本發(fā)明涉及航空器渦輪機(jī)的領(lǐng)域，并且更具體地涉及一種渦輪機(jī)的空氣引導(dǎo)裝置，其類型包括一對廣泛地被稱為“開式轉(zhuǎn)子”的無護(hù)罩的反轉(zhuǎn)風(fēng)扇，以及航空器渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)。

背景技術(shù)：

使用一個或多個空氣引導(dǎo)裝置是已知的。這些通常采取周向位于渦輪機(jī)的縱軸線周圍的波瓣的形式。

圖1示出了一種根據(jù)在FR2951502中描述的有時被稱為雙波瓣的渦輪機(jī)1的示例。特別地，該渦輪機(jī)1包括每個都具有S形的兩個空氣引導(dǎo)裝置2。這些空氣引導(dǎo)裝置2關(guān)于渦輪發(fā)動機(jī)1的縱軸線X對稱并且連接到主氣流3，該主氣流3供給空氣到渦輪機(jī)1的發(fā)動機(jī)，該渦輪機(jī)包括至少一個壓縮機(jī)，燃燒室和渦輪。

通常，空氣引導(dǎo)裝置的主要功能是用于以最均勻方式為發(fā)動機(jī)供給可能的空氣。然而這些空氣引導(dǎo)裝置的顯著徑向偏移，以及后者不軸對稱的事實導(dǎo)致氣流變形，所述氣流穿過它們并且旨在供給渦輪機(jī)主氣流。這些變形導(dǎo)致相當(dāng)大的發(fā)動機(jī)效率損失。

更特別地，一種空中引導(dǎo)裝置2具有沿第一方向接收氣流的上游區(qū)段2am，所述氣流然后經(jīng)由轉(zhuǎn)向區(qū)段2d以第二方向被引導(dǎo)到下游區(qū)段2av。該轉(zhuǎn)向區(qū)段2d如在示例中可由兩個連續(xù)的肘部形成。變形效應(yīng)基本上是由于在上游區(qū)段2am和轉(zhuǎn)向區(qū)段2d之間方向變化時發(fā)生的分層。該分層導(dǎo)致低壓區(qū)域(由區(qū)域Z表示)，該低壓區(qū)域在出口導(dǎo)致巨大漩渦，換句話說在下游區(qū)段2av的最下游端導(dǎo)致巨大漩渦。轉(zhuǎn)向角越大，導(dǎo)致很大變形的分層越大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的因此是為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中的缺點。在該背景下，本發(fā)明的目的是提供一種降低分層效應(yīng)的渦輪機(jī)的空氣引導(dǎo)裝置。

為此，本發(fā)明涉及一種渦輪機(jī)的空氣引導(dǎo)裝置，其包括渦輪機(jī)發(fā)動機(jī)的空氣供給通道，其中該供給通道具有通過轉(zhuǎn)向區(qū)段連接在一起的上游區(qū)段和下游區(qū)段，所述轉(zhuǎn)向區(qū)段被構(gòu)造和適用于在下游區(qū)段中以第二方向引導(dǎo)以第一方向接收的來自上游區(qū)段的氣流。

此外，該上游區(qū)段和轉(zhuǎn)向區(qū)段通過內(nèi)肘部和外肘部連接在一起。在該內(nèi)肘部該空氣引導(dǎo)裝置的內(nèi)表面具有凹槽，所述凹槽在供給通道長度的方向縱向地延伸。

此外，該凹槽的縱向邊緣在供給通道的上游區(qū)段的下游端的方向向外展開。

換句話說，該凹槽被定位在上游區(qū)段和轉(zhuǎn)向區(qū)段之間改變方向的位置。

應(yīng)該注意的是，該凹槽局部地增加了紊流的水平。紊流水平的增加限制了在該空氣引導(dǎo)裝置中邊界層的分層，并且因此改善了其效率和其變形。換句話說，由于凹槽的存在降低了氣流移動的速度，該凹槽顯著地限制了在空氣引導(dǎo)裝置中的分層。

通常，在全部本說明書中使用的術(shù)語“上游”和“下游”都被認(rèn)為是相對于流體的移動方向。

以非限制性方式，空氣引導(dǎo)裝置可由渦輪機(jī)進(jìn)氣套筒形成，其類型包括與航空器渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)一起的一對通常稱為“開式轉(zhuǎn)子”類型的無護(hù)罩的反轉(zhuǎn)風(fēng)扇。

在另一非限制性實施方式中，該空氣引導(dǎo)裝置可由壓縮機(jī)組件的管道形成。

此外，該凹槽與渦流發(fā)生器(VG)相比的一個益處是由于其在管道中的非侵入性特征。它不能被進(jìn)入發(fā)動機(jī)的外部元素(鳥類、冰雹等)所損壞。相反，渦流發(fā)生器突出到導(dǎo)管內(nèi)，并且可被所攝入的外部元素?fù)p壞。

除了前述段落剛剛陳述的特征外，根據(jù)本發(fā)明的裝置可具有一個或多個以下的額外特征，單獨(dú)地或根據(jù)技術(shù)上可行的組合所考慮。

在一個非限制性實施方式中，該凹槽的上游寬度在0.021xR和0.082xR之間，其中R是圓的半徑，所述圓的表面積等于供給通道的上游區(qū)段的入口橫截面的表面積，其中該入口橫截面位于與上游區(qū)段的縱軸線垂直的平面中。術(shù)語上游區(qū)段的縱軸線涉及基本上位于中心并且在上游區(qū)段的長度方向延伸的軸線。

在一個非限制性實施方式中，凹槽的下游寬度在0.021xR和0.082xR之間，其中R是圓的半徑，所述圓的表面積等于供給通道的上游區(qū)段的入口橫截面的表面積，其中所述入口橫截面位于與上游區(qū)段的縱軸線垂直的平面中。

在一個非限制性實施方式中，該凹槽的長度在0.01xR和0.21xR之間，其中R是圓的半徑，所述圓的表面積等于供給通道的上游區(qū)段的入口橫截面的表面積，其中所述入口橫截面位于與上游區(qū)段的縱軸線垂直的平面中。

在一個非限制性實施方式中，該凹槽的高度在0.001xR和0.012xR之間，其中R是圓的半徑，所述圓的表面積等于供給通道的上游區(qū)段的入口橫截面的表面積，其中所述入口橫截面位于與上游區(qū)段的縱軸線垂直的平面中。

在一個非限制性實施方式中，該凹槽的內(nèi)表面的至少一部分具有缺陷(imperfections)。

在一個非限制性實施方式中，被布置在該凹槽的內(nèi)表面的上游端的一部分是光滑的。

在一個非限制性實施方式中，該凹槽的下游端與該凹槽的內(nèi)表面形成一個大于90度的角度。

在一個非限制性實施例方式中，該空氣引導(dǎo)裝置進(jìn)一步包括用于移除不必要對象的通道，所述移除不必要對象的通道連接到供給通道的上游區(qū)段的下游端。

附圖說明

參考附圖，從以下作為說明性且以非限制性方式給出的本發(fā)明描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將明顯地顯現(xiàn)，其中：

—圖1示出了一種根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)包括兩個空氣引導(dǎo)裝置的具有反轉(zhuǎn)風(fēng)扇的渦輪機(jī)；

—圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的渦輪機(jī)的空氣引導(dǎo)裝置的第一示例；

—圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的渦輪機(jī)的空氣引導(dǎo)裝置的第二示例；

—圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的空氣引導(dǎo)裝置的凹槽的第一非限制性示例；

—圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的空氣引導(dǎo)裝置的凹槽的第二非限制性示例；

—圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的供給通道的上游區(qū)段的入口橫截面；

—圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的空氣引導(dǎo)裝置的凹槽的可能尺寸；

—圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的空氣引導(dǎo)裝置的第三非限制性示例。

在所有附圖中，共同元件具有相同的附圖標(biāo)記。

本發(fā)明至少一個非限制性實施方式的詳細(xì)描述

圖1用于示出一種根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的空氣引導(dǎo)裝置。

圖2示意性地示出一種根據(jù)本發(fā)明的渦輪機(jī)的空氣引導(dǎo)裝置10。該空氣引導(dǎo)裝置10包括渦輪機(jī)發(fā)動機(jī)的空氣供給通道11。

供給通道11具有上游區(qū)段11am和下游區(qū)段11av，所述上游區(qū)段11am和下游區(qū)段11av通過使氣流轉(zhuǎn)向的區(qū)段11d相連。更具體地，氣流經(jīng)由上游區(qū)段11am的上游端進(jìn)入供給通道11，然后以第一方向D1經(jīng)由上游區(qū)段11am被引導(dǎo)到轉(zhuǎn)向區(qū)段11d。轉(zhuǎn)向區(qū)段11d然后引導(dǎo)該氣流到供給通道11的下游區(qū)段11av，在該下游區(qū)段11av內(nèi)氣流以第二方向D2移動。

此外，上游區(qū)段11am和轉(zhuǎn)向區(qū)段11d經(jīng)由內(nèi)肘部Ci和外肘部Ce連接在一起。在內(nèi)肘部Ci(即，在分層效應(yīng)通常發(fā)生的方向改變處)空氣引導(dǎo)裝置10的內(nèi)表面積10i具有在供給通道11的長度11L方向中縱向地延伸的凹槽13(也稱為凹形件13)。

內(nèi)表面積10i對應(yīng)于與氣流運(yùn)移動接觸的表面。此外，與外肘部Ce相比，在所示的示例中，內(nèi)肘部Ci對應(yīng)于具有最小曲率半徑的肘部。

該凹槽13延遲了分層，從而減少甚至消除了渦流的產(chǎn)生。該特定特性保持了均勻流體以及在供給通道11出口的最佳壓力。

在該非限制性實施方式中，凹槽13被布置在由轉(zhuǎn)向區(qū)段11d導(dǎo)致的氣流方向的變化處。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的空氣引導(dǎo)裝置10的第二示例實施方式。更具體地，圖3示出了空氣引導(dǎo)裝置上游區(qū)段11am和的內(nèi)肘部Ci。存在的多個凹槽13也可以透過透明對象看到。

實際上，在該非限制性實施方式中，空氣引導(dǎo)裝置10的內(nèi)表面積10i在內(nèi)肘部Ci包括在供給通道長度的方向中縱向延伸的多個凹槽13。多個凹槽13的存在改進(jìn)了包括延遲分層的效果。氣流在空氣引導(dǎo)裝置內(nèi)的運(yùn)動從而均勻并且優(yōu)化了在供給通道11出口的壓力。

圖4示出了一種根據(jù)本發(fā)明的空氣引導(dǎo)裝置的凹槽13的非限制性示例實施方式。在該非限制性實施方式中，凹槽13的縱向邊緣13L在供給通道11的上游區(qū)段11am的下游端方向向外展開。換句話說，凹槽13的上游寬度1am小于凹槽13的下游寬度1av。該發(fā)散凹槽13的形式減緩了在凹槽13內(nèi)側(cè)移動的氣流，并且因此局部地形成增加局部紊流的剪切區(qū)域。該效應(yīng)用于延遲任何下游分層效應(yīng)。

圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的供給通道所包括的凹槽13的內(nèi)表面13i的實施方式實施例。

可以看出，在該限制性實施方式中，凹槽13的縱向邊緣13L彼此平行。

此外，在該實施方式中，與形成凹槽13底部的表面對應(yīng)的凹槽13的內(nèi)表面13i在第一區(qū)段P1具有缺陷14。該第一區(qū)段P1被布置在凹槽13的下游端，并且包括多個狹槽14。這些狹槽14可由任何其它類型的缺陷代替。這些缺陷例如可通過內(nèi)表面13i的粗糙度或由于尖狀物的出現(xiàn)而產(chǎn)生。

在該實施方式中，凹槽13的內(nèi)表面積13i具有第二光滑區(qū)段P2，其公差例如可以是+/-0.127毫米。該第二光滑區(qū)段P2被布置在凹槽13的上游區(qū)段的端部。

應(yīng)該注意的是，區(qū)段P1和P2的該布置絕不是限制性的。因此內(nèi)表面13i可不包括缺陷，可在一個區(qū)段，在彼此間隔的幾個區(qū)段上，或在其整個表面上包括它們。同樣地內(nèi)表面13i可不光滑，可在一個區(qū)段上光滑，可在彼此間隔的幾個區(qū)段上光滑，或可在其整個表面上光滑。

在未示出的另一非限制性實施方式中，凹槽13的內(nèi)表面例如可在其上游端和在其下游端為粗糙的。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的供給通道的上游區(qū)段11am的入口橫截面S。所示出的入口區(qū)段S位于與供給通道11的上游區(qū)段11am的縱軸線X垂直的平面中。在該非限制性實施例方式中，入口區(qū)段具有波瓣形式。

凹槽13的尺寸例如可根據(jù)圓C確定，其中，該圓C表面積等于供給通道11的上游區(qū)段11am的上游區(qū)段S的入口橫截的表面積。

因此，例如：

—凹槽13的上游寬度lam(圖7所示)在0.021xR和0.082xR之間，其中R是圓C的半徑，所述圓的表面積等于供給通道11的上游區(qū)段11am的入口區(qū)段S的表面積。

—凹槽13的下游寬度1av在0.021xR和0.082xR之間，

—凹槽13的長度L在0.01xR和0.21xR之間，

—凹槽13的高度H在0.001xR和0.012xR之間，

在該示例中，凹槽13的下游端e13與凹槽的內(nèi)表面13i形成一個大于90度的角度。因此，供給通道11不具有用于阻止可形成紊流的氣流的表面。

圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的空氣引導(dǎo)裝置的第二非限制性示例。在該實施例方式中，空氣引導(dǎo)裝置10此外包括用于移除不必要對象的通道15。該用于移除不必要對象的通道15連接到供給通道11的上游區(qū)段11am的下游端。

應(yīng)該注意的是，根據(jù)本發(fā)明的空氣引導(dǎo)裝置適用于一種包括空氣引導(dǎo)裝置、幾個空氣引導(dǎo)裝置或開式轉(zhuǎn)子的渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)。

換句話說，空氣引導(dǎo)裝置10適用于下列空氣入口：

—渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)單波瓣，

—渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)雙波瓣，或

—開式轉(zhuǎn)子雙波瓣。

通常，供給通道11的尺寸依賴于發(fā)動機(jī)的功率以及依賴于它們的位置。供給通道尺寸11因此可根據(jù)發(fā)動機(jī)的功率和所述供給通道的位置改變。