[發明專利]燃氣渦輪發動機

有效

• 申請號: 201710957913.6
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107956598B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: T.O.莫尼斯;D.R.德懷爾;M.J.拉里丘塔;J.D.克萊門茨;B.W.米勒
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02K3/075
• 分類號: F02K3/075;F02K3/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周心志;譚祐祥

一種燃氣渦輪發動機包括具有單級風扇的風扇區段、核心渦輪發動機以及至少部分地包圍所述風扇區段的所述風扇和所述核心渦輪發動機的艙。所述燃氣渦輪發動機還包括在所述核心渦輪發動機的所述殼體與所述艙之間延伸的出口導葉。所述燃氣渦輪發動機被配置成將聲學比限定為大于或等于2.3，其中所述聲學比是所述風扇葉片的后緣與所述出口導葉的前緣之間的軸向間距和所述風扇葉片的軸向寬度的比率，所述軸向間距在所述風扇葉片的跨距的百分之七十五(75％)的徑向位置處，所述軸向寬度同樣在所述風扇葉片的所述跨距的百分之七十五(75％)的徑向位置處。

技術領域

本主題大體上涉及一種燃氣渦輪發動機，或者更具體地涉及具有相對較高的聲學比的燃氣渦輪發動機。

背景技術

燃氣渦輪發動機大體上包括布置成彼此流動連通的風扇和核心。燃氣渦輪發動機的核心大體上包括呈串行流動順序的壓縮機區段、燃燒區段、渦輪區段和排氣區段。至少某些燃氣渦輪發動機進一步包括圍繞風扇和核心的至少一部分延伸并包圍所述部分的艙。所述艙可以由核心和/或風扇支撐并通過多個撐桿機械連接到核心和/或風扇。對于包括單級風扇的燃氣渦輪發動機，所述撐桿被定位成與風扇葉片相對接近，使得所述風扇葉片可以充當風扇的出口導葉。

對于以超聲波飛行速度操作的燃氣渦輪發動機，即，飛行速度大于馬赫數1，風扇通常包括多個風扇級以限定相對高的整體風扇壓力比。然而，這些燃氣渦輪發動機在以超聲波飛行速度運行時可能會產生相對較大量的聲學干擾(即，噪聲)。雖然這對于軍事應用來說一般是可接受的，但這種聲學干擾可能會限制燃氣渦輪發動機在針對陸上商用飛機給定噪聲限制的商業應用方面的使用。

因此，能夠以超聲波飛行速度操作并在操作期間產生較少聲學干擾的燃氣渦輪發動機將適用。

發明內容

本發明的各方面及優勢將部分地在以下描述中闡述，或可根據所述描述而顯而易見，或可通過本發明的實施得知。

在本發明的一個示范性實施例中，提供一種限定軸向方向和徑向方向的燃氣渦輪發動機。燃氣渦輪發動機包括風扇區段，所述風扇區段包括具有風扇葉片的單級風扇。所述風扇葉片限定跨距(span，也稱為翼展)、沿軸向方向的軸向寬度和后緣。所述燃氣渦輪發動機還包括核心渦輪發動機，所述核心渦輪發動機包括殼體。所述燃氣渦輪發動機還包括艙，所述艙至少部分地包圍風扇區段的風扇和核心渦輪發動機。所述燃氣渦輪發動機還包括出口導葉，所述出口導葉在核心渦輪發動機的殼體與艙之間延伸并限定前緣。燃氣渦輪發動機的聲學比大于或等于2.3。所述聲學比是風扇葉片的后緣與出口導葉的前緣之間的軸向間距和風扇葉片的軸向寬度的比率，所述軸向間距在風扇葉片的跨距的百分之七十五(75％)的徑向位置處，所述軸向寬度同樣在風扇葉片的跨距的百分之七十五(75％)的徑向位置處。

在本發明的一個示范性方面中，提供一種用于操作燃氣渦輪發動機的方法。所述燃氣渦輪發動機包括：包括風扇葉片的單級風扇、包括殼體的核心渦輪發動機、艙和在核心渦輪發動機的殼體與艙之間延伸的出口導葉。所述方法包括以次聲波飛行速度操作燃氣渦輪發動機。所述方法還包括以超聲波飛行速度操作燃氣渦輪發動機，其中燃氣渦輪發動機將聲學比限定為大于或等于2.3。所述聲學比是風扇葉片的后緣與出口導葉的前緣之間的軸向間距和風扇葉片的軸向寬度的比率，所述軸向間距在風扇葉片的跨距的百分之七十五(75％)的徑向位置處，所述軸向寬度同樣在風扇葉片的跨距的百分之七十五(75％)的徑向位置處。

技術方案1.一種限定軸向方向和徑向方向的燃氣渦輪發動機，所述燃氣渦輪發動機包括：

風扇區段，其包括具有風扇葉片的單級風扇，所述風扇葉片限定跨距、沿所述軸向方向的軸向寬度和后緣；

核心渦輪發動機，其包括殼體；

艙，其至少部分地包圍所述風扇區段的所述風扇和所述核心渦輪發動機；以及

出口導葉，其在所述核心渦輪發動機的所述殼體與所述艙之間延伸并限定前緣；