專(zhuān)利名稱(chēng)：降低航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪音的帶有彎曲流體管道的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
技術(shù)背景
已知航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)呈燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)定位在其中央的吊艙的形式。
該吊艙用于通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)艙短柱被安裝在航空器機(jī)翼下面。
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃?xì)獍l(fā)生器，燃?xì)獍l(fā)生器帶動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)沿噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) 吊艙的縱向方向在燃?xì)獍l(fā)生器的上游安裝在燃?xì)獍l(fā)生器的軸上。
縱向流過(guò)吊艙的空氣流部分地進(jìn)入燃?xì)獍l(fā)生器并且參與燃燒。
該流稱(chēng)為初級(jí)流并在燃?xì)獍l(fā)生器的出口被噴出。
進(jìn)入吊艙且不流過(guò)燃?xì)獍l(fā)生器的那部分空氣流被鼓風(fēng)機(jī)帶動(dòng)。
該流被稱(chēng)為次級(jí)流，以相對(duì)初級(jí)流同心的方式在環(huán)形通道中流動(dòng)。該通道形成在 縱向外壁(吊艙壁)和包圍燃?xì)獍l(fā)生器的縱向內(nèi)壁之間。
次級(jí)流沿噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的基本縱向的方向在吊艙外壁下游端從吊艙噴出。
包圍燃?xì)獍l(fā)生器的內(nèi)壁還與一縱向內(nèi)構(gòu)件一起限定初級(jí)流經(jīng)過(guò)的一環(huán)形通道。
該流在環(huán)圍燃?xì)獍l(fā)生器的內(nèi)壁的下游端被噴出。
在起飛階段時(shí)，噴出的氣體流(初級(jí)流和次級(jí)流)具有很高的速度。在這些很高 的速度下，噴出流與周?chē)諝獾南嘧?，與初級(jí)流和次級(jí)流相撞一樣，產(chǎn)生很大噪音。
根據(jù)國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)W02002/013M3，已知一種降低航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪音 的流體裝置。
該裝置包括多對(duì)通向噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴管出口的管道，該噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴管?chē)姵鐾七M(jìn)射 流，該多對(duì)管道分布在該噴管的周邊。
每一對(duì)的管道各自均噴出空氣射流，并且以一個(gè)管道相對(duì)另一管道會(huì)聚的方式設(shè) 置，以在出口產(chǎn)生空氣射流的相互作用的三角形。
管道的會(huì)聚角在40°和70°之間。
另外，這些管道按照朝噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)縱向軸線方向的穿入角傾斜，燃?xì)饬餮貒姎獍l(fā) 動(dòng)機(jī)的縱向軸線被噴出。
該穿入角能使由這些管道噴出的射流穿入從噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴管出來(lái)的氣體流內(nèi)。
在管道在它們的末端部分中沿傾斜后緣設(shè)置的情況下，例如，該穿入角對(duì)應(yīng)于噴 管下游端的后緣朝向縱向軸線的傾斜度。
然而，本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)通過(guò)增大穿入角的數(shù)值，射流與從噴管?chē)姵龅臍怏w流進(jìn)一步 相互作用，這有利于進(jìn)一步降低產(chǎn)生的噪音。對(duì)于數(shù)十度的穿入角尤其可看到該效果。
不過(guò)，噴管的傾斜后緣(出口唇)的存在給選擇穿入角且尤其是增大穿入角帶來(lái) 困難。發(fā)明內(nèi)容
因此，考慮環(huán)境限制(例如噴管的傾斜后緣)能夠容易使這些管道的穿入角適應(yīng) 于所希望的應(yīng)用將是有利的。
而且，當(dāng)希望將這些管道設(shè)置在噴管壁的厚度范圍內(nèi)時(shí)，由于這些設(shè)置限制，選擇 所希望的穿入角是困難的。
如果想要減小這些管道產(chǎn)生的尺寸，就尤其是如此的。
另外，可能還有利的是以與噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴管的下游端相關(guān)聯(lián)的方式設(shè)置管道構(gòu) 型，其允許使以受控方式從管道流出的射流朝所選擇的方向取向，且管道尺寸得到減小。
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷中的至少一個(gè)缺陷和/或力求達(dá)到上述目的之 一，而提供一種航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括包圍第一氣體流的壁，所述第一氣體流沿縱向軸 線XX'在所述壁的下游端被噴出，第二氣體流在所述壁外沿所述第一氣體流的噴出方向流 動(dòng)；至少一管道布置在所述壁的下游端的周邊，并適于噴出用于與所述第一氣體流和/或 所述第二氣體流相互作用的流體射流，所述至少一管道包括末端部分，所述末端部分在其 自由端帶有出口，所述流體射流經(jīng)所述出口被噴出；其特征在于，所述末端部分相繼包括按 中間軸線排直的第一直管道部分和相對(duì)所述第一直管道部分形成彎管的第二管道部分，所 述第二管道部分具有配有所述出口的自由端并且足夠靠近所述第一直管道部分的所述中 間軸線，以便使所述末端部分在彎管形成方向上尺寸減小。
盡管可用空間尺寸有限，呈較短徑向(相對(duì)中間軸線為橫向)延伸的形成彎管的 第二部分能夠容易地和以受控的方式使來(lái)自出口的流體射流具有希望的朝向(有效的出 口角)。
另外，在管道末端部分中形成的短彎曲管能夠有效地控制從中被噴出的流體射 流。該彎曲確保射流的適當(dāng)導(dǎo)向，并提供具有最大速度和平行流動(dòng)的從出口輸出的速度分 配。
事實(shí)上，如果該彎曲由一直部延長(zhǎng)一段很長(zhǎng)的距離，則控制效果較差，并且此外， 產(chǎn)生的尺寸將會(huì)增加。
通過(guò)控制出口與直管部分的中間軸線之間的距離，來(lái)控制管道的徑向尺寸。
盡管存在許多不利的限制(尺寸，周?chē)鸂顩r等)，這允許容易將管道結(jié)合于噴氣發(fā) 動(dòng)機(jī)的壁上。
出口或包括所述出口的管道出口面不應(yīng)在距該中間軸線一段超過(guò)第一直管道部 分半徑(或其一半寬度或一半高度)的數(shù)值的兩倍，以便遵從合理尺寸。該距離為在該中 間軸線與出口中心之間所取的距離。
將會(huì)注意到，當(dāng)?shù)谝粴怏w流是次級(jí)流時(shí)，第二氣體流可以是周?chē)諝?，或?dāng)?shù)谝粴?體流是初級(jí)流時(shí)，第二氣體流對(duì)應(yīng)于次級(jí)流。
根據(jù)一特征，形成彎管的第二部分呈連續(xù)曲線形，即該彎管的外曲率半徑從彎管 與直管部分接觸的上游端直到彎管出口下游端、在其整個(gè)延伸部分上大致恒定。
換言之，該彎管在外部沒(méi)有突然變化的曲率半徑。
這樣的彎曲部分允許產(chǎn)生對(duì)于衰減從噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的第一氣體流產(chǎn)生的噪音 顯得特別有效的流體噴射。
這可以由以下事實(shí)解釋在彎管內(nèi)的流體流動(dòng)逐漸地和可控地偏離由中間軸線給定的其最初軌跡，以獲得其最終朝向。
此外將會(huì)注意到，曲率半徑可根據(jù)考慮的應(yīng)用較大或較小。
因此，小曲率半徑除使徑向尺寸減小之外，還會(huì)使軸向(在與中間軸線的方向平 行的方向上)尺寸減小。
大曲率半徑會(huì)賦予更大的軸向延伸，同時(shí)保持減小的徑向尺寸。
例如通過(guò)將一直管區(qū)段彎曲來(lái)形成該漸進(jìn)的彎曲管。
根據(jù)另一特征，通過(guò)將直管道部按連接角連接到所述第一直管道部分上來(lái)形成所 述彎管。
因此，該彎管在外部具有突然變化的曲率半徑。
因此，在管道內(nèi)的流體流動(dòng)通過(guò)該彎管突然地被偏斜，這在流體流動(dòng)內(nèi)和在形成 的射流內(nèi)引起擾動(dòng)。突然偏斜引起在彎管內(nèi)部分中的超速，所述超速可能由在管道內(nèi)的飛 脫引起。這些超速可有利于縱向漩渦的產(chǎn)生，并增強(qiáng)噴射效果。
將會(huì)注意到，可將該直部分在其側(cè)面之一上或多或少截去一部分，以便能夠容易 被連接在第一直管道部分上，而不會(huì)不合理地增加尺寸。
按照在包含噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)縱向軸線XX'和中間軸線的平面內(nèi)的視圖，這樣截得的部 分例如為楔形或三角形。
可通過(guò)不同方式、特別是通過(guò)焊接將該直部分組裝于第一部分上。
根據(jù)一特征，所述出口位于與所述第一直管道部分大致相切的平面內(nèi)。
出口因此設(shè)置在第一直管道部分的軸向延長(zhǎng)部分中(與該直管部分平齊)，這允 許控制流動(dòng)偏斜并且不增加整體的徑向尺寸。
將會(huì)注意到，可以使出口相對(duì)中間軸線傾斜而不增大尺寸。
根據(jù)一特征，所述至少一管道布置在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)壁的厚度范圍內(nèi)(壁的尺寸是相 對(duì)縱向軸線XX'徑向地或橫向地所取的)。
借助這樣構(gòu)型的管道的小厚度或小徑向延伸，使得所述布置成為可能。
根據(jù)一特征，形成彎管的第二部分使所述至少一管道具有按照穿入角朝噴氣發(fā)動(dòng) 機(jī)的縱向軸線XX'方向的傾斜。
出口相對(duì)第一部分中間軸線的朝向的選擇允許使所述管道具有所需的穿入角。
穿入角顯示在包含縱向軸線和中間軸線的平面中的投影視圖中。
根據(jù)一特征，形成彎管的第二部分使所述至少一管道具有按照偏斜角相對(duì)噴氣發(fā) 動(dòng)機(jī)縱向軸線XX'的傾斜。
選擇出口相對(duì)第一部分中間軸線的朝向，可使所述管道具有所需的側(cè)斜角。
根據(jù)一特征，形成彎管的第二部分使所述至少一管道具有按照穿入角且按照偏斜 角的雙重傾斜。
對(duì)于第一部分中間軸線的給定朝向(例如，其已經(jīng)可按照穿入角和/或偏斜角取 向)來(lái)說(shuō)，彎管通過(guò)其相對(duì)中間軸線的朝向同時(shí)賦予所需的最終穿入角和所需的最終偏斜角。
因此可想象的是，彎管允許精確調(diào)整管道末端部分產(chǎn)生的流體射流的方向。
根據(jù)一特征，初級(jí)管道和/或相關(guān)聯(lián)的次級(jí)管道設(shè)置在壁內(nèi)，這樣能夠減小尺寸。
根據(jù)一特征，壁的下游端包括多個(gè)分布在該下游端周邊上的齒(chevron)，以便形成產(chǎn)生聲衰減的機(jī)械裝置。
這些齒與來(lái)自布置有這些齒的該下游端的氣體流相互作用，因此生成渦流，這些 渦流沿氣體流(朝噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向方向)傳播并有助于降低噪音。
當(dāng)流體噴射管道相關(guān)于壁下游端布置時(shí)，這些齒可設(shè)置在該相同下游端，以加強(qiáng) 降低噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪音的效果。
作為變型，這些齒可設(shè)置在壁的包圍從噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的另一氣體流的出口的另 一下游端處。
按照另一變型，可將流體噴射管道和這些齒集成在壁的同一下游端，而包圍從噴 氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的另一氣體流的出口的壁的另一下游端還可只配備有齒、或只配備有管道， 又或配備與管道配合的齒。
根據(jù)一特征，管道與一些齒相關(guān)聯(lián)，這些齒使壁下游端具有包括一系列頂部和凹 部的鋸齒形狀。
從每個(gè)管道噴出的流體射流與相關(guān)齒處產(chǎn)生的縱向渦旋相關(guān)聯(lián)，并由此強(qiáng)化其抗 噪作用。
流體射流與這些齒的關(guān)聯(lián)允許
-將齒的空間影響延展，也就是說(shuō)，在相同效果的情況下，可具有更短(巡航時(shí)影 響更小)的齒，或在齒的尺寸相同的情況下，增強(qiáng)其有效性，
-在射流與推進(jìn)射流在從后緣起的不同位置相互作用的范圍內(nèi)，產(chǎn)生新的空間效 應(yīng)；這因此允許具有不同的壓力梯度，從而可有利于噴射作用，例如增強(qiáng)射流穿入。
本發(fā)明的目的還在于航空器，所述航空器包括至少一個(gè)符合上述簡(jiǎn)要描述的噴氣 發(fā)動(dòng)機(jī)。


在參照附圖對(duì)只作為非限制性例子將要進(jìn)行的以下描述的過(guò)程中，將會(huì)顯現(xiàn)其他 特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中
-圖1是航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的縱剖面示意總圖，其中，已將鼓風(fēng)機(jī)罩的僅上部分去 掉；
-圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式配備的吊艙的壁的下游端的透視示意-圖3a和北示意地表示根據(jù)本發(fā)明的管道末端部分的一實(shí)施例；
-圖3c和3d示意地表示圖3a和北上所示的管道末端部分的不同空間朝向；
-圖!Be示意地表示管道末端部分在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴管的后緣上的可能布置；
-圖3f示意地表示管道末端部分在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管壁內(nèi)的設(shè)置；
-圖3g表示圖3a上所示的管道末端部分的一實(shí)施變型；
-圖如示意地表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的一管道末端部分；
-圖4b表示按照?qǐng)D如的管道末端部分的變型實(shí)施的一管道末端部分；
-圖5表示本發(fā)明另一實(shí)施方式，其中，彎曲管道與齒相關(guān)聯(lián)。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙用總附圖標(biāo)記2表示，該吊艙覆罩燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)4，并以已知的方式通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)艙短柱8安裝在航空器的機(jī)翼6下面。
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)4包括燃?xì)獍l(fā)生器，燃?xì)獍l(fā)生器驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)10，鼓風(fēng)機(jī)沿噴氣發(fā) 動(dòng)機(jī)吊艙的縱向方向在燃?xì)獍l(fā)生器上游安裝在燃?xì)獍l(fā)生器的軸上。
吊艙具有呈圍繞縱向軸線XX'的回轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性。
進(jìn)入吊艙的空氣流12縱向地穿過(guò)吊艙，部分深入燃?xì)獍l(fā)生器4內(nèi)并參與燃燒。
在燃?xì)獍l(fā)生器4的出口噴射出的熱推進(jìn)流14稱(chēng)為初級(jí)流。
進(jìn)入吊艙且未穿過(guò)燃?xì)獍l(fā)生器的空氣流12部分被鼓風(fēng)機(jī)10帶動(dòng)。
該冷推進(jìn)流16被稱(chēng)為次級(jí)流，在環(huán)形通道18中流動(dòng)，環(huán)形通道18相對(duì)初級(jí)流14 同心的方式布置。
該環(huán)形通道18形成在縱向外壁20 (吊艙罩)和包圍燃?xì)獍l(fā)生器的縱向內(nèi)壁22 (發(fā) 動(dòng)機(jī)罩)之間。
次級(jí)流16大致沿噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向方向在縱向外壁20的下游端20a處從吊艙噴出ο
限定燃?xì)獍l(fā)生器外殼的縱向內(nèi)壁22與構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)心臟的縱向中心部分M —起限 定另一環(huán)形通道26，初級(jí)流14流經(jīng)過(guò)該另一環(huán)形通道26。
該初級(jí)流尤其在縱向內(nèi)壁22的下游端2 處被噴射出。
根據(jù)本發(fā)明的降低噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)音級(jí)的流體裝置應(yīng)用于圖1的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙2。
該裝置例如設(shè)置成與吊艙的基本柱形的縱向外壁20(外罩)相關(guān)聯(lián)，縱向外壁環(huán) 圍環(huán)形通道18，次級(jí)流16經(jīng)過(guò)該環(huán)形通道18被噴出。
該裝置還可設(shè)置成與吊艙的環(huán)圍燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)4的縱向內(nèi)壁22(內(nèi)罩)相關(guān) 聯(lián)，初級(jí)流14在縱向內(nèi)壁22的端部被排出。
將會(huì)注意到，流體裝置可配置在兩同軸的壁(外罩和內(nèi)罩)中的一個(gè)和/或另一 個(gè)上。
具體的說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的流體裝置在下游端20a和/或22a的后緣(也可稱(chēng)為出 口唇)處與相關(guān)壁的下游端20a和/或2 相關(guān)聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明的流體裝置適于根據(jù)控制命令，緊鄰壁下游端的下游、在通過(guò)該下游 端噴出的(初級(jí)或次級(jí))流的外周邊產(chǎn)生流動(dòng)擾動(dòng)。
將會(huì)注意到，根據(jù)本發(fā)明的流體裝置能夠簡(jiǎn)單地在現(xiàn)有噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙的噴管上 被增加，不會(huì)牽涉吊艙的任何設(shè)計(jì)和制造。
流體擾動(dòng)改變噴出流與外部流(當(dāng)噴出流是次級(jí)流時(shí)，外部流是環(huán)繞吊艙周?chē)?空氣)相遇的方式，并與噴出流相互作用以形成渦流，這些渦流縱向地向下游傳播。
上述現(xiàn)象的目的是降低這樣裝備的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪音，尤其在航空器起飛和 著陸階段時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明的裝置能夠具有多種不同的實(shí)施方式，隨后將描述該裝置的某些結(jié) 構(gòu)。
盡管如此，每種所述結(jié)構(gòu)都具有有效地降低大型尺寸的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，吊艙 外環(huán)冠的直徑是米級(jí)的)產(chǎn)生的噪音的優(yōu)點(diǎn)。
在圖2中，將根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的多個(gè)流體裝置裝備于圖1所示的兩個(gè)吊 艙壁中的在此用附圖標(biāo)記30表示的一個(gè)壁上。圖2所示的壁30形成噴管，在壁下游端30a被噴出的(初級(jí)或次級(jí))第一流沿軸線XX'給定的方向在該噴管內(nèi)流動(dòng)。
在該實(shí)施方式中，流體裝置32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62例如在出口環(huán)體處有規(guī)律地分布在壁的下游端30a的外周邊上，并且相互間隔開(kāi)。
每個(gè)裝置都具有管道的形式，所述管道適于在壁30的下游端30a噴射流體射流。 根據(jù)管道賦予射流的朝向，射流與第一流或沿壁30在外面流動(dòng)的外部第二流相互作用，或 者如果射流被導(dǎo)引向這兩種流的界面，則該射流就與這兩種流相互作用。
作為變型，某些管道可朝向第一流，而另一些管道朝向第二流。
將會(huì)注意到，在另一些實(shí)施方式中，將這些裝置設(shè)置在壁的厚度中或設(shè)置在壁的 與(初級(jí)或次級(jí))噴出第一流流動(dòng)接觸的內(nèi)表面(內(nèi)周邊)上。
還要適當(dāng)注意的是，這些裝置能夠按照方位以不同方式分布。
這例如可考慮改變流動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙短柱8的存在。
這種非勻稱(chēng)的布置還允許考慮噪音的方向性和相對(duì)周?chē)h(huán)境對(duì)噪音的合乎規(guī)定 的限制。事實(shí)上，優(yōu)選限制向地面發(fā)散的噪音，而不是向天空發(fā)出的噪音。
在圖2所示的應(yīng)用中，所述流體裝置的管道成對(duì)64、66、68、70、72、74、76、78地相 關(guān)聯(lián)，并且在同一對(duì)管道內(nèi)彼此相向地會(huì)聚，這如同在國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)W02002/013M3中所 描述的那樣。
這樣，由同一管道對(duì)的管道產(chǎn)生的射流會(huì)聚并形成一個(gè)相互作用的流體三角形。
管道的傾斜賦予出自這些管道的射流以切向速度分量，由于與推進(jìn)射流的相互作 用，該切向速度分量引起射流繞自身轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)于兩股會(huì)聚射流，其轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。如上所提 及的部件那樣的部件可有利于這種轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，上述會(huì)聚角使兩會(huì)聚的射流在短距離相遇， 距離大約為噴管直徑的四分之一。
當(dāng)實(shí)施方式涉及將外部冷射流(次級(jí)流)與中間熱射流(初級(jí)流)分隔開(kāi)的環(huán)體 時(shí)，射流的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)使外部冷空氣進(jìn)入會(huì)聚射流之間的推進(jìn)射流內(nèi)，而驅(qū)使熱空氣相反地流 出到射流外。
由此引起從噴管出口起溫度的均勻化，這能夠有助于降低該噴管產(chǎn)生的噪音。還 產(chǎn)生了同樣有利于降低發(fā)出的噪音的絕熱屏效應(yīng)。
在圖2所示的實(shí)施例中，多對(duì)管道分布成使得向一個(gè)方向會(huì)聚的一個(gè)管道直接 與鄰近初級(jí)管道對(duì)的反向會(huì)聚的管道并置。
然而，同一對(duì)的管道之間的間距以及兩不同對(duì)的鄰近管道之間的間距將取決于應(yīng) 裝備于噴管的管道數(shù)目和噴管的直徑。事實(shí)上，在圖示的實(shí)施例中，噴管具有八對(duì)(64，...， 78)管道。當(dāng)然顯而易見(jiàn)的是，這里只涉及以示意方式給出的一個(gè)實(shí)施例，管道對(duì)的數(shù)量可 以小于或大于。附加于噴管的管道對(duì)的數(shù)目將尤其不僅取決于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸，而且還 取決于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音危害。
因此，為了降低在飛機(jī)起飛階段或著陸階段時(shí)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)射流相關(guān)的噪 音，啟動(dòng)將壓縮空氣經(jīng)過(guò)空氣導(dǎo)管吹送直到分布在所述噴管的出口環(huán)體處的管。所涉及的 環(huán)體可以是將熱流(初級(jí)流)與冷流(次級(jí)流)隔開(kāi)的環(huán)(內(nèi)環(huán))，或者可以是將冷流(次 級(jí)流)與周?chē)諝飧糸_(kāi)的環(huán)(吊艙環(huán)冠)。由于管定位于出口環(huán)體處以及這些管的分布，壓 縮空氣射流按照會(huì)聚入射角和穿入入射角被推到管外，因而在流動(dòng)方向上按流體相互作用 三角形干擾推進(jìn)射流。
空氣射流構(gòu)成受控射流。其與噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)高壓部分相連，使對(duì)它們的供給只在控 制是必需的階段中(通常在起飛階段或著陸階段時(shí))才是有效的。在這些階段以外，通過(guò) 簡(jiǎn)單的關(guān)斷壓縮空氣導(dǎo)管，使根據(jù)本發(fā)明的流體裝置不起作用。這樣裝備的飛機(jī)在迎面阻 力或推力損失方面不受任何影響。
將會(huì)注意到，射流可以彼此獨(dú)立地被激活，由此提供一種特別靈活的噴出流干擾 系統(tǒng)。這樣，就可以考慮局部激活所述射流啟動(dòng)位于所述噴管的上部、下部、右部或左部上 的射流，由此改變聲響發(fā)射的方向性。
根據(jù)另一種變型，控制射流能夠以非固定的方式被啟動(dòng)，以便減少控制射流的流 量或改善其控制性能。
現(xiàn)在將以流體裝置32為例，描述這些流體裝置之一的構(gòu)造，在該實(shí)施方式中，所 有其他裝置與該裝置均相同。
流體裝置32包括管道80，管道80例如通過(guò)這里是空氣的流體的導(dǎo)管(該導(dǎo)管未 示出)與噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓部分連通。
管道80包括末端部分82，所述末端部分82在其自由端帶有出口 84。因此被供 給壓縮空氣的管道將該壓縮空氣輸送直到其出口，壓縮空氣在該出口處以射流的方式被噴 出ο
在圖2所示的實(shí)施例中，出口是圓形狀的，射流具有圓形直徑。然而，其它出口構(gòu) 形也是可行的。
圖3a示出在與出口 84所處平面相垂直的平面內(nèi)的管道80的末端部分82。
出口的平面可采取各種空間方向，縱向軸線XX'并非必然包含在該平面內(nèi)。
圖北以仰視圖表示所述末端部分，從正面圖看顯示了出口 84的通過(guò)截面。
如圖3a所示，具體地，末端部分82從上游向下游順次包括第一直管道部分86和 相對(duì)第一直管道部分形成彎管的第二管道部分88。
第一直管道部分按稱(chēng)為中間軸線的軸線％排列，在圓柱形部分的情況下，該軸線 與圓柱體的回轉(zhuǎn)軸線重合。
當(dāng)?shù)谝恢惫艿啦糠植皇菆A柱體而具有其它形狀(例如為產(chǎn)生幾乎平面噴射而呈 扁形部分或擴(kuò)口部分)時(shí)，該軸線位于所述部分的中間平面(中間平面與圖3a的平面垂 直)內(nèi)。
在第一直管道部分內(nèi)流動(dòng)的流體流按該軸線被弓I導(dǎo)。
第二管道部分88形成彎管，以便使流體流動(dòng)偏離其軸向軌跡。該彎管從第一直管 道部分的下游端86a直到帶有出口 84的第二管道部分的自由端延伸一段短距離。
因此，這樣彎曲的末端部分82利用一直管道部分通過(guò)將該直管道部分的一端部 部分朝所需方向加以彎曲而形成。
采用這種方式，則賦予了管道80的末端部分連續(xù)的曲線形。
此時(shí)將曲線形的末端部分的自由端切削成斜面，以形成相對(duì)軸線％具有所需角度 朝向并距該軸線一段給定距離的出口 84。
在圖3a所示的實(shí)施例中，出口 84位于與彎管延伸平面(圖平面)相垂直的平面 Pl內(nèi)。平面Pl與平面P2平行，平面P2包含軸線Ei1并與彎管延伸平面相垂直。
因此，使末端部分的自由端相對(duì)延伸方向傾斜切削，以便減小彎曲部分產(chǎn)生的尺寸。
另外，出口離開(kāi)軸線％較短距離設(shè)置，以便減小末端部分在彎管延伸方向上的尺 寸。
該距離是在出口中心與軸線 之間所取的。
該距離通常介于形成第一直管道部分86的管的一個(gè)半徑和兩個(gè)半徑之間。對(duì)于 不是圓柱體的管道，參考尺寸將為橫向一半寬度類(lèi)型的等同尺寸。
箭頭F在出口處指示彎管使流體流動(dòng)偏斜的方向。
該方向與彎管外壁88a的延伸方向平行。
將會(huì)注意到，彎管曲率可較大或較小，即曲率半徑R可根據(jù)針對(duì)應(yīng)用、特別是根據(jù) 為將彎管連接于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)壁而設(shè)置的長(zhǎng)度，是較小數(shù)值或較大數(shù)值。
控制曲率允許選擇流動(dòng)方向，因此允許選擇在出口形成的射流方向。
因此，根據(jù)空間中形成彎管的方向，彎曲部分能夠使管道末端部分82具有偏斜 角、穿入角或這兩種角的結(jié)合。
管道80的末端部分82和圖2的每個(gè)管道的末端部分朝一方向彎曲，該方向既賦 予管道相對(duì)縱向軸線XX'的偏斜角d(參見(jiàn)圖3c中的該角)同時(shí)又賦予管道朝縱向軸線 XX'方向的穿入角P(參見(jiàn)圖3d中的該角)。偏斜角允許同一管道對(duì)中的兩個(gè)管道一個(gè)向 另一個(gè)會(huì)聚。至于穿入角P，它則允許來(lái)自管道的射流向縱向軸線XX'傾斜，以使射流(或 多或少按選擇的傾斜度)穿入噴管?chē)姵龅臍怏w流內(nèi)。
將會(huì)注意到，可將管道通過(guò)沿隨著后緣傾斜面布置，如圖!Be所示意地表示的那 樣，這就已經(jīng)使這些管道獲得第一穿入角pl，彎管賦予的角再加入該第一穿入角中。
還應(yīng)注意的是，從一個(gè)管道到其它管道或只對(duì)于某些管道，穿入角可變化，以便根 據(jù)特殊情況(尺寸、噪音方向性等)局部改變射流方向。
作為選擇，管道可與噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)壁的延伸方向平行而沒(méi)有穿入角地設(shè)置，例如，將 管道設(shè)置在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)壁的厚度內(nèi)(見(jiàn)圖3f)。
在圖3f中，還根據(jù)一種(用虛線表示的)變型表示出管道的末端部分85，該末端 部分已被延長(zhǎng)以便軸向地通到壁下游端30a以外，卻未賦予大于末端部分82徑向尺寸的一 徑向尺寸。
作為變型，圖3a的管道80的末端部分82的彎管可朝這樣的方向形成該方向使 得包含出口 84的平面經(jīng)過(guò)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向軸線XX'(垂直于縱向軸線XX'并與壁周邊 相切的方向)。
因此，賦予來(lái)自管道的流體射流的方向F只與相對(duì)縱向軸線XX'的偏斜角相對(duì)應(yīng)。
根據(jù)另一變型，彎管可只通過(guò)朝縱向軸線XX'的方向延伸來(lái)形成，以便流體射流 的方向F只與穿入角相對(duì)應(yīng)。
如圖3a所示的，可以考慮出口的其它朝向，例如進(jìn)一步靠近軸線 的出口 90 (虛 線所示)所賦予的朝向，這可減少?gòu)澒艿妮S向尺寸。
出口 92和94是示出彎管更短并因而尺寸更小的其它實(shí)施例。
將會(huì)注意到，有效的偏斜角并非確切的是管道出口的幾何學(xué)上的角。另外，彎管越 短，相對(duì)于幾何學(xué)上的角所述出口角越小。
曲線形部分的連續(xù)形狀允許產(chǎn)生被偏斜的流體射流，同時(shí)確保在曲線形部分的外 部分內(nèi)產(chǎn)生超速。這種超速有利于產(chǎn)生在聲音衰減中起有益作用的縱向渦流。
圖3g示出一種實(shí)施變型，其中，出口 96與被切削形成的彎管的自由端平齊，并位 于平面P3內(nèi)，平面P3與圖3a的平面Pl平行并相切于第一直管道部分86的外壁。
這樣成形的出口比圖3a的出口 84更靠近軸線 ，因此使管道具有較大緊湊性(出 口內(nèi)接于管道限定的外殼廓內(nèi)，因此在管道產(chǎn)生的體積中)，同時(shí)允許以可控方式引導(dǎo)流體 流動(dòng)。
將會(huì)注意到，作為一種選擇，可將一出口如出口 98設(shè)置在相對(duì)平面P3傾斜的平面 內(nèi)，以進(jìn)一步縮短彎管并因此縮小彎管的軸向尺寸。
圖如和4b示出本發(fā)明同一實(shí)施方式的兩種變型，其中，末端部分的第二管道部分 與第一直管道部分相連，并形成短距離延伸的相對(duì)第一直管道部分的銳角彎管。
如圖如所示，管道的末端部分100包括具有中間軸線 的第一直管道部分102和 第二管道部分104，第二管道部分包括一直部，該直部在與傾斜的連接或接合平面106處被 連接到第一直管道部分。這兩部分的組裝例如通過(guò)焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)。
將會(huì)注意到，在進(jìn)行這兩部分接合之前，將第一直管道部分102在其自由端處切 削成斜面，以使其具有接合平面106的傾斜形狀。
將第二直部分也加以切削，例如呈楔形(斷面圖)切削，以使其具有圖如所示的 很短的形狀。
不過(guò)，第二直部分可以更長(zhǎng)，如圖如中用虛線表示的形狀108和110所示出的那樣。
因而每個(gè)第二部分的出口即出口 112、114和116布置在離中間軸線 越來(lái)越大 的距離處，但并未太過(guò)影響這樣構(gòu)形的管道的總尺寸。
除彎管對(duì)于射流形成及其特征的影響外，與參照?qǐng)D3a至圖3g所描述的特征和優(yōu) 點(diǎn)相同的特征和優(yōu)點(diǎn)此處同樣適用，因此將不再重復(fù)描述。
事實(shí)上，彎管猛然彎折的特征會(huì)對(duì)管道內(nèi)部的流動(dòng)和射流的形成造成不同影響。
具體的說(shuō)，這里，由彎曲部導(dǎo)致的流體超速在彎曲部的內(nèi)部分中產(chǎn)生。
將會(huì)注意到，位于彎管外邊緣于其外尖緣的出口部分允許局部地固定住流體的飛 離，對(duì)于出口 112所述出口部分標(biāo)注為112a，對(duì)于出口 114其標(biāo)注為114a，而對(duì)于出口 116 其標(biāo)注為116a。
因此，形成的射流較少散開(kāi)，具有更長(zhǎng)的存在時(shí)間，因此效力提高。
這些出口的空間朝向在圖如中全都是相同的，但當(dāng)然可以變化，正如參照?qǐng)D3a至 圖3g所解釋的那樣，以使這樣彎曲的管道具有不同種類(lèi)的角(偏斜角，穿入角，具有偏斜角 分量和穿入角分量的角)。
圖4b示出一實(shí)施變型，其中，從側(cè)視圖角度看，連接于第一直管道部分102的自由 端的接合面106上的第二管道部分120同樣形成楔。
不過(guò)，該楔體積更大，彎管的出口 122布置成與第一直管道部分102的壁之一對(duì) 齊，因此相切于該壁。
以這種方式，彎管120沒(méi)有相對(duì)中間軸線％側(cè)向(橫向地)延伸至管道外殼廓以 外，因此這沒(méi)有增加管道的徑向尺寸。
另外，彎管沒(méi)有相對(duì)管道的徑向外殼廓凸出，因而彎管不干擾周?chē)鲃?dòng)。
除出口相對(duì)中間軸線％的不同位置外，對(duì)于圖如的構(gòu)型所描述的特征和優(yōu)點(diǎn)這 里同樣適用，因此將不再重復(fù)描述。
在前面參照?qǐng)D2至4b所進(jìn)行的描述中，管道出口總是被示出朝下(朝軸線XX'的 方向)和/或朝向側(cè)面(朝其它出口的方向)。
然而，可以使根據(jù)本發(fā)明的管道朝這樣的方向彎曲該方向允許這些出口或只是 其中的某些出口朝向噴管外(徑向地與軸線XX'間隔開(kāi))而不是朝向噴管內(nèi)，以便進(jìn)一步 與噴管外部的氣體流相互作用。
將會(huì)注意到，在同一管道對(duì)內(nèi)，管道的出口也可兩個(gè)兩個(gè)地彼此相向地傾斜，以便會(huì)聚ο
要適當(dāng)注意的是，圖2至圖4b的布局的出口(或包括這些出口的管道的出口面) 不應(yīng)太遠(yuǎn)離位于彎管上游的直管部分的中間軸線％。
近似上游直管部分的半徑數(shù)值的兩倍的距離(或者如果直管部分不是圓柱形的， 則該距離為圖中一半寬度或一半高度的大約兩倍)允許獲得令人滿(mǎn)意的較小尺寸和對(duì)射 流的有效流體控制。
當(dāng)出口(圖3g中的出口 96，圖4b中的出口 122)與管道在管道直管部分中的空氣 動(dòng)力線相切或者出口(圖3g上的出口 98，圖如上的出口 122)至少內(nèi)接于其外殼廓中時(shí)， 空氣動(dòng)力性能損失最小化。
如圖3a和如所示的，出口可延伸在管道直管部分的空氣動(dòng)力線以外(圖中該直 管部分的下部以外)，同時(shí)出口(出口 84)保持在與中間軸線％平行的出口平面內(nèi)，或者出 口(出口 90、114、116)相對(duì)該中間軸線是傾斜的。
一般來(lái)說(shuō)，出口從直管部分的下部起至多延伸一個(gè)半徑(或一半寬度或一半高 度)的距離，以便保持小尺寸和以便不造成空氣動(dòng)力學(xué)性能損失。
將會(huì)注意到，當(dāng)出口傾斜取向時(shí)，出口到中間軸線al或到管道下部的空氣動(dòng)力線 的距離是相對(duì)于出口中心而取的。
圖5中相當(dāng)示意地表示出將兩管道150a、150b關(guān)聯(lián)于設(shè)置在吊艙壁30的下游端 的齒152進(jìn)行布置，特別地以便增強(qiáng)齒產(chǎn)生的效果。
下游端包括多個(gè)相繼的齒，圖中只示出其中的三個(gè)齒152、154和156，每個(gè)齒都可 配備包括兩管道150a、150b的流體裝置。
在該實(shí)施方式中，兩管道150a、150b平行于通過(guò)齒頂部的齒中線設(shè)置。
因此，管道的貫通端部的出口位于齒的頂部15 處(管道的端部在頂部處擴(kuò)大) 并根據(jù)控制命令在頂部的兩側(cè)噴出流體射流。
將會(huì)注意到，與這些齒有關(guān)的管道其它布置是可考慮的。
由此，例如，在其直管部分的管道可以沿齒的傾斜部分152b、152c布置(這些傾斜 部分分別將齒的頂部15 與隔開(kāi)兩齒的凹部158、160相連)，它們的出口總是朝向齒外。
另外，可選地，圖5的這些管道150a、150b的出口可彼此相向地取向，而非彼此背 對(duì)地取向。
如此指向的出口產(chǎn)生某種程度延長(zhǎng)齒效應(yīng)的射流。
根據(jù)另一變型，另一些管道的出口可指向兩齒之間的一凹部，這作為對(duì)圖5布置的替代或補(bǔ)充。
將會(huì)注意到，圖3a至4b的不同配置也可與齒相關(guān)聯(lián)，以便與這些齒配合。
權(quán)利要求
1.一種航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括包圍第一氣體流的壁(30)，所述第一氣體流沿縱向 軸線(XX')在所述壁的下游端(30a)被噴出，第二氣體流在所述壁外沿所述第一氣體流的 噴出方向流動(dòng)；至少一管道(80)，其布置在所述壁的下游端的周邊，并適于噴出用于與所 述第一氣體流和/或所述第二氣體流相互作用的流體射流，所述至少一管道(80)包括末端 部分(82)，所述末端部分在其自由端帶有出口(84)，所述流體射流經(jīng)所述出口被噴出；其特征在于，所述末端部分相繼包括按中間軸線排直的第一直管道部分(86)和相對(duì) 所述第一直管道部分形成彎管的第二管道部分(88)，所述第二管道部分具有配有所述出口 的自由端并且足夠靠近所述第一直管道部分的所述中間軸線G1)，以便使所述末端部分在 彎管形成方向上尺寸減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述形成彎管的第二管道 部分呈連續(xù)曲線形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，通過(guò)按連接角連接到所述 第一直管道部分上的直管道部來(lái)形成所述彎管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述出口位于 與所述第一直管道部分大致相切的平面內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述至少一管 道布置在所述噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的壁的厚度中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述形成彎管 的第二管道部分使所述至少一管道具有按照穿入角朝所述噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向軸線(XX') 方向的傾斜度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述形成 彎管的第二管道部分使所述至少一管道具有按照偏斜角相對(duì)所述噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向軸線 (XX')的傾斜度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6和7所述的航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述形成彎管的第二管 道部分使所述至少一管道具有按照穿入角并按照偏斜角的雙重傾斜度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述管道關(guān)聯(lián) 于一些齒，這些齒使所述壁的下游端具有包括一系列頂部和凹部的鋸齒形狀。
10.一種航空器，其特征在于，所述航空器具有根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的航 空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
全文摘要
航空器噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括包圍第一氣體流的壁(30)，第一氣體流沿縱向軸線(XX′)在壁下游端(30a)被噴出，第二氣體流在壁外沿第一氣體流噴出方向流動(dòng)；至少一管道(80)布置在壁下游端的周邊并適于噴出用于與一氣體流和/或另一第二氣體流相互作用的流體射流，所述至少一管道(80)包括末端部分(82)，末端部分在其自由端帶有出口(84)，流體射流經(jīng)出口被噴出；其特征在于，末端部分相繼包括按中間軸線排直的第一直管道部分(86)和相對(duì)第一直管道部分形成彎管的第二管道部分(88)，第二管道部分具有配有出口的自由端并足夠靠近第一直管道部分的中間軸線(ai)，以使末端部分在彎管形成方向上尺寸減小。
文檔編號(hào)F02K1/34GK102037232SQ200980111474
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者F·斯特雷科斯基, J·于貝爾, J·德?tīng)柧S爾, J-P·博內(nèi), P·若爾丹 申請(qǐng)人:國(guó)家科研中心, 普瓦捷大學(xué), 空中客車(chē)運(yùn)營(yíng)公司