JPS5924260B2 - Variable cycle gas turbo fan engine - Google Patents

Variable cycle gas turbo fan engine

Info

Publication number
JPS5924260B2
JPS5924260B2 JP2776A JP2776A JPS5924260B2 JP S5924260 B2 JPS5924260 B2 JP S5924260B2 JP 2776 A JP2776 A JP 2776A JP 2776 A JP2776 A JP 2776A JP S5924260 B2 JPS5924260 B2 JP S5924260B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow
variable
cycle gas
turbofan engine
variable cycle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP2776A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5192917A (en
Inventor
ウイルアル・ウオーリス・トーマス
エルモア・ヴアーン・スプランガー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPS5192917A publication Critical patent/JPS5192917A/en
Publication of JPS5924260B2 publication Critical patent/JPS5924260B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/075Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type controlling flow ratio between flows
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/077Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type the plant being of the multiple flow type, i.e. having three or more flows

Description

【発明の詳細な説明】 ガスタービン機関の分野では、一般に可変サイクル機関
と呼ばれる考えに、最近数年間、非常に関心が寄せられ
ており、将来もかなシの努力が払われるものと思われる
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the field of gas turbine engines, the concept commonly referred to as variable cycle engines has received considerable interest in recent years and is likely to receive significant effort in the future.

機関を可変サイクル機関として分類する為に、具体的に
どのような特性が要求されるかは、まだ正確に定義され
ていないが、全般的な成る特性が浮び上っている。
Although the specific characteristics required to classify an engine as a variable cycle engine have not yet been precisely defined, general characteristics have emerged.

一般に、可変サイクル機関と云う言葉は、亜音速の運転
が最適である、側路比の大きい乾式(乾式と云う言葉は
アフターバーナがなく、推力増進をしない場合を云う)
ターボファン機関と超音速飛行にとって最適であるアフ
ターバーナつきターボジェットの両方に近い特性で動作
し得る混成機関を指す。
In general, the term "variable cycle engine" refers to a dry type engine with a large shunt ratio, which is best operated at subsonic speeds (the term "dry type" refers to an engine that does not have an afterburner and does not increase thrust).
It refers to a hybrid engine that can operate with characteristics close to both a turbofan engine and a turbojet with afterburning, which is optimal for supersonic flight.

ガスターボッフッ機関では、大量の空気が環状ダクト内
に設けられたファンによって最初に圧縮される。
In a gas turbine engine, a large volume of air is first compressed by a fan installed in an annular duct.

この圧縮空気の一部分が普通はコア・エンジンにダクト
で送られ、そこで更に破線され、燃料混合物と共に燃焼
させられ、タービンで膨張して、圧縮機及びファンを駆
動するエネルギを抽出−ノズルから吐出されて推進力を
発生する。
A portion of this compressed air is typically ducted to the core engine, where it is further dashed, combusted with a fuel mixture, expanded in a turbine, and extracted from a nozzle to drive the compressor and fan. generates propulsion force.

ファンによって圧縮された残りの空気はダクトによって
コア・エンジンの周りを通され、ノズルから排出され、
付加的な推力を発生する。
The remaining air compressed by the fan is ducted around the core engine and exhausted through the nozzle.
Generates additional thrust.

コア・エンジンを側路する流量とコア・エンジンを通過
する流量との比が側路比と呼ばれる。
The ratio of the flow rate bypassing the core engine to the flow rate passing through the core engine is called the bypass ratio.

可変サイクル機関の必要が生じたのは、特定の機関を多
くの様式又はいろいろの飛行目的で運転する必要がある
為である。
The need for variable cycle engines has arisen because a particular engine needs to be operated in many ways or for various flight purposes.

周知の理由で、側路比の大きい機関は、同じ規模(推力
で云って)の側路比の小さい機関よシ本質的に静かであ
るから、航空機の騒音に関する連邦基準が一層きびしく
なる将来には、この必要は更に強まると考えられる。
For well-known reasons, engines with high shunt ratios are inherently quieter than engines of the same size (in terms of thrust) with lower shunt ratios, which may lead to more stringent federal standards for aircraft noise in the future. It is thought that this need will become even stronger.

同時に、側路比の天きい機関は必ずしも航空機の超音速
性能にとっては最適の形式ではない。
At the same time, engines with high bypass ratios are not necessarily the optimal type for aircraft supersonic performance.

多重飛行目的の条件を充たす現在の航空機は、亜音速用
の側路比の大きいターボファンと超音速用の推力増進形
ターボジェットとの折合いの形をした機関から動力を受
けている。
Modern aircraft that meet the requirements for multiple flight missions are powered by engines that are a compromise between high-side-ratio turbofans for subsonic speeds and thrust-enhancing turbojets for supersonic speeds.

この結果、出て来たのが側路比を低乃至中位のターボフ
ァン機関である。
As a result, a turbofan engine with a low to medium bypass ratio was developed.

可変サイクル・ガスタービン機関に望ましい一般的な特
性を挙げると、次の通りである。
The following are general characteristics desirable for variable cycle gas turbine engines:

1 運転用の側路比の範囲が広いこと。1. Wide range of side road ratios for operation.

云い換えれば、経済的に長期間亜音速で運転出来るよう
に、側路比が大きく比推力が小さい運転と、超音速の巡
航用の側路比の小さい比推力の大きい運転とが出来るこ
と。
In other words, it is possible to perform operation with a large side road ratio and low specific impulse so that it can be operated economically at subsonic speed for a long period of time, and operation with a small side road ratio and high specific impulse for supersonic cruising.

2 取入空気流の調節を取シ易くすると共に、内袋物の
抗力を最小限に抑える為、空気流量の相当の範囲にわた
って所定の推力を発生し得ること。
2. A predetermined thrust force can be generated over a considerable range of air flow rate in order to facilitate adjustment of the intake air flow and to minimize the drag force of the inner bag.

3 機関の形状並びに部品の空気力学的な負荷に対する
変更を最小限にして、前述の変更を行なうことが出来る
こと。
3. The aforementioned changes can be made with minimal changes to the shape of the engine and the aerodynamic loads on the parts.

4 各動作様式の間を連続的に且つ円滑に変え得ること
4. Able to change between each movement mode continuously and smoothly.

5 機械的並びに制御の簡単さ。5 Mechanical and control simplicity.

この発明は前述の全ての目的を達成し得る独特の簡単な
構成を提供する。
The present invention provides a unique and simple arrangement that can achieve all of the above objectives.

可変サイクル機関に対する従来の方式は、複雑であるこ
とがその開発の妨げになっていた。
The complexity of conventional approaches to variable cycle engines has hindered their development.

従来後退し得るファンを用いたち、可変面積タービン及
び可変ピッチのファン及び圧縮機を効率の悪い組合せ−
ご用いていた。
Traditionally using retractable fans, inefficient combinations of variable area turbines and variable pitch fans and compressors -
I was using it.

報告された成る方式の複合機関は、1対の機関を縦続的
に利用するように設計されており、一方又は両方の機関
が作用する。
The reported type of combined engine is designed to utilize a pair of engines in cascade, with one or both working.

航空機の用途では、成る動作様式で使われない機関に関
連した重量は、本質的に不利である。
In aircraft applications, the weight associated with an engine that is not used in its mode of operation is inherently disadvantageous.

実用的な可変サイクル機関を設計しようとするごく最近
の試みとして、同心の環状ダクトを通るファン流を反転
するものがある(米国特許第3792584号)。
A very recent attempt to design a practical variable cycle engine involves reversing fan flow through concentric annular ducts (US Pat. No. 3,792,584).

必要な切換え機構(機関のファン・ダクトの成る部分を
他の部分に対して回転させる)が複雑であることが、こ
のような考え方の望ましくない1つの特徴であり、装置
に必要な長さが長くなることも望ましくない。
One undesirable feature of such a concept is the complexity of the required switching mechanism (rotating one section of the engine's fan duct relative to another), and the length required for the device. It is also undesirable for it to be long.

別の試みとしては、交代的なファン・ダクトにファン流
を切換えるものがある。
Another attempt is to switch the fan flow into alternating fan ducts.

弁機構を用いて各ダクトの切換えを行なう。Each duct is switched using a valve mechanism.

この形式の可変サイクル機関の望ましくないl゛つの特
徴は、切換えの際、流量が抑制されることがあって、フ
ァンの失速を招く惧れがあることである。
One undesirable feature of this type of variable cycle engine is that during switching, flow may be restricted, potentially causing the fan to stall.

この発明は、2つの別個のファン・ダクトと、化量を招
く冗長性或いは機械的な複雑化を伴わずに、その中を通
る空気流を調整する手段を設けることによ択これらの欠
点を克服する。
The present invention overcomes these drawbacks by providing two separate fan ducts and a means for regulating airflow therethrough without bulky redundancy or mechanical complexity. Overcome.

従って、この発明の目的は、亜音速及び超音速で効率よ
く動作することが出来、途中で失速状態にならずにこれ
らの動作様式の間を変わり得る簡単な形式の改良された
調整形可変バイパス比ターボファン機関を提供すること
である。
It is therefore an object of the present invention to provide an improved adjustable variable bypass of a simple type which can operate efficiently at subsonic and supersonic speeds and which can change between these modes of operation without intervening stall conditions. The purpose is to provide a specific turbofan engine.

上記並びにその他の目的及び利点は、以下図面について
具体的な例を説明する所から、更に明瞭に理解されよう
The above and other objects and advantages will be more clearly understood from the following description of specific examples with reference to the drawings.

これらの例は、この発明を例示するものであって、何等
その範囲を制約するものではない。
These examples are illustrative of the invention and are not intended to limit its scope in any way.

簡単に云うと、前述の目的を達成する為、普通のファン
の少なくとも一部分の周縁に流量範囲の広い補助ファン
を設ける。
Briefly, to achieve the above objectives, an auxiliary fan with a wide flow range is provided around at least a portion of the conventional fan.

それと共に、可変案内翼及びノズルのようなその他の流
れ調整要素を利用し広い範囲にわたる動作上の側路比バ
イパス比が得られるようにする。
Therewith, variable guide vanes and other flow conditioning elements such as nozzles are utilized to provide a wide range of operational bypass ratios.

この発明の要旨は特許請求の範囲に具体的に且つ明確に
記載されているが、この発明は以下図面(でついて2つ
の実施例を説明する所から、更に完全に理解されよう。
Although the subject matter of the invention is specifically and distinctly set forth in the claims, the invention will be more fully understood from the following drawings and a description of two embodiments.

図面全体にわたり、同様な要素には同じ参照数字を用い
ている。
The same reference numerals are used throughout the drawings for like elements.

第1図には、この発明を実施した機関10が概略的に示
されている。
FIG. 1 schematically shows an engine 10 embodying the invention.

機関は全体として、コア・エンジン12と、ファン集成
体14と、ファン・タービン16とで構成されると考え
てよく、ファン・タービンが軸18によってファン集成
体14に接続され、)゛アン集成体を駆動する。
The engine as a whole may be considered to be comprised of a core engine 12, a fan assembly 14, and a fan turbine 16, with the fan turbine connected to the fan assembly 14 by a shaft 18; Drive your body.

コア・エンジンが回転子22を持つ軸流圧縮機20を含
む。
The core engine includes an axial compressor 20 having a rotor 22 .

ファン集成体は、内側の第1の圧縮手段又はファン24
と、外側の補助圧縮手段又はファン26とで構成される
ことが示されている。
The fan assembly comprises an inner first compression means or fan 24
and an external auxiliary compression means or fan 26.

内側ファン24は3段形であシ、各段はファン又は圧縮
機で普通のように、回転羽根及び固定羽根の列が交互に
配置されて構成されている。
The inner fan 24 is three-stage, with each stage consisting of alternating rows of rotating and stationary vanes, as is common in fans or compressors.

段の数又はファンに要求される特定の配置は、圧縮機又
はタービンの場合と同じく、特定のサイクル条件によっ
て左右され、このようなターボ流体機械の部品の形式又
は配置について、ここで何等制限をするつもりはない。
The number of stages or the particular arrangement required for the fans, as with the compressor or turbine, will depend on the particular cycle conditions, and no limitations are hereby placed on the type or arrangement of the components of such turbofluid machines. I have no intention of doing so.

従って、コア・エンジンと云う用語は、周知の様に、流
れに対して直列に圧縮機、燃焼装置及びタービンが配置
されているものを指す。
Thus, the term core engine refers to a compressor, combustion system, and turbine arranged in series with the flow, as is well known.

被動ファン集成体と云う用語は、補助圧縮手段を付設し
たファン圧縮機を指す。
The term driven fan assembly refers to a fan compressor with additional compression means.

第1図の機関について説明すると、外側の補助圧縮装置
(補助ファン)26が内側ファン24より外側に配置さ
れ、内側のファンの回転羽根の列28の半径方向延長部
で構成される少なくとも1列の回転羽根34を含むこと
が示されている。
Referring to the engine of FIG. 1, an outer auxiliary compression device (auxiliary fan) 26 is disposed outwardly from the inner fan 24 and includes at least one row of radial extensions of the rows 28 of rotor blades of the inner fan. It is shown that the rotary blade 34 includes a rotating blade 34.

この為、ファンの羽根の内、少なくとも1列の回転羽根
が同心の内側及び外側ファン環体36.38の両方にわ
たって伸びている。
To this end, at least one row of rotating vanes of the fan blades extend across both the concentric inner and outer fan annulus 36,38.

この為、補助ファン26は内側ファン24によって駆動
されると考える。
Therefore, the auxiliary fan 26 is considered to be driven by the inner fan 24.

圧力比を高くする必要がある戦闘機影航空機では、内側
ファンの複数個の回転羽根の列に半径方向の延長部を設
けて、多段式の外側ファンを構成することが考えられる
In fighter aircraft where a high pressure ratio is required, it is conceivable to provide a radial extension to the rows of rotor blades of the inner fan to form a multi-stage outer fan.

第1図の実施例では、入口40から環体36に入った空
気が、最初は内側ファン24によって圧縮される。
In the embodiment of FIG. 1, air entering annulus 36 through inlet 40 is initially compressed by inner fan 24. In the embodiment of FIG.

こうして圧縮された空気の第1の部分が入口42に入シ
、軸流圧縮機20によって更に圧縮され、その後燃焼装
置42に吐出され、そこで燃料を燃焼させて、高エネル
ギの燃焼ガスを作り、このガスがコア・エンジンのター
ビン44を駆動する。
A first portion of the air thus compressed enters the inlet 42, is further compressed by the axial compressor 20, and is then discharged to the combustion device 42 where it combusts fuel to produce high-energy combustion gases. This gas drives the core engine turbine 44.

このタービンは可変面積形タービン・ノズル45を持っ
ている。
This turbine has a variable area turbine nozzle 45.

タービン44がガスタービン機関で普通のように、軸4
6を通じて回転子22を駆動する(18及び46に示す
ような2つの軸を持つガスタービン機関は普通2スプ一
ル機と呼ばれる)。
As is common in gas turbine engines, the turbine 44 is connected to the shaft 4.
6 (gas turbine engines with two shafts, such as those shown at 18 and 46, are commonly referred to as two-spool machines).

高温の燃焼ガスがファン・タービン16へ送られて、こ
れを駆動する。
Hot combustion gases are sent to and drive fan turbine 16.

このタービンは可変面積形タービン・ノズル47を持ち
、ファン集成体14を駆動する。
The turbine has a variable area turbine nozzle 47 and drives the fan assembly 14.

可変タービン・ノズル45はコア・エンジンの動作系統
(圧力比、動力流体の流量の関係)を設定する為に用い
られ、これに対して可変タービン・ノズル47はコア・
エンジン12の速度とファン集成体14の速度との間の
関係を設定する。
The variable turbine nozzle 45 is used to set the core engine operating system (relationship between pressure ratio and power fluid flow rate), whereas the variable turbine nozzle 47 is used to set the core engine operating system (relationship between pressure ratio and power fluid flow rate).
A relationship is established between the speed of engine 12 and the speed of fan assembly 14.

内側ファン24から出て来り空気の第2の部分が、部分
的にコア・エンジン12とそれに外接する流路の境界5
0とによって限定された内側環状ファン・ダクト(第1
ダクト)48に入る。
A second portion of the air emerging from the inner fan 24 partially penetrates the core engine 12 and its circumscribing flow path boundary 5.
0 and an inner annular fan duct (first
duct) enters 48.

入口52から補助空気流として環体38に入った空気が
、ファン・タービン16からファン回転子30を介して
1駆動される外側ファン26によって圧縮され、外側環
状ファン・ダクト(第2ダクト)544、で送られる。
Air entering the annulus 38 from the inlet 52 as a supplemental airflow is compressed by the outer fan 26 driven from the fan turbine 16 via the fan rotor 30 to the outer annular fan duct (second duct) 544. , sent by .

外側ファンは、側路比バイパス比が高い状態では一杯の
流量で且つ側路比が小さい状態では少ない流量で動作さ
せることが出来るように、可変の入口及び出口案内翼5
6.58のような案内装置からなる調整装置を持つこと
が示されている。
The outer fan has variable inlet and outlet guide vanes 5 so that it can be operated at full flow at high bypass ratios and at reduced flow at low bypass ratios.
It is shown to have an adjustment device consisting of a guiding device such as 6.58.

超音速の運転では、外側ファン・ダクト(第2ダクト)
54の補助空気流を出来るだけ少なくすることが望まし
い。
For supersonic operation, the outer fan duct (second duct)
It is desirable to minimize the auxiliary air flow at 54 as much as possible.

高いマツノ・数の運転の為には、外側ダクト54を通る
補助空気流をどの程度少なくすることが出来るが関心ρ
的になる。
It is of interest to what extent the auxiliary air flow through the outer duct 54 can be reduced for high-speed operation.
become a target.

完全に締切るのは実際的に恐らく不可能であり、空気抵
抗による損失並びに内部の局部的な加熱の点で望ましく
もない。
Complete closure is probably not practical and is also undesirable in terms of air resistance losses as well as local internal heating.

更に、超音速飛行状態では、入口は一般的に先端による
半径方向の圧力模様の歪みを生じ、この低エネルギの流
れの領域を外側ファン・ダクト54に通すのが望ましい
Additionally, in supersonic flight conditions, the inlet typically experiences a tip-induced distortion of the radial pressure pattern, and it is desirable to pass this region of low energy flow into the outer fan duct 54.

この為、超音速運転の間、可変案内翼56,58(これ
はルーパとして作用する)は流量を最小(基本的には零
流速)にするように設定される。
Therefore, during supersonic operation, the variable guide vanes 56, 58 (which act as loopers) are set to minimize the flow rate (essentially zero flow rate).

内側ファン集成体24を通過した空気流が内側ファン・
ダクト(第1ダクト)48及びコア・エンジン12に分
割される。
The airflow passing through the inner fan assembly 24 is transferred to the inner fan assembly 24.
It is divided into a duct (first duct) 48 and a core engine 12.

これらの流れが周知の混合器60で再び一緒になシ、混
合される。
These streams are combined and mixed again in a well-known mixer 60.

周知のアフターバーナ形の第2の即ち補助の燃焼装置6
2が設けられ、その中で燃焼して排気流を発生するよう
に燃焼並びにガス混合物が供給される。
A second or auxiliary combustion device 6 of the known afterburner type
2 is provided and a combustion and gas mixture is supplied therein to combust and generate an exhaust stream.

この排気流は可変面積形1次ノズル装置64を通過し、
可変2次ノズル装置68と1次装置64との間にある開
[」又はノズル66のような連通手段を通る圧縮された
外側ファン・ダクト54の流れと一緒になる。
This exhaust flow passes through a variable area primary nozzle arrangement 64;
The compressed outer fan duct 54 joins the flow through a communication means, such as an opening or nozzle 66, between the variable secondary nozzle device 68 and the primary device 64.

開口66の寸法は、外側ダクト54の流れの量並びに状
態と合うものでなければならない。
The dimensions of opening 66 must be compatible with the flow rate and conditions of outer duct 54.

即ち、超音速運転では、側路比(外側ダクト54並びに
内側ダクト48を、由る流量をコア・エンジン12を通
る流量で割った値)が小さく、比推力が太きい。
That is, in supersonic operation, the bypass ratio (the value obtained by dividing the flow rate through the outer duct 54 and the inner duct 48 by the flow rate through the core engine 12) is small, and the specific impulse is large.

亜音速の巡航運転では、第2の燃焼装置62を使わない
In subsonic cruise operation, the second combustion device 62 is not used.

可変案内翼56.58及び開口66を調整することによ
坑外側ダクト54の流れを最大限に増加し、内側ファン
24の回転速度を下げ、こうして圧力比を下げる。
Adjusting the variable guide vanes 56,58 and the apertures 66 maximizes the flow in the outhole duct 54 and reduces the rotational speed of the inner fan 24, thus reducing the pressure ratio.

当然予想されるように、この一層低い圧力が混合器60
の混合平面70に伝えられ、ファン・タービン16の吐
出側の圧力を下げる。
As would be expected, this lower pressure is at the mixer 60.
to the mixing plane 70 of the fan turbine 16, reducing the pressure on the discharge side of the fan turbine 16.

この為、ファン・タービン16i’i外側フアン26の
需要の増加に合うように一層多くの仕事をすることが出
来る。
This allows the fan turbine 16i'i to do more work to meet the increasing demands of the outer fan 26.

可変面積形タービン・ノズル45.47及び1次排出ノ
ズル64の面積を適当に変更することにより、ファン集
成体14及びコア・エンジン12を最適の運転状態に釣
合せることが出来る。
By appropriately varying the areas of the variable area turbine nozzles 45, 47 and the primary exhaust nozzle 64, the fan assembly 14 and core engine 12 can be balanced for optimal operating conditions.

これ迄説明した可変サイクルの考えは、第2図の実施例
に示す様な2スプール形のダクトで燃焼を行なう別個の
流れを用いたターボファン機関にも適用することが出来
る。
The variable cycle concept thus far described can also be applied to turbofan engines using separate flows for combustion in two-spool type ducts, such as the embodiment shown in FIG.

この場合、第1図の混合器6つを取除き、分割器72を
加えて、タービン16を出て行く流れを内側ファン・ダ
クト48の流れから分離する。
In this case, the six mixers of FIG. 1 are removed and a divider 72 is added to separate the flow exiting the turbine 16 from the flow in the inner fan duct 48.

2つの実施例の基本的な違いは、超音速様式では、補助
のダクト燃焼装置74が内側ファン・ダクト48の流れ
だけを増やシ、夫々コア・エンジンのノズル80及び内
側ファン・ダクトのノズル82ののど部76.78の面
積は、最適の性能が得られるように、別個に制御される
ことである。
The basic difference between the two embodiments is that in supersonic mode, the auxiliary duct combustion device 74 only increases the flow in the inner fan duct 48 and the core engine nozzle 80 and the inner fan duct nozzle, respectively. The area of the throats 76, 78 of 82 is to be separately controlled for optimal performance.

亜音速様式で外側の補助ファン26を1駆動するのに必
要な余分のエネルギは、のど部76の面積を太きくし、
こうしてファン・タービン16の吐出側の圧力を下げる
ことによって得られた。
The extra energy required to drive the outer auxiliary fan 26 in a subsonic manner increases the area of the throat 76;
This was obtained by lowering the pressure on the discharge side of the fan turbine 16.

可変サイクルの考えが前述の2つの実施例で用いられる
態様は実質的に同様である。
The manner in which the variable cycle concept is used in the two embodiments described above is substantially similar.

然し、第1図の実施例は、内側ファン・ダクト48内の
静圧並ヒにコア・エンジン12から出て行<燃焼カスの
静圧が混合平面70では等しくなければならないと云う
固有の拘束がある。
However, the embodiment of FIG. 1 has the inherent constraint that the static pressure in the inner fan duct 48 as well as the static pressure of the combustion residue exiting the core engine 12 must be equal at the mixing plane 70. There is.

従って、ファン・タービン16が、超音速運転に特有の
圧力比の高い流量の小さい様式であろうと、或いは効率
のよい亜音速運転に特有な圧力比の小さい流量の大きい
様式のいづれであろうと、いづれの動作様式でも所要の
エネルギを供給することが出来るエネルギ操作装置とし
て作用することは明らかである。
Thus, whether the fan turbine 16 is in the high pressure ratio, low flow regime typical of supersonic operation, or the low pressure ratio, high flow regime typical of efficient subsonic operation; It is clear that either mode of operation acts as an energy handling device capable of supplying the required energy.

当業者であれば、この発明の範囲内で、前述の機関に種
々の変更を加えることが出来ることは明らかであろう。
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made to the above-described mechanism without departing from the scope of the invention.

例えば、外側ファン・ダクト54の補助空気流を航空機
の設備の高い抗力を発生する領域に吐出して、該領域を
充たム こうして装置の全体的な性能を改善することが
考えられる。
For example, it is contemplated that the auxiliary airflow of the outer fan duct 54 could be discharged into high drag areas of the aircraft installation to fill the areas and thus improve the overall performance of the system.

別の実施例では、補助空気流は翼のフラップの上又は中
に通し、周知の様に揚力を増加することが出来る。
In another embodiment, supplemental airflow can be passed over or through the wing flaps to increase lift in a manner known in the art.

いづれの場合も、開口66は必要でないことがある。In either case, aperture 66 may not be necessary.

更に、成る形式では、タービン及び排出ノズルの成るも
の或いは全部を可変にする必要はないことがある。
Furthermore, in some configurations, it may not be necessary to make some or all of the turbine and exhaust nozzle variable.

特許請求の範囲の記載は、この発明の範囲内に含まれる
全ての同様な変更を包括するものである。
The claims are intended to cover all similar modifications falling within the scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の1実施例を用いた機関の略図、第2
図は第1図と同様であるが、別の実施例を用いた機関の
略図である。 主な符号の説明、12:コア・エンジン、16:ファン
・タービン、24:内側ファン、26:外(JIIJフ
ァン(補助圧縮機)、44:コア・エンジン・タービン
、45:可変面積形タービン・ノズル、4T:可変面積
形タービン・ノズル、48:内側環状ファン・ダク)、
54:外側環状ファン・ダクト、56 、58 :可変
案内翼、62:補助燃焼装置、so:コア・エンジン・
ノズル。
FIG. 1 is a schematic diagram of an engine using one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a schematic representation of an engine similar to FIG. 1 but using an alternative embodiment. Explanation of main symbols, 12: Core engine, 16: Fan turbine, 24: Inner fan, 26: Outside (JIIJ fan (auxiliary compressor), 44: Core engine turbine, 45: Variable area turbine Nozzle, 4T: variable area turbine nozzle, 48: inner annular fan duct),
54: Outer annular fan duct, 56, 58: Variable guide vane, 62: Auxiliary combustion device, so: Core engine
nozzle.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1(a)圧縮器、燃焼装置およびコア・タービンを含む
コア・エンジンと、(b)コア・エンジンに入シ、そこ
から高温ガス流として排出される第1の流体部分と、コ
ア・エンジンを全体的に囲む実質的に環状の第1ダクト
をバイパス流として通る第2の流体部分とからなる動力
流体を加圧するファン回転羽根と、(c)前記ファン回
転羽根の半径方向延長部からな択補助動力流体流を加圧
する補助圧縮装置と、(d)亜音速運転様式における高
流速と超音速運転様式における基本的に零流速との間で
補助動力流体流の流速を調整する調整装置と、(e)前
記高温ガス流によって1駆動され、亜音速および超音速
の両運転様式でファン回転羽根と補助圧縮装置の両方を
回転、駆動するファンタービン装置と、(f)超音速運
転様式において燃料とバイパス流を受けて燃焼させる補
助燃焼装置と、(g)前記高温ガス流を排出する可変面
積形1次ノズル装置とからなる可変サイクルガスターボ
ファンエンジン。 2 前記補助動力流体流が、環状の第1ダクトを部分的
に囲む実質的に環状の第2ダクトへ導かれ、補助動力流
体流を補助圧縮装置に案内するための案内装置が補助圧
縮装置の上流側に設けられている、特許請求の範囲第1
項に記載の可変サイクルガスターボファンエンジン。 3 前記ファンタービン装置が可変面積型である特許請
求の範囲第2項に記載の可変サイクルガスターボファン
エンジン。 4 前記案内装置が、回転しない第1段可変面積案内翼
からなる特許請求の範囲第2項に記載の可変サイクルガ
スターボファンエンジン。 5 前記補助動力流体流が、さらに補助圧縮装置の軸方
向下流側で、回転しない第2段可変面積案内翼で案内さ
れる。 特許請求の範囲第4項に記載の可変サイクルガスターボ
ファンエンジン。 6 前記補助燃焼装置が、実質的に、前記環状の第1ダ
クト内に配置されている特許請求の範囲第2項に記載の
可変サイクルガスターボファンエンジン。 7 燃焼後のバイパス流が可変面積形2次ノズル装置に
よって排出される、特許請求の範囲第6項に記載の可変
サイクルガスターボファンエンジン。 8 前記補助動力流体流を、該可変サイクルガスターボ
ファンエンジンを出る前に前記燃焼後のバイパス流と交
流させる連通装置が設けられている特許請求の範囲第7
項に記載の可変サイクルガスターボファンエンジン。 9 前記連通装置が可変面積開口型である、特許請求の
範囲第8項に記載の可変サイクルガスターボファンエン
ジン。 10前記バイパス流が、超音速運転様式において、混合
器によって前記高温ガス流と混合され、混合流を特徴す
る特許請求の範囲第2項に記載の可変サイクルガスター
ボファンエンジン。 11 前記補助燃焼装置が前記混合器の下流側に配置
され、超音速運転様式において前記混合流を受けとる、
特許請求の範囲第10項に記載の可変サイクルガスター
ボファンエンジン。 12前記燃焼後の混合流が前記補助燃焼装置および続い
て前記可変面積形1次ノズル装置を通って排出される、
特許請求の範囲第11項に記載の可変サイクルガスター
ボファンエンジン。 13補助動力流体流の流速を調整する装置が環状の第2
ダクトの下流端と可変面積形1次ノズルの間にある可変
面積開口からなる、特許請求の範囲第12項に記載の可
変サイクルガスターボファンエンジン。
Claims: 1. (a) a core engine including a compressor, a combustion device, and a core turbine; and (b) a first fluid portion entering the core engine and exiting the core engine as a hot gas stream. (c) a fan rotor vane pressurizing a power fluid comprising: a second fluid portion passing as bypass flow through a substantially annular first duct generally surrounding the core engine; (d) adjusting the flow rate of the auxiliary power fluid stream between a high flow rate in the subsonic mode of operation and essentially zero flow rate in the supersonic mode of operation; (e) a fan turbine device driven by the hot gas flow to rotate and drive both fan rotating blades and an auxiliary compression device in both subsonic and supersonic modes of operation; (f) A variable cycle gas turbofan engine comprising: an auxiliary combustion device for receiving and combusting fuel and a bypass flow in a supersonic mode of operation; and (g) a variable area primary nozzle device for discharging said hot gas flow. 2. said auxiliary power fluid flow is directed into a substantially annular second duct partially surrounding the annular first duct, a guiding device for guiding the auxiliary power fluid flow to the auxiliary compression device; Claim 1 provided on the upstream side
Variable cycle gas turbofan engine as described in Section. 3. The variable cycle gas turbofan engine of claim 2, wherein the fan turbine device is of a variable area type. 4. The variable cycle gas turbofan engine according to claim 2, wherein the guide device comprises a non-rotating first stage variable area guide vane. 5. The auxiliary power fluid flow is further guided axially downstream of the auxiliary compression device by a non-rotating second stage variable area guide vane. A variable cycle gas turbofan engine according to claim 4. 6. The variable cycle gas turbofan engine of claim 2, wherein the auxiliary combustion device is located substantially within the annular first duct. 7. The variable cycle gas turbofan engine of claim 6, wherein the post-combustion bypass flow is discharged by a variable area secondary nozzle arrangement. 8. Claim 7, further comprising a communication device for interacting said auxiliary power fluid flow with said post-combustion bypass flow prior to exiting said variable cycle gas turbofan engine.
Variable cycle gas turbofan engine as described in Section. 9. The variable cycle gas turbofan engine of claim 8, wherein the communication device is of the variable area aperture type. 10. The variable cycle gas turbofan engine of claim 2, wherein the bypass flow is mixed with the hot gas flow by a mixer in a supersonic mode of operation, characterized by a mixed flow. 11. the auxiliary combustion device is located downstream of the mixer and receives the mixed flow in a supersonic mode of operation;
A variable cycle gas turbofan engine according to claim 10. 12 the post-combustion mixed stream is discharged through the auxiliary combustion device and subsequently through the variable area primary nozzle device;
A variable cycle gas turbofan engine according to claim 11. 13 A device for adjusting the flow rate of the auxiliary power fluid flow is connected to the annular second
13. The variable cycle gas turbofan engine of claim 12, comprising a variable area opening between the downstream end of the duct and the variable area primary nozzle.
JP2776A 1975-01-02 1976-01-05 Variable cycle gas turbo fan engine Expired JPS5924260B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US53816775A 1975-01-02 1975-01-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5192917A JPS5192917A (en) 1976-08-14
JPS5924260B2 true JPS5924260B2 (en) 1984-06-08

Family

ID=24145795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2776A Expired JPS5924260B2 (en) 1975-01-02 1976-01-05 Variable cycle gas turbo fan engine

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPS5924260B2 (en)
DE (1) DE2557735A1 (en)
FR (1) FR2296769A1 (en)
GB (1) GB1535765A (en)
IT (1) IT1052016B (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4791783A (en) * 1981-11-27 1988-12-20 General Electric Company Convertible aircraft engine
GB2305976B (en) * 1981-12-21 1998-01-07 British Aerospace Jet propulsion powerplants
GB2165892B (en) * 1984-10-22 1988-10-26 Gen Electric Variable cycle engine
FR2685385B1 (en) * 1991-12-24 1995-03-31 Snecma VARIABLE CYCLE PROPULSION ENGINE FOR SUPERSONIC AIRCRAFT.
CA2091473A1 (en) * 1992-04-20 1993-10-21 Mark J. Wagner Bypass injector valve for variable cycle aircraft engines
US6948317B2 (en) * 2003-10-31 2005-09-27 General Electric Company Methods and apparatus for flade engine nozzle
US7926290B2 (en) * 2006-12-18 2011-04-19 General Electric Company Turbine engine with modulated flow fan and method of operation
CN108087149B (en) * 2016-11-22 2020-05-19 江西洪都航空工业集团有限责任公司 Turbojet engine with high thrust-weight ratio and low oil consumption
FR3097016B1 (en) 2019-06-06 2021-07-23 Safran Aircraft Engines CONFLUENCE STRUCTURE OF A PRIMARY VEIN AND A SECONDARY VEIN IN A DOUBLE-FLOW TURBOMACHINE
CN111594316A (en) * 2020-05-11 2020-08-28 中国航发沈阳发动机研究所 Intermediary cartridge receiver assembly

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB978658A (en) * 1962-05-31 1964-12-23 Rolls Royce Gas turbine by-pass engines
GB980306A (en) * 1963-05-10 1965-01-13 Rolls Royce Gas turbine engine
GB1069033A (en) * 1965-01-30 1967-05-17 Rolls Royce Improvements in or relating to gas turbine jet propulsion engines
GB1313841A (en) * 1967-01-18 1973-04-18 Secr Defence Gas turbine jet propulsion engine
US3449914A (en) * 1967-12-21 1969-06-17 United Aircraft Corp Variable flow turbofan engine
DE2149619A1 (en) * 1971-10-05 1973-04-19 Motoren Turbinen Union TURBINE JET FOR VERTICAL OR SHORT-STARTING OR LANDING AIRPLANES
DE2153929A1 (en) * 1971-10-29 1973-05-10 Motoren Turbinen Union DEVICE FOR AIR EXTRACTION FOR AIRCRAFT WITH JETS

Also Published As

Publication number Publication date
IT1052016B (en) 1981-06-20
GB1535765A (en) 1978-12-13
JPS5192917A (en) 1976-08-14
DE2557735A1 (en) 1976-07-08
FR2296769A1 (en) 1976-07-30
FR2296769B1 (en) 1982-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4043121A (en) Two-spool variable cycle engine
US4072008A (en) Variable area bypass injector system
US4064692A (en) Variable cycle gas turbine engines
US4069661A (en) Variable mixer propulsion cycle
US4175384A (en) Individual bypass injector valves for a double bypass variable cycle turbofan engine
RU2472961C2 (en) Turbofan with dual flow
US5806303A (en) Turbofan engine with a core driven supercharged bypass duct and fixed geometry nozzle
US3841091A (en) Multi-mission tandem propulsion system
US5261227A (en) Variable specific thrust turbofan engine
JP5009581B2 (en) Turbofan gas turbine engine with variable fan exit guide vanes
US4010608A (en) Split fan work gas turbine engine
US4080785A (en) Modulating bypass variable cycle turbofan engine
US5694768A (en) Variable cycle turbofan-ramjet engine
JP2607051B2 (en) Aircraft fled gas turbine engine and method of operating an aircraft fled gas turbine engine
US5155993A (en) Apparatus for compressor air extraction
US20110167784A1 (en) Method of operating a convertible fan engine
US20080155961A1 (en) Convertible gas turbine engine
US20110167792A1 (en) Adaptive engine
US20070000232A1 (en) Gas turbine engine and method of operating same
US20060196164A1 (en) Dual mode turbo engine
JPS5924261B2 (en) variable cycle gas turbine engine
US8984891B2 (en) Flade discharge in 2-D exhaust nozzle
JP2013199936A (en) Turbine engine with modulated flow fan and method of operation therefor
US5680754A (en) Compressor splitter for use with a forward variable area bypass injector
JPS5924260B2 (en) Variable cycle gas turbo fan engine