[發明專利]氣體渦輪引擎附件的冷卻

在審

• 申請號: 201911059366.5
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN111140362A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: E.拉雅;L.英格利;Z.M.侯賽因
• 申請（專利權）人: 勞斯萊斯有限公司
• 主分類號: F02C7/18
• 分類號: F02C7/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 司璐璐;李建新

本發明題為“氣體渦輪引擎附件的冷卻”。本發明提供了一種用于飛行器的氣體渦輪引擎。引擎包括引擎核心，引擎核心包括渦輪、壓縮機和將渦輪連接到壓縮機的芯軸。引擎還包括圍繞引擎核心的核心殼體。引擎還包括圍繞核心殼體的空氣動力整流罩。引擎還包括位于引擎核心的上游的推進式風扇，風扇產生進入核心引擎的核心氣流和進入圍繞空氣動力整流罩的旁路管道的旁路氣流。引擎還包括一個或多個引擎附件，引擎附件安裝在位于核心殼體和空氣動力整流罩之間的空間中。引擎還包括一個或多個通風入口，其接收旁路氣流的一部分作為引擎附件的冷卻流，通風入口被構造成用于將其中接收的旁路流的動能的至少一部分轉換成升壓。

技術領域

本公開涉及氣體渦輪引擎的引擎附件的冷卻。

背景技術

通常，飛行器氣體渦輪引擎的附件齒輪箱安裝在引擎下方的位置中的外部引擎短艙內。齒輪箱通過徑向驅動軸連接到引擎核心。齒輪箱為其他附件諸如輔助發電機和用于液壓流體、燃料、油等的泵提供動力。

盡管齒輪箱遠離引擎核心的熱環境是有效的，但是齒輪箱在外部短艙內的位置是不利的，因為其在短艙內需要相對較大的空間，這可增大短艙的總直徑，從而導致重量和阻力增加以及不利的具體燃料消耗。

在另選的布置結構中，有可能將附件齒輪箱和其他附件定位在直接位于圍繞引擎核心的殼體外部的引擎區中。該附件通過托架、短桿或凸臺安裝到殼體。然而，引擎核心附近的高溫環境可產生熱負荷，該熱負荷可降低部件可靠性。例如，在一些引擎中，該區可在高于300℃的空氣溫度下工作，這高于許多附件齒輪箱材料的熱性能。因此，為了保持齒輪箱的可接受的周圍空氣溫度，可安裝通風系統。

發明內容

本公開至少部分地基于如下認識：渦輪風扇引擎中的冷卻空氣的可能來源是穿過引擎旁路管道的旁路氣流。該氣流通常處于低于100℃的溫度下。因此，一種選擇是在圍繞引擎區的空氣動力整流罩中形成簡單的通風孔，使得一小部分旁路氣流進入該區以圍繞附件齒輪箱。然而，在高旁路比率引擎中，尤其是在較低引擎功率條件下，低風扇壓力比降低了通風孔上的壓差，從而限制了以這種方式轉向來冷卻齒輪箱的旁路流的量。這繼而限制了通風系統的功能。

因此，根據第一方面，提供了一種用于飛行器的氣體渦輪引擎，該引擎包括：

引擎核心，該引擎核心包括渦輪、壓縮機和將該渦輪連接到該壓縮機的芯軸；

圍繞該引擎核心的核心殼體；

圍繞該核心殼體的空氣動力整流罩；

位于該引擎核心的上游的推進式風扇，該風扇產生進入核心引擎的核心氣流和進入圍繞空氣動力整流罩的旁路管道的旁路氣流；和

一個或多個引擎附件，該一個或多個引擎附件安裝在核心殼體和空氣動力整流罩之間的空間中；

其中該氣體渦輪引擎還包括：

一個或多個通風入口，該一個或多個通風入口接收旁路氣流的一部分作為引擎附件的冷卻流，該通風入口被構造成用于將其中接收的旁路流的動能的至少一部分轉換成升壓，使得冷卻流的壓力相對于旁路氣流的壓力升高；和

歧管，該歧管與該通風入口流體連通以從該通風入口收集冷卻流，該歧管具有多個排氣孔，冷卻流通過該排氣孔離開歧管以沖擊引擎附件并從而冷卻引擎附件。

有利的是，通過以這種方式增大冷卻流的壓力并使用歧管的排氣孔將其引導到所需的位置，可克服風扇壓力比低的問題，使得即使在低引擎功率條件下也可實現引擎附件的充分冷卻。

現在將闡述本公開的可選特征部。這些特征部可單獨地或以與本公開的任何方面的任意組合應用。

一個或多個通風入口可將其中接收的旁路氣流的一部分的動能的至少50%轉換成升壓。優選地，它們可基本上使在其中接收的旁路氣流的一部分停滯。