[发明专利]用于尾喷管的抗噪V形尾缘、具有这种V形尾缘的尾喷管和涡轮发动机

说明书

技术领域

本发明涉及用于飞行器涡轮发动机的尾喷管的抗噪V形尾缘以及具 有所述V形尾缘的尾喷管和具有至少一个这种尾喷管的涡轮发动机。

背景技术

我们知道，在涡轮发动机的后部，涡轮发动机所喷出的射流与至少 一种其它的气流接触：在单流式涡轮发动机的情形中，该射流与环境空气 接触，而在双流式涡轮发动机的情形中，冷流和热流不仅彼此接触，而且 还与环境空气接触。

由于所述尾喷管喷出的射流的速度不同于所述射流遇到的其它气流 的速度，因此在所述流相互进入时造成流体剪切，所述流体剪切会产生噪 音，在航空技术中该噪音通常被称为“射流噪音”。

为了减弱这种射流噪音，有人已经想到在具有不同速度的所述流之 间的边界处产生紊流。

例如，文献GB-A-766 985描述了一种尾喷管，该尾喷管的出口孔在 其周边处具有多个向后延伸的凸起，该凸起的总体方向至少接近所述尾喷 管喷出的射流的总体方向。这样的凸起由可具有多种不同形状的“齿”构 成。

作为变型，文献GB-A-2 289 921提出在尾喷管的出口孔的边缘处设 置缺口。这样的缺口分布在所述出口孔的周边上，并且每个缺口通常具有 至少近似三角形的形状，所述三角形的底边与出口孔的所述边缘重合，而 其顶点位于该出口边缘的前面。结果导致在两个连续的缺口之间形成形状 至少近似三角形或梯形的齿。

在航空技术中这样的齿无论其确切的形状如何通常均被称为“V形尾 缘”。

已知的V形尾缘对于减弱射流噪音通常是有效的；然而，其缺点在于， 会产生很多尾迹，尤其是在巡航飞行时。

发明内容

为了减轻这个缺点，已经公知(例如，通过EP-1 580 419)的做法 是缩短V形尾缘的长度。为此，每个V形尾缘的形状由以下界定：

-两条侧边，其前端固定连接于所述尾喷管，并且随着远离所述尾喷 管而朝彼此会聚但不相遇，使得所述侧边的后端彼此分开；以及

-横向线，其将所述侧边的后端相连，从而形成两个被中间凹部分开 的侧凸部。

然而，在这样的公知V形尾缘中，所述侧凸部和所述中间凹部形成尖 部，而该尖部表现为额外的寄生噪音源。因此，在尾迹方面所赢得的， 又在噪音方面失去。

本发明的目的是，在受益于尾迹减少的同时，减少这种公知V形尾缘 的噪音发出。

为此，根据本发明，一种设置在涡轮发动机尾喷管的射流出口孔周 边上的V形尾缘，用于减弱所述射流的噪音，该V形尾缘的形状由以下界 定：

-两条侧边，至少为近似直线形，其前端固定连接于所述尾喷管，开 且随着远离所述尾喷管而朝彼此会聚但不相遇，使得所述侧边的后端彼 此分开；以及

-横向线，其将所述侧边的后端相连，从而形成两个被中间凹部分开 的侧凸部，

所述V形尾缘的显著之处在于，所述横向线为曲线，使得所述侧凸部 和所述中间凹部为倒圆的。

这样，没有额外的寄生噪音发出，这种V形尾缘的每个倒圆侧凸部产 生涡流，V形尾缘的这两股涡流是迭套(imbriqué)和反向旋转的。全部的 所述V形尾缘从而产生能快速均匀化尾喷管后部的气流的涡流系统。因而 致使快速地减弱射流噪音。

另外，与公知的三角形V形尾缘(由会聚直至相遇的所述侧边形成) 相比，注意到，根据本发明的V形尾缘更短(因此它比所述三角形V形尾 缘具有更小的质量和更少的尾迹)。实际上，根据本发明的所述V形尾缘 呈现为被所述横向线截头后的所述公知三角形V形尾缘，但具有提高的噪 音减弱效率。

因此，得益于本发明，可以获得这样一种飞行器：其尾喷管具有在 降落和起飞阶段安静、并且在巡航时具有减少的尾迹的所述V形尾缘。本 发明还允许改善巡航飞行和上升飞行阶段的噪音，最终获得更安静的飞 行器机舱。

根据本发明的V形尾缘的形状可关于中间纵轴线对称，其中所述中间 纵轴线的总体方向为所述射流的总体方向。

作为变型，所述V形尾缘的侧边关于所述中间纵轴线彼此对称地倾斜， 而所述倒圆的侧凸部可沿着所述中间纵轴线彼此错开。