CN115807710A - 无管道推进系统的入口 - Google Patents

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CN115807710A
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turbine
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布兰登·韦恩·米勒
大卫·马里恩·奥斯迪克
达雷克·托马斯·扎托尔斯基
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General Electric Co
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Abstract

提供了一种推进系统，包括限定风扇轴线的无管道旋转风扇；和涡轮机，设置在无管道旋转风扇的下游，其中涡轮机限定流过其中的工作气体流动路径；其中推进系统限定第三流流动路径和入口通道，入口通道具有偏离风扇轴线的入口，其中入口通道被配置为向工作气体流动路径提供入口气流，并且其中第三流流动路径至少绕过涡轮机的一部分。

Description

无管道推进系统的入口
技术领域
本公开通常涉及一种具有偏离入口的无管道风扇飞行器发动机。
背景技术
燃气涡轮发动机通常包括涡轮机和转子组件。燃气涡轮发动机，例如涡轮风扇发动机，可用于飞行器推进。在涡轮风扇发动机的情况下，转子组件可以配置为风扇组件。
现有的涡轮风扇发动机通常包括大直径的风扇和大齿轮箱，这会导致关于下罩封装和热管理的问题。现有涡轮风扇发动机的其他问题通常包括由于尺寸和入口设计的限制而导致差的变形容限和差的碎片提取。改进涡轮风扇发动机以解决这些问题在本领域中将受到欢迎。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本公开的完整且有效的公开，包括其最佳模式，其中：
图1是根据本公开的示例性方面的被配置为具有偏离入口的无管道涡轮风扇发动机的第一推进系统的横截面图。
图2是根据本公开的示例性方面的图1中标出的部分2-2的放大隔离视图并且示出了第三流入口的高度和中部风扇转子叶片的叶片翼展。
图3是根据本公开的示例性方面的被配置为具有偏离入口的涡轮螺旋桨发动机的第二推进系统的横截面图。
图4是根据本公开的示例性方面的面向推进系统后方的前视图，并且示出了第一入口配置。
图5是根据本公开的示例性方面的面向推进系统后方的前视图，并且示出了第二入口配置。
图6是根据本公开的示例性方面的示出了推进系统的偏离入口的入口表面的曲率的曲线图。
图7是根据本公开的示例性方面的在推进系统的第三流的入口处面向后方的前视图。
图8是根据本公开的示例性方面的具有第一逆流配置的涡轮机的横截面图。
图9是根据本公开的示例性方面的具有第二逆流配置的涡轮机的横截面图。
图10是根据本公开的示例性方面的具有第三逆流配置的涡轮机的横截面图。
图11是根据本公开的示例性方面的具有涡轮机的推进系统的横截面图，该涡轮机包括第四逆流配置。
在本说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本公开的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。附图和描述中的类似或相似的标号已用于指代本公开的类似或相似的部分。
此处使用“示例性”一词来表示“用作示例、实例或说明”。在此描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或有利于其他实施方式。此外，除非另有明确说明，否则本文描述的所有实施例都应视为示例性的。
如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以将一个部件与另一个部件区分开来，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或运载工具内的相对位置，并且是指燃气涡轮发动机或运载工具的正常操作姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
术语“上游”和“下游”指的是相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流出的方向，“下游”是指流体流向其的方向。
除非本文另有规定，否则术语“联接”、“固定”、“附接到”等既指直接联接、固定或附接，也指通过一个或多个中间部件或特征间接联接、固定或附接。
除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用。
术语“远端”是指位于最远离起始点或附着点，而术语“近端”是指位于最接近起始点或附着点。
在本文整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言被应用于修饰可以允许变化而不导致与其相关的基本功能发生变化的任何定量表示。因此，由一个或多个术语(例如“约”、“近似”和“基本上”)修饰的值，不限于指定的精确值。在至少某些情况下，近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度，或者用于构建或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在1、2、4、10、15或20％的裕度内。这些近似裕度可应用于单个值、限定数值范围的任一端点或两个端点，和/或端点之间范围的裕度。
在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另有说明，否则此类范围被标识并包括其中包含的所有子范围。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以相互独立地组合。
如本文所用，“第三流”是指能够增加流体能量以产生少量总推进系统推力的非主空气流。第三流的压力比可以高于主推进流(例如，风扇或螺旋桨驱动的推进流)的压力比。推力可以通过专用喷嘴或通过将通过第三流的气流与主推进流或核心空气流混合例如进入公共喷嘴来产生。
在某些示例性实施例中，通过第三流的气流的操作温度可以低于发动机的最大压缩机排放温度，更具体地，可以低于350华氏度(例如低于300华氏度，例如低于250华氏度，例如低于200华氏度，并且至少与环境温度一样高)。在某些示例性实施例中，这些操作温度可以促进从或到通过第三流和单独的流体流的气流的热传递。此外，在某些示例性实施例中，在起飞条件下，或更具体地，在海平面以额定起飞功率、静态飞行速度、86华氏度环境温度操作条件下操作时，通过第三流的气流可以贡献小于总发动机推力的50％(并且至少，例如，总发动机推力的2％)。
此外，在某些示例性实施例中，通过第三流的气流的方面(例如，气流、混合或排气特性)，以及由此对总推力的上述示例性百分比贡献，可以在发动机操作期间被动地调整或通过使用发动机控制特征(例如燃料流量、电机功率、可变定子、可变入口导向轮叶、阀、可变排气几何形状或流体特征)有目的地修改，以在广泛的潜在操作条件下调整或优化整体系统性能。
本公开通常涉及具有无管道风扇的燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及发动机入口与发动机的无管道风扇的风扇轴线之间的相对定位。提议的发动机配置包括第三流架构，以减小无管道风扇的直径。此外，发动机入口偏离风扇轴线。偏离的发动机入口配置能够改进下罩封装布置以及减小风扇的直径。此外，第三流与偏离入口的这种组合可以提供改进的变形容限和入口碎片提取。
所公开的第三流发动机配置通过修改无管道风扇的风扇压力比来工作，使得风扇压力比支持使用较小直径风扇的起飞和爬升，同时在巡航时保持低风扇压力比以提高推进效率。
现在参考附图，其中相同的数字在所有附图中表示相同的元件，图1是推进系统10的横截面图并且示出了无管道风扇12(具有机头13、风扇叶片14、风扇轴线16和风扇流18)、导向轮叶20、导向轮叶20的排22、壳体24、入口26、入口通道28、入口表面30、入口流32、第三流流动路径34、第三流出口流36、工作气体流动路径38、涡轮机40(具有压缩机区段42(包括具有直径46的中部风扇44和高压压缩机47)、燃烧器48、涡轮区段50、涡轮区段50和排气区段52)、排气流54、负载装置56、轴58(具有轴线60)、轴向方向A、涡轮机方向RT和风扇径向方向RF。出于参考目的，图1还用箭头F描绘了向前方向F，该箭头又指示推进系统10的前部和后部。
推进系统10是燃气涡轮发动机。在该示例中，推进系统10限定轴向方向A。同样在该示例中，无管道风扇12限定风扇径向方向RF并且涡轮机40限定涡轮机径向方向RT。如图1所示，推进系统10采用具有无管道风扇12的开式转子推进系统的形式，其包括围绕无管道风扇12的风扇轴线16布置的一组或一级风扇叶片14。以这种方式，推进系统10可以参考单个无管道转子推进系统10。
在一个示例中，推进系统10可以连接到飞行器，例如经由挂架连接到飞行器的机翼。推进系统10可以被配置为提供推力给安装有推进系统10的飞行器。
无管道风扇12是配置为围绕风扇轴线16旋转的无管道旋转风扇。无管道风扇12安装在推进系统10的上游端。无管道风扇12可操作地联接到负载装置56并由负载装置56传递的扭矩驱动。如图1所示，无管道风扇12以“拉出器”配置位于涡轮机40的前方。如图所示，无管道风扇12由涡轮机40驱动，更具体地，由轴58驱动。更具体地，图1所示实施例中的推进系统10包括负载装置56，并且无管道风扇12由涡轮机40的轴58跨过负载装置56驱动。以这种方式，无管道风扇12的风扇叶片14可以围绕风扇轴线16旋转并产生推力以推进推进系统10，并且因此在向前方向F推进安装有推进系统10的飞行器。负载装置56可以包括用于增加或减少轴58相对于涡轮区段50的转速的齿轮组，使得无管道风扇12可以以比轴58更慢或更快的转速旋转。
随着无管道风扇12旋转，风扇叶片14产生风扇流18并且推动风扇流中的空气，以例如为飞行器提供推进推力。
风扇叶片14和导向轮叶20是翼型件。在整个本公开中，风扇叶片14将以复数形式指代多个风扇叶片14。风扇叶片14沿风扇12的外表面布置，通常在围绕风扇轴线16的周向方向上以等间隔的关系布置。风扇叶片14设置成与无管道风扇12一起围绕风扇轴线16旋转。风扇叶片14设置在导向轮叶20的上游。在一些示例中，风扇叶片14、导向轮叶20或两者可以结合桨距改变机构，使得翼型件(例如，风扇叶片14、导向轮叶20)可以独立地或相互结合地相对于俯仰旋转轴线旋转。这种桨距变化可用于在各种操作条件下改变推力和/或涡流效应，包括调整在风扇叶片14处产生的推力的大小或方向，或提供在某些操作条件下有用的推力逆向特征，例如在飞行器着陆时，或理想地调整至少部分由风扇叶片14、导向轮叶20产生的声学噪声，或风扇叶片14相对于导向轮叶20产生的空气动力学相互作用。
风扇轴线16是无管道风扇12的中心线轴线。风扇轴线16设置为穿过无管道风扇12的轴向中心点。
风扇流18是从无管道风扇12的风扇叶片14产生的空气流或气流。风扇流18至少部分地由壳体24的外表面限定。
风扇流18、第三流流动路径34和工作气体流动路径38可各自包括排气喷嘴结构。这样的结构可以包括可变面积结构、固定面积结构、收敛-发散喷嘴、推力矢量结构、叶状排气混合器或其他合适的排气结构。
导向轮叶20从壳体24延伸并且定位在无管道风扇12的后方。导向轮叶20是固定导向轮叶。例如，导向轮叶20可以安装到壳体24(例如，固定框架或其他安装结构)并且相对于风扇轴线16不旋转。导向轮叶20通常围绕风扇轴线16以沿周向方向(例如，围绕风扇轴线16延伸的周向方向)等间距的关系布置。如将理解的那样，导向轮叶20可以被配置用于从无管道风扇12拉直风扇流18(例如，通过减少风扇流18中的涡流)以增加推进系统10的效率。例如，导向叶片20的尺寸、形状和配置可被设计成从风扇叶片14向风扇流18施加反旋涡流，从而在两排翼型件(例如，风扇叶片14、导向叶片20)后方的下游方向上，风扇流18的涡流程度大大降低，这可以转化为提高的诱导效率水平。
排22是导向轮叶20的排或级。导向轮叶20的排22设置在风扇叶片14的下游。
壳体24是限定推进系统10外部的外壳或整流罩。涡轮机40通常安装在壳体24中。此外，应当理解，壳体24至少部分限定入口26和排气区段52，并且包括工作气体流动路径38，工作气体流动路径38在入口26和排气区段52之间延伸。壳体24为推进系统10的部件提供结构和空气动力学支撑。
入口26是流体端口或开口。如图1所示，入口26设置在导向轮叶20的后方(沿轴向方向A)，并为进入的大气(和一部分风扇流18)提供进入入口通道28的路径。这样的位置对于各种不同的情况都是有利的，包括结冰性能的管理以及保护入口26免受操作中可能遇到的各种物体和材料的影响。入口26接收空气流并将其提供到推进系统10中，特别是第三流流动路径34和涡轮机40。如下文将更详细描述的(例如，参考图4和图5)，入口26是偏离入口，限定非环形形状。
入口通道28是配置成输送流体(例如，入口流32)的通道或通路。入口通道28流体连接到入口26与第三流流动路径34和工作气体流动路径38，并在它们之间延伸。入口通道28从入口26接收入口流32并将入口流32输送到第三流流动路径34和工作气体流动路径38。
入口表面30是入口通道28的内表面。入口表面30沿入口通道28的前侧设置。入口表面30在入口流32流过入口通道28时有助于引导入口流32。
入口流32是从入口26穿过入口通道28的空气流或入口气流。入口流32穿过并包含在入口通道28内。
第三流流动路径34是至少部分绕过涡轮机40的流动路径。第三流流动路径34设置在入口通道28的下游并且从工作气体流动路径38沿涡轮机径向方向Rt向外设置。在某些实施例中，第三流流动路径34经由入口26和入口通道28与风扇流18流体连通。在所描绘的实施例中，第三流流动路径34被配置为在中部风扇44下游的位置处接收来自入口通道28的入口流32的一部分。更具体地，在所描绘的实施例中，第三流流动路径34被配置为在中部风扇44下游和高压压缩机47上游的位置处接收来自入口通道28的入口流32的一部分。
第三流流动路径34被配置为接收流体能量并将这种流体能量提供给风扇流18，以产生推进系统10的总推力的一部分。在操作期间，推进系统10被配置为使得在操作期间通过第三流流动路径34的气流的压力高于风扇流18的压力。在一个实施例中，第三流流动路径34可以包括在出口端处的专用排气喷嘴。在所示的实施例中，通过第三流流动路径34的气流可以与风扇流18混合。第三流流动路径34的各种实施例被配置为产生少于推进系统10的总推力的50％。在某些实施例中，在操作期间，第三流流动路径34被配置为产生推进系统10的总推力的2％或更多。在一个实施例中，第三流流动路径34被配置为在起飞条件、满载条件或额定起飞功率条件下产生总推力的2％或更多并且高达总推力的50％。示例性额定起飞功率条件可以与在86华氏度环境温度操作条件下的海平面静态飞行有关。
在某些实施例中，通过第三流流动路径34的空气的操作温度低于推进系统10的最大压缩机排放温度。在特定实施例中，通过第三流流动路径34的空气的操作温度低于大约350华氏度。在另一个实施例中，通过第三流流动路径34的空气的操作温度低于大约250华氏度。在又一个实施例中，通过第三流流动路径34的空气的操作温度低于大约200华氏度。在各种实施例中，通过第三流流动路径34的空气的操作温度至少是环境温度，或至少是进入压缩机区段42的空气的温度。应当理解，通过第三流流动路径34的操作温度范围可以允许热量传递到第三流动流动路径34和另一流动路径(例如，工作气体流动路径38)或从第三流动流动路径34和另一流动路径(例如，工作气体流动路径38)传出。
本领域技术人员应当理解，第三流流动路径34从燃烧器48上游的工作气体流动路径38延伸。在某些实施例中，第三流流动路径34从无管道风扇12的下游延伸。在各种实施例中，第三流流动路径34被配置为允许空气流离开推进系统10，以产生推进系统10的总推力的一部分，例如本文所述。
此外，本领域技术人员应当理解，第三流流动路径34至少部分地经由作为推进推力的空气的出口与排放回路或其他流动路径不同。
推进系统10可以被配置为被动地调整来自第三流流动路径34的推力输出。在某些实施例中，推进系统10可以被配置为主动地调整来自第三流流动路径34的推力输出，例如经由调整燃料流量、电机负载、可变定子、可变入口导向轮叶、可变排气面积或几何形状，或通常的流体特征，并且基于相对于操作条件的所需性能。
第三流出口流36是流出第三流流动路径34的空气流。第三流出口流36被从第三流流动路径34排出。第三流出口流36提供推进系统10的推力的一部分。
工作气体流动路径38是从入口通道28穿过涡轮机40的空气流。工作气体流动路径38设置在涡轮机40的内部并与入口通道28流体连接。工作气体流动路径38延伸通过至少中部风扇44、压缩机区段42、燃烧器48、涡轮区段50和排气区段52。工作气体流动路径38提供通过涡轮机40的空气和/或气体流。
在图1所描绘的实施例中，推进系统10包括带有压缩机区段42的涡轮机40，压缩机区段42具有中部风扇44、燃烧器48、涡轮区段50、排气区段52，以及在它们之间延伸并连接压缩机区段42和涡轮机区段50的轴58。涡轮机40设置在壳体24中并且在无管道风扇12的下游。涡轮机40提供旋转动力来驱动无管道风扇12。
压缩机区段42是涡轮机40的一部分，其压缩通过工作气体流动路径38的气流，以将高压空气流输送到燃烧器48。在一个示例中，压缩机区段42包括中部风扇44(其可以被认为是压缩机区段42的低压压缩机的一部分)和高压压缩机47。压缩机区段42、燃烧器48、涡轮区段50和排气区段52通常定位成串联的空气动力学流动布置。压缩机区段42在将加压空气输送到燃烧器48之前压缩进入的空气并增加空气的压力。
中部风扇44设置为围绕轴线60旋转，以压缩通过工作气体流动路径38的气流。中部风扇44设置在至少部分在工作气体流动路径38内的涡轮机40的上游端上，并且与入口通道28和第三流流动路径34流体连通，如下面将进一步解释的。在一个示例中，中部风扇44可以可操作地联接到轴58。中部风扇44在下游方向压缩并推动空气通过工作气体流动路径38，以及进入第三流流动路径34。
直径46是中部风扇44的直径，由中部风扇44的与轴线60相对的风扇叶片的尖端的远端之间的距离限定。
燃烧器48是涡轮机40的一部分，其被配置为燃烧从压缩机区段42接收的气流。燃烧器48设置在压缩机区段42和涡轮区段50之间并且流体连接到压缩机区段42和涡轮区段50。燃烧器48可以包括一个或多个配置，用于接收燃料和空气的混合物并且用于提供燃烧气体流通过涡轮区段50以驱动轴58。
在各种实施例中，燃烧器48可配置为爆燃燃烧系统或爆轰燃烧系统。燃烧器48可包括用于接收液体和/或气体燃料流并产生热气体的任何合适类型的系统，包括但不限于环状、罐状、驻涡、蜗壳或涡旋、旋转爆轰、脉冲爆轰、亚音速或超音速燃烧系统。
涡轮区段50是涡轮机的一部分，其被配置为将来自流过涡轮区段50的气流的能量转换并传递到轴58中的旋转能量或扭矩。涡轮区段50设置在燃烧器48和排气区段52之间并且流体连接到燃烧器48和排气区段52。涡轮区段50经由轴58和负载装置56可操作地联接到无管道风扇12，以驱动无管道风扇12的一级或多级风扇叶片14。涡轮区段50从燃烧器48接收高速空气流，并且将来自高速空气的能量转换成轴58的旋转能量。
排气区段52是涡轮机40的一个部分，其被配置为从推进系统10排出排气流54。排气区段52设置在涡轮区段50的下游并且流体连接到涡轮区段50。排气区段52将空气从推进系统10排出以产生用于安装了推进系统10的飞行器的推力。
排气流54是经由排气区段52流出推进系统10的空气流。排气流54流出排气区段52。排气流54提供由推进系统10提供的总推力的一部分。
在该示例中，负载装置56是齿轮箱。在其他示例中，负载装置56可以包括电机、机械驱动装置或流体流动装置中的一个或多个。例如，负载装置56可以形成附件齿轮箱、减速齿轮组件、风扇桨距组件或主齿轮箱组件。负载装置56可包括一个或多个燃料泵、电机(例如，电动机和/或发电机、恒频或变频机器、混合动力系统等)、润滑剂泵、液压泵、空气压缩机、发动机启动器、传感器驱动器和辅助齿轮箱驱动，或它们的组合。负载装置56经由轴58或特别是连接压缩机区段42和涡轮区段50的高速线轴，可操作地联接到推进系统10。负载装置56将旋转能量从轴58传递到无管道风扇12。
轴58是旋转轴。在一个示例中，轴58可以是低速或低压轴。例如，轴58可以可操作地联接到涡轮机40的涡轮区段50的低压涡轮，用于接收来自低压涡轮的旋转能量并将这种旋转能量提供给包括中部风扇44的低压压缩机，并且经由负载装置56提供到风扇12。轴线60是轴58的中心线轴线。轴线60设置为穿过轴58的中心点并且平行于风扇轴线16。轴58可与压缩机区段42、涡轮区段50，或两者旋转。轴向方向A是设置为平行于风扇轴线16和轴线60的方向。轴向方向A在图1中示出为从左到右。风扇径向方向RF是设置为垂直于轴向方向A的方向，并围绕风扇轴线16延伸360°。涡轮机径向方向RT是设置为垂直于轴向方向A的方向，并围绕风扇轴线60延伸360°。
包括具有无管道风扇12和第三流架构的涡轮风扇发动机的推进系统10的建议配置能够减小无管道风扇12的直径。例如，第三流流动路径34经由第三流出口流36产生额外量的推力，无管道风扇12的直径可以更小，因为无管道风扇12所需的推力的量大约减少了由第三流流动路径34提供的推力的量。
此外，包括偏离风扇轴线16的入口26的推进系统10能够改进下罩封装布置。第三流流动路径34与偏离风扇轴线16的入口26的组合的其他好处包括改进的变形容限和进入入口26的碎片提取。例如，当碎片进入入口通道28时，碎片将继续进入第三流流动路径34，这是由于碎片的动量导致碎片继续沿其运动线和/或来自中部风扇44的气流的涡旋使较重的碎片相对于轴线60向外离心。相比之下，随着入口流32流入入口通道28的空气被弯曲并被吸入工作气体流动路径38。这样，与没有第三流流动路径34的配置相比，进入涡轮机40的碎片量可以减少。此外，第三流流动路径34为推进系统10提供热管理功能以及附加推力。
图2是图1中标出的部分2-2的放大隔离视图并示出入口通道28、第三流流动路径34、工作气体流动路径38、中部风扇44、叶片62(具有翼展64)和第三流入口66(限定高度68)。
叶片62是中部风扇44的翼型件。在图2中，示出了单个叶片62。然而，中部风扇44可以包括围绕轴线60环形定位的多个叶片62。在一个示例中，叶片62安装到设置为压缩机区段42的一部分的旋转轮毂上。在操作期间，叶片62(和其他叶片)绕轴线60(参见例如图1)旋转以推动空气通过工作气体流动路径38并且在所示实施例中，进入第三流流动路径34。
翼展64是叶片62的长度或高度。在一个示例中，翼展64可以由叶片62的根部和翼型部分的界面与叶片62的远端或尖端之间的长度限定。翼展64由叶片62沿径向方向R的长度限定。
第三流入口66是第三流流动路径34的起点。第三流入口66设置在第三流流动路径34的最上游端并且设置在中部风扇44的叶片62的下游。第三流入口66接收来自叶片62的加速气流。在一个示例中，第三流入口66是环形入口。在另一个示例中，第三流入口66是非环形入口。
高度68是第三流入口66沿涡轮机40的径向方向R的长度或距离。高度68是第三流入口66的径向高度。高度68是由第三流入口66沿径向方向R限定的高度。在一个示例中，第三流入口66的高度68至少为叶片62的翼展64的5％，并且高达中部风扇44的叶片62的翼展64的50％。在另一个示例中，第三流入口66的高度68至少为叶片62的翼展64的10％，并且高达中部风扇44的叶片62的翼展64的40％。
由于第三流入口66的高度68为叶片62的高度68的至少5％并且高达叶片62的翼展64的50％，第三流流动路径可以接收和吸收包含在通过入口通道的气流中的大量碎片，在没有第三流流动路径34的其他现有系统中，该碎片将被吸入内部涡轮机。
在某些示例性实施例中，入口通道可以包括入口导向轮叶69并且第三流流动路径34可以包括出口导向轮叶70。这里，入口导向轮叶69和出口导向轮叶70以虚线示出。在该示例中，入口导向轮叶69和出口导向轮叶70可以是固定几何形状的翼型件。在其他示例中，入口导向轮叶69和出口导向轮叶70中的至少一个可以是可变几何形状的导向轮叶。
应当理解，图1和图2中描绘的示例性单个无管道转子推进系统10仅作为示例，并且在其他示例性实施例中，推进系统10可以具有任何其他合适的配置，包括例如任何其他合适数量的轴或线轴、涡轮、压缩机等；直接驱动配置(即，没有变速箱)等。例如，在其他示例性实施例中，推进系统10可以是三轴发动机，具有中速压缩机和/或涡轮。在这样的配置中，应当理解，本文使用的关于涡轮、压缩机或线轴的速度和/或压力的术语“高”和“低”是为了便于区分部件，但不需要任何特定的相对速度和/或压力，并且不排除附加的压缩机、涡轮和/或线轴或轴。附加地或替代地，在其他示例性实施例中，推进系统10可以包括多级开式转子配置。此外，在又一示例性实施例中，推进系统的涡轮机可包括一个或多个“逆流”部分，其中通过工作气体流动路径的气体在向前方向流动。例如，在这样的实施例中的一个或多个中，涡轮机可以包括逆流燃烧器，或者整个工作气体流动路径可以被配置为逆流取向。
例如，现在参考图3，提供了根据本公开的另一个示例性实施例的推进系统10′的横截面图。图3的示例性推进系统10′可以以与图1的示例性推进系统基本相同的方式配置。例如，图3的推进系统示出了螺旋桨12′(具有螺旋桨叶片14′、螺旋桨轴线16′和螺旋桨流18′)、壳体24、入口26、入口通道28、入口表面30、入口流32、第三流流动路径34、第三流出口流36、工作气体流动路径38、涡轮机40(具有压缩机区段42(包括具有直径46的中部风扇44和高压压缩机47)、燃烧器48、涡轮区段50、涡轮区段50和排气区段52)、排气流54、负载装置56、轴58(具有轴线60)、轴向方向A、螺旋桨径向方向RP和涡轮机径向方向RT。出于参考目的，图3还用箭头F描绘了向前方向F，这又限定了推进系统10′的前部和后部。
然而，对于图3的示例性实施例，推进系统被配置为涡轮螺旋桨发动机，其中螺旋桨12′代替地被配置为螺旋桨12，而没有一级出口导向轮叶。
推进系统10′是燃气涡轮发动机。在该示例中，推进系统10′被配置为限定轴向方向A的单个无管道转子推进系统10′。如图3所示，推进系统10′采用具有螺旋桨12′的开式转子推进系统的形式，其包括围绕螺旋桨12′的螺旋桨轴线16′布置的螺旋桨叶片14′的阵列或级。
螺旋桨12′是配置为围绕螺旋桨轴线16′旋转的风扇。螺旋桨12′安装在推进系统10′的上游端。螺旋桨12′可操作地联接到负载装置56并且由负载装置56传递的扭矩驱动。如图3所示，螺旋桨12′以“拉出器”配置位于涡轮机40的前方。如所描绘的，螺旋桨12′由涡轮机40驱动，更具体地，由轴58驱动。更具体地，图3所示实施例中的推进系统10′包括负载装置56，并且螺旋桨12′由涡轮机40的轴58跨过负载装置56驱动。以这种方式，螺旋桨12′的螺旋桨叶片14′可以围绕螺旋桨轴线16′旋转并产生推力，以推动推进系统10′，并且因此在向前方向F上推动安装有推进系统10′的飞行器。负载装置56可以包括用于增加或减少轴58相对于涡轮区段50的转速的齿轮组，使得螺旋桨12′可以以比轴58更慢或更快的转速旋转。
当螺旋桨12′旋转时，螺旋桨叶片14′产生螺旋桨流18′并推动风扇流中的空气，以为飞行器提供推进推力。
螺旋桨叶片14′是翼型件。在整个本公开中，螺旋桨叶片14′将以复数形式指代多个螺旋桨叶片14′。螺旋桨叶片14′沿螺旋桨12′的外表面布置，通常在围绕螺旋桨轴线16′的周向方向上以等间距的关系布置。螺旋桨叶片14′设置成与螺旋桨12′一起围绕螺旋桨轴线16′旋转。螺旋桨叶片14′设置在入口26的上游。在一些示例中，螺旋桨叶片14′可以结合桨距改变机构，使得翼型件(例如螺旋桨叶片14′)可以独立地或相互结合地相对于俯仰旋转轴线旋转。这种桨距变化可用于在各种操作条件下改变推力和/或涡流效应，包括调整在螺旋桨叶片14′处产生的推力的大小或方向，或提供在某些操作条件下有用的推力逆向特征，例如在飞行器着陆时，或理想地调整至少部分由螺旋桨叶片14′产生的声学噪声。
螺旋桨轴线16′是螺旋桨12′的中心线轴线。螺旋桨轴线16′设置为穿过螺旋桨12′的轴向中心点。螺旋桨流18′是由螺旋桨12′的螺旋桨叶片14′产生的空气流或气流。螺旋桨流18′、第三流流动路径34和工作气体流动路径38可各自包括排气喷嘴结构。这样的结构可以包括可变面积结构、固定面积结构、收敛-发散喷嘴、推力矢量结构、叶状排气混合器或其他合适的排气结构。
在某些实施例中，第三流流动路径34经由入口26和入口通道28与螺旋桨流18′流体连通。
第三流流动路径34被配置为回收流体能量以产生推进系统10′的总推力的一部分。在操作期间，第三流流动路径34的压力比高于螺旋桨流18′处的压力比。在一个实施例中，通过第三流流动路径34产生的总推力的一部分可以包括位于出口端处的专用排气喷嘴。在另一个实施例中，通过第三流流动路径34产生的总推力的一部分可以与螺旋桨流18′混合。在又一个实施例中，通过第三流流动路径34产生的总推力的一部分可以与燃烧器48下游的工作气体流动路径38混合并通过排气区段52排出。第三流流动路径34的各种实施例被配置为产生小于推进系统10′的总推力的50％。在某些实施例中，在操作期间，第三流流动路径34被配置为产生推进系统10′的总推力的2％或更多。在实施例中，第三流流动路径34被配置为在起飞条件、满载条件或额定起飞功率条件下产生总推力的2％或更多并且高达总推力的50％。示例性额定起飞功率条件可以与在86华氏度环境温度操作条件下的海平面静态飞行有关。
涡轮区段50经由轴58和负载装置56可操作地联接到螺旋桨12′，以驱动螺旋桨12′的一级或多级螺旋桨叶片14′。负载装置56将旋转能量从轴58传递到螺旋桨12′。
轴58是旋转轴。在一个示例中，轴58可以是低速或低压轴。轴58可操作地联接到涡轮机40以驱动负载装置56。轴58将旋转能量从涡轮区段50传递到负载装置56。轴线60是轴58的中心线轴线。轴线60设置成穿过轴58的中心点并且平行于螺旋桨轴线16′。轴向方向A是设置为平行于螺旋桨轴线16′和轴线60的方向。轴向方向A在图3中示出为从左到右。螺旋桨径向方向RP是设置为垂直于轴向方向A和两个螺旋桨轴线16′的方向。涡轮机径向方向RT是设置为垂直于轴向方向A和轴线60的方向。
包括具有螺旋桨12′和第三流架构的涡轮风扇发动机的推进系统10′的建议配置能够减小螺旋桨12′的直径。例如，由于第三流流动路径34经由第三流出口流36产生额外量的推力，螺旋桨12′的直径可以更小，因为螺旋桨12′所需的推力的量大约减少了由第三流流动路径34提供的推力的量。
如上所述，本公开的推进系统10包括入口26，入口26被配置为偏离入口，限定非环形形状。例如，现在参考图4，提供了面向推进系统10的后方的前视图，并示出了无管道风扇12(具有机头13、风扇轴线16、壳体24、入口26(具有中心线轴线72)和角度范围θ。
在该示例中，为了清楚起见，从无管道风扇12中省略了风扇叶片14。如这里所示，推进系统10包括设置在推进系统10底部的单个入口26(底部在图4中示出为向下)。在其他示例中，入口26可以偏置成单个离散入口，如图4所示，或多个离散入口(例如，分叉的)。如上所述，入口26流体连接到第三流流动路径34和工作气体流动路径38(参见例如图1)。如图4所示，入口26限定了非环形形状。在一些实施例中，单个入口(例如，图4)或多个入口(例如，图5)不外接或围绕风扇轴线16。在一些实施例中，单个入口或多个入口靠近轴线并且远离风扇轴线(例如，在图4和图5中，入口26、26A、26B分别靠近轴线60和远离轴线15。)
机头13是无管道风扇12的旋转器。机头13被配置为与无管道风扇12一起围绕风扇轴线16旋转。中心线轴线72是入口26的入口中心线轴线或轴向中心线。在该示例中，中心线轴线72进出页面。同样，风扇轴线16和轴线60被示为指向页面内外。此外，中心线轴线72沿无管道风扇12的周向方向位于入口26的中点处并且沿无管道风扇12的径向方向位于入口26的中点处。
如图4所示，入口26沿推进系统10的周向方向C延伸。入口26沿推进系统10的圆周的第一部分延伸，第一部分由角度范围θ表示。角度范围θ，在图4中，指的是在入口26的沿周向方向的相对端之间延伸的假想参考线与轴线60之间的角度。此外，应当理解，入口26将基本上所有的空气流提供给工作气体流动路径38和第三流流动路径34。在一个示例中，角度范围相对于轴线60小于或等于90°。在另一示例中，角度范围θ相对于轴线60小于或等于180°(例如，小于或等于推进系统10的总周长的一半)。在另一个示例中，角度范围θ相对于轴线60小于或等于270°。在这样的示例中，入口26上的中心线轴线72设置为沿无管道风扇12的相对于风扇轴线16的径向方向偏离风扇轴线16。换句话说，中心线轴线72偏离风扇轴线16，使得风扇轴线16和中心线轴线72不同轴。
还如图4所示，图4是风扇轴线16和轴线60之间的相对定位。在图4中可见，风扇轴线16和轴58的轴线60(参见例如图1和图3)沿着推进系统10的径向方向彼此偏离，并且使得风扇轴线16和轴线60是不同轴的。
应当理解，图4中描绘的示例性推进系统10仅作为示例，并且在其他示例性实施例中，图4可以替代地描绘具有螺旋桨12′但没有导向轮叶20的推进系统10′(参见例如图3)。
此外，应当理解，入口26可以具有任何其他合适的配置。例如，现在参考图5，提供了面向推进系统10后方的前视图，其示出了根据本公开的另一个示例性实施例的推进系统10。对于图5的实施例，推进系统10包括无管道风扇12(具有机头13)、风扇轴线16、壳体24、第一入口26A(具有第一中心线轴线72A)、第二入口26B(具有第二中心线轴线72B)，以及角度范围θ。
在图5中所示的示例中，推进系统10包括两个入口26，包括第一入口26A和第二入口26B。在其他示例中，推进系统10可以包括围绕机头13周向间隔的多于或少于两个离散入口26。
第一入口26A和第二入口26B是两个分开且离散的入口26，它们沿推进系统10的周向方向C彼此相距一定距离。第一中心线轴线72A和第二中心线轴线72B都设置为沿着无管道风扇12的径向方向偏离风扇轴线16。换句话说，第一中心线轴线72A和第二中心线轴线72B与风扇轴线16不同轴。在图5的实施例中，入口26A、26B中的每一个位于推进系统10的下半部(相对于所示轴向位置处的壳体24的高度限定)，并且一起限定了类似于参照图4描述的角度θ的角度范围θ(未标记)。图5的角度范围θ从第一入口26A的远端延伸到第二入口26B的远端。在其他示例中，每个入口26A、26B可以定位在相对于风扇轴线16或轴线60的任何角度位置。
图6是示出入口通道28的一部分的曲线图，并且更具体地示出了推进系统10的入口26的入口表面30的曲率74。图6示出了曲率74(具有第一部分76和第二部分78)和拐点80。
曲率74是入口表面30的弯曲形状。第一部分76是曲率74的初始或上游区段。在该示例中，第一部分76是上凹的(如图6所示向上)。第二部分78是曲率74的次级部分或下游部分。在该示例中，曲率74的第二部分78是下凹的(如图6所示向下)。拐点80是沿曲率74位于第一部分76和第二部分78之间的界面处的点。在该示例中，拐点80位于第一部分76的过渡点处，该过渡点是上凹的，而第二部分78是下凹的。
在本文公开的示例中(参见图1-3)，入口表面30限定曲率74并且由等式1.1限定斜率X。
X＝ΔR/ΔA 等式1.1
这里，ΔR是沿推进系统10的涡轮机径向方向RT的第一长度的变化并且ΔA是沿推进系统10的轴向方向A的第二长度的变化。值得注意的是，斜率X是限定在拐点80处的局部斜率，更具体地，在所示实施例中，斜率X是入口表面30的最大斜率。
如将从本文的描述中理解的那样，具有偏离入口的本公开的某些实施例包括在紧邻中部风扇下游的位置处(例如，在中部风扇44下游，比下一级压缩机转子叶片的第一级更靠近中部风扇44的位置处)的第三流入口。与现有配置相比，第三流流动路径的入口的高度可以允许更高的斜率，因为通过入口通道28的气流的外部部分(其可能由于高斜率X(在气流中产生相对大量的湍流)而与入口表面30分离)被吸入第三流流动路径，并且通过入口通道28的气流的内部部分(其可能具有相对低量的湍流)被吸入涡轮机的下游部分。通过这种配置实现的增加的斜率X可以允许推进系统10的期望封装。
在一个示例中，拐点80由沿入口表面30的位置限定，在该位置处，入口表面30的曲率的最佳拟合方程的二阶导数为零。在另一示例中，拐点80设置在沿着曲率的点处，在该点处，最佳拟合方程的二阶导数是孤立的零并且改变符号。在这样的示例中，最佳拟合方程可以是逻辑函数(例如，以匹配如图1-3所示的入口表面30的形状或曲率)。
在此，由于具有偏离入口26的推进系统10在空气流进入工作气体流动路径38之前提供碎片提取的益处，因此入口通道28的斜率可以大于现有的不具有偏离入口26的推进系统所实现的斜率。
现在简要参考图7，沿图1的示例性推进系统10的轴线60的视图在第三流入口66处被提供。可以理解，在图7的实施例中，第三流入口66是环形入口，基本上关于轴线60对称。然而，如虚线所描绘的，在某些示例性方面，第三流入口66′可以是非环形的，或者更确切地说关于轴线60不对称的。使用这种配置，与推进系统10的底端相比，第三流入口66′可以在推进系统10的顶端处限定更高的高度(例如，在大5％和大15％之间，例如至少大10％、大15％或大20％)，以便由于气流与入口表面30的潜在分离，在顶端处容纳较大量的相对高湍流的气流。
现在参考图8，图8是根据本公开的示例性方面的具有第一逆流配置的涡轮机140A的横截面图。
在某些示例性实施例中，涡轮机140A包括一个或多个“逆流”部分，其中工作气体流动路径沿向前方向流动(例如，向左，如图8所示)。例如，在一个或多个这样的实施例中，涡轮机140A可以被配置为使得整个工作气体流动路径被配置为逆流取向。涡轮机140A限定轴向方向A和涡轮机径向方向RT。在该示例性实施例中，涡轮机140A可以设置在推进系统10的壳体24中。
涡轮机140A包括逆流器141。逆流器141设置为将工作气体气流146的方向从向后方向(例如，如图8中所示的沿轴向方向A从左到右)逆向为向前方向(例如，如图8所示的沿轴向方向A从右到左)。在某些示例性实施例中，逆流器141可以安装到推进系统10的非旋转结构部件。另外，或替代地，在其他示例性实施例中，逆流器141可以包括围绕轴线60设置的一个或多个逆流器。
涡轮机140A进一步包括压缩机区段142。在该示例性实施例中，压缩机区段142设置在燃烧器148后方的涡轮机140A的后端(例如，如图8所示的涡轮机140A的右端)。在操作期间，压缩机区段142以逆向入口流156的形式接收一部分工作气体流146。在某些示例性实施例中，逆向入口流156是工作气体气流146的一部分，其被送入一个或多个逆流器141并被一个或多个逆流器141逆向。
涡轮机140A进一步包括风扇144A。在某些示例性实施例中，风扇144A可以被称为中部风扇或第三流风扇。在该示例性实施例中，风扇144A设置在压缩机区段142的后方(例如，沿轴向方向A在压缩机区段142的右侧)。然而，应当理解的是，在其他示例性实施例中，风扇144A可以相对于压缩机区段142沿轴线60设置在其他位置处(参见例如图9-10)。
涡轮机140A进一步包括燃烧器148。除了在向前方向(例如，如图8中所示的左侧)接收和发送工作气体气流146之外，燃烧器148可以以与来自图1和图3的燃烧器148基本相同的方式配置。
涡轮机140A进一步包括高压涡轮152和低压涡轮154。高压涡轮152和低压涡轮154流体连接到燃烧器148并被配置为接收来自燃烧器148的工作气体气流146。高压涡轮152和低压涡轮154一起形成涡轮机140A的涡轮区段。
涡轮机140A进一步包括与低压涡轮机154流体连通的排气管158。排气管158设置成接收来自低压涡轮154的排气流160。在某些示例性实施例中，排气管158被配置为沿低压涡轮154的前端的360°收集排气流160。在又一示例性实施例中，排气管158可被配置为沿涡轮机140A的360°或通过沿壳体24设置的一个或多个离散开口排出排气流160(参见例如，图5中的入口26A和26B)。
应当理解，涡轮机140A可以与图1所示的推进系统10和图3所示的推进系统10′结合使用，例如代替涡轮机40。更具体地，在至少某些示例性方面，涡轮机140A的轴线60(例如，旋转轴)可以偏离推进系统的风扇轴线(例如，图3中所示的推进系统10′的风扇轴线16′)，使得涡轮机140A的轴线60设置在距风扇轴线第一距离处。还应当理解，本文讨论的逆流配置可以结合到单线轴或双线轴机器中。
在此，图8中提供并讨论的140A涡轮机的实施例提供了在涡轮机140A的核心尺寸相对于较大尺寸的涡轮机来说是相对较小时的有用配置。例如，对于较小的涡轮机140A，相应较小的第三流入口在使工作气体气流146的流动逆向时提供较少的挑战。此外，像涡轮机140A所采用的逆流配置，在整个推进系统10′的入口分离和变形缓解方面具有优势(参见例如图3)。
现在参考图9，图9是根据本公开的示例性方面的具有第二逆流配置的涡轮机140B的横截面图。图9所提供的实施例可以以与图8所述基本相同的方式配置，具有风扇144B的不同放置位置。
在该示例性实施例中，风扇144B设置在从压缩机区段142沿轴向方向A向前(例如，如图9所示向左)的向前位置。更具体地，在至少某些示例性方面，风扇144B沿涡轮机140B的径向方向R与高压涡轮152的一部分和低压涡轮154的一部分对齐。
现在参考图10，图10是根据本公开的示例性方面的具有第三逆流配置的涡轮机140C的横截面图。图10中提供的实施例可以以与关于图9描述的基本相同的方式配置，具有风扇144C的不同放置位置。
在图10中提供的这个示例性实施例中，风扇144C设置成沿轴向方向A与压缩机区段142对齐。在某些示例性实施例中，风扇144C可以被配置为叶片式风扇。更具体地，在至少某些示例性方面，风扇144C的叶片径向向外并直接连接到压缩机区段142的旋转风扇叶片，其中压缩机区段142的风扇叶片安装到压缩机区段142的盘上，该盘被安装到涡轮机140C的轴。
此处，风扇144C的风扇叶片配置提供了在某些发动机类型和所需使用情况中可能需要的流过压缩机区段142和风扇144C的工作流的压力和温度的调整。
现在参考图11，图11是根据本公开的示例性方面的具有涡轮机140D的推进系统10′的横截面图，该涡轮机140D包括第四逆流配置。
图11中提供的推进系统10′的实施例可以以与关于图3描述的方式基本相同的方式进行配置，其中相同的数字表示附图之间的相同元件，其中涡轮机140D代替涡轮机40。
在某些示例性实施例中，涡轮机140D包括一种逆流配置。更具体地，在至少某些示例性方面，涡轮机140D的燃烧器148D被配置为在向前方向(例如，如图11所示的从右到左)引导工作气体气流146，同时压缩机区段142和涡轮区段(例如，高压涡轮152和低压涡轮154)被配置为沿向后方向(例如，如图11所示的从左到右)引导工作气体气流146。
该书面描述使用示例来公开本公开，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本公开，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本公开的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则它们旨在落入权利要求的范围内。
本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供：
一种推进系统，包括：无管道旋转风扇，所述无管道旋转风扇限定风扇轴线；和涡轮机，所述涡轮机设置在所述无管道旋转风扇的下游，其中所述涡轮机限定流过其中的工作气体流动路径；其中所述推进系统限定第三流流动路径和入口通道，所述入口通道具有偏离所述风扇轴线的入口，其中所述入口通道被配置为向所述工作气体流动路径提供入口气流，并且其中所述第三流流动路径至少绕过所述涡轮机的一部分。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述推进系统进一步包括：齿轮箱，所述齿轮箱可操作地联接到所述无管道旋转风扇；和旋转轴，所述旋转轴从所述涡轮机延伸并连接到所述齿轮箱，其中所述齿轮箱经由所述旋转轴可操作地联接到所述涡轮机，其中所述旋转轴限定轴线。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述旋转轴偏离所述风扇轴线，使得所述旋转轴设置在距所述风扇轴线第一距离处。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述涡轮机包括具有带有中部风扇叶片的中部风扇的压缩机区段，其中所述推进系统包括部分地限定所述入口通道的入口表面，其中所述入口表面限定包括拐点的曲率，所述拐点设置在沿所述曲率的点处。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述推进系统包括部分地限定所述入口通道的入口表面，其中所述入口表面限定曲率，其中所述曲率包括拐点，其中所述入口表面的所述曲率包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分上凹，其中所述第二部分下凹，其中所述拐点位于上凹的所述第一部分和下凹的所述第二部分的过渡点处。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述入口通道的所述入口限定非环形形状。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述推进系统限定向前方向和向后方向，其中所述无管道旋转风扇被配置为在所述向后方向上推动风扇流，其中所述涡轮机的至少一部分设置在逆流布置中，使得所述涡轮机被配置为在所述向前方向上引导所述工作气体流动路径的一部分。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，进一步包括一排固定导向轮叶，所述一排固定导向轮叶设置在所述无管道旋转风扇的下游和所述涡轮机的上游。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述涡轮机包括具有中部风扇的压缩机区段，其中所述第三流流动路径被配置为在所述中部风扇的下游位置处接收来自所述入口通道的所述入口气流的一部分。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述第三流流动路径限定具有径向高度的第三流入口，其中所述中部风扇限定叶片翼展，并且其中所述第三流入口的所述径向高度至少为所述中部风扇的所述叶片翼展的5％，并且高达所述中部风扇的所述叶片翼展的50％。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述涡轮机包括具有中部风扇和高压压缩机的压缩机区段，其中所述第三流流动路径被配置为在所述中部风扇的下游和所述高压压缩机的上游位置处接收来自所述入口通道的所述入口气流的一部分。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述第三流流动路径限定第三流入口，其中所述第三流入口是非环形入口。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述涡轮机包括：压缩机区段；燃烧器，所述燃烧器与所述压缩机区段流体连通并设置在所述压缩机区段下游；涡轮区段，所述涡轮区段与所述燃烧器流体连通并设置在所述燃烧器的下游；旋转轴，所述旋转轴能够与所述压缩机区段、所述涡轮区段或两者一起旋转；和排气区段，所述排气区段与所述涡轮区段流体连通并设置在所述涡轮区段的下游。
一种限定径向方向和轴向方向的推进系统，所述推进系统包括：壳体，所述壳体限定入口和第三流流动路径；无管道风扇，所述无管道风扇限定风扇轴线，其中所述无管道风扇设置为相对于所述壳体绕所述风扇轴线旋转，其中所述风扇轴线沿所述径向方向偏离所述入口；和涡轮机，所述涡轮机沿所述径向方向设置在所述无管道风扇的下游，其中所述涡轮机限定工作气体流动路径，其中所述推进系统限定与所述入口流体连接的入口通道，其中所述入口通道被配置为向所述工作气体流动路径和所述第三流流动路径提供入口气流，并且其中所述第三流流动路径至少绕过所述涡轮机的一部分。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述无管道风扇包括多个风扇叶片，所述推进系统进一步包括一排固定导向轮叶，所述一排固定导向轮叶设置在所述无管道风扇的下游和所述入口的上游。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述涡轮机包括具有中部风扇的压缩机区段，其中所述第三流流动路径被配置为在所述中部风扇的下游位置处接收来自所述入口通道的所述入口气流的一部分。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述涡轮机包括具有中部风扇的压缩机区段，其中第三流流动路径限定具有径向高度的第三流入口，其中所述中部风扇限定叶片翼展，并且其中所述第三流入口的所述径向高度至少为所述中部风扇的所述叶片翼展的5％，并且高达所述中部风扇的所述叶片翼展的50％。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述涡轮机包括具有中部风扇的压缩机区段，其中所述推进系统包括部分地限定所述入口通道的入口表面，其中所述入口表面限定包括拐点的曲率，所述拐点设置在沿所述曲率的点处。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述入口表面的所述曲率包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分上凹，其中所述第二部分下凹，其中所述拐点位于上凹的所述第一部分和下凹的所述第二部分的过渡点处。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述入口限定入口中心线轴线，其中所述入口的所述入口中心线轴线与所述风扇轴线不同轴。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述入口是单个入口或多个入口，所述入口不外接或围绕所述风扇轴线。
根据这些条项中的一项或多项所述的推进系统，其中所述入口是单个入口或多个入口，所述入口靠近轴线并且远离风扇轴线。

Claims (10)

1.一种推进系统，其特征在于，包括：
无管道旋转风扇，所述无管道旋转风扇限定风扇轴线；和
涡轮机，所述涡轮机设置在所述无管道旋转风扇的下游，
其中所述涡轮机限定流过其中的工作气体流动路径；
其中所述推进系统限定第三流流动路径和入口通道，所述入口通道具有偏离所述风扇轴线的入口，其中所述入口通道被配置为向所述工作气体流动路径提供入口气流，并且其中所述第三流流动路径至少绕过所述涡轮机的一部分。
2.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，其中所述推进系统进一步包括：
齿轮箱，所述齿轮箱可操作地联接到所述无管道旋转风扇；和
旋转轴，所述旋转轴从所述涡轮机延伸并连接到所述齿轮箱，其中所述齿轮箱经由所述旋转轴可操作地联接到所述涡轮机，其中所述旋转轴限定轴线。
3.根据权利要求2所述的推进系统，其特征在于，其中所述旋转轴偏离所述风扇轴线，使得所述旋转轴设置在距所述风扇轴线第一距离处。
4.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，其中所述涡轮机包括具有带有中部风扇叶片的中部风扇的压缩机区段，其中所述推进系统包括部分地限定所述入口通道的入口表面，其中所述入口表面限定包括拐点的曲率，所述拐点设置在沿所述曲率的点处。
5.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，其中所述推进系统包括部分地限定所述入口通道的入口表面，其中所述入口表面限定曲率，其中所述曲率包括拐点，其中所述入口表面的所述曲率包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分上凹，其中所述第二部分下凹，其中所述拐点位于上凹的所述第一部分和下凹的所述第二部分的过渡点处。
6.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，其中所述入口通道的所述入口限定非环形形状。
7.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，其中所述推进系统限定向前方向和向后方向，其中所述无管道旋转风扇被配置为在所述向后方向上推动风扇流，其中所述涡轮机的至少一部分设置在逆流布置中，使得所述涡轮机被配置为在所述向前方向上引导所述工作气体流动路径的一部分。
8.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，进一步包括一排固定导向轮叶，所述一排固定导向轮叶设置在所述无管道旋转风扇的下游和所述涡轮机的上游。
9.根据权利要求1所述的推进系统，其特征在于，其中所述涡轮机包括具有中部风扇的压缩机区段，其中所述第三流流动路径被配置为在所述中部风扇的下游位置处接收来自所述入口通道的所述入口气流的一部分。
10.根据权利要求9所述的推进系统，其特征在于，其中所述第三流流动路径限定具有径向高度的第三流入口，其中所述中部风扇限定叶片翼展，并且其中所述第三流入口的所述径向高度至少为所述中部风扇的所述叶片翼展的5％，并且高达所述中部风扇的所述叶片翼展的50％。
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