[发明专利]出口导向叶片

说明书

一种用于涡扇发动机的出口导向叶片，其产生降低的噪声。该出口导向叶片可以包括翼面，该翼面至少包括多孔部分，其中，该至少一个通道或多孔部分的位置靠近翼面的前缘。

背景技术

大多数现代商业和军用飞机由涡扇喷气发动机提供动力。

发动机噪声是由其本身喷气排气以及将空气吸入发动机的风扇叶片产生的。降低噪声的一种高效方法是增加发动机的旁通率。旁通率是流过旁路管道的空气的质量流量与流过发动机核心的空气的质量流量之比。旁通的空气极大地降低了来自发动机核心的喷射流产生的噪声，然而，这项技术在降低噪声方面已达到极限。

还开发了其他降噪技术，例如在发动机管道内用特殊的吸音衬吸收噪声。这些技术已将噪声进一步降低了90％。如今，喷气发动机比第一代喷气发动机安静30dB，并且所产生的噪声不到早期客机噪声的1％。然而，飞行的飞机数量的增加仍然为居住在机场附近的人们带来了严重的噪声污染。

尽管降噪技术得到了发展，但由于航空旅行的全球扩张和航班数量的增加，飞机噪声仍然是一个主要的公共问题。喷气发动机产生的飞机噪声会影响居住在机场附近的人们。因此，有必要进一步降低噪声。

发明内容

本发明涉及对涡扇发动机的部件的改变，由发动机产生的噪声的很大一部分由该部件造成。

在涡扇发动机中，涡扇将空气吸入发动机。这样，气流变得非常湍急。在旁路管道中，出口导向叶片(Outlet Guide Vane，OGV)使气流变直，从而减少湍流和噪声。OGV是一组独立的翼面，它们以通常为零+/-4°的低迎角固定在旁路管道上

OGV本身就是主要的噪声源。来自涡扇的湍流与OGV翼面相互作用，并由于与前缘和后缘的相互作用而产生噪声。前缘噪声是OGV的主要噪声源。

通过改变OGV的几何形状可以实现OGV噪声的小幅降低，但是其他降低噪声的方法将非常有益。

已经发现，噪声源是由OGV的两侧之间的压差波动引起的。这些快速的波动会在空气中产生振动，这种振动是可以听到的，并且与一般湍流产生的噪声不同。

根据本发明，提供了一种用于喷气发动机的出口导向叶片，包括翼面，所述翼面具有前缘和后缘，其中，所述出口导向叶片的所述前缘的至少部分是多孔的。术语“前缘”不一定是指空气与翼面相遇的单个点，而是在本说明书中通常用于指代该点附近的翼面的总体区域(即，在弦向方向上所述翼面的第一部分)。

利用本发明，可以通过为OGV前缘设置多孔部分而显着降低出口导向叶片产生的噪声，该多孔部分可以对振动提供阻尼作用并降低噪声。在1kHz至10kHz的范围内，可实现高达7dB的宽带噪声的大幅降低。令人惊讶和有益的是，该频率范围是人耳最敏感的范围。在迎角为零或接近零时，降噪效果尤其明显。OGV通常在巡航时以较小或为零的迎角运行，尽管由于气流是直流与环流的结合，气流的入射角在助跑和起飞时会发生变化。

虽然可以预期，偏离常规的实心光滑前缘会增加阻力，并因此降低发动机的效率，但发现本发明在没有显着增加OGV正常运行的入射角处的阻力的情况下实现了这种噪声降低，并且因此没有降低发动机的效率。

当多孔区域覆盖达到从前缘沿弦向延伸的前缘区域的20％，更优选地达到15％，进一步更优选地达到10％时，降噪效果特别强。

多孔区域可以延伸以覆盖OGV的前缘的整个跨度，也可以覆盖前缘的部分，在降噪和对空气动力性能的影响之间进行权衡。一个示例可以是，前缘的跨度的径向外部30％到10％是多孔的。

多孔前缘的另一个好处是，它抑制前缘区域中的气流分离，否则即使在较小的迎角下也可能发生这种分离。发生这种分离时，它会产生自己的低频噪声。多孔前缘大大降低了这种噪声。