[發明專利]發動機噴管及包含其的渦扇發動機

在審

• 申請號: 202110680704.8
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN115492697A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 邱昇
• 申請（專利權）人: 中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: F02K1/46
• 分類號: F02K1/46;F02K1/78
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 楊東明;何濤

本發明公開了一種發動機噴管及包含其的渦扇發動機，發動機噴管包括外涵殼體和內涵殼體，內涵殼體設于外涵殼體的內側，內涵殼體的內腔形成內涵道，外涵殼體和內涵殼體之間形成外涵道，其特征在于，內涵殼體和/或外涵殼體的周向上設有多個通孔，通孔內設有遮擋件，遮擋件能被控制打開或封閉通孔。本發明使得發動機噴管在噴射氣流時，外涵道內的氣流可通過通孔進入內涵道內并與內涵道內的氣流提前混合接觸形成交流機制，外界大氣內的氣流可通過通孔進入外涵道內并與外涵道內的氣流提前混合接觸形成交流機制，通過更有效的摻混混合來達到降低噴流噪聲的目的。

技術領域

本發明涉及一種發動機噴管及包含其的渦扇發動機。

背景技術

噪聲適航標準，是指適航部門規定用于管理航空器噪聲水平的基本準則。由于噪聲影響人的身體健康，造成環境污染，因此適航噪聲主要關注飛機在起飛、飛越和進場工況下的噪聲大小。發動機噪聲是飛機的主要噪聲源，作為發動機噪聲主要聲源之一的噴流噪聲一直是發動機噪聲控制研究中的重要課題。

噴流噪聲的形成機理一般為噴氣流入靜止的或流速較慢的氣流時，高速噴流與周圍相對靜止的介質急劇混合，從而使得射流邊界層中形成強烈的湍流脈動。由于氣體中動量的變化要由作用力來平衡，在無固體邊界的純空氣流中，該作用力的變化是由壓力變化產生的，流動區域內壓力引起密度起伏，它傳播到流動區域之外的介質，這就是噴流噪聲的來源。

增大渦扇發動機涵道比可以降低發動機的排氣速度，進而降低噴流噪聲。因此，現有的渦扇發動機就是采用大涵道比設計，顯著降低了噴流噪聲。目前，鋸齒噴管是現今使用較多的噴流降噪方案，鋸齒噴管通過增強高速噴流和環境大氣的摻混降低了噴流噪聲，但其缺點是鋸齒設計同時會造成噴管氣動性能減低，是以推力損失為代價獲得降噪量收益。由于渦扇發動機處于起飛和飛越適航工況時，噴流噪聲才占主要分量，渦扇發動機在進場適航工況和高空巡航階段時，風扇噪聲是主要分量，噴流噪聲占比不高。而鋸齒噴管會一直產生推力損失，進而影響渦扇發動機的性能。因此，如何在不影響或者小幅度影響發動機噴管在適航工況和高空巡航階段時的氣動性能的同時降低噴流噪聲，是發動機噴流降噪需要解決的技術問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術中采用鋸齒噴管降低噴流噪聲會造成渦扇發動機在適航工況和高空巡航階段時推力損失的缺陷，提供一種發動機噴管及包含其的渦扇發動機。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

本發明提供了一種發動機噴管，所述發動機噴管包括外涵殼體和內涵殼體，所述內涵殼體設于所述外涵殼體的內側，所述內涵殼體的內腔形成內涵道，所述外涵殼體和所述內涵殼體之間形成外涵道，所述內涵殼體和/或所述外涵殼體的周向上設有多個通孔，所述通孔內設有遮擋件，所述遮擋件能被控制打開或封閉所述通孔。

在本方案中，通過在內涵殼體上設置通孔將內涵道與外涵道連通，使得發動機噴管在噴射氣流時，外涵道內的氣流可通過通孔進入內涵道內并與內涵道內的氣流提前混合接觸形成交流機制，通過更有效的摻混混合來達到降低噴流噪聲的目的；通過在外涵殼體上設置通孔將外涵道與外界大氣連通，使得發動機噴管在噴射氣流時，外界大氣內的氣流可通過通孔進入外涵道內并與外涵道內的氣流提前混合接觸形成交流機制，同樣達到降低噴流噪聲的目的。將通孔設置成可被打開和關閉的結構，可以根據需要在飛機起飛和飛越適航工況時打開通孔以降低噴流噪聲，在進場適航工況和高空巡航階段時關閉通孔，以避免通孔影響發動機噴管在適航工況和高空巡航階段時的氣動性能，進而避免渦扇發動機產生推力損失。

較佳地，所述遮擋件被設置成打開時伸入所述內涵道和/或所述外涵道內。

在本方案中，使遮擋件在通孔處于打開狀態時伸入內涵道或外涵道中，可以破壞內涵道或外涵道湍流中的渦系結構，降低湍流脈動以降低湍流噪聲，進一步降低發動機的噴流噪聲。

較佳地，所述遮擋件上具有消音孔，所述消音孔沿所述遮擋件的厚度方向貫穿所述遮擋件。