本主題大體涉及具有混合流核心的燃氣渦輪發(fā)動機。

背景技術(shù)：

燃氣渦輪發(fā)動機大體包括風(fēng)扇和核心，它們布置成彼此處于流連通。風(fēng)扇上的空氣的第一部分可通過旁通空氣流(限定在核心和外機艙之間)流經(jīng)核心，并且風(fēng)扇上的空氣的第二部分可提供給核心。

燃氣渦輪發(fā)動機的核心大體包括壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段、渦輪區(qū)段和排氣區(qū)段，它們處于連續(xù)流順序。在運行中，提供給核心的空氣流過壓縮機區(qū)段，在壓縮機區(qū)段中，一個或多個軸向壓縮機逐步壓縮空氣，直到空氣到達燃燒區(qū)段為止。燃料在燃燒區(qū)段內(nèi)與壓縮空氣混合且燃燒，以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區(qū)段發(fā)送到渦輪區(qū)段。通過渦輪區(qū)段的燃燒氣體流驅(qū)動渦輪區(qū)段，然后通過排氣區(qū)段發(fā)送到例如大氣。

典型的燃氣渦輪發(fā)動機還包括與壓縮機區(qū)段處于空氣流連通的多個放氣空氣流徑。例如，如果壓縮機區(qū)段包括低壓壓縮機和高壓壓縮機，則多個放氣空氣流徑可與低壓壓縮機處于空氣流連通。取決于燃氣渦輪發(fā)動機的某些運行狀況，通過低壓壓縮機的空氣流的至少一部分可通過放氣空氣流徑轉(zhuǎn)向到例如旁通空氣流或大氣。通過放氣空氣流徑將來自低壓壓縮機的空氣流的至少一部分提供給例如旁通空氣流或大氣，可協(xié)助控制燃氣渦輪發(fā)動機的某些參數(shù)(例如，減小壓縮機區(qū)段的總壓力比)。減小總壓力比可提高壓縮機的失速裕度。

但是，通過放氣空氣流徑提供來自低壓壓縮機的空氣流的一部分可導(dǎo)致燃氣渦輪發(fā)動機效率降低。例如，可能由于這種構(gòu)造而失去通過放氣空氣流徑對大氣提供的來自低壓壓縮機的一部分空氣流中的任何能量。因此，能夠在從壓縮機區(qū)段放出空氣的同時減小不必要的能量損失的燃氣渦輪發(fā)動機將是有益的。更特別地，能夠捕捉放氣空氣流內(nèi)的能量的燃氣渦輪發(fā)動機將是特別有用的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

將在以下描述中部分地闡述本發(fā)明的各方面和優(yōu)點，或者根據(jù)該描述，本發(fā)明的各方面和優(yōu)點可為顯而易見的，或者可通過實踐本發(fā)明來學(xué)習(xí)本發(fā)明的各方面和優(yōu)點。

在本公開的一個示例性實施例中，提供一種燃氣渦輪。燃氣渦輪發(fā)動機包括壓縮機區(qū)段、位于壓縮機區(qū)段下游的燃燒區(qū)段，以及位于燃燒區(qū)段下游的渦輪區(qū)段。燃氣渦輪發(fā)動機還包括結(jié)構(gòu)部件，其從壓縮機區(qū)段延伸到渦輪區(qū)段，以加強燃氣渦輪發(fā)動機。結(jié)構(gòu)部件限定流徑，流徑在與壓縮機區(qū)段處于空氣流連通的入口和與渦輪區(qū)段處于空氣流連通的出口之間延伸。流徑構(gòu)造成將來自壓縮機區(qū)段的放氣空氣提供給渦輪區(qū)段。

在本公開的另一個示例性實施例中，提供一種燃氣渦輪發(fā)動機。燃氣渦輪發(fā)動機包括壓縮機區(qū)段、位于壓縮機區(qū)段下游的燃燒區(qū)段，以及位于燃燒區(qū)段下游的渦輪區(qū)段。燃氣渦輪發(fā)動機還包括外殼，其至少部分地封閉壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段和渦輪區(qū)段。燃氣渦輪發(fā)動機還包括結(jié)構(gòu)部件，其在外殼內(nèi)延伸且對外殼增加結(jié)構(gòu)支承。結(jié)構(gòu)部件另外限定流徑，流徑在與壓縮機區(qū)段處于空氣流連通的入口和與渦輪區(qū)段處于空氣流連通的出口之間延伸。

技術(shù)方案1. 一種燃氣渦輪發(fā)動機，包括：

壓縮機區(qū)段；

位于所述壓縮機區(qū)段下游的燃燒區(qū)段；

位于所述燃燒區(qū)段下游的渦輪區(qū)段；以及

從所述壓縮機區(qū)段延伸到所述渦輪區(qū)段的結(jié)構(gòu)部件，所述結(jié)構(gòu)部件限定流徑，所述流徑在與所述壓縮機區(qū)段處于空氣流連通的入口和與所述渦輪區(qū)段處于空氣流連通的出口之間延伸，所述流徑構(gòu)造成將來自所述壓縮機區(qū)段的放氣空氣提供給所述渦輪區(qū)段。

技術(shù)方案2. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述渦輪區(qū)段包括高壓渦輪、低壓渦輪和成級的空氣流噴射噴嘴，以及其中，由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑的出口與所述成級的空氣流噴射噴嘴處于空氣流連通。

技術(shù)方案3. 根據(jù)技術(shù)方案2所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)部件延伸經(jīng)過所述成級的空氣流噴射噴嘴，以及其中，所述流徑構(gòu)造成在所述空氣流噴射噴嘴下游的位置處，將來自所述壓縮機區(qū)段的放氣空氣的一部分提供給所述渦輪區(qū)段。

技術(shù)方案4. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述壓縮機區(qū)段包括低壓壓縮機、高壓壓縮機，以及定位在所述低壓壓縮機和所述高壓壓縮機之間的框架部件，以及其中，由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑的入口與所述框架部件處于空氣流連通。

技術(shù)方案5. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述燃氣渦輪發(fā)動機進一步包括

定位在由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑中的閥，其中，所述閥構(gòu)造成改變被允許通過由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑的空氣流的量。

技術(shù)方案6. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述燃氣渦輪發(fā)動機進一步包括

熱交換器，其與由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑處于空氣流連通。

技術(shù)方案7. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述燃氣渦輪發(fā)動機進一步包括

輔助壓縮機，其與由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑處于空氣流連通。

技術(shù)方案8. 根據(jù)技術(shù)方案7所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述輔助壓縮機是核心驅(qū)動式壓縮機，其以機械的方式聯(lián)接到所述壓縮機區(qū)段的高壓壓縮機上。

技術(shù)方案9. 根據(jù)技術(shù)方案7所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述輔助壓縮機包括多個可變?nèi)肟趯?dǎo)葉。

技術(shù)方案10. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述壓縮機區(qū)段限定通過其中的最大質(zhì)量流率，其中，由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑限定通過其中的最大質(zhì)量流率，以及其中，通過由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑的最大流率為通過所述壓縮機區(qū)段的最大流率的至少10%。

技術(shù)方案11. 根據(jù)技術(shù)方案10所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，通過由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑的最大流率是通過所述壓縮機區(qū)段的最大流率的至少5%。

技術(shù)方案12. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述壓縮機區(qū)段、所述燃燒區(qū)段和渦輪區(qū)段各自至少部分地封閉在外殼中，以及其中，所述結(jié)構(gòu)部件在所述外殼內(nèi)延伸，并且對所述外殼增加結(jié)構(gòu)剛性。

技術(shù)方案13. 一種燃氣渦輪發(fā)動機，包括：

壓縮機區(qū)段；

位于所述壓縮機區(qū)段下游的燃燒區(qū)段；

位于所述燃燒區(qū)段下游的渦輪區(qū)段；

外殼，其至少部分地封閉所述壓縮機區(qū)段、所述燃燒區(qū)段和渦輪區(qū)段；以及

結(jié)構(gòu)部件，其在所述外殼內(nèi)延伸且對所述外殼增加結(jié)構(gòu)支承，所述結(jié)構(gòu)部件另外限定流徑，所述流徑在與所述壓縮機區(qū)段處于空氣流連通的入口和與所述渦輪區(qū)段處于空氣流連通的出口之間延伸。

技術(shù)方案14. 根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述渦輪區(qū)段包括高壓渦輪、低壓渦輪和成級的空氣流噴射噴嘴，以及其中，由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑的出口與所述成級的空氣流噴射噴嘴處于空氣流連通。

技術(shù)方案15. 根據(jù)技術(shù)方案14所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)部件延伸經(jīng)過所述成級的空氣流噴射噴嘴，以及其中，所述流徑構(gòu)造成在所述空氣流噴射噴嘴下游的位置處，將來自所述壓縮機區(qū)段的放氣空氣的一部分提供給所述渦輪區(qū)段。

技術(shù)方案16. 根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述壓縮機區(qū)段包括低壓壓縮機、高壓壓縮機，以及定位在所述低壓壓縮機和高壓壓縮機之間的框架部件，以及其中，由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑的入口與所述框架部件處于空氣流連通。

技術(shù)方案17. 根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述燃氣渦輪發(fā)動機進一步包括

定位在由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑中的閥，其中，所述閥構(gòu)造成改變被允許通過由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑的空氣流的量。

技術(shù)方案18. 根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述燃氣渦輪發(fā)動機進一步包括

熱交換器，其與由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑處于空氣流連通。

技術(shù)方案19. 根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述燃氣渦輪發(fā)動機進一步包括

輔助壓縮機，其與由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑處于空氣流連通。

技術(shù)方案20. 根據(jù)技術(shù)方案13所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述壓縮機區(qū)段限定通過其中的最大質(zhì)量流率，其中，由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑限定通過其中的最大質(zhì)量流率，以及其中，通過由所述結(jié)構(gòu)部件限定的流徑的最大流率是通過所述壓縮機區(qū)段的最大流率的至少5%。

參照以下描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解。附圖結(jié)合在本說明書中且構(gòu)成其一部分，附圖示出本發(fā)明的實施例，并且與描述一起用來闡明本發(fā)明的原理。

附圖說明

針對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在說明書中闡述本發(fā)明的完整和能夠?qū)嵤┑墓_，包括其最佳模式，說明書參照了附圖，其中：

圖1是根據(jù)本主題的多個實施例的示例性燃氣渦輪發(fā)動機的示意性橫截面圖。

圖2是根據(jù)本公開的示例性實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的核心的簡化示意圖。

圖3是根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的核心的簡化示意圖。

圖4是根據(jù)本公開的示例性實施例的輔助壓縮機的示意圖。

圖5是根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的核心的簡化示意圖。

圖6是根據(jù)本公開的又一個示例性實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的核心的簡化示意圖。

圖7是根據(jù)本公開的又一個示例性實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的核心的簡化示意圖。

圖8是根據(jù)本公開的示例性實施例的成級的空氣流噴射噴嘴中的空氣流噴射噴嘴的放大示意圖。

圖9是根據(jù)本公開的示例性實施例的一對空氣流噴射噴嘴的橫截面圖。

圖10是根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的一對空氣流噴射噴嘴的橫截面圖。

圖11是圖10的一對示例性空氣流噴射噴嘴的另一個橫截面圖。

圖12是根據(jù)本公開的又一個示例性實施例的一對空氣流噴射噴嘴的橫截面圖。

圖13是圖12的一對示例性空氣流噴射噴嘴的另一個橫截面圖

圖14是根據(jù)本公開的示例性實施例的渦輪后框架部件的放大示意圖。

圖15是圖14的示例性渦輪后框架部件的另一個放大示意圖。

部件列表

10渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動機

12縱向或軸向中心線

14風(fēng)扇區(qū)段

16核心渦輪發(fā)動機

18外殼

20入口

22低壓壓縮機

24高壓壓縮機

26燃燒區(qū)段

28高壓渦輪

30低壓渦輪

32噴氣排氣區(qū)段

34高壓軸/軸桿

36低壓軸/軸桿

37核心空氣流徑

38風(fēng)扇

40葉片

42盤

44促動部件

46功率齒輪箱

48機艙

50風(fēng)扇殼或機艙

52出口導(dǎo)葉

54下游區(qū)段

56旁通空氣流道

58空氣

60入口

62第一空氣部分

64第二空氣部分

66燃燒氣體

68定子導(dǎo)葉

70渦輪轉(zhuǎn)子葉片

72定子導(dǎo)葉

74渦輪轉(zhuǎn)子葉片

76風(fēng)扇噴嘴排氣區(qū)段

78熱氣路徑

80壓縮機框架部件

82成級的旁通混合噴嘴

84旁通混合噴嘴

86LP渦輪前模塊

88LP渦輪后模塊

90渦輪后框架

92軸承

94結(jié)構(gòu)部件

96流徑

98入口

100出口

102閥

104渦輪框架部件

106輔助壓縮機

108輔助壓縮機葉片

109OGV

110輔助壓縮機IGV

111環(huán)

112熱交換器

114流徑

116入口

118出口

120輔助渦輪

121第一熱交換器

122輔助渦輪的中心軸線

123第二熱交換器

124齒輪箱

126渦輪區(qū)段的襯套

128渦輪框架部件

130腔室

132腔體

134開口

136壓力側(cè)

138吸力側(cè)

140前端

142后端

144空氣流方向

146開口方向

148瓣片

150樞轉(zhuǎn)軸線

152最大噴嘴喉部區(qū)域

154最小噴嘴喉部區(qū)域

156腔體

158門

160外襯套

162流徑。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細參照本發(fā)明的目前的實施例，在附圖中示出實施例的一個或多個示例。詳細描述使用數(shù)字和字母標號來引用圖中的特征。已經(jīng)使用圖和描述中的相同或相似標號引用本發(fā)明的相同或相似部件。如本文所用，用語“第一”、“第二”和“第三”可互換使用，以區(qū)分一個構(gòu)件與另一個構(gòu)件，而不意于表示單獨的構(gòu)件的位置或重要性。用語“上游”和“下游”指的是相對于流體路徑中的流體流的相對方向。例如，“上游”表示流體流出的方向，而“下游”則表示流體流到的方向。

現(xiàn)在參照附圖，其中，相同標號在圖中指示相同元件，圖1是根據(jù)本公開的示例性實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的示意性橫截面圖。更特別地，對于圖1的實施例，燃氣渦輪發(fā)動機是高旁通渦輪風(fēng)扇噴氣發(fā)動機10，在本文稱為“渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10”。如圖1中顯示的那樣，渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10限定軸向方向A(平行于為了參照而提供的縱向中心線12而延伸)和徑向方向R。渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10還可限定周向方向C(未顯示)，其沿周向圍繞軸向方向A延伸。大體上，渦輪風(fēng)扇10包括風(fēng)扇區(qū)段14和設(shè)置在風(fēng)扇區(qū)段14下游的核心渦輪發(fā)動機16。

所描繪的示例性核心渦輪發(fā)動機16大體封閉在基本管狀外殼18內(nèi)，外殼18限定環(huán)形入口20。外殼18包住處于連續(xù)流關(guān)系的：壓縮機區(qū)段，其包括增壓器或低壓(LP)壓縮機22和高壓(HP)壓縮機24；燃燒區(qū)段26；渦輪區(qū)段，其包括高壓(HP)渦輪28和低壓(LP)渦輪30；以及噴氣排氣噴嘴區(qū)段32。高壓(HP)軸或軸桿34將HP渦輪28驅(qū)動地連接到HP壓縮機24上。低壓(LP)軸或軸桿36將LP渦輪30驅(qū)動地連接到LP壓縮機22上。壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段26、渦輪區(qū)段和噴嘴區(qū)段32共同限定通過其中的核心空氣流徑37。

對于所描繪的實施例，風(fēng)扇區(qū)段14包括可變槳距風(fēng)扇38，其具有多個風(fēng)扇葉片40，多個風(fēng)扇葉片40以間隔開的方式聯(lián)接到盤42上。如所描繪的那樣，風(fēng)扇葉片40大體沿著徑向方向R從盤42向外延伸。各個風(fēng)扇葉片40可依靠使風(fēng)扇葉片40操作性地聯(lián)接到適當?shù)拇賱硬考?4上而圍繞變槳軸線P相對于盤42旋轉(zhuǎn)，促動部件44構(gòu)造成共同一致地改變風(fēng)扇葉片40的槳距。風(fēng)扇葉片40、盤42和促動部件44可通過穿過功率齒輪箱46的LP軸36而圍繞縱向軸線12共同旋轉(zhuǎn)。功率齒輪箱46包括多個齒輪，以將LP軸36的旋轉(zhuǎn)速度逐步減低到更高效的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇速度。

仍然參照圖1的示例性實施例，盤42由可旋轉(zhuǎn)前輪轂48覆蓋，前輪轂48的輪廓在空氣動力學(xué)上設(shè)置成促進空氣流通過多個風(fēng)扇葉片40。另外，示例性風(fēng)扇區(qū)段14包括環(huán)形風(fēng)扇殼或外機艙50，其沿周向包圍風(fēng)扇38和/或核心渦輪發(fā)動機16的至少一部分。應(yīng)當理解，機艙50可構(gòu)造成相對于核心渦輪發(fā)動機16由多個沿周向間隔開的出口導(dǎo)葉52支承。此外，機艙50的下游區(qū)段54可在核心渦輪發(fā)動機16的外部部分上延伸，以便在它們之間限定旁通空氣流道56。

在渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的運行期間，一定量的空氣58通過機艙50和/或風(fēng)扇區(qū)段14的相關(guān)聯(lián)的入口60進入渦輪風(fēng)扇10。隨著一定量的空氣58經(jīng)過風(fēng)扇葉片40，空氣58的第一部分如箭頭62指示的那樣被引導(dǎo)或發(fā)送到旁通空氣流道56中，并且空氣58的第二部分如箭頭64指示的那樣被引導(dǎo)或發(fā)送到核心空氣流徑37中，或者更特別地被引導(dǎo)或發(fā)送到LP壓縮機22中。第一空氣部分62和第二空氣部分64之間的比通常稱為旁通比。然后隨著第二空氣部分64發(fā)送通過高壓(HP)壓縮機24，第二空氣部分64的壓力提高。然后第二空氣部分64流到燃燒區(qū)段26中，在燃燒區(qū)段26中，第二空氣部分64與燃料混合且燃燒，以提供燃燒氣體66。

燃燒氣體66發(fā)送通過HP渦輪28，其中，通過成連續(xù)級的聯(lián)接到外殼18上的HP渦輪定子導(dǎo)葉68和聯(lián)接到HP軸或軸桿34上的HP渦輪轉(zhuǎn)子葉片70抽取來自燃燒氣體66的一部分熱能和/或動能，因而使得HP軸或軸桿34旋轉(zhuǎn)，從而支持HP壓縮機24的運行。然后燃燒氣體66發(fā)送通過LP渦輪30，其中，通過成連續(xù)級的聯(lián)接到外殼18上的LP渦輪定子導(dǎo)葉72和聯(lián)接到LP軸或軸桿36上的LP渦輪轉(zhuǎn)子葉片74從燃燒氣體66抽取熱能和動能的第二部分，因而使得LP軸或軸桿36旋轉(zhuǎn)，從而支持LP壓縮機22的運行和/或風(fēng)扇38的旋轉(zhuǎn)。

燃燒氣體66隨后發(fā)送通過核心渦輪發(fā)動機16的噴氣排氣噴嘴區(qū)段32，以提供推力。同時，在第一空氣部分62從渦輪風(fēng)扇10的風(fēng)扇噴嘴排氣區(qū)段76排出之前，隨著第一空氣部分62發(fā)送通過旁通空氣流道56，第一空氣部分62的壓力顯著提高，從而還提供推進力。HP渦輪28、LP渦輪30和噴氣排氣噴嘴區(qū)段32至少部分地限定熱氣路徑78，以發(fā)送燃燒氣體66通過核心渦輪發(fā)動機16。

但應(yīng)當理解的是，圖1中描繪的示例性渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10僅作為示例的方式，并且在其它示例性實施例中，渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10可具有任何其它適當?shù)臉?gòu)造，包括例如，任何其它適當數(shù)量的軸或軸桿。另外，或備選地，本公開的各方面可結(jié)合到任何其它適當?shù)娜細鉁u輪發(fā)動機中。例如，在其它示例性實施例中，本公開的各方面可結(jié)合到渦輪軸發(fā)動機、渦輪核心發(fā)動機、渦輪螺旋槳飛機發(fā)動機、渦輪噴氣飛機發(fā)動機等中。

現(xiàn)在參照圖2，提供根據(jù)另一個示例性實施例的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16的簡化示意圖。在某些實施例中，圖2中描繪的示例性渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16的各方面可按與上面參照圖1所描述的示例性渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10相似的方式構(gòu)造。因此，相同標號指示相同或相似構(gòu)件。

如所顯示的那樣，渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16包括壓縮機區(qū)段、位于壓縮機區(qū)段下游的燃燒區(qū)段26，以及位于燃燒區(qū)段26下游的渦輪區(qū)段。壓縮機區(qū)段大體包括LP壓縮機22、HP壓縮機24，以及定位在LP壓縮機22和HP壓縮機24之間的壓縮機框架部件80。另外，渦輪區(qū)段大體包括HP渦輪28、LP渦輪30，以及如將在下面更詳細地論述的那樣，成級82的空氣流噴射噴嘴84(參見圖8)。對于所描繪的實施例，LP渦輪30分成LP渦輪前模塊86和LP渦輪尾模塊88，并且成級82的空氣流噴射噴嘴84定位在LP渦輪前模塊86和LP渦輪尾模塊88之間。渦輪區(qū)段另外包括渦輪后框架90，其位于LP渦輪30的后面或下游。

如還在上面論述的那樣，渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10包括以機械的方式聯(lián)接壓縮機區(qū)段和渦輪區(qū)段的一個或多個軸。特別地，對于所描繪的實施例，LP壓縮機22通過LP軸36以機械的方式聯(lián)接到LP渦輪30上，并且HP壓縮機24通過HP軸34以機械的方式聯(lián)接到HP渦輪28上。提供多個軸承92是為了有利于使這些多個構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。

另外，壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段26和渦輪區(qū)段至少部分地封閉在外殼18中。外殼18可為基本管狀外殼，其封閉渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16，并且與風(fēng)扇殼/外機艙50至少部分地限定旁通空氣流道56。

此外，示例性渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16包括結(jié)構(gòu)部件94，其從壓縮機區(qū)段延伸到渦輪區(qū)段，以加強渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10。特別地，對于所描繪的實施例，結(jié)構(gòu)部件94沿著徑向方向R定位在核心16的外殼18的內(nèi)側(cè)，并且至少從位于LP壓縮機22和HP壓縮機24之間的壓縮機框架部件80延伸到位于LP渦輪30的前模塊86和LP渦輪30的尾模塊88之間的成級82的空氣流噴射噴嘴84。結(jié)構(gòu)部件94可對渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16增加結(jié)構(gòu)剛性和支承。雖然未描繪，但結(jié)構(gòu)部件94可包括在結(jié)構(gòu)部件94和例如外殼18之間延伸的一個或多個支柱。結(jié)構(gòu)部件94可由單件剛性材料形成，諸如適當?shù)慕饘俨牧?，并且可限定基本環(huán)形形狀，其封閉壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段26和渦輪區(qū)段的至少一部分(也參見圖4中描繪的實施例)。但是，備選地，結(jié)構(gòu)部件94可由以任何適當?shù)姆绞礁竭B的多個單獨的構(gòu)件形成，以在壓縮機區(qū)段和渦輪區(qū)段之間連續(xù)地延伸。應(yīng)當理解，如本文所用，連續(xù)地延伸結(jié)構(gòu)部件94可包括一個或多個端口，從而允許流過放氣空氣流徑的至少一部分放氣空氣流轉(zhuǎn)移到發(fā)動機或飛機(發(fā)動機安裝到其上)的一個或多個輔助系統(tǒng)。

另外，示例性結(jié)構(gòu)部件94限定流徑96，其在入口98和出口100之間延伸。特別地，所描繪的示例性流徑96由壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段26和渦輪區(qū)段的徑向外部部分和結(jié)構(gòu)部件94限定。但是，備選地，在某些示例性實施例中，核心16可另外包括內(nèi)襯套，其定位在固定部件94以及壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段26和渦輪區(qū)段中的一個或多個的外部部分之間。由于這種構(gòu)造，流徑96可由結(jié)構(gòu)部件94限定，并且至少部分地由內(nèi)襯套限定。

由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96用作放氣空氣流徑，并且因而流徑96的入口98與壓縮機區(qū)段處于空氣流連通，以接收來自壓縮機區(qū)段的放氣空氣流。特別地，對于所描繪的實施例，流徑96的入口98通過開口與延伸通過壓縮機框架部件80的核心空氣流徑37的部分處于空氣流連通。

另外，由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96構(gòu)造成將通過其中的放氣空氣流提供給渦輪區(qū)段。因此，流徑96的出口100與渦輪區(qū)段處于空氣流連通。特別地，出口100通過成級82的空氣流噴射噴嘴84與延伸通過LP渦輪30的核心空氣流徑37的部分處于空氣流連通。由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96因而可通過例如成級82的空氣流噴射噴嘴84將被LP壓縮機22加壓的放氣空氣流提供給或再次引入到延伸通過LP渦輪30的核心空氣流徑37的部分中。由于這種構(gòu)造，可從中抽取放氣空氣流中的能量。例如，放氣空氣流中的能量可用來協(xié)助驅(qū)動LP渦輪30，以及對LP軸36提供旋轉(zhuǎn)功率。

此外，對于所描繪的示例性實施例，通過流徑96提供的放氣空氣流的一部分可另外被引導(dǎo)到成級82的旁通噴射噴嘴86的下游。例如，如所顯示的那樣，通過流徑96的放氣空氣流的一部分例如通過一個或多個開口101另外提供給LP渦輪30的尾模塊88。此外，雖然未描繪，但通過流徑96提供的放氣空氣流的一部分可另外提供給例如渦輪后框架90或核心16的噴嘴部分(未顯示)。

仍然參照圖2，為了調(diào)整通過由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96所提供的空氣流的量，提供閥102。所描繪的示例性閥102定位在由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96中，并且構(gòu)造成改變被允許通過由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96的空氣流的量。例如，閥102可為可變通量閥，它可在允許空氣流完全通過由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96的打開位置和阻止所有空氣流通過由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96的關(guān)閉位置之間移動。另外，閥102可移動到打開位置和關(guān)閉位置之間的多個位置，以調(diào)整被允許通過由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96的空氣流的量。閥102可運行地與例如渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10和/或包括渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的飛機的控制器通信。

應(yīng)當理解，由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96可構(gòu)造成允許較大量放氣空氣流通過其中。例如，壓縮機區(qū)段可限定通過其中的最大流率，并且流徑96也可限定通過其中的最大流率。如本文所用，用語“最大流率”指的是相應(yīng)的構(gòu)件(一個或多個)在渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的正常運行期間可容納的最大空氣流量。在至少某些示例性實施例中，通過由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96的最大流率可為通過壓縮機區(qū)段的最大流率的至少大約5%。但是，備選地，在其它示例性實施例中，通過由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96的最大流率可為通過壓縮機區(qū)段的最大流率的至少大約10%，通過壓縮機區(qū)段的最大流率的至少大約25%，通過壓縮機區(qū)段的最大流率的至少大約40%，通過壓縮機區(qū)段的最大流率的至少大約50%，通往壓縮機區(qū)段的最大流率的至少大約75%，或者通往壓縮機區(qū)段的最大流率的至少大約100%。因而，在某些示例性實施例中，渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16可限定高達大約1:1的放氣空氣比(即，通過流徑96的空氣流量與通過壓縮機區(qū)段的空氣流量的比)。應(yīng)當理解，如本文所用，諸如“大約”和“大致”的近似語表示在10%的誤差裕度之內(nèi)。

因此，在一個或多個以上實施例中，流徑96的入口98可構(gòu)造成用于接收通過壓縮機區(qū)段的空氣流或者更特別地通過延伸通過壓縮機區(qū)段的LP壓縮機22的核心空氣流徑37的空氣流的至少大約5%。備選地，但在其它實施例中，流徑96的入口98可另外構(gòu)造成用于接收流過延伸通過壓縮機區(qū)段的LP壓縮機22的核心空氣流徑37的空氣流的高達至少大約10%、高達至少大約20%、高達至少大約30%、高達至少大約40%，或者高達至少大約50%。

值得注意的是，提供來自壓縮機區(qū)段(例如，核心空氣流徑37的位于LP壓縮機22的下游不遠處的部分)的放氣空氣流可協(xié)助控制渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的某些參數(shù)。例如，通過由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96從LP壓縮機22放出至少一部分空氣流可允許減小壓縮機區(qū)段的總壓力比(這取決于渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的運行狀況)，可提高渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的失速裕度。

但應(yīng)當理解的是，僅以示例的方式提供在圖2中描繪和上面描述的示例性實施例。例如，由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96的入口98可備選地直接與LP壓縮機22處于空氣流連通(例如，在壓縮機22的后端LP處)。類似地，在其它示例性實施例中，由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96的出口100可改為與位于LP渦輪30上游的渦輪框架部件104處于空氣流連通。因此，在某些示例性實施例中，渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16可不包括壓縮機框架部件80，并且/或者可不包括位于LP渦輪30的前模塊86和LP渦輪30的尾模塊88之間的成級82的空氣流噴射噴嘴84。例如，在某些示例性實施例中，LP渦輪30可為單個單元，不分成前模塊86和尾模塊88，并且成級82的空氣流噴射噴嘴84可位于LP渦輪30上游(例如，圖2中描繪了渦輪框架部件104)。另外，仍然在其它實施例中，核心16可不包括位于LP渦輪30后面的渦輪后框架90。

現(xiàn)在參照圖3，提供根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16的簡化示意圖。圖3的示例性實施例的核心16可按與上面描述和圖2中描繪的示例性核心16基本相同的方式構(gòu)造。因此，相同或相似標號可指示相同或相似構(gòu)件。

例如，圖3中描繪的示例性核心16包括壓縮機區(qū)段、位于壓縮機區(qū)段下游的燃燒區(qū)段26，以及位于燃燒區(qū)段26下游的渦輪區(qū)段。壓縮機區(qū)段包括一個或多個壓縮機(即，LP壓縮機22和HP壓縮機24)，并且渦輪區(qū)段包括一個或多個渦輪(即，HP渦輪28和LP渦輪30)。壓縮機區(qū)段的LP壓縮機22和HP壓縮機24、渦輪區(qū)段的HP渦輪28和LP渦輪30各自圍繞渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的縱向中心線12旋轉(zhuǎn)。

另外，圖3中描繪的示例性核心16包括結(jié)構(gòu)部件94，其從壓縮機區(qū)段延伸到渦輪區(qū)段，以加強渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16。示例性結(jié)構(gòu)部件94還至少部分地限定流徑96，流徑96在與壓縮機區(qū)段處于空氣流連通的入口98和與渦輪區(qū)段處于空氣流連通的出口100之間延伸。但是，對于圖3中描繪的實施例，渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16包括額外構(gòu)件，以利用和/或提高通過由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96從壓縮機區(qū)段到渦輪區(qū)段的放氣空氣流。

例如，現(xiàn)在還參照圖4，圖3中描繪的示例性核心16另外包括輔助壓縮機106，其與由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96處于空氣流連通。對于所描繪的實施例，輔助壓縮機106是通過HP壓縮機24以機械的方式聯(lián)接到HP軸34上的風(fēng)扇(即，核心驅(qū)動式風(fēng)扇)。如圖3中示意性地描繪的那樣，輔助壓縮機106包括成級的輔助壓縮機葉片108、位于葉片108上游的成級的入口導(dǎo)葉110，以及位于葉片108下游的成級的出口導(dǎo)葉109。此外，多個輔助壓縮機葉片108附連到實心環(huán)111上，實心環(huán)111又附連到成級的HP壓縮機轉(zhuǎn)子葉片112的徑向外端處，并且可隨成級的HP壓縮機轉(zhuǎn)子葉片112旋轉(zhuǎn)(圖4)。輔助壓縮機106可構(gòu)造成提高在運行期間通過流徑96的放氣空氣流的壓力。

另外，示例性輔助壓縮機106包括改變被允許通過其中的空氣流量的能力。特別地，如所陳述的那樣，示例性輔助壓縮機106包括在輔助壓縮機106的入口上面的多個入口導(dǎo)葉110。入口導(dǎo)葉110可在允許流全部通過輔助壓縮機106的完全打開位置和限定流的至少一部分通過輔助壓縮機106的完全關(guān)閉位置之間移動。因而，入口導(dǎo)葉110可構(gòu)造成可變?nèi)肟趯?dǎo)葉，并且可與閥102共同合作來調(diào)整通過由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96的放氣空氣流。備選地，在某些示例性實施例中，在輔助壓縮機106中包括可變?nèi)肟趯?dǎo)葉110可完全消除對閥102的需要(并且因而這種示例性實施例可不包括閥102)。備選地，仍然在其它示例性實施例中，當入口導(dǎo)葉110處于完全關(guān)閉位置時，流徑96可繞過輔助壓縮機106。例如，在某些示例性實施例中，核心16可限定能夠繞過輔助壓縮機106的運行的旁通管線(未顯示)。

包括輔助壓縮機106可允許從通過由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96的放氣空氣流中抽取額外的能量。另外，其中，例如，輔助壓縮機106由HP軸34驅(qū)動，輔助壓縮機106可為用于核心16的某些高壓構(gòu)件(例如，HP壓縮機24)以驅(qū)動核心16的某些低壓構(gòu)件(例如LP渦輪30)的器件。值得注意的是，在仍然允許核心16從低壓運行管線(例如從LP壓縮機22)放出空氣的同時可出現(xiàn)以上好處。

仍然參照圖3，渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10或者更合適地渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16另外包括熱交換器113，其與由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96處于空氣流連通。對于所描繪的實施例，熱交換器113位于輔助壓縮機106下游，至少部分地在由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96內(nèi)。但是，在其它示例性實施例中，熱交換器113可備選地定位在輔助壓縮機106上游，至少部分地在由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96內(nèi)。

熱交換器113可構(gòu)造成將來自渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的一個或多個系統(tǒng)的熱傳遞到由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96中的放氣空氣流。例如，熱交換器113可構(gòu)造成將來自渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16的主要潤滑系統(tǒng)的熱傳遞到由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96中的放氣空氣流。另外，雖然未描繪，但在其它實施例中，渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16可另外包括與由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96處于空氣流連通的多個熱交換器113，它們沿著由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96以任何適當?shù)姆绞介g隔開。

在由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96中包括一個或多個熱交換器113可允許較好地對渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的熱管理系統(tǒng)進行熱控制，同時還對放氣空氣流增加能量。

現(xiàn)在參照圖5，提供根據(jù)本公開的又一個示例性實施例的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16的簡化示意圖。圖5的示例性實施例的核心16可按與上面參照圖2所描述的示例性核心16基本相同的方式構(gòu)造。因此，相同或相似標號可指示相同或相似構(gòu)件。

例如，圖5中描繪的示例性核心16包括壓縮機區(qū)段、位于壓縮機區(qū)段下游的燃燒區(qū)段26，以及位于燃燒區(qū)段26下游的渦輪區(qū)段。壓縮機區(qū)段包括一個或多個壓縮機(即，LP壓縮機22和HP壓縮機24)，并且渦輪區(qū)段包括一個或多個渦輪(即，HP渦輪28和LP渦輪30)。壓縮機區(qū)段的LP壓縮機22和HP壓縮機24，以及渦輪區(qū)段的HP渦輪28和LP渦輪30各自圍繞渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的縱向中心線12旋轉(zhuǎn)。

另外，圖5中描繪的示例性核心16包括在入口116和出口118之間延伸的流徑114。類似于由結(jié)構(gòu)部件94限定的示例性流徑96(參照圖2)，示例性流徑114構(gòu)造成放氣空氣流徑114，使得入口116與壓縮機區(qū)段處于空氣流連通。特別地，示例性流徑114的入口116與壓縮機22的后端LP處于空氣流連通。另外，對于所描繪的示例性實施例，流徑114的出口118與渦輪區(qū)段處于空氣流連通，或者更特別地與渦輪區(qū)段的渦輪后框架90處于空氣流連通。

值得注意的是，圖5中描繪的示例性實施例未顯示限定流徑114的結(jié)構(gòu)部件。雖然在某些示例性實施例中，圖5中描繪的示例性核心16可包括限定流徑114的結(jié)構(gòu)部件(并且以與上面參照圖2和/或圖3所描述的示例性結(jié)構(gòu)部件94基本相同的方式構(gòu)造)，但在其它示例性實施例中，圖5中描繪的示例性核心16可不包括限定流徑114的結(jié)構(gòu)部件。在這種示例性實施例中，流徑114可備選地由一個或多個適當?shù)目諝饬鲗?dǎo)管限定，導(dǎo)管可或可不對核心16增加結(jié)構(gòu)剛性。

輔助渦輪120定位成與流徑114處于空氣流連通，以從通過其中的放氣空氣流中抽取能量。如所描繪的那樣，輔助渦輪120相對于渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的縱向中心線12偏移。特別地，輔助渦輪120限定中心軸線122，中心軸線122相對于縱向中心線12偏移。但應(yīng)當理解的是，在其它示例性實施例中，輔助渦輪120可改為構(gòu)造成“葉尖渦輪(tip turbine)”，其具有HP壓縮機24或HP渦輪28中的一個或多個。如本文所用，用語葉尖渦輪指的是構(gòu)造成圍繞HP壓縮機24或HP渦輪28的環(huán)形構(gòu)造的渦輪，從而與HP壓縮機24或HP渦輪28同軸地旋轉(zhuǎn)。例如，葉尖渦輪可按與上面參照所圖3和4描述的輔助壓縮機106基本相同的方式構(gòu)造。在這種實施例中，葉尖渦輪可包括實心環(huán)，其固定到HP壓縮機24或HP渦輪28中的成級的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子葉片的徑向外端上。另外，葉尖渦輪可包括多個沿周向間隔開的葉片，其附連到環(huán)上，使得葉尖渦輪的葉片上面的空氣流使環(huán)和對應(yīng)的級的HP壓縮機葉片或HP渦輪葉片旋轉(zhuǎn)。

仍然參照圖5的實施例，示例性流徑114延伸通過輔助渦輪120，使得輔助渦輪120定位成直接與流徑114處于空氣流連通。輔助渦輪120可允許從通過流徑114的放氣空氣流中抽取能量，以及將抽取的這種能量提供給渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16的一個或多個軸。特別地，輔助渦輪120可按與HP渦輪28或LP渦輪30中的一個或兩者相似的方式構(gòu)造。例如，輔助渦輪120可包括連續(xù)級的轉(zhuǎn)子葉片，其聯(lián)接到輔助渦輪軸上，可圍繞輔助渦輪120的中心軸線122旋轉(zhuǎn)。如示意性地描繪的那樣，渦輪軸可通過齒輪箱124以機械的方式聯(lián)接到HP軸34上，以協(xié)助使HP軸34旋轉(zhuǎn)。齒輪箱124可為固定比齒輪箱，或者備選地可為可變比齒輪箱。

包括輔助渦輪120可允許從通過流徑114的放氣空氣流中抽取能量。例如，輔助渦輪120可允許從這種放氣空氣中抽取能量，以及將抽取的這種能量直接提供給HP軸34。因此，這種構(gòu)造可允許渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16更高效地運行。例如，這種構(gòu)造可允許通過流徑114的放氣空氣流在例如怠速狀況期間對HP軸34提供功率，使得在怠速狀況期間不需要那么多燃料來運行核心16。

但應(yīng)當理解的是，僅以示例的方式提供圖5中描繪的示例性核心16和輔助渦輪120。在其它示例性實施例中，例如，輔助渦輪120可改為構(gòu)造成通過附屬齒輪箱將從放氣空氣流中抽取的能量提供給HP軸34。例如，輔助渦輪可安裝到附屬齒輪箱上。由于這種構(gòu)造，輔助渦輪120可提供雙重功能：也構(gòu)造成附屬齒輪箱的氣動起動器/發(fā)電機，其可構(gòu)造成啟動渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10。輔助渦輪的旋轉(zhuǎn)可將抽取的能量傳遞給HP軸34。

此外，仍然在其它示例性實施例中，圖5中描繪的核心16可另外包括上面參照圖2至4所描述的示例性核心16的一方面或多方面。例如，現(xiàn)在參照圖6，提供根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16的簡化示意圖，示例性核心16包括輔助渦輪120以及輔助壓縮機106，輔助壓縮機106也與流徑114處于空氣流連通。對于圖6的實施例，輔助壓縮機106限定相對于渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的縱向中心線12偏移的中心軸線108，并且由渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16的一個或多個軸驅(qū)動。備選地，但是，如同上面描述的實施例一樣，輔助壓縮機106可構(gòu)造成具有HP壓縮機24的核心驅(qū)動式輔助壓縮機。另外，對于圖6的實施例，流徑114的入口116在LP壓縮機22下游和HP壓縮機24上游與壓縮機框架部件80處于空氣流連通，并且出口118與渦輪后框架90處于空氣流連通。但是，在其它示例性實施例中，流徑114的出口118可改為例如與大氣或旁通空氣流道56處于空氣流連通(參見圖1)。例如，所描繪的輔助渦輪120和流徑114可由核心16的外殼18封閉(如同圖2和3的示例性實施例那樣)，并且流徑114的出口118可限定在外殼18中。

此外，現(xiàn)在參照圖7，提供本公開的另一個示例性實施例。特別地，圖7提供根據(jù)本公開的又一個示例性實施例的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16的簡化示意圖。圖7的示例性實施例的核心16可按與上面參照圖5所描述的示例性核心16基本相同的方式構(gòu)造。因此，相同或相似標號可指示相同或相似構(gòu)件。

例如，圖7的示例性核心16包括壓縮機區(qū)段、位于壓縮機區(qū)段下游的燃燒區(qū)段26，以及位于燃燒區(qū)段26下游的渦輪區(qū)段。壓縮機區(qū)段包括一個或多個壓縮機(即，LP壓縮機22和HP壓縮機24)并且渦輪區(qū)段包括一個或多個渦輪(即，HP渦輪28和LP渦輪30)。壓縮機區(qū)段的LP壓縮機22和HP壓縮機24，以及渦輪區(qū)段的HP渦輪28和LP渦輪30各自圍繞渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的縱向中心線12旋轉(zhuǎn)。

另外，圖5中描繪的示例性核心16包括在入口116和出口118之間延伸的流徑114，輔助渦輪120定位在入口116和出口118之間的流徑114中。流徑114和輔助渦輪120可按與上面參照圖5所描述的示例性流徑114和輔助渦輪120相同的方式構(gòu)造。

另外，圖7的示例性核心16包括：第一熱交換器121，其定位成在輔助渦輪120上游的位置處與流徑114處于熱連通；以及第二熱交換器123，其在輔助渦輪120下游的位置處與流徑處于熱連通。對于所描繪的實施例，第一熱交換器121構(gòu)造成從通過流徑114的放氣空氣流中移除熱。第一熱交換器121可構(gòu)造成“空氣-空氣”熱交換器，它也與渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的旁通空氣流(類似于上面參照圖1所描述的旁通空氣流64)處于熱連通。例如，第一熱交換器121可定位在旁通通道內(nèi)(如圖7中描繪的那樣)，或者備選地可定位在核心16的外殼18內(nèi)。關(guān)于這種實施例，旁通空氣流的一部分可改為再次從旁通通道被引導(dǎo)經(jīng)過第一熱交換器121。

冷卻和壓縮放氣空氣然后可通過流徑114流到輔助渦輪120，在那里，隨著從這種放氣空氣流中抽取能量，放氣空氣可膨脹。放氣空氣通過輔助渦輪120膨脹可進一步降低放氣空氣的溫度。然后放氣空氣可通過流徑114流到第二熱交換器123(在輔助渦輪120下游的位置處)，在那里，隨著第二熱交換器123從渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的一個或多個系統(tǒng)中移除熱且將這種熱傳遞給流徑114中的放氣空氣，流徑114中的放氣空氣的溫度提高。例如，在某些示例性實施例中，第二熱交換器123可構(gòu)造成“液體-空氣”熱交換器，其構(gòu)造成將來自例如渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的主要潤滑系統(tǒng)或燃料系統(tǒng)的熱傳遞給流徑114中的放氣空氣。

流徑114中的放氣空氣然后提供給后渦輪模塊90。但是，在其它實施例中，可改為在渦輪區(qū)段的任何其它適當?shù)奈恢锰幪峁┓艢饪諝?。例如，在某些示例性實施例中，核?6可進一步包括與流徑114中的放氣空氣流處于空氣流連通的輔助壓縮機，以提高這種流的壓力。關(guān)于構(gòu)造，空氣流可改為按與上面參照圖2至4的一個或多個實施例所描述的相同方式提供給例如LP渦輪30。

現(xiàn)在參照圖8，提供根據(jù)本公開的示例性實施例的成級82的空氣流噴射噴嘴的放大示意圖。圖8中描繪的示例性級82的空氣流噴射噴嘴84位于渦輪區(qū)段內(nèi)，在第一渦輪(即，HP渦輪28)下游。特別地，對于所描繪的實施例，示例性級82的空氣流噴射噴嘴84位于LP渦輪30的前模塊86和LP渦輪30的尾模塊88之間。

另外，如所顯示的那樣，成級82的空氣流噴射噴嘴84與流徑的出口處于空氣流連通。對于所描繪的實施例，流徑是由渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的核心16的結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96。因此，示例性級82的空氣流噴射噴嘴84可結(jié)合到上面參照圖2和/或3所描述的一個或多個示例性渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10中。備選地，但是，在其它實施例中，成級82的空氣流噴射噴嘴84可位于渦輪區(qū)段內(nèi)的任何其它適當?shù)奈恢锰?，諸如在渦輪區(qū)段的渦輪后框架90中。因此，關(guān)于這種示例性實施例，成級82的空氣流噴射噴嘴84可改為結(jié)合到上面參照圖4和/或5所描述的一個或多個示例性渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10中。

仍然參照圖8，對于所描繪的示例性實施例，成級82的空氣流噴射噴嘴84中的各個噴嘴84構(gòu)造成渦輪區(qū)段的結(jié)構(gòu)導(dǎo)葉。特別地，成級82的空氣流噴射噴嘴84中的各個噴嘴84大體沿著徑向方向R延伸通過核心空氣流徑37，從而在渦輪區(qū)段的外襯套126和渦輪框架部件128之間提供結(jié)構(gòu)連接。但是，在其它實施例中，成級82的空氣流噴射噴嘴84中的一個或多個噴嘴84可另外或備選地構(gòu)造成非結(jié)構(gòu)噴嘴。在這種實施例中，噴嘴84可或可不沿著徑向方向R完全延伸通過核心空氣流徑37。

成級82的空氣流噴射噴嘴84可包括多個空氣流噴射噴嘴84，它們沿著渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的周向方向間隔開。例如，成級82的空氣流噴射噴嘴84可包括6個或更多個噴嘴84，14個或更多個噴嘴84，50個或更多個噴嘴84，80個或更多個噴嘴84，100個或更多個噴嘴84，或150個或更多個噴嘴84。另外，成級82的空氣流噴射噴嘴84大體包括在徑向外端處的腔室130。腔室130可為基本沿著渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的周向方向延伸的環(huán)形腔室。環(huán)形腔室130可允許成級82的空氣流噴射噴嘴84中的各個空氣流噴射噴嘴與流徑96的出口100處于空氣流連通。

另外，成級82的空氣流噴射噴嘴84中的各個噴嘴大體包括腔體132和開口134(以虛線描繪)，腔體132大體沿著徑向方向R延伸通過相應(yīng)的噴嘴84。來自環(huán)形腔室130的空氣可流到空心腔體132中，并且通過開口134流出，進入到渦輪區(qū)段中，或者更特別地，進入到延伸通過渦輪區(qū)段的核心空氣流徑37的部分中。因此，空氣流噴射噴嘴84中的各個噴嘴84的開口134可構(gòu)造成將從壓縮機區(qū)段中抽取的放氣空氣流噴射到延伸通過渦輪區(qū)段的核心空氣流徑37中。對于所描繪的實施例，由相應(yīng)的噴嘴84限定的各個開口134大體沿著徑向方向R延伸，基本沿著相應(yīng)的噴嘴84的長度。但是，在其它實施例中，各個噴嘴84可改為包括大體沿著徑向方向R間隔開的多個開口134。

值得注意的是，成級82的空氣流噴射噴嘴84構(gòu)造成再次引入來自流徑96的放氣空氣，在至少某些示例性實施例中，成級82的空氣流噴射噴嘴84可限定通過其中的最大質(zhì)量流率，它等于流徑96的最大質(zhì)量流率，諸如上面參照圖2所描述的流徑96的最大質(zhì)量流率。

現(xiàn)在特別地參照圖9，提供根據(jù)本公開的一個示例性實施例的大體沿著徑向方向R得到的一對噴嘴84的橫截面圖。例如，圖9的噴嘴84可結(jié)合到上面參照圖8所描述的成級82的空氣流噴射噴嘴84中。

對于圖9的實施例，噴嘴84是固定通量噴嘴84，它們各自限定開口134。所描繪的噴嘴84限定壓力側(cè)136和吸力側(cè)138，以及前端140和后端142。前端140位于通過核心空氣流徑37的空氣流中的后端142上游。另外，各個相應(yīng)的噴嘴84的開口134位于相應(yīng)的噴嘴84的壓力側(cè)136上，并且大體沿通過渦輪區(qū)段的空氣流(即，通過延伸通過渦輪區(qū)段的核心空氣流徑37的部分)的流向144定向。這種構(gòu)造可允許沿隨著通過渦輪區(qū)段的空氣流流動的方向(如箭頭146所指示的那樣)，將從壓縮機區(qū)段抽取/放出的放氣空氣流噴射到延伸通過渦輪區(qū)段的核心空氣流徑37中，以便最大程度地減小對這種空氣流的干擾。

但應(yīng)當理解的是，在其它示例性實施例中，噴射噴嘴84可具有任何其它適當?shù)臉?gòu)造。例如，在其它示例性實施例中，噴嘴84可改為是可變通量噴嘴84。特別地，現(xiàn)在參照圖10和11，提供根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的也大體沿著徑向方向R得到的一對噴嘴84的橫截面圖。示例性空氣流噴射噴嘴84可按與上面參照圖9所描述的示例性空氣流噴射噴嘴84基本相同的方式構(gòu)造，并且因而相同或相似標號可指示相同或相似部件。

但是，圖10和11的示例性噴嘴84構(gòu)造成允許改變允許通過其中的空氣流的量。特別地，圖10和11的示例性噴嘴84的開口134是可變通量開口134，其定位在相應(yīng)的噴嘴84的后端142附近。如所顯示的那樣，圖10和11的示例性噴嘴84各自包括定位在相應(yīng)的噴嘴的后端142處的瓣片148。各個瓣片148大體可圍繞樞轉(zhuǎn)軸線150(可平行于徑向方向R)在第一位置或打開位置(參見圖10)和第二位置或關(guān)閉位置(參見圖11)之間樞轉(zhuǎn)。當瓣片處于打開位置時，最大量空氣(諸如放氣空氣)可流過其中。相反，當處于關(guān)閉位置時，瓣片148定位在通過相應(yīng)的噴嘴84的開口134的空氣流上且阻擋它。各個瓣片148還可移動到第一位置和第二位置之間的多個位置，以調(diào)節(jié)被允許通過成級82的空氣流噴射噴嘴84的空氣量。圖10和11中描繪的噴嘴84的可變通量開口134可與流徑中的閥(諸如流徑96中的閥102)結(jié)合起來使用或替代流徑中的閥(諸如流徑96中的閥102)，從而對其提供放氣空氣。

此外，成級82的空氣流噴射噴嘴84中的噴嘴84的瓣片148還可控制通過渦輪區(qū)段的核心空氣流徑37的空氣流。特別地，各對相鄰噴嘴84限定噴嘴喉部區(qū)域，它可影響渦輪區(qū)段的容量。當瓣片148處于第一打開位置時，各對相鄰噴嘴84限定最大噴嘴喉部區(qū)域152，而當瓣片148處于第二關(guān)閉位置時，各對相鄰噴嘴84則限定最小噴嘴喉部區(qū)域154。因此，瓣片148構(gòu)造成當移動到第二關(guān)閉位置時減小噴嘴喉部區(qū)域，這可降低渦輪區(qū)段的容量。當渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的HP軸34以較低的速度運行時，空氣流噴射噴嘴84可運行來增大噴嘴喉部區(qū)域，以提高LP渦輪30的容量。仍然備選地，現(xiàn)在參照圖12和13，提供根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的也大體沿著徑向方向R得到的一對噴嘴84的橫截面圖。示例性空氣流噴射噴嘴84可按與上面參照圖9所描述的示例性空氣流噴射噴嘴84基本相同的方式構(gòu)造，并且因而相同或相似標號可指示相同或相似部件。

如同圖10和11的示例性噴嘴84一樣，圖12和13的示例性噴嘴84構(gòu)造成可變通量噴嘴，使得噴嘴84構(gòu)造成允許改變被允許通過其中的空氣流的量。特別地，各個示例性噴嘴84包括可變通量開口134，其定位在相應(yīng)的噴嘴84的后端142附近，阻擋門135可在關(guān)閉位置(圖12)和打開位置(圖13)之間，以及它們之間的多個位置之間滑動。因此噴嘴84可通過將阻擋門135移動到期望位置來調(diào)節(jié)被允許通過成級82的空氣流噴射噴嘴84的空氣量。圖12和13中描繪的噴嘴84中的可變通量開口134可與流徑中的閥(諸如流徑96中的閥102)結(jié)合起來使用或者替代流徑中的閥(諸如流徑96中的閥102)。

現(xiàn)在參照圖14和15，提供備選實施例，以將從壓縮機區(qū)段抽取的放氣空氣流噴射回延伸通過渦輪區(qū)段的核心空氣流徑37中。圖14提供位于HP渦輪28下游和LP渦輪30上游的渦輪框架部件104的簡化示意圖。渦輪框架部件104限定與流徑的出口處于空氣流連通的腔體156。對于所描繪的示例性實施例，腔體156與由結(jié)構(gòu)部件94限定的流徑96的出口100處于空氣流連通，諸如上面參照圖2和/或3所描述的那些。但是，備選地，腔體156可與上面參照圖4和5所描述的放氣空氣流徑114處于空氣流連通。

示例性渦輪框架部件104大體包括外襯套160上的門158，外襯套160至少部分地限定通過渦輪區(qū)段的核心空氣流徑37。門158可大體沿著渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的軸向方向A在前打開位置(參見圖14)和后關(guān)閉位置(參見圖15)之間移動。當門158處于前打開位置時，門158限定從腔體156中的流徑96到延伸通過渦輪框架部件104的核心空氣流徑37的開口162，以允許噴射/再次引入來自流徑96的放氣空氣。相反，當門158處于后關(guān)閉位置時，門158與渦輪外襯套160形成密封，使得不可允許空氣流從腔體156或通過其中的流徑96進入到通過渦輪框架部件104的核心空氣流徑37中。這可為將來自流徑96的放氣空氣噴射到延伸通過渦輪框架部件104的核心空氣流徑37中的簡單且經(jīng)濟的構(gòu)造。

在某些示例性實施例中，渦輪框架部件104可包括多個門158，各個門可大體沿著軸向方向A在打開位置和關(guān)閉位置之間移動。多個門158可沿著渦輪風(fēng)扇發(fā)動機10的周向方向間隔開。另外，雖然渦輪框架部件104(包括可移動門158)位于HP渦輪28和LP渦輪30之間，但在其它示例性實施例中，渦輪框架部件104(包括可移動門158)可改為位于例如LP渦輪的前模塊和LP渦輪的尾模塊之間。

本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。