[發明專利]發動機涵道以及航空器發動機

有效

• 申請號: 201380038301.7
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN104619977A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 楠田真也;大庭芳則
• 申請（專利權）人: 株式會社IHI
• 主分類號: F02K3/06
• 分類號: F02K3/06;F01D9/02;F02C7/00;F02C7/04;F02C7/057;F04D29/54
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 丁文蘊;杜嘉璐

技術領域

本發明涉及吸入空氣并排出內涵道噴氣以及外涵道噴氣的發動機涵道，以及通過排出內涵道噴氣和外涵道噴氣來產生發動機推力的航空器發動機。

背景技術

近年來，對于作為航空器發動機的主要構成要素的發動機涵道進行了各種開發，若對于相關的一般的發動機涵道的構成等進行簡單的說明，則如下。

一般的發動機涵道具備筒狀的核心整流罩(發動機內筒)，在該核心整流罩的內部(內側)形成有用于吸入空氣并排出內涵道噴氣的環狀的內涵道。另外，在核心整流罩的外側以包圍核心整流罩的方式配設有筒狀的發動機艙(發動機外筒)，在發動機艙的內周壁面與核心整流罩的外周壁面之間形成有用于吸入空氣并排出外涵道噴氣的環狀的外涵道。并且，在核心整流罩的外周壁面與發動機艙的內周壁面之間，沿圓周方向隔著間隔配設有作為對于核心整流罩支承發動機艙的構造部件的多個支柱。

從核心整流罩的上部到發動機艙的上部，一體連結有作為平行于航空器發動機的發動機軸向地延伸的主吊架的頂部吊架，該頂部吊架從發動機艙向上方向(徑向外側)突出，用于向航空器安裝航空器發動機以及發動機推力的傳遞。另外，在核心整流罩的外周壁面的下部與發動機艙的內周壁面的下部之間，相對于發動機軸心與頂部吊架對稱地設置作為子吊架的底部吊架，該底部吊架位于沿圓周方向相鄰的支柱之間，除了作為相對于核心整流罩支承發動機艙的構造部件發揮功能以外，還具有收納配管等的功能。并且，在核心整流罩的外周壁面與發動機艙的內周壁面之間的上述支柱的上游側，沿圓周方向隔著間隔地配設有將吸入外涵道的空氣整流成軸流的多個風扇出口引導葉片。

因此，使航空器發動機運轉，將吸入內涵道的空氣作為內涵道噴氣，將吸入外涵道的空氣整流成軸流作為外涵道噴氣分別排出。由此，能夠產生航空器發動機的發動機推力。

此外，作為與本發明相關的現有技術，存在日本專利公開公報特開2008－151033公報(專利文獻1)以及特開平5－202768號公報(專利文獻2)。

發明內容

發明要解決的課題

然而，若對于航空器發動機的運轉中的外涵道內的流場進行三維非穩態粘性CFD(Computational?Fluid?Dynamics：計算流體動力學)解析，則如圖6(a)所示，明確了在發動機艙的內周壁面與底部吊架的連接部附近產生較大的剝離區域。這里，圖6(a)是表示相關的發動機涵道的外涵道內的流場的剝離區域的圖。另一方面，若在航空器發動機的運轉中的外涵道內的流場中剝離區域增大，則與此相伴，外涵道內的推力損耗增大，難以使航空器發動機的發動機性能提高到高的等級。

此外，在航空器發動機的運轉中的外涵道內的流場中，不僅在發動機艙的內周壁面與底部吊架的連接部附近，即使在核心整流罩的外周壁面與底部吊架的連接部附近、發動機艙的內周壁面與支柱的連接部附近等，也產生較大的剝離區域，在該情況下，產生與上述相同的問題。

根據本發明，能夠減少外涵道內的流場中的剝離區域并減少推力損失來而提供高效率的航空器發動機。

用于解決課題的方法

本發明的發明者為了解決上述的課題，反復進行了試錯的結果，能夠得到如下的新的見解，從而完成本發明，即，如圖5(a)、圖5(b)以及圖6(b)所示，在發動機艙的內周壁面，從作為子吊架的底部吊架的圓周方向的兩側面側(兩側面的前邊緣側)朝向下游側形成了向徑向內側隆起的規定的隆起部的情況下，航空器發動機的運轉中，外涵道內的流場中，能夠充分減少發動機艙的內周壁面與底部吊架的連接部附近的剝離區域。

這里，所謂規定的隆起部，是指從徑向內側觀察到的形狀呈沿發動機軸向延伸的流線形狀，且頂部位于底部吊架的表面(包含后緣)上的隆起部。另外，圖5(a)是表示發明例的隆起部的周邊的立體圖，圖5(b)是從徑向內側觀察發明例的隆起部的周邊的圖，圖6(b)是表示發明例的發動機涵道的外涵道內的流場的剝離區域的圖，圖6(b)的剝離區域是通過三維非穩態粘性CFD解析計算出的。此外，附圖中，“FF”指前方向(上游方向)，“FR”指后方向(下游方向)。

即使在核心整流罩的外周壁面，從底部吊架的圓周方向的兩側面側朝向下游側形成了向徑向外側隆起的隆起部的情況、在發動機艙的內周壁面或者核心整流罩的外周壁面，從支柱的圓周方向的兩側面側朝向下游側形成了向徑向內側或者徑向外側隆起的隆起部的情況、以及在發動機艙的內周壁面或者核心整流罩的外周壁面，從風扇出口引導葉片的圓周方向的兩側面側朝向下游側形成了向徑向內側或者徑向外側隆起的隆起部的情況下，也能夠認為與上述的情況相同。