[发明专利]用于减小由喷气引擎上喷气‑外挂架相互作用而产生的噪音的装置

说明书

技术领域

本发明的领域是民用航空领域，具体为由飞机所产生的噪音的领域。

背景技术

由商用飞机所产生的噪音，特别是在起飞时，是非常讨厌的，这尽人皆知，已构思了许多革新来试图减小它。此噪音的一主要来源来自引擎喷气，其在起飞阶段全动力使用。显然已做了大量工作来试图减小来自飞机喷气的噪音，例如安装锯齿山形件至排气管，不管该排气管是用于产生自通过引擎的主流的热气体的，还是用于所称的产生自引擎的二级流或旁流的冷气体的排气管。

为了限制对在机场附近生活和工作者的困扰，施以严格的标准以限制在位于飞机周围的不同点，从起飞跑道不同距离和几个方向可感知的噪音。

如果飞机被验收合格，则飞机设计者对于被允许的最大噪音方面不得不遵守的一个特别关键的方面是从起飞跑道起450m距离的飞机侧向位置。外挂架，即通过将引擎与机翼相连而支撑引擎的支架的存在，在气体喷出的区域中局部产生流体中高级别的湍流，这导致引擎侧向噪音大幅度增加。此种现象在外挂架伸到气体在其中喷射的飞机外结构中被特别敏锐地感知，而这种结构成为目前商用飞机所经常采用的结构。

在风洞模型中所进行的大量计算或测量的结果清楚地显示，在外挂架周围的气流与外挂架自身之间的相互作用的效果产生湍流级别可察觉的增加，其结果是噪音级别的增加。径向围绕该外挂架的喷射角度扩张的显著变化同样能被观察到，这将朝向机翼引导来自该外挂架周围的涡轮喷气引擎的喷气。

而且，所获得的经验证实，外挂架的引入，除了其对在传统喷气结构中噪音增加的影响外，还可极大减小安装以减小排放气体的噪音的其他装置的效果，所述其他装置例如安装以脱离喷管的山形件或混合器。该外挂架的存在还从空气动力学的观点，改变了喷气的初始扩展，从而改变其混合及其声学特征。

因此，在声学方面，该外挂架的存在导致在侧向检定点处喷射噪音的增加，此增加可在2-3.5EPNdB(有效感知噪音，分贝)之间变化，这取决于引擎转速、该外挂架的尺寸和所考虑的喷射几何形状。

例如那些在专利申请FR 2913401或GB 2138507中所描述的装置被设计以控制围绕支撑涡轮机的外挂架的空气的循环。然而，它们并不解决在起飞时由双流(旁流)或三流涡轮喷气引擎的热流与冷流之间的速度剪切产生的噪音问题，也不解决与之相关的问题。

减小喷气躁音的需要对于引擎制造来说是个永恒的关注点，从源头减小噪音，即作用在围绕外挂架和其下游的局部湍流上的益处是清楚的。该潜在的噪音减小甚至看上去，在最终的分析中，大于通过在排气管处使用山形件或微喷射的作用。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种用于减小由安装在飞机外挂架上的引擎所产生的噪音的装置克服现有技术中的这些缺点，尤其是减小与在引擎喷气和围绕该外挂架的气流之间的相互作用相关的噪音。

为此，本发明的一个主题是用于支撑双流或三流涡轮喷气引擎的飞机外挂架，包含一用于连接到飞机的上面，两个侧面和一在其下面部分的底面，所述外挂架包含至少一个向所述涡轮喷气引擎的冷流的排气管的下游延伸，并被该冷流掠过的部分，其特征在于，它包括，在其延伸到超过所述排气管的冷流中的部分上，至少一个定位在所述外挂架的一个侧面上的孔，空气通过该孔从沿其侧面流动的气流喷入或吸入。

射入或吸入气流使得可改变围绕该外挂架的气流，从而，通过沿一适合的方向引导此喷射，来减小引擎与外挂架之间旋涡的形成，从而减小与该外挂架的存在相关的壁噪音和在该冷流与引擎外侧上的空气之间的速度剪切。它改善了沿所述侧面及该外挂架下面部分的气流，从而减小总体湍流强度，因而减小侧部噪音，而同时控制喷射的初始增加，从而控制其混合的初始增加。

在一个实施例中，所述孔通过一连接到一铲的管而流入气体，所述铲从涡轮喷气引擎的冷流分流出气体。

在另一实施例中，该孔通过一连接到一龙头的管而流入气体，所述龙头从涡轮喷气引擎的压缩机的下游分流出气体。上面提到的第一与第二实施例之间的选择取决于为了减小在该外挂架侧面的每侧产生的逆时针旋转的旋涡的形成而使喷射需要具有的强度。

优选地，空气以高于所述气流总压力至少15％的压力被射入。微喷射因此产生，其比主流移动更快，这确保该装置通过供应足够能量以更高效地大幅度改变此区域内的流动并产生更少噪音，同时使必须射入的流量最小。

供参考，气体在所述孔处水平地沿与围绕该涡轮喷气引擎的气流的流轴成30°与90°之间角度的方向射入。此角度范围的选择通过研究证明是使所述微喷射足够进入围绕该涡轮喷气引擎的气流，而不产生昂贵的空气动力学损失的角度范围。