CN108626023B - 大涵道比涡扇发动机及其可变外涵排气面积的排气装置 - Google Patents

Abstract

一种大涵道比涡扇发动机及其可变外涵排气面积的排气装置用于采用外涵格栅式反推力装置的民用大涵道比涡扇发动机短舱，该排气装置包括阻流门、移动外罩以及反推力作动机构，所述阻流门与所述移动外罩之间有一定量的间隙，且所述反推力作动机构保持所述阻流门处于不工作状态，所述移动外罩和涡扇发动机短舱的固定短舱外壁之间有一定的搭接量以保证反推力格栅处不漏气，所述反推力作动机构开始工作初期推动所述移动外罩，以改变涡扇发动机的外涵道的排气面积，所述反推力作动机构继续移动所述移动外罩时，所述移动外罩和所述固定短舱的外壁面没有搭接量，所述反推力作动机构将所述阻流门切换到工作状态以产生反推力。

Description

大涵道比涡扇发动机及其可变外涵排气面积的排气装置

技术领域

本发明涉及航空发动机的排气装置。

背景技术

对于大涵道比涡扇发动机来说，飞行条件的变化对风扇外涵的共同工作线有重要的影响。随着马赫数的增加发动机进口总温升高，核心机流量减少，如果外涵喷管处于临界状态或者超临界状态，外涵流量不变，因此涵道比增大。如果外涵喷管处于亚临界状态，随着马赫数增加，进气道冲压比增大，外涵流量增加，因此涵道比的增加速度更快，因此在外涵喷口面积不变的情况下，无法满足地面和空中同时满足最佳的性能匹配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大涵道比涡扇发动机及其可变外涵排气面积的排气装置，通过调整外涵排气喷管面积，可以使不同飞行状态风扇外涵的工作点匹配在最佳位置，从而提高发动机的性能和稳定性。

一种用于大涵道比涡扇发动机的可变外涵排气面积的排气装置，用于采用外涵格栅式反推力装置的民用大涵道比涡扇发动机短舱，该排气装置包括阻流门、移动外罩以及反推力作动机构，所述阻流门与所述移动外罩之间有一定量的间隙，且所述反推力作动机构保持所述阻流门处于不工作状态，所述移动外罩和涡扇发动机短舱的固定短舱外壁之间有一定的搭接量以保证反推力格栅处不漏气，所述反推力作动机构开始工作初期推动所述移动外罩，以改变涡扇发动机的外涵道的排气面积，所述反推力作动机构继续移动所述移动外罩时，所述移动外罩和所述固定短舱的外壁面没有搭接量，所述反推力作动机构将所述阻流门切换到工作状态以产生反推力。

在一实施例中，所述移动外罩为整体移动式套筒。

在一实施例中，所述移动外罩为分段移动式套筒，包括前段和后段，所述前段为可移动式，所述后段为固定式，所述反推力装置能推动所述前段，以改变涡扇发动机的外涵道的排气面积。

一种大涵道比涡扇发动机包括在短舱上布置的外涵格栅式反推力装置，还包括可变外涵排气面积的排气装置，所述排气装置包括移动外罩以及所述反推力装置的反推力作动机构、阻流门，所述阻流门与所述移动外罩之间有一定量的间隙，且所述反推力作动机构保持所述阻流门处于不工作状态，所述移动外罩和涡扇发动机短舱的固定短舱外壁之间有一定的搭接量以保证反推力格栅处不漏气，所述反推力作动机构开始工作初期推动所述移动外罩，以改变涡扇发动机的外涵道的排气面积，所述反推力作动机构继续移动所述移动外罩时，所述移动外罩和所述固定短舱的外壁面没有搭接量，所述反推力作动机构将所述阻流门切换到工作状态以产生反推力。

本发明在保证反推力装置正常工作的前提下，在反推力不工作时利用反推力装置外罩移动实现外涵喷口面积的放大，这样在不增加额外作动机构和结构，保证发动机重量不变的条件下实现了风扇外涵喷口面积的可调。

在不增加额外作动机构和结构，保证发动机重量不变的条件下，获得了如下收益：

1.降低了轮当油耗。

2.增加了风扇工作的稳定性。

3.降低了起飞和降落的噪音。

4.降低了起飞状态的排气温度，增加了发动机的寿命。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为用于大涵道比涡扇发动机的可变外涵排气面积的排气装置的结构示意图(正常工作状态)；

图2为用于大涵道比涡扇发动机的可变外涵排气面积的排气装置结构示意图(排气面积放大状态)；

图3为用于大涵道比涡扇发动机的可变外涵排气面积的排气装置开始工作前后排气面积对比示意图；

图4为用于大涵道比涡扇发动机的可变外涵排气面积的排气装置的结构示意图(反推力状态)；

图5为本发明的另一实施例中用于大涵道比涡扇发动机的可变外涵排气面积的排气装置的结构示意图(正常工作状态)；

图6为本发明的另一实施例中用于大涵道比涡扇发动机的可变外涵排气面积的排气装置的结构示意图(排气面积放大状态)；

图7为本发明的另一实施例中用于大涵道比涡扇发动机的可变外涵排气面积的排气装置结构示意图(反推力状态)。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

图1至图4示出了本发明的一实施例中，该实施例可以在已有的外涵格栅式反推力装置的民用大涵道比涡扇发动机短舱几处上改进形成。叶栅式反推力装置的结构、工作原理可以参照《航空动力学报》2010年6月25卷第6期的文章《叶栅式反推力装置阻流门运动规律对气动性能的影响》，其包括反推力作动机构(作动系统)、移动外罩、阻流门等。反推力作动机构在图1中没有显示出来。阻流门在图1至图4中被简化，其通常包括阻流门门体、转接件、拉杆等。反推力作动机构的驱动下，移动外罩、阻流门按照设计的运动轨迹运动。

图1示出的移动外罩为整体移动式套筒1，与以往的常规反推力装置相比，移动套筒1和固定短舱外壁面4有一定的搭接量，反推力作动机构不工作时，外涵喷管面积是设计面积A1。当反推力作动机构开始工作时，由于移动套筒1和固定短舱外壁面4有搭接量，阻流门3不打开，移动套筒1向后移动，外涵喷管面积增加成A2，这时外涵喷管面积增加量为A2-A1，其在图3中示出。从而在反推力作动机构开始工作初期，阻流门不工作，不产生反推力，排气面积增加，实现排气面积增大的功能。当作动机构继续移动时，移动套筒1和固定短舱外壁面4没有搭接量，作动机构带动阻流门3切换到工作状态，实现反推力功能。

图5至图7示出了本发明的另一实施例。本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述实施例，本实施例不再重复赘述。

在该实施例中，如图5所示，移动外罩为分段移动式套筒，套筒分两段，前段1是可移动式，后段5是固定式，和常规反推力装置相比，前段1和固定短舱外壁面4有一定的搭接量，反推力作动机构不工作时，外涵喷管面积是设计面积A1。当反推力作动机构开始工作时，由于前段1和固定短舱外壁面有搭接量，阻流门3保持在不工作状态，无反推力产生，前段1向后移动，如图6所示，前段1和固定套筒5之间增加排气面积△A，外涵喷管面积增加。从而在反推力作动机构开始工作初期反推力不工作，排气面积增加，实现排气面积增大的功能。当作动机构继续移动前段1时，前段1和固定短舱外壁面4没有搭接量，如图7所示，作动机构带动阻流门3打开，实现反推力功能。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (2)

1.用于大涵道比涡扇发动机的可变外涵排气面积的排气装置，用于采用外涵格栅式反推力装置的民用大涵道比涡扇发动机短舱，其特征在于，包括阻流门、移动外罩以及反推力作动机构，所述阻流门与所述移动外罩之间有一定量的间隙，且所述反推力作动机构保持所述阻流门处于不工作状态，

所述移动外罩为分段移动式套筒，包括前段和后段，所述前段为可移动式，所述后段为固定式，

所述移动外罩的所述前段和涡扇发动机短舱的固定短舱外壁之间有一定的搭接量以保证反推力格栅处不漏气，

所述反推力作动机构开始工作初期推动所述移动外罩的所述前段，以改变涡扇发动机的外涵道的排气面积，

所述反推力作动机构继续移动所述移动外罩的所述前段时，所述移动外罩的所述前段和所述固定短舱的外壁面没有搭接量，所述反推力作动机构将所述阻流门切换到工作状态以产生反推力。

2.大涵道比涡扇发动机，包括在短舱上布置的外涵格栅式反推力装置，其特征在于，还包括可变外涵排气面积的排气装置，所述排气装置包括移动外罩以及所述反推力装置的反推力作动机构、阻流门，所述阻流门与所述移动外罩之间有一定量的间隙，且所述反推力作动机构保持所述阻流门处于不工作状态，

所述移动外罩为分段移动式套筒，包括前段和后段，所述前段为可移动式，所述后段为固定式，

所述移动外罩的所述前段和涡扇发动机短舱的固定短舱外壁之间有一定的搭接量以保证反推力格栅处不漏气，

所述反推力作动机构开始工作初期推动所述移动外罩的所述前段，以改变涡扇发动机的外涵道的排气面积，

所述反推力作动机构继续移动所述移动外罩的所述前段时，所述移动外罩的所述前段和所述固定短舱的外壁面没有搭接量，所述反推力作动机构将所述阻流门切换到工作状态以产生反推力。