用于飞行器的气体涡轮引擎和飞行器的制作方法

文档序号:23609049发布日期:2021-01-12 07:48阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于飞行器的气体涡轮引擎(10),并且被布置成安装在所述飞行器的机翼(52)下方,所述引擎(10)具有引擎长度(110),并且包括:

引擎核心(11),所述引擎核心包括涡轮(19)、压缩机(14)和将所述涡轮连接到所述压缩机的芯轴(26),所述涡轮(19)包括最低压力转子级(19b),所述涡轮具有涡轮直径(122);

风扇(23),所述风扇位于所述引擎核心(11)的上游,所述风扇包括从毂部(66)延伸的多个风扇叶片(64),所述风扇(23)的所述毂部和所述风扇叶片一起限定具有风扇尖端半径(102)的扇面;和

齿轮箱(30),所述齿轮箱接收来自所述芯轴(26)的输入并且将驱动输出至所述风扇(23),以便以比所述芯轴(26)低的旋转速度来驱动所述风扇,

其特征在于,下游阻塞比率被定义为:

并且其中引擎阻塞比率:

在2.5至4的范围内。

2.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10),其中所述引擎阻塞比率在2.5至4.0的范围内。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的气体涡轮引擎(10),其中所述引擎阻塞比率在2.7至3.7的范围内。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的气体涡轮引擎(10),其中所述引擎阻塞比率大于3.0。

5.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10),其中所述下游阻塞比率在0.2至0.3的范围内。

6.根据权利要求1或权利要求5所述的气体涡轮引擎(10),其中所述下游阻塞比率在0.20至0.30的范围内。

7.根据权利要求1或权利要求5所述的气体涡轮引擎(10),其中所述下游阻塞比率在0.20至0.29的范围内。

8.根据权利要求1或权利要求5所述的气体涡轮引擎(10),其中所述下游阻塞比率在0.22至0.28的范围内。

9.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10),其中地平面(50)到机翼(52)的距离(124)被测量到所述机翼(52)的前缘(52a)的中心点。

10.根据权利要求1或权利要求9所述的气体涡轮引擎(10),其中地平面(50)到机翼(52)的距离(124)是沿垂直于所述地平面(50)且穿过并且垂直于所述引擎(10)的轴向中心线(9)的线测量的。

11.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10),其中在所述最低压力转子级(19b)的轴向位置处的所述涡轮直径(122)邻近所述最低压力转子级的转子叶片(44)的叶片尖端测量。

12.根据权利要求1或权利要求11所述的气体涡轮引擎(10),其中在所述最低压力转子级(19b)的轴向位置处的所述涡轮直径(122)在70cm至170cm的范围内,并且其中下列中的任一者可能适用:

(i)所述风扇尖端半径(102)在110cm至150cm的范围内,并且所述最低压力转子级处的所述涡轮直径(122)在100cm至120cm的范围内;或者

(ii)所述风扇尖端半径(102)在155cm至200cm的范围内,并且所述最低压力转子级处的所述涡轮直径(122)在120cm至170cm的范围内。

13.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10),其中所述引擎长度(110)被测量为所述风扇(23)的前部区域与所述涡轮(19)的后部区域之间的轴向距离。

14.根据权利要求1或权利要求13所述的气体涡轮引擎(10),其中所述引擎长度(110)是沿所述引擎的中心线(9)从每个风扇叶片(64)的前缘(64a)与所述风扇(23)的所述毂部的交点的轴向位置至设置在所述涡轮(19)的所述最低压力转子级(19b)中的转子叶片(44)中的一个转子叶片的后缘平均半径点而测量的。

15.根据权利要求1或权利要求13所述的气体涡轮引擎(10),其中所述引擎长度(110)在200cm至500cm的范围内,并且其中满足下列中的任一者:

(i)所述风扇尖端半径(102)在110cm至150cm的范围内,并且所述引擎长度(110)在300cm至360cm的范围内;或者

(ii)所述风扇尖端半径(102)在155cm至200cm的范围内,并且所述引擎长度(110)在370cm至470cm的范围内。

16.根据权利要求15所述的气体涡轮引擎(10),其中所述引擎长度(110)在230cm至470cm的范围内。

17.根据权利要求1所述的气体涡轮引擎(10),其中所述风扇尖端半径(102)是在引擎中心线(9)与风扇叶片(64)在其前缘(64a)的尖端(68)之间测量的,并且风扇直径等于所述风扇尖端半径(102)的两倍大于或大致为以下中的任一者:220cm、230cm、240cm、250cm、260cm、270cm、280cm、290cm、300cm、310cm、320cm、330cm、340cm、350cm、360cm、370cm、380cm或390cm。

18.根据权利要求1或权利要求17所述的气体涡轮引擎(10),其中准无因次质量流率q被定义为:

其中:

w为以kg/s为单位通过所述风扇的质量流率;

t0为以开尔文为单位在所述扇面处的空气的平均滞止温度;

p0为以pa为单位在所述扇面处的空气的平均滞止压力;并且

a流为以m2为单位的所述扇面的流面积,

并且q比率:

下游阻塞比率×准无因次质量流率(q)

在0.005kgs-1n-1k1/2至0.011kgs-1n-1k1/2,其中q的值是在巡航条件下获取的。

19.根据权利要求18所述的气体涡轮引擎(10),其中:所述q比率在0.006kgs-1n-1k1/2至0.009kgs-1n-1k1/2的范围内。

20.根据权利要求1或权利要求17所述的气体涡轮引擎(10),其中:

所述涡轮是第一涡轮(19),所述压缩机是第一压缩机(14),并且所述芯轴是第一芯轴(26);

所述引擎核心还包括第二涡轮(17)、第二压缩机(15)和将所述第二涡轮连接到所述第二压缩机的第二芯轴(27);并且

所述第二涡轮、所述第二压缩机和所述第二芯轴被布置成以比所述第一芯轴高的旋转速度旋转。

21.一种飞行器(70),所述飞行器包括机翼(52)和安装在所述飞行器的所述机翼(52)下方的气体涡轮引擎(10),所述引擎(10)具有引擎长度(110)并且包括:

引擎核心(11),所述引擎核心包括涡轮(19)、压缩机(14)和将所述涡轮连接到所述压缩机的芯轴(26),所述涡轮(19)包括最低压力转子级(19b),所述涡轮具有涡轮直径(122);

风扇(23),所述风扇位于所述引擎核心的上游,所述风扇包括从毂部(66)延伸的多个风扇叶片(64),所述风扇(23)的所述毂部和所述风扇叶片一起限定具有风扇尖端半径(102)的扇面;和

齿轮箱(30),所述齿轮箱接收来自所述芯轴(26)的输入并且将驱动输出至所述风扇(23),以便以比所述芯轴(26)低的旋转速度来驱动所述风扇,

其特征在于,下游阻塞比率被定义为:

并且其中引擎比率:

在2.5至4的范围内。

22.根据权利要求21所述的飞行器(70),其中:在所述最低压力转子级(19b)的轴向位置处的所述涡轮直径(122)在70cm至170cm的范围内,并且其中下列中的任一者可能适用:

(i)所述风扇尖端半径(102)在110cm至150cm的范围内,并且所述最低压力转子级处的所述涡轮直径(122)在100cm至120cm的范围内;或者

(ii)所述风扇尖端半径(102)在155cm至200cm的范围内,并且所述最低压力转子级处的所述涡轮直径(122)在120cm至170cm的范围内。


技术总结
本实用新型提供了用于飞行器的气体涡轮引擎(10)和飞行器。用于飞行器的气体涡轮引擎(10)具有引擎长度(110),其被布置成安装在所述飞行器的机翼(52)下方,并且包括引擎核心(11),所述引擎核心包括涡轮(19)、压缩机(14)和芯轴(26),所述涡轮(19)包括最低压力转子级(19b);风扇(23),所述风扇位于所述引擎核心的上游,所述风扇具有风扇尖端半径(102);以及齿轮箱(30),所述齿轮箱接收来自所述芯轴(26)的输入并且将驱动输出至所述风扇,以便以比所述芯轴低的旋转速度来驱动所述风扇。下游阻塞比率被限定为:并且引擎阻塞比率为:在2.5至4的范围内。

技术研发人员:理查德·G·斯特雷顿;迈克尔·C·威尔莫特
受保护的技术使用者:劳斯莱斯有限公司
技术研发日:2019.12.18
技术公布日:2021.01.12
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