CN110486187A - 具有连续弯曲表面的推力反向器 - Google Patents

Abstract

一种用于飞行器的推力反向器包括喷射管和推力反向器门。所述推力反向器门具有后端、前端和径向向内的内表面。所述内表面限定连续轮廓，所述连续轮廓具有与所述后端直接相邻的下游喷嘴部、与所述下游喷嘴部直接相邻的凹入部以及与所述前端直接相邻并且与所述凹入部相邻的凸起部。

Description

具有连续弯曲表面的推力反向器

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年5月15日提交的美国临时申请No.62/671,865的权益。该临时申请的公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明一般涉及用于飞行器的推力反向器，更具体地涉及具有连续内模线表面的推力反向器门。

背景技术

推力反向器典型地将飞行器发动机的排气转向到飞行器前进方向。这种“反向”推力经常用于着陆之后使飞行器减慢。飞行器上的推力反向器门典型地具有内模线(interior mold lines)，该内模线包括若干个平坦表面，在平坦表面之间具有大的离散过渡。这些传统的离散过渡可能导致流与推力反向器门分离。当流与该门分离时，流分离下游的门的其余部分对于提供反向推力变得不太有效。

因此，期望提供一种推力反向器门，其沿着整个门长度提供有效的反向推力。此外，结合附图和前述技术领域和背景技术，从以下详细描述和所附权利要求中，其他期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

本文公开了推力反向器和飞行器。

在第一非限制性实施例中，一种推力反向器包括但不限于喷射管和推力反向器门。所述推力反向器门具有后端、前端和径向向内的内表面。所述内表面限定连续轮廓，所述内表面具有与所述后端直接相邻的下游喷嘴部、与所述下游喷嘴部直接相邻的凸起部以及与所述前端直接相邻并且与所述凸起部相邻的凹入部。

在第二非限制性实施例中，一种飞行器包括但不限于发动机组件和推力反向器。推力反向器门具有后端、前端和径向向内的内表面。所述内表面限定连续轮廓，所述内表面具有与所述后端直接相邻的下游喷嘴部、与所述下游喷嘴部直接相邻的凸起部以及与所述前端直接相邻并且与所述凸起部相邻的凹入部。

附图说明

在下文中将结合附图描述本发明，其中相同的数字表示相同的元件，并且

图1是根据本公开的教导的飞行器的立体图；

图2A、2B和2C是根据本公开的教导的图1的飞行器的推力反向器的视图；

图3A、3B和3C是根据本公开的教导的图1的飞行器的推力反向器的视图；和

图4A、4B和4C是根据本公开的教导的图1的飞行器的推力反向器的视图。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅是示例性的，并不意图限制本发明或本发明的应用和用途。此外，无意受前述背景技术或以下详细描述中提出的任何理论的约束。

现在参考图1，图1示出了根据本公开的教导的飞行器100。飞行器100包括发动机组件102和推力反向器104。在所提供的示例中，发动机组件102包括涡轮风扇喷气式发动机，并且飞行器100是运输类飞机。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以在其他类型的飞行器上使用其他类型的发动机。

现在参考图2A、2B和2C，推力反向器104包括喷射管110和推力反向器门112。喷射管110是发动机的排气部或输出部。因此，喷射管110容纳由方向箭头表示的排气流114。

通常，推力反向器104在展开时使推力反向器效率最大化，而在收起时使喷射管损失最小化。推力反向器门112具有后端116、前端118，并限定具有内轮廓122的内表面120。

内表面120限定内轮廓122以具有举升(lofted)部124和下游喷嘴部126。内轮廓122是连续弯曲的轮廓。例如，内轮廓122包括大半径曲线而不是离散的角度或角。下游喷嘴部126与后端116直接相邻。如本文所用，术语“直接相邻”是指没有中间直线部或具有相反曲线的部分。在所提供的示例中，下游喷嘴部126基本上成形为下游喷嘴部126下游的喷射管110的延续部。例如，如果喷射管110向后延伸，则延伸的喷射管的内部将位于与下游喷嘴部126基本相同的位置。

当如图2B-2C所示推力反向器门112展开时，举升部124允许排气流114在前端118处保持附着在前门周边的上游。保持附着在上游允许推力反向器门112的整个长度用于推力矢量化。

举升部124具有一个或多个连续曲线，以在展开时保持流附着。该连续曲线的轮廓没有离散的台阶或急剧变化。在所提供的示例中，举升部124包括与下游喷嘴部126直接相邻的凸起部130以及与前端118直接相邻并且与凸起部130相邻的凹入部132。

凸起部130从过渡部134向前延伸到拐点133，其中内表面120离开标称喷射管内模线135。凸起部130限定连续的凸曲率，其构造成在推力反向器门112处于收起位置(如图2A所示)时避免排气流114的分离。例如，凸起部130可以在过渡部134处并且沿着凸起部130限定最小曲率半径，以避免排气流114的分离。换句话说，凸起部130的任何部分的曲率半径都不小于最小曲率半径。在任何给定的实施方式中，最小曲率半径可以基于特定发动机和推力反向器的尺寸而变化。在一些示例中，最小曲率半径被定义为门长度的百分比。在提供的示例中，最小半径是门长度的25％。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其他百分比和其他最小半径。

凹入部132限定连续的凹曲率，当推力反向器门112处于展开位置时，该连续的凹曲率从拐点133和凸起部130向前延伸到向前矢量排气流114。如本领域普通技术人员将理解的，向前矢量化排气流114增加了反向器效率。在所提供的示例中，拐点133是连接两个不同定向的曲率的点而不是涉及直线段。

现在参考图3A-3B，推力反向器104'被示出为处于收起位置(图3A)和展开位置(图3B-3C)。推力反向器104'类似于推力反向器104，其中相同的数字表示相同的部件。然而，推力反向器104'在举升部124内包括不同的长度和曲率半径。例如，推力反向器104可以构造成优化推力反向器效率，而推力反向器104'可以构造成优化特定的燃料消耗。应当理解，所使用的特定曲率半径和长度将基于所使用的发动机、喷射管尺寸和各种其他因素而变化。

图3A中的过渡部134和拐点133之间的距离比图2A中的该距离短得多。因此，存在举升部124的较短的一段，排气流114可以膨胀到其中。因此，当推力反向器被收起时，推力反向器104'的效率相对于推力反向器104增加。当推力反向器展开时，推力反向器104'中过渡部134的较大半径可能导致推力反向器104'不如推力反向器104有效。因此，举升部124内的半径和相对长度将基于所需推力反向器效率、收起时的期望效率、发动机尺寸以及对于任何给定实施方式的各种其他因素而变化。

现在参考图4A-4B，推力反向器104”被示出为处于收起位置(图4A)和展开位置(图4B-4C)。推力反向器104”类似于推力反向器104，其中相同的数字表示相同的部件。然而，推力反向器104”包括缝翼(slat)140。推力反向器104”在展开时通常在推力反向器门的整个长度上保持附着流以用于推力反向效率，同时最小化喷射管损失并保持最大反向器“喉部”区域，以免在收起位置时损害发动机的可操作性。

缝翼140可以固定在推力反向器门112的边缘处，并且在任何给定的实施方式中，可以根据强度的需要通过支柱(struts)或叶片(vanes)固定到推力反向器门112。缝翼140的轮廓在收起时在喷射管和前门内模线之间的过渡部中存在不连续性，而当门展开时不存在。例如，通过固定到推力反向器门112，当推力反向器门112处于收起位置时，缝翼140将定位在喷射管110附近，而当推力反向器门112移动到展开位置时，缝翼140将远离喷射管110移动。

缝翼140占据喷射管到门的过渡部142，以相对于不包括缝翼140的推力反向器减小排气流114中的分离和再循环模式。减小的分离和再循环模式增加总压力并增加燃料消耗效率。例如，当推力反向器门112收起时，缝翼140可基本上充当喷射管延伸部，而在展开位置时对反向排气流114提供最小的干扰。

缝翼140具有前部144和后部146。后部146限定喷射管延伸表面150和前缘152。在所提供的示例中，喷射管延伸表面150保持与喷射管110的“理想喷嘴”延伸部相同的高度(loft)，在此由标称喷射管内模线135表示。因此，举升部124的长度可被延伸，而不会增加排气流114进入举升部124的再循环和膨胀区域，因为排气流114受到喷射管延伸表面的约束。

当推力反向器门112处于展开位置时，前缘152与排气流114的反向流场对准。前缘152引导反向排气流114并用作转向叶片以限制排气流从举升部124分离。应当理解，当推力反向器140”收起时，在流的方向上喷射管110和缝翼40之间的间隙可以根据公差、所需的展开间距等变化而不脱离本公开的范围。在所提供的示例中，间隙被最小化以在推力反向器114”收起时减少对排气流114的干扰。类似地，在任何特定实施方式中前缘152和过渡部134之间或前缘152和拐点133之间的间隙可以基于所需的流量、所需的流速和各种其他考虑而变化。

尽管已经在本公开的以上详细描述中给出了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量变型。还应当理解，示例性实施例仅是示例，并不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，以上详细描述将为本领域技术人员提供用于实现本发明的示例性实施例的便利路线图。应当理解，在不脱离所附权利要求中阐述的本公开的范围的情况下，可以对示例性实施例中描述的元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (20)

1.一种用于飞行器的推力反向器，所述推力反向器包括：

喷射管；和

推力反向器门，其具有后端、前端和径向向内的内表面，所述内表面限定连续轮廓，所述连续轮廓包括：

与所述后端直接相邻的下游喷嘴部；

与所述下游喷嘴部直接相邻的凸起部；和

与所述前端直接相邻并且与所述凸起部相邻的凹入部。

2.根据权利要求1所述的推力反向器，其中所述凸起部与所述凹入部直接相邻。

3.根据权利要求1所述的推力反向器，其中所述凹入部限定在整个所述凹入部连续的凹曲率。

4.根据权利要求1所述的推力反向器，其中所述凸起部限定在整个所述凸起部连续的凸曲率。

5.根据权利要求1所述的推力反向器，其中所述连续轮廓构造成当所述推力反向器门处于展开位置时保持离开所述喷射管的排气流的流附着。

6.根据权利要求5所述的推力反向器，其中所述连续轮廓还构造成当所述推力反向器门处于收起位置时使所述排气流的流分离和再循环最小化。

7.根据权利要求1所述的推力反向器，还包括与所述推力反向器门耦合的缝翼，所述缝翼限定后部和前部，所述后部限定与所述喷射管相邻并且位于所述喷射管下游的喷射管延伸表面。

8.根据权利要求7所述的推力反向器，其中所述缝翼的后部进一步限定前缘，所述前缘定向成当所述推力反向器门处于展开位置时与反向排气流对准。

9.根据权利要求8所述的推力反向器，其中所述缝翼的前部限定连续弯曲轮廓，所述连续弯曲轮廓构造成当所述推力反向器门处于展开位置时保持所述反向排气流的流附着。

10.根据权利要求1所述的推力反向器，其中所述下游喷嘴部基本上是直的。

11.一种飞行器，包括：

发动机组件；和

推力反向器，其包括：

喷射管；和

推力反向器门，其具有后端、前端和径向向内的内表面，所述内表面限定连续轮廓，所述连续轮廓包括：

与所述后端直接相邻的下游喷嘴部；

与所述下游喷嘴部直接相邻的凸起部；和

与所述前端直接相邻并与所述凸起部相邻的凹入部。

12.根据权利要求11所述的飞行器，其中所述凸起部与所述凹入部直接相邻。

13.根据权利要求11所述的飞行器，其中所述凹入部限定在整个所述凹入部连续的凹曲率。

14.根据权利要求11所述的飞行器，其中所述凸起部限定在整个所述凸起部连续的凸曲率。

15.根据权利要求11所述的飞行器，其中所述连续轮廓构造成当所述推力反向器门处于展开位置时保持离开所述喷射管的排气流的流附着。

16.根据权利要求15所述的飞行器，其中所述连续轮廓还构造成当所述推力反向器门处于收起位置时使所述排气流的流分离和再循环最小化。

17.根据权利要求11所述的飞行器，还包括与所述推力反向器门耦合的缝翼，所述缝翼限定后部和前部，所述后部限定与所述喷射管相邻并且位于所述喷射管下游的喷射管延伸表面。

18.根据权利要求17所述的飞行器，其中所述缝翼的后部进一步限定前缘，所述前缘定向成当所述推力反向器门处于展开位置时与反向排气流对准。

19.根据权利要求18所述的飞行器，其中所述缝翼的所述前部限定连续弯曲轮廓，所述连续弯曲轮廓构造成当所述推力反向器门处于展开位置时保持所述反向排气流的流附着。

20.如权利要求11所述的飞行器，其中所述下游喷嘴部基本上是直的。