘴段590的前缘接近相邻吊舱部分596的尾缘。
如同在图17-18中所示的那样，所述吊舱部分526能包括从它的尾缘527向后地延伸的导流板562。如同在图17中所示的那样，相应的平移式喷嘴段520能包括相对的空隙566，例如狭槽、凹口、凹槽、或者类似空隙用以当所述平移式喷嘴段520在它的收起和展开位置之间移动时接收所述导流板562的一些部分。所述空隙566能是足够深的以当所述平移式喷嘴段520处于它的收回位置时接收整个导流板562。例如，如同在图18的右半侧所示的那样，当所述第二喷嘴段590处于它的收回位置时，第二导流板592的后部部分被接收在所述第二平移式喷嘴段590的相对准的空隙594中。
如同在图17中所示的那样，所述导流板562占据这样的区域，即，如果不存在所述导流板562，所述区域将包括所述上游旁通流体出口522的端部部分。当空气被从所述上游出口522排出时，所述导流板562基本上防止排出的旁通流体流过所述分体海狸尾式整流罩562和围绕所述分体海狸尾式整流罩562流动。结果是，能使与在所述海狸尾式整流罩562附近排出旁通流体相关的噪声和阻力最小化，并且能增强发动机性能。导流板562、592能被设置在所述平移式喷嘴段520、590的两端上。
在图19-20中示出了另一实施方式的可变面积喷嘴组件612。除了下面所描述的之外，这个喷嘴组件612能基本上类似于上面所讨论的并且在图17-18中示出的喷嘴组件512。
如同在图19中所示的那样，平移式喷嘴段620被可移动地布置在吊舱部分626的尾缘的后面，并且选择性地打开和闭合上游旁通流体出口622。分体海狸尾式整流罩650包括分别布置在所述上游出口622的相反两侧上的上游整流罩部分654和下游整流罩部分658。如同在图20中所示的那样，所述可变面积喷嘴组件612也能包括第二平移式喷嘴段690(被示为处于收回位置)。在这个实施方式中，导流板662、692从各平移式喷嘴段620、690的前缘向前地延伸。如同在图19中所示的那样，在所述推力反向器套筒/固定前吊舱部分626、696的尾缘中能形成相对的狭槽、凹口或凹槽666、694以当所述平移式喷嘴段620、690处于它们的展开位置时接收各导流板662、692的至少一部分。如同图20的右半侧所示的那样，当所述平移式喷嘴段690处于它的收回位置时，狭槽、凹口或凹槽694能接收相应的导流板692的全部或者大体全部。类似于上面所描述的向后地延伸的导流板562、592，向前地延伸的导流板662、692大体防止旁通流体流出所述分体海狸尾式整流罩650附近的上游出口662和其它相邻结构，并且因此使与这个区域中的排出的旁通流体相关的噪声和阻力最小化。
本领域普通技术人员将会理解，尽管已经依照各种实施方式和各个方面以及特征描述了本发明，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下能对所描述的实施方式进行某些修改、变化、改变和添加。例如，导流板能被连接到其它相邻结构，例如在平移式喷嘴部分的前部位置处的引导机构或者其它支撑构件的固定部分。这种固定导流板能被构造成阻碍接近平移式喷嘴段的端部的旁通流体的流出，类似于上面所描述的导流板562、592、662、692，并且当所述喷嘴段处于收回位置时能被接收在相应的平移式喷嘴段的前缘的狭槽、凹口、或凹槽之内。所有这种修改、变化、改变和添加旨在附属权利要求的范围之内。

Claims (20)

1.一种用于涡轮风扇发动机的可变面积风扇喷嘴组件，所述组件包括：
(a)具有后缘的吊舱；
(b)具有前缘和第一端的平移式喷嘴段，所述喷嘴段被可移动地布置在所述后缘的后面，其中当所述喷嘴段处于展开位置时在所述后缘和所述前缘之间限定上游旁通流体出口；
(c)被布置在所述后缘和所述前缘之间接近所述第一端的导流板，其中所述导流板基本上防止旁通流体在接近所述第一端的区域中从上游旁通流体出口流出。
2.如权利要求1所述的可变面积风扇喷嘴组件，其中所述后缘包括固定式前吊舱部分的边缘。
3.如权利要求1所述的可变面积风扇喷嘴组件，其中所述后缘包括平移式推力反向器套筒的边缘。
4.如权利要求1所述的可变面积风扇喷嘴组件，其中所述导流板被附连到所述吊舱并且从所述后缘向后延伸。
5.如权利要求4所述的可变面积风扇喷嘴组件，其中当所述喷嘴段处于所述展开位置时所述导流板的至少一部分与所述喷嘴段的一部分交迭。
6.如权利要求4所述的可变面积风扇喷嘴组件，其中当所述喷嘴段处于收回位置时所述导流板的至少一部分被接收在所述喷嘴段中的空隙内。
7.如权利要求1所述的可变面积风扇喷嘴组件，其中所述导流板被附连到所述喷嘴段并且从所述前缘向前延伸。
8.如权利要求1所述的可变面积风扇喷嘴组件，其中当所述喷嘴段处于收回位置时所述导流板的至少一部分被接收在所述吊舱中的空隙内。
9.一种用于具有中心线的涡轮风扇飞行器发动机的吊舱组件，所述吊舱包括：
(a)具有外整流罩和尾缘的前吊舱部分；
(b)包括至少一个喷嘴段的平移式可变面积风扇喷嘴，所述喷嘴段具有前缘和第一端，并且在收回位置和一个或多个展开位置之间选择性地可移动，其中当处于所述展开位置时，在所述尾缘和所述前缘之间形成上游旁通流体出口；
(c)分体海狸尾式整流罩，包括在所述前吊舱部分的外整流罩上的上游整流罩部分和在至少一个喷嘴段的第一端上的下游整流罩部分，其中当所述喷嘴段处于所述收回位置时，所述上游整流罩部分和所述下游整流罩部分相结合以形成在所述前吊舱部分和所述至少一个喷嘴段之间延伸的基本上连续的外表面；和
(d)导流板，被定位成接近所述至少一个喷嘴段的所述第一端，其中所述导流板被构造成当所述喷嘴段处于所述展开位置时基本上阻止通过所述上游旁通流体出口流出所述吊舱组件的气流接触所述分体海狸尾式整流罩。
10.如权利要求9所述的吊舱组件，其中所述前吊舱部分是固定式前机罩。
11.如权利要求9所述的吊舱组件，其中所述前吊舱部分是平移式推力反向器套筒。
12.如权利要求9所述的吊舱组件，其中所述导流板被附连到所述前吊舱部分并且从所述尾缘向后延伸。
13.如权利要求12所述的吊舱组件，其中当所述喷嘴段处于所述展开位置时所述导流板的至少一部分与所述至少一个喷嘴段的一部分交迭。
14.如权利要求12所述的吊舱组件，其中当所述喷嘴段处于所述收回位置时所述导流板的至少一部分被接收在所述至少一个喷嘴段中的空隙内。
15.如权利要求9所述的吊舱组件，其中所述导流板被附连到所述至少一个喷嘴段并且从所述前缘向前延伸。
16.如权利要求15所述的吊舱组件，其中当所述至少一个喷嘴段处于所述收回位置时所述导流板的至少一部分被接收在所述前吊舱部分中的空隙内。
17.如权利要求9所述的吊舱组件，其中当所述喷嘴段处于所述展开位置时在所述上游整流罩部分和所述下游整流罩部分之间形成一间隙，并且其中所述导流板被构造成当所述喷嘴段处于所述展开位置时基本上阻止通过所述上游旁通流体出口流出所述吊舱组件的气流通过所述间隙。
18.一种用于涡轮风扇发动机组件的可变面积风扇喷嘴组件，具有用于排出发动机旁通流体的主旁通流体出口，所述组件包括：
(a)具有尾缘的前吊舱部分；
(b)具有前缘和第一端的平移式喷嘴段；
(c)支撑装置，所述支撑装置用于可移动地支撑所述平移式喷嘴段的第一端，使得所述喷嘴段在收回位置和展开位置之间可移动，其中当所述喷嘴段处于所述展开位置时在所述前缘和所述尾缘之间形成上游旁通流体出口；
(d)至少部分地覆盖所述支撑装置的整流罩；和
(e)用于基本上防止空气在接近所述整流罩的区域中通过所述上游旁通流体出口的装置。
19.如权利要求18所述的可变面积风扇喷嘴组件，其中用于基本上防止空气在接近所述整流罩处通过所述上游旁通流体出口的所述装置包括被连接到所述前吊舱部分并且从所述尾缘向后延伸的导流板。
20.如权利要求18所述的可变面积风扇喷嘴组件，其中用于基本上防止空气在接近所述整流罩处通过所述上游旁通流体出口的所述装置包括被连接到所述平移式喷嘴段并且从所述前缘向前延伸的导流板。
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