背景技術：

現(xiàn)代飛機發(fā)動機和機艙結構一般包括由外部罩結構和內(nèi)部固定發(fā)動機罩形成的固定幾何形狀風扇排氣噴嘴。排氣噴嘴的幾何形狀通常為在包括巡航、起飛和著陸階段的數(shù)個飛行階段期間提供發(fā)動機性能的良好流動路徑的折中方案。為了在不同的飛行階段中獲得更好的發(fā)動機性能，已經(jīng)研究了用于排氣噴嘴幾何形狀的多種方案；然而，所提出的針對該問題的方案被證明是復雜和昂貴的。

技術實現(xiàn)要素：

在一個方面中，本發(fā)明的實施例涉及一種渦輪發(fā)動機，其具有發(fā)動機芯部；徑向地包圍發(fā)動機芯部的內(nèi)部罩；外部罩，其徑向地包圍內(nèi)部罩并且與內(nèi)部罩間隔開以在內(nèi)部罩與外部罩之間形成環(huán)形通道，其限定噴嘴；至少一個控制表面，其設置在內(nèi)部罩上并且能夠在縮回位置與伸展位置之間運動，在縮回位置中所述噴嘴具有第一橫截面積，在伸展位置中噴嘴具有小于第一橫截面積的第二橫截面積；以及致動器，其操作地聯(lián)接至控制表面并且構造成使控制表面運動以控制噴嘴的橫截面積。

附圖說明

在附圖中：

圖1是具有多個渦輪發(fā)動機組件的飛機的側視圖。

圖2是可以包括在圖1的飛機中的控制表面處于縮回位置情況下的可變截面扇形噴嘴的渦輪發(fā)動機組件的示意性局部剖視圖。

圖3是控制表面處于伸展位置情況下的圖2的發(fā)動機組件的示意性局部剖視圖。

圖4是如圖2所示的具有控制表面的內(nèi)部罩的透視圖，其中控制表面處于縮回位置。

圖5是圖4的內(nèi)部罩和控制表面的透視圖，控制表面處于伸展位置。

具體實施方式

圖1示出具有機身4的飛機2，機身4具有從機身4向外延伸的機翼組件6。一個或多個渦輪發(fā)動機組件8可以聯(lián)接至飛機2以由此提供推進力。雖然已示出商用飛機2，但是本發(fā)明的實施例預期可被用于任何類型的飛機，例如但不限于私人飛機、商務飛機和軍用飛機。

如在圖2中更清晰地示出的，每個渦輪發(fā)動機組件8可以包括渦輪發(fā)動機16、風扇組件18和機艙20。渦輪發(fā)動機16包括具有壓縮機24、燃燒區(qū)段26、渦輪28和排氣裝置30的發(fā)動機芯部22。內(nèi)部罩32徑向地包圍發(fā)動機芯部22。

為了清晰起見，已經(jīng)切除了機艙20的一部分。機艙20包圍包括內(nèi)部罩32的渦輪發(fā)動機16。這樣，機艙20形成徑向包圍內(nèi)部罩32的外部罩34。外部罩34與內(nèi)部罩32間隔開以便在內(nèi)部罩32與外部罩34之間形成環(huán)形通道36。環(huán)形通道36表征、形成或者限定噴嘴38和基本從前向后的旁路氣流路徑?？深A期到外部罩34或其部分可以相對于內(nèi)部罩32和發(fā)動機芯部22軸向地平移。

至少一個控制表面40可以設置在內(nèi)部罩32上并且在縮回位置與伸展位置之間活動，在縮回位置中噴嘴38具有第一橫截面積，在如圖虛線所示的伸展位置中，噴嘴38具有小于第一橫截面積的第二橫截面積。第一橫截面積定尺寸成用于起飛操作，第二橫截面積定尺寸成用于巡航操作。所預期的是第一橫截面積和第二橫截面積可以以包括使第二橫截面積可以比第一橫截面積小達到百分之十的任何適當?shù)姆绞皆O定尺寸。

將理解的是，至少一個控制表面40可以是由包括聲學處理表面的任何適當?shù)牟牧闲纬傻娜魏芜m當?shù)目刂票砻?。通過進一步的非限制性示例，控制表面40可以是向發(fā)動機芯部22提供入口的用于內(nèi)部罩32的門。在所示出的示例中，控制表面40包括鉸接地安裝至內(nèi)部罩32的第一端部42和與第一端部42相反的第二端部44，當控制表面40從縮回位置(圖2)運動至伸展位置(圖3)時，第二端部44運動遠離內(nèi)部罩32。第一端部42在第二端部44的前方。

仍然進一步地，可以包括密封件46，并且密封件46可以使第二端部44聯(lián)接至內(nèi)部罩32的尾部部分?？梢灶A期到密封件46可以是任何適當?shù)拿芊饧?；包括，密封?6可以是彈性的并且可以定尺寸成當控制表面40從縮回位置(圖2)運動至伸展位置(圖3)時拉伸。在操作中，密封件46的彈力可以施加偏置力以使控制表面40從伸展位置(圖3)偏置至縮回位置(圖2)。密封件46可以以任何適當?shù)姆绞接扇魏芜m當?shù)膹椥圆牧闲纬?，包括密封?6可以是加強彈性體膜片。

可以包括致動器50并且致動器50可以操作地聯(lián)接至控制表面40。致動器50可以使控制表面40在縮回位置(圖2)與伸展位置(圖3)之間運動以控制噴嘴38的橫截面積。將理解的是致動器50可以是構造成實現(xiàn)控制表面40的運動的任何適當類型的致動器。如圖所示并作為非限制示例，致動器50可以包括可膨脹氣囊，可膨脹氣囊在膨脹時使控制表面40從縮回位置(圖2)鉸接地運動至伸展位置(圖3)?？深A期到來自渦輪發(fā)動機組件8的其他部分的空氣壓力可被利用和控制成使氣囊膨脹。通過進一步的非限制示例，比如為壓桿的線性致動器可被用于使控制表面40運動。因此，將理解的是控制表面40可以以液壓地、機械地、機電地、氣動地等等的方式運動。

此外，控制表面40可以運動至縮回位置(圖2)與伸展位置(圖3)之間的任何數(shù)量的中間位置。致動器50可以使控制表面40運動至多個中間位置，并且可被構造成連續(xù)地改變至少一個控制表面40的位置。

圖4更詳細地示出圖2的內(nèi)部罩32。如可以更加清晰地看到的，至少一個控制表面40可以包括圍繞發(fā)動機芯部22徑向地間隔開的多個控制表面40。更具體地，內(nèi)部罩32已被示出為具有多個罩門48，多個罩門48可以圍繞發(fā)動機芯部22徑向地間隔開并且能夠從關閉位置(圖4)運動至打開位置(圖5)，在關閉位置中，門48更靠近發(fā)動機芯部22，在打開位置中，與關閉位置相比，門48的至少一部分進一步遠離發(fā)動機芯部22。當門48位于打開位置中時噴嘴38的橫截面積比當門48處于關閉位置中時的橫截面積小達到百分之十。

每個罩門48包括鉸接地安裝至內(nèi)部罩32的第一端部42和與第一端部42相反的的第二端部44，當罩門48從縮回位置運動至伸展位置時，第二端部44運動遠離內(nèi)部罩32。密封件46可以是彈性的并且可以定尺寸成當罩門48從關閉位置(圖4)運動至打開位置(圖5)時拉伸，密封件46的彈力可以施加偏置力以使罩門48從關閉位置(圖4)偏置至打開位置(圖5)。如可以在圖5中更容易看到的，可膨脹氣囊52可以位于罩門48與發(fā)動機芯部22之間并且形成致動器50。當氣囊52膨脹時，門48在關閉位置與打開位置之間運動，這減小了噴嘴38的橫截面積。仍然進一步地，氣囊52可以使門48運動至任何數(shù)量的中間位置，以提供用于噴嘴38的多個不同的橫截面積。

如上所述的實施例提供各種有益效果，包括可以獲得可變面積的風扇噴嘴，這獲得了效率的顯著差異。上述實施例提供可變面積風扇噴嘴，其避免了現(xiàn)代系統(tǒng)的復雜性并且不對基本聲學或空氣動力性能造成顯著影響。現(xiàn)代可變面積風扇噴嘴一般包括涉及另外的折翼或門的復雜操作系統(tǒng)和/或機構，另外的折翼或門在飛行中部分展開以使罩和相關二步或多步反推力致動系統(tǒng)或另外的獨立致動系統(tǒng)移動。這些方法具有操作安全隱患，其笨重、復雜并且有損于風扇噴嘴的聲學和空氣動力性能。

該書面說明書利用例子公開本發(fā)明，包括最佳方式，并且還使本領域技術人員能夠實施本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何采用的方法。本發(fā)明的可獲得專利的范圍由權利要求限定，并且可能包括本領域技術人員想到的其他例子。如果這些其他例子具有與權利要求的文字措辭沒有不同之處的結構元件，或者這些其他例子包括與權利要求的文字措辭無實質區(qū)別的等同結構元件，則這些其他例子旨在落入權利要求的范圍內(nèi)。