RU2505695C2 - Система снижения шума для газотурбинного двигателя (варианты) и способ охлаждения глушителя выхлопа (варианты) - Google Patents

Система снижения шума для газотурбинного двигателя (варианты) и способ охлаждения глушителя выхлопа (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2505695C2
RU2505695C2 RU2011117639/06A RU2011117639A RU2505695C2 RU 2505695 C2 RU2505695 C2 RU 2505695C2 RU 2011117639/06 A RU2011117639/06 A RU 2011117639/06A RU 2011117639 A RU2011117639 A RU 2011117639A RU 2505695 C2 RU2505695 C2 RU 2505695C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exhaust
passage
cooling air
channel
silencer
Prior art date
Application number
RU2011117639/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011117639A (ru
Inventor
Нагамани ТАЯЛАХАНДАН
Джей М. ФРАНСИСКО
Грег Р. ГИДДИНГС
Энтони С. ДЖОНС
Original Assignee
Хамильтон Сандстранд Корпорейшн
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 Хамильтон Сандстранд Корпорейшн filed Critical Хамильтон Сандстранд Корпорейшн
Publication of RU2011117639A publication Critical patent/RU2011117639A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2505695C2 publication Critical patent/RU2505695C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/30Exhaust heads, chambers, or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12Cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/05Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of air, e.g. by mixing exhaust with air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/202Heat transfer, e.g. cooling by film cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/96Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

Система снижения шума газотурбинного двигателя содержит глушитель выхлопа, расположенный вблизи выхлопного канала, проход для охлаждающего воздуха и средство создания потока охлаждающего воздуха в проходе. Глушитель выхлопа содержит множество дефлекторов, сообщающихся с выхлопным каналом. Проход для охлаждающего воздуха находится в тепловом контакте с глушителем выхлопа и расположен между его наружной поверхностью и наружной обшивкой. Глушитель выхлопа заполняет кольцевое пространство между выхлопным каналом и наружной обшивкой за исключением прохода. При этом в одном варианте проход содержит отверстие в плоскости торца выхлопного канала, а средство для создания потока охлаждающего воздуха в проходе для отвода тепла выполнено с возможностью всасывания охлаждающего воздуха через указанное отверстие. В другом варианте в плоскости отверстия в выхлопном канале расположено выпускное отверстие, а средство для создания потока охлаждающего воздуха выполнено с возможностью подачи под давлением охлаждающего воздуха в проход и из выпускного отверстия в окружающую среду. При охлаждении глушителя выхлопа устанавливают вокруг выхлопного канала глушитель выхлопа, содержащий множество дефлекторов, сообщающихся с выхлопным каналом. Пропускают охлаждающий воздух через проход для охлаждающего воздуха для отвода тепла от глушителя выхлопа. При этом в первом варианте охлаждающий воздух всасывают в проход из отверстия, смежного с открытым кормовым концом выхлопного канала и выпускают охлаждающий воздух в передний конец выхлопного канала. В другом варианте воздух пропускают из переднего конца прохода в выпускное отверстие в открытом кормовом конце выхлопного канала. Изобретения позволяют повысить эффективность подавления шума газотурбинного двигателя без увеличения массы изолирующего материала. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к выхлопному соплу с ослаблением шума для газотурбинного двигателя. В частности, изобретение относится к конструкции охлаждаемого выхлопного сопла с ослаблением шума.
Уровень техники
Воздушное судно может включать вспомогательную силовую установку (APU, Auxiliary Power Unit), предназначенную для питания различных систем воздушного судна, отдельную от основных тяговых двигателей. Вспомогательная силовая установка, как правило, представляет собой газотурбинный двигатель, установленный в воздушном судне. Для снижения уровня шума, создаваемого вспомогательной силовой установкой и возникающего выхлопном канале, может применяться глушитель выхлопа. Выпускной канал и глушитель выхлопа работают при высоких температурах, поэтому для защиты близлежащих элементов и конструкций они окружены изолирующими материалами. Изолирующие материалы, в свою очередь, занимают ценное пространство, увеличивают массу воздушного судна и производственные затраты.
В качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения можно рассмотреть решение из патентного документа US 3286787, в котором, как и в настоящем изобретении, имеется глушитель выхлопа, проход для охлаждающего воздуха между глушителем и наружной обшивкой, источник охлаждающего воздуха и средство для создания потока охлаждающего воздуха. Однако существует потребность в дальнейшем увеличении эффективности подавления шума, в частности, путем рассеивания составляющих шума с определенной доминирующей частотой.
Раскрытие изобретения
Предлагаемая система снижения шума вспомогательной силовой установки (APU) включает охлаждающие элементы для защиты наружной обшивки и других элементов от тепла, выделяемого газами, проходящими через выхлопной канал.
Система снижения шума вспомогательной силовой установки включает глушитель выхлопа, расположенный вокруг выхлопного канала. Звуковая энергия в выхлопном канале направляется в глушитель выхлопа, где она подавляется. Проход для охлаждающего воздуха, находящийся в тепловом контакте с глушителем выхлопа, отводит тепло от других близлежащих элементов и обшивки воздушного судна. В одном примере поток воздуха создается вентилятором, перемещающим воздух через воздушный проход. В другом примере эжектор создает разность давлений, которая обеспечивает всасывание воздуха через проход в выхлопной канал.
Более конкретно, в настоящем изобретении предлагается система снижения шума для газотурбинного двигателя, содержащая глушитель (24) выхлопа, расположенный вблизи выхлопного канала, выполненного с возможностью приема выхлопных газов из газотурбинного двигателя; проход для охлаждающего воздуха, находящийся в тепловом контакте с глушителем выхлопа и расположенный между наружной поверхностью глушителя выхлопа и наружной обшивкой; источник охлаждающего воздуха, сообщающийся с проходом; и средство для создания потока охлаждающего воздуха в проходе для отвода тепла. Глушитель выхлопа содержит множество дефлекторов, каждый из которых сообщается с выхлопным каналом, и заполняет кольцевое пространство между выхлопным каналом и наружной обшивкой за исключением прохода.
Выхлопной канал может включать пористую внутреннюю поверхность, а дефлекторы могут сообщаться с выхлопным каналом посредством указанной пористой внутренней поверхности.
Указанный проход может быть расположен вблизи наружной поверхности глушителя выхлопа. Проход может содержать кольцеобразный проход, расположенный вблизи глушителя выхлопа и может находиться в тепловом контакте с наружной поверхностью глушителя выхлопа и внутренней поверхностью наружной обшивки. Также проход может включать первое отверстие, проводящее воздух во впускное отверстие выхлопного канала, и второе отверстие, сообщающееся с внешней средой.
Средство для создания потока может быть выполнено с возможностью всасывания воздуха через второе отверстие, проход и через первое отверстие в выхлопной канал. Оно может представлять собой эжектор, расположенный во впускном отверстии выхлопного канала, причем эжектор может быть выполнен с возможностью всасывания воздуха через отверстие в плоскости торца выхлопного канала, через проход во впускное отверстие выхлопного канала. Система при этом может также включать кольцеобразный проход, сообщающийся с выхлопным каналом и проходом для подачи охлаждающего воздуха в выхлопной канал.
Средство для создания потока может подавать под давлением охлаждающий воздух в проход и из выпускного отверстия в окружающую среду. При этом выпускное отверстие может быть расположено в плоскости отверстия в выхлопном канале. Средство для создания потока охлаждающего воздуха может представлять собой вентилятор, перемещающий воздух, принятый из впускного отверстия для воздуха, в проход и из отверстия в плоскости торца выхлопного канала.
Также предлагается способ охлаждения глушителя выхлопа, включающий следующие этапы: установку вокруг выхлопного канала глушителя выхлопа, содержащего множество дефлекторов, каждый из которых сообщается с выхлопным каналом; обеспечение прохода для охлаждающего воздуха в тепловом контакте с глушителем выхлопа, причем проход располагают между наружной поверхностью глушителя выхлопа и наружной обшивкой, при этом глушитель выхлопа заполняет кольцевое пространство между выхлопным каналом и наружной обшивкой за исключением прохода; передачу шумовой энергии через отверстия в выхлопном канале в глушитель выхлопа; и пропускание охлаждающего воздуха через проход для охлаждающего воздуха для отвода тепла от глушителя выхлопа.
Такой способ может включать всасывание охлаждающего воздуха в проход из отверстия, смежного с открытым кормовым концом выхлопного канала, и выпускание охлаждающего воздуха в передний конец выхлопного канала, или пропускание воздуха из переднего конца прохода в выпускное отверстие в открытом кормовом конце выхлопного канала.
Эти и другие описанные здесь признаки раскрыты в последующем описании и на чертежах, краткое описание которых приведено ниже.
Настоящее изобретения позволяет обеспечить более эффективное подавление шума без какого-либо заметного увеличения массы изолирующего материала. В частности, можно обеспечить подавление звуковых частот, лежащих в определенном диапазоне, т.е. создать конструкцию типа полосно-заграждающего фильтра для звуковых колебаний.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой схему примера глушителя выхлопа.
Фиг.2 представляет собой еще одну схему примера глушителя.
Фиг.3 представляет собой схему другого примера глушителя.
Фиг.4 представляет собой вид в аксонометрии примера глушителя, показанного на фиг.3.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг.1, система снижения шума вспомогательной силовой установки (APU), предназначенная для снижения уровня шума, создаваемого вспомогательной силовой установкой, обозначена ссылочным номером 15 и расположена в хвостовом коническом обтекателе 12 воздушного судна. Иллюстративный хвостовой конический обтекатель воздушного судна 12 ограничен наружной обшивкой 14. Иллюстративная наружная обшивка 14 представляет собой лист материала, который ограничивает часть наружной поверхности указанного воздушного судна. Иллюстративная наружная обшивка 10 может представлять собой лист композитного материала или легкого метала, например алюминия, не предназначенного для работы под воздействием высоких температур, связанных с выхлопными газами, образующимися при работе вспомогательной силовой установки 10. Соответственно, иллюстративная вспомогательная силовая установка 10 включает элементы конвекционного охлаждения для защиты наружной обшивки 14 и других близлежащих элементов воздушного судна от тепла, выделяемого газами, проходящими через выхлопной канал 20.
Иллюстративная вспомогательная силовая установка включает газотурбинный двигатель 16 и может иметь любую известную конструкцию, причем выхлопной канал 20 выполнен с возможностью приема газов из газотурбинного двигателя 16. Кроме того, несмотря на то что в настоящем описании иллюстративная вспомогательная установка расположена в хвостовом коническом обтекателе 12 воздушного судна, описанные элементы охлаждения могут применяться в других местах в воздушном судне.
Иллюстративный хвостовой конический обтекатель 12 расположен в задней части воздушного судна и ограничивает отсек для вспомогательной силовой установки 10. Иллюстративный отсек с одной стороны ограничен противопожарной стенкой 18, а с кормовой стороны ограничен торцевой плоскостью 30. Торцевая плоскость содержит отверстие 31 в открытом кормовом конце выхлопного канала 20. При работе вспомогательной силовой установки 10 образуются горячие выхлопные газы 48, направляемые по выхлопному каналу 20, и создается шум. Глушитель 24 выхлопа, также в целом называемый устройством 24 для ослабления шума, выполнен вокруг выхлопного канала 20 для снижения уровня шума за пределами выхлопного отверстия 31. Иллюстративный глушитель 24 является кольцевым и окружает выхлопной канал 20. Глушитель 24 заполняет кольцевое пространство между выхлопным каналом 20 и наружной обшивкой 14 за исключением прохода 28. Кроме того, глушитель 24 также может иметь цилиндрическую форму и окружать выпускной канал 20. Основным источником шума от вспомогательной силовой установки 10 является газотурбинный двигатель 16. Поэтому система 15 снижения шума вспомогательной силовой установки также в целом называется системой 15 охлаждения глушителя выхлопа для газотурбинного двигателя 16.
Как показано на фиг.2, а также фиг.1, иллюстративный выхлопной канал 20 включает внутреннюю поверхность 22. Внутренняя поверхность 22 включает пористую внутреннюю поверхность, на которой выполнены множество отверстий 23, образующих перфорированную внутреннюю поверхность, которая передает шум и другую звуковую энергию в глушитель 24. Внутренняя поверхность 22 также может включать другие пористые конструкции, обеспечивающие передачу звуковой энергии в глушитель 24 выхлопа. Иллюстративный глушитель 24 включает множество дефлекторов 26, каждый из которых сообщается с выхлопным каналом 20 посредством по меньшей мере нескольких из множества отверстий 23. Дефлекторы 26 служат для поглощения и рассеивания звуковой энергии в виде тепла. Дефлекторы 26 также могут быть выполнены в виде резонансной камеры для подавления шума на определенных частотах. Тепло, выделяющееся в глушителе 24 вследствие поглощения звука и теплового контакта с выхлопным каналом 20, отводится для предотвращения отрицательного воздействия на обшивку 14.
В традиционных хвостовых конических обтекателях 12 наружная поверхность 25 выхлопного глушителя 24 может быть окружена теплоизоляционным материалом, который может уменьшать объем полезного пространства для глушителя 24 и увеличивать вес.Описанная наружная поверхность 25 иллюстративного глушителя 24 выхлопа окружена проходом 28, который представляет собой канал для охлаждающего воздуха. Иллюстративный проход 28 является кольцевым и по существу окружает наружную поверхность 25 глушителя 24 выхлопа. Проход 28 расположен между наружной поверхностью 25 глушителя выхлопа 24 и обшивкой 14. Охлаждающий воздушный поток в проходе 28 поглощает тепло, выделяющееся в глушителе 24 выхлопа и выхлопном канале 20, для ограничения количества тепловой энергии, передаваемой обшивке 14. Тепло, поглощенное охлаждающим воздушным потоком в проходе 28, отводится от обшивки 14 и других элементов воздушного судна.
Иллюстративный проход 28 находится в тепловом контакте с глушителем 24 выхлопа. Более конкретно, охлаждающий проход 28 находится в тепловом контакте с наружной поверхностью дефлекторов 26 глушителя 24 выхлопа.
Иллюстративный проход 28 сообщается с окружающей средой посредством отверстия 34. Отверстие 34 расположено в торцевой плоскости 30 и является по существу кольцеобразным. Воздух из-за пределов воздушного судна всасывается в проход через отверстие 34 и проходит через проход 28 по направлению к кольцеобразному проходу 32. Кольцеобразный проход 32 расположен с передней стороны выхлопного канала 20 и сообщается с выхлопным каналом 20 посредством выпускного отверстия 35. Иллюстративное выпускное отверстие 35 является кольцеобразным и расположено смежно с эжектором 44 охлаждающего воздуха. Эжектор 44 охлаждающего воздуха обеспечивает разность давления, которая создает воздушный поток в проходе 28 и выпускном отверстии 35.
Иллюстративная вспомогательная силовая установка 10, показанная на фиг.1, включает впускное отверстие для воздуха, через которое всасывается воздух 38, а также впускное отверстие 40 для воздуха, через которое всасывается воздух для работы газотурбинного двигателя 16. Воздух 38 также используется эжектором 42 охлаждения масла. Эжектор 42 охлаждения масла создает воздушный поток, используемый системой охлаждения масла газотурбинного двигателя 16. Воздух, обозначенный стрелкой под ссылочным номером 46, всасывается в эжектор 42 охлаждения масла для охлаждения масла и затем выпускается с выхлопными газами 48, образующимися при работе газотурбинного двигателя 16. В пределах настоящего описания также могут использоваться другие устройства и системы для охлаждения масла.
Формирователь воздушного потока создает требуемый воздушный поток в проходе 28. В данном примере формирователь воздушного потока представляет собой эжектор 44 охлаждения воздуха, который создает разность давлений путем увеличения воздушного потока после выпускного отверстия 35. Увеличенный воздушный поток после выпускного отверстия 35 создает область низкого давления, которая всасывает воздух через проход 28. Сформированный воздушный поток далее обеспечивает всасывание воздуха через отверстие 34 в торцевой плоскости 30. Воздух, всасываемый из внешней среды, значительно холоднее, чем горячие выхлопные газы 48, направляемые через выхлопной канал 20. Охлаждающий воздушный поток, обозначенный ссылочным номером 36, всасывается через проход 28, находящийся в тепловом контакте с глушителем 24, и поглощает тепло из глушителя 24 выхлопа. Охлаждающий воздушный поток 36 отводит тепло от глушителя 24 выхлопа и проходит по направлению к выпускному отверстию 35 и эжектору 44 охлаждающего воздуха. Затем нагретый таким образом охлаждающий воздух 36 проходит в выхлопной канал 20 через выпускное отверстие 35 и выпускается через выхлопное отверстие 31.
Иллюстративный эжектор 44 охлаждающего воздуха имеет кольцеобразную форму, согласующуюся с выпускным отверстием 35 в выхлопном канале 20. Выхлопные газы 48 вспомогательной силовой установки, имеющие высокую скорость, создают область низкого давления в выпускном отверстии 35, которая всасывает подвижный охлаждающий воздушный поток 36 через отверстие 34. Увеличенный поток охлаждающего воздуха обеспечивает зону требуемого низкого давления, которая всасывает воздух через отверстие 34 и проход 28. По мере прохождения охлаждающего воздуха 36 из отверстия 34 далее по направлению к кольцеобразному проходу 32 и выпускному отверстию 35, охлаждающий воздух 36 в проходе 28 поглощает тепло от глушителя 24 выхлопа.
Следует понимать, что эжектор 44 охлаждающего воздуха показан лишь в качестве примера и могут использоваться другие конструкции эжекторов для обеспечения требуемой силы тяги для всасывания воздуха в проход 28. Кроме того, для формирования требуемого охлаждающего воздушного потока 36 могут использоваться другие формирователи воздушного потока, например вентилятор или другие известные устройства. В данном примере эжектор 44 охлаждающего воздуха создает силу тяги, которая всасывает охлаждающий воздух в проход 28, пассивным образом. Такое пассивное формирование воздушного потока не увеличивает нагрузку на вспомогательную силовую установку и не требует внешних источников энергии, в отличие, например, от вентилятора, и поэтому не только обеспечивает охлаждающий воздушный поток, необходимый для поддержания требуемой температуры наружной поверхности 25 глушителя 24 выхлопа и обшивки 14, но также существенно уменьшает необходимость использования изолирующих материалов.
Как показано на фиг.3 и 4, другая иллюстративная система 55 снижения шума вспомогательной силовой установки или система 55 охлаждения глушителя выхлопа в хвостовом коническом обтекателе 50 включает выхлопной канал 50, через который выхлопные газы 48 из газотурбинного двигателя 16 отводятся через торцевое отверстие 31. В этом примере формирователь воздушного потока выполнен в виде охлаждающего вентилятора 56 для охладителя 52 масла. Охлаждающий вентилятор 56 всасывает воздух 38 из впускного отверстия и направляет его в проход 28 через впускное отверстие 54. Впускное отверстие 54 расположено в кольцеобразном проходе 32, который окружает передний конец выхлопного канала 20.
Охладитель 52 масла охлаждает масло, используемое вспомогательной силовой установкой 10, с использованием воздуха, всасываемого через впускное отверстие 38. Воздух может дополнительно всасываться вентилятором 56 через охладитель 52 масла из других мест. Охлаждающий воздух проходит через охладитель 52 масла и затем выпускается через выпускное отверстие 54 в кольцеобразный проход 32. Воздух из прохода 32 подается под давлением в проход 28, окружающий глушитель 24. Несмотря на то, что охлаждающий воздух, выпущенный из охладителя 52 масла, поглотил некоторую часть тепла от масла, данный воздух остается значительно более холодным, чем горячие выхлопные газы 48.
Охлаждающий воздушный поток постепенно поглощает тепло по мере прохождения в тепловом контакте с наружной поверхностью глушителя 24 выхлопа по направлению к выпускному отверстию в торцевой плоскости 30. Соответственно, в этом примере для направления охлаждающего воздуха через проход 28 используется вентилятор 56 охладителя масла. Охлаждающий воздушный поток 36, в свою очередь, поглощает и отводит тепло от наружной поверхности 25 глушителя 24 и выхлопного канала 20.
Соответственно, наружная поверхность 25 иллюстративного глушителя 24 выхлопа и выхлопного канала 20 охлаждается потоком охлаждающего воздуха. Поток охлаждающего воздуха отводит тепло, выделяющееся в глушителе 24 выхлопа и выхлопном канале 20, для защиты материалов и элементов, не предназначенных для работы под воздействием высоких температур выхлопных газов 48. Описанный способ и система охлаждения значительно уменьшают необходимость использования дополнительных изолирующих материалов и/или вовсе устраняют такую необходимость. Кроме того, охлаждающий проход 28 занимает значительно меньше места и при этом обеспечивает лучший эффект охлаждения, что позволяет увеличить размер дефлекторов 26 глушителя 24 выхлопа для обеспечения более эффективного ослабления шума.
Несмотря на то что выше описан иллюстративный вариант осуществления, специалисту в данной области техники очевидны определенные изменения в пределах объема настоящего описания. По этой причине сущность и объем изобретения должны определяться приведенной ниже формулой изобретения.

Claims (13)

1. Система (15) снижения шума для газотурбинного двигателя (16), содержащая глушитель (24) выхлопа, расположенный вблизи выхлопного канала (20), выполненного с возможностью приема выхлопных газов из газотурбинного двигателя, при этом глушитель выхлопа содержит множество дефлекторов, каждый из которых сообщается с выхлопным каналом; проход (28) для охлаждающего воздуха, находящийся в тепловом контакте с глушителем выхлопа и расположенный между наружной поверхностью глушителя выхлопа и наружной обшивкой (14), причем проход содержит отверстие (34) в плоскости торца выхлопного канала, а глушитель выхлопа заполняет кольцевое пространство между выхлопным каналом и наружной обшивкой, за исключением прохода; и средство (44, 56) для создания потока охлаждающего воздуха в проходе для отвода тепла, выполненное с возможностью всасывания охлаждающего воздуха через указанное отверстие (34).
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что выхлопной канал (20) включает пористую внутреннюю поверхность (22), а дефлекторы сообщаются с выхлопным каналом посредством указанной пористой внутренней поверхности.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что проход (28) расположен вблизи наружной поверхности (25) глушителя выхлопа.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что проход (28) содержит кольцеобразный проход, расположенный вблизи глушителя выхлопа.
5. Система по п.3 или 4, отличающаяся тем, что проход (28) находится в тепловом контакте с наружной поверхностью (25) глушителя выхлопа и внутренней поверхностью наружной обшивки (14).
6. Система по п.1, отличающаяся тем, что проход (28) включает выпускное отверстие (35), проводящее воздух во впускное отверстие выхлопного канала.
7. Система по п.6, отличающаяся тем, что средство для создания потока выполнено с возможностью всасывания воздуха через выпускное отверстие (35) в выхлопной канал.
8. Система по п.7, отличающаяся тем, что средство для создания потока охлаждающего воздуха представляет собой эжектор, расположенный во впускном отверстии выхлопного канала.
9. Система по п.8, отличающаяся тем, что включает кольцеобразный проход (32), сообщающийся с выхлопным каналом и проходом для подачи охлаждающего воздуха в выхлопной канал.
10. Система (15) снижения шума для газотурбинного двигателя (16), содержащая глушитель (24) выхлопа, расположенный вблизи выхлопного канала (20), выполненного с возможностью приема выхлопных газов из газотурбинного двигателя, при этом глушитель выхлопа содержит множество дефлекторов, каждый из которых сообщается с выхлопным каналом; проход (28) для охлаждающего воздуха, находящийся в тепловом контакте с глушителем выхлопа и расположенный между наружной поверхностью глушителя выхлопа и наружной обшивкой (14), причем глушитель выхлопа заполняет кольцевое пространство между выхлопным каналом и наружной обшивкой, за исключением прохода; источник охлаждающего воздуха, сообщающийся с проходом; и средство (44, 56) для создания потока охлаждающего воздуха в проходе для отвода тепла, причем в плоскости отверстия в выхлопном канале расположено выпускное отверстие (58), а указанное средство (56) выполнено с возможностью подачи под давлением охлаждающего воздуха в проход и из выпускного отверстия (58) в окружающую среду.
11. Система по п.10, отличающаяся тем, что средство для создания потока охлаждающего воздуха представляет собой вентилятор, перемещающий воздух, принятый из впускного отверстия для воздуха, в проход и из отверстия (58) в плоскости торца выхлопного канала.
12. Способ охлаждения глушителя выхлопа, включающий следующие этапы: установку вокруг выхлопного канала (20) глушителя (24) выхлопа, содержащего множество дефлекторов, каждый из которых сообщается с выхлопным каналом; обеспечение прохода (28) для охлаждающего воздуха в тепловом контакте с глушителем выхлопа, причем проход располагают между наружной поверхностью глушителя выхлопа и наружной обшивкой (14), при этом глушитель выхлопа заполняет кольцевое пространство между выхлопным каналом и наружной обшивкой, за исключением прохода; передачу шумовой энергии через отверстия (23) в выхлопном канале в глушитель выхлопа; пропускание охлаждающего воздуха через проход для охлаждающего воздуха для отвода тепла от глушителя выхлопа; причем охлаждающий воздух всасывают в проход из отверстия (34), смежного с открытым кормовым концом выхлопного канала; и выпускают охлаждающий воздух в передний конец выхлопного канала.
13. Способ охлаждения глушителя выхлопа, включающий следующие этапы: установку вокруг выхлопного канала (20) глушителя (24) выхлопа, содержащего множество дефлекторов, каждый из которых сообщается с выхлопным каналом; обеспечение прохода (28) для охлаждающего воздуха в тепловом контакте с глушителем выхлопа, причем проход располагают между наружной поверхностью глушителя выхлопа и наружной обшивкой (14), при этом глушитель выхлопа заполняет кольцевое пространство между выхлопным каналом и наружной обшивкой, за исключением прохода; передачу шумовой энергии через отверстия (23) в выхлопном канале в глушитель выхлопа; пропускание охлаждающего воздуха через проход для охлаждающего воздуха для отвода тепла от глушителя выхлопа; причем воздух пропускают из переднего конца прохода в выпускное отверстие (58) в открытом кормовом конце выхлопного канала.
RU2011117639/06A 2010-05-05 2011-05-05 Система снижения шума для газотурбинного двигателя (варианты) и способ охлаждения глушителя выхлопа (варианты) RU2505695C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/774,240 US8621842B2 (en) 2010-05-05 2010-05-05 Exhaust silencer convection cooling
US12/774,240 2010-05-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011117639A RU2011117639A (ru) 2012-11-10
RU2505695C2 true RU2505695C2 (ru) 2014-01-27

Family

ID=44856953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011117639/06A RU2505695C2 (ru) 2010-05-05 2011-05-05 Система снижения шума для газотурбинного двигателя (варианты) и способ охлаждения глушителя выхлопа (варианты)

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8621842B2 (ru)
CN (1) CN102235266B (ru)
BR (1) BRPI1102371A2 (ru)
CA (1) CA2736454C (ru)
FR (1) FR2959774B1 (ru)
RU (1) RU2505695C2 (ru)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8596568B2 (en) * 2011-04-26 2013-12-03 Hamilton Sundstrand Corporation Exhaust silencer with baffles
US8556027B2 (en) * 2011-06-28 2013-10-15 United Technologies Corporation Eductor exhaust silencer assembly with bypass gasflow
US8966903B2 (en) * 2011-08-17 2015-03-03 General Electric Company Combustor resonator with non-uniform resonator passages
FR2979385A1 (fr) * 2011-08-22 2013-03-01 Snecma Panneau d'isolation acoustique pour turbomachine et turbomachine comportant un tel panneau
US9279386B2 (en) * 2012-03-09 2016-03-08 Hamilton Sundstrand Corporation Jet noise reduction using eduction effect
US8684130B1 (en) * 2012-09-10 2014-04-01 Alstom Technology Ltd. Damping system for combustor
FR2997996B1 (fr) 2012-11-12 2015-01-09 Snecma Support de tube d'evacuation d'air dans une turbomachine
GB201301702D0 (en) * 2013-01-31 2013-03-20 Rolls Royce Plc Exhaust cone
US10253726B2 (en) * 2015-08-07 2019-04-09 Pratt & Whitney Canada Corp. Engine assembly with combined engine and cooling exhaust
US10184372B2 (en) * 2016-05-23 2019-01-22 Honeywell International Inc. Exhaust systems and methods for gas turbine engine
FR3059301B1 (fr) * 2016-11-29 2018-12-07 Safran Power Units Systeme d'echappement d'un moteur auxiliaire de puissance
US10875660B1 (en) 2019-06-05 2020-12-29 Pratt & Whitney Canada Corp. Aircraft power plant
US10967983B2 (en) 2019-06-05 2021-04-06 Pratt & Whitney Canada Corp. Aircraft power plant
CN112937880B (zh) * 2021-03-30 2023-03-28 大连理工大学 一种飞机辅助动力装置尾喷管
EP4180332A1 (en) * 2021-11-11 2023-05-17 Airbus Defence and Space GmbH Fuselage for an aircraft with fuselage-integrated tailplane
US11772809B2 (en) 2021-11-27 2023-10-03 Airbus Defence and Space GmbH Fuselage for an aircraft with fuselage-integrated tailplane
CN114233514A (zh) * 2021-12-01 2022-03-25 中国航发沈阳发动机研究所 一种强制对流气冷中心锥

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2988302A (en) * 1959-01-14 1961-06-13 Gen Sound Control Inc Silencing means for aircraft
US3286787A (en) * 1963-08-26 1966-11-22 Garrett Corp Turbine exhaust silencer
US3848697A (en) * 1972-07-04 1974-11-19 Aerospatiale Acoustic damping and cooling of turbojet exhaust ducts
US6615576B2 (en) * 2001-03-29 2003-09-09 Honeywell International Inc. Tortuous path quiet exhaust eductor system
RU2269018C1 (ru) * 2004-06-16 2006-01-27 Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" Энергетическая газотурбинная установка
US20080044280A1 (en) * 2004-07-15 2008-02-21 Aircelle Cooling Device for the Primary Nozzle of a Dual-Flow Turbojet Engine

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4645032A (en) * 1985-09-05 1987-02-24 The Garrett Corporation Compact muffler apparatus and associated methods
US5265408A (en) 1992-02-13 1993-11-30 Allied-Signal Inc. Exhaust eductor cooling system
US6092360A (en) 1998-07-01 2000-07-25 The Boeing Company Auxiliary power unit passive cooling system
JP2002317650A (ja) 2001-04-24 2002-10-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン燃焼器
US6651929B2 (en) 2001-10-29 2003-11-25 Pratt & Whitney Canada Corp. Passive cooling system for auxiliary power unit installation
US20050061378A1 (en) 2003-08-01 2005-03-24 Foret Todd L. Multi-stage eductor apparatus
US7337605B2 (en) 2003-10-10 2008-03-04 Hamilton Sundstrand Corporation Thermal management for aircraft auxiliary power unit compartment
US7231767B2 (en) * 2004-04-16 2007-06-19 Pratt & Whitney Canada Corp. Forced air cooling system
US7267297B2 (en) 2004-09-02 2007-09-11 The Boeing Company Integrated axially varying engine muffler, and associated methods and systems
JP4584655B2 (ja) * 2004-09-10 2010-11-24 アネスト岩田株式会社 温度勾配を小とした音響流体機械
US20060059891A1 (en) 2004-09-23 2006-03-23 Honeywell International, Inc. Quiet chevron/tab exhaust eductor system
US7344107B2 (en) 2004-10-26 2008-03-18 The Boeing Company Dual flow APU inlet and associated systems and methods
FR2879564B1 (fr) * 2004-12-20 2008-05-16 Airbus France Sas Agencement d'entree d'air de ventilation a element d'obturation mobile
US7367424B2 (en) * 2005-02-14 2008-05-06 Honeywell International, Inc. Eccentric exhaust muffler for use with auxiliary power units
CA2581827C (en) 2006-03-16 2014-05-27 Hamilton Sundstrand Corporation Low noise exhaust ducting system
KR20090020685A (ko) * 2006-06-09 2009-02-26 벨 헬리콥터 텍스트론 인크. 방향성 노즐을 갖는 엔진 배기 시스템
US7665310B2 (en) 2006-12-27 2010-02-23 General Electric Company Gas turbine engine having a cooling-air nacelle-cowl duct integral with a nacelle cowl
US7578369B2 (en) 2007-09-25 2009-08-25 Hamilton Sundstrand Corporation Mixed-flow exhaust silencer assembly
US8025122B2 (en) * 2008-11-06 2011-09-27 The Boeing Company Acoustically treated exhaust centerbody for jet engines and associated methods

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2988302A (en) * 1959-01-14 1961-06-13 Gen Sound Control Inc Silencing means for aircraft
US3286787A (en) * 1963-08-26 1966-11-22 Garrett Corp Turbine exhaust silencer
US3848697A (en) * 1972-07-04 1974-11-19 Aerospatiale Acoustic damping and cooling of turbojet exhaust ducts
US6615576B2 (en) * 2001-03-29 2003-09-09 Honeywell International Inc. Tortuous path quiet exhaust eductor system
RU2269018C1 (ru) * 2004-06-16 2006-01-27 Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" Энергетическая газотурбинная установка
US20080044280A1 (en) * 2004-07-15 2008-02-21 Aircelle Cooling Device for the Primary Nozzle of a Dual-Flow Turbojet Engine

Also Published As

Publication number Publication date
US20110271686A1 (en) 2011-11-10
US8621842B2 (en) 2014-01-07
CN102235266B (zh) 2014-05-07
CA2736454A1 (en) 2011-11-05
CA2736454C (en) 2014-02-04
BRPI1102371A2 (pt) 2012-11-20
CN102235266A (zh) 2011-11-09
RU2011117639A (ru) 2012-11-10
FR2959774A1 (fr) 2011-11-11
FR2959774B1 (fr) 2018-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2505695C2 (ru) Система снижения шума для газотурбинного двигателя (варианты) и способ охлаждения глушителя выхлопа (варианты)
US10794246B2 (en) Heat-exchange and noise-reduction panel for a propulsion assembly
EP1440004B1 (en) Passive cooling system for auxiliary power unit installation
CA2696623C (en) Active tip clearance control arrangement for gas turbine engine
JP6018293B2 (ja) 高圧消音装置
US7367424B2 (en) Eccentric exhaust muffler for use with auxiliary power units
EP0502924B1 (en) Dual flow turbine engine muffler
RU2411389C2 (ru) Двухконтурный газотурбинный двигатель, снабженный предварительным охладителем
US7891195B2 (en) Central body of a turbojet nozzle
JP2008298067A (ja) ナセルの入口流制御システム、ガスタービンエンジンのナセルおよびその内側表面からの空気流の剥離を防ぐ方法
US8235170B1 (en) Integrated tailcone muffler assemblies and methods
KR102177945B1 (ko) 호버링 가능한 항공기
US8596568B2 (en) Exhaust silencer with baffles
JP2017535708A (ja) ターボ機械のための熱交換用および騒音低減が改善したパネル
RU2451193C2 (ru) Вертолетный газотурбинный двигатель с уровнем шума, понижаемым с помощью шумоглушительного оборудования для эжектора
US20220412675A1 (en) Heat exchanger comprising a baffle wall with hollow turbulence generators
US20130000748A1 (en) Device for ejecting gas from a gas turbine engine and gas turbine engine
US20160186661A1 (en) Cooled cooling air taken directly from combustor dome
CN115917128A (zh) 优化的排放管网格和优化的排放阀
CN102428263A (zh) 包括具有声音消除器的排放气体引导锥体的涡轮发动机
JP2016031428A (ja) 画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150506