專利名稱：直升機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)消音裝置和裝有這種裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及降低安裝燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的直升機(jī)的噪聲級(jí)。
技術(shù)背景人們一直在努力降低直升機(jī)主旋翼槳葉所產(chǎn)生的噪聲，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)槳葉的 發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的噪聲在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)直升機(jī)的噪聲中占相當(dāng)大的比例。美國4 421 455號(hào)專利文件披露了一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是一種APU(輔助 動(dòng)力裝置)，其中，起抑制噪聲作用的涂層在金屬機(jī)體壁板的一些部位形成，這些壁 板構(gòu)成了發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)的供氣通道。涂層的厚度意味著決定發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸的實(shí)際所需 要的容積。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)一特別是金屬機(jī)體一就必須在最初設(shè)計(jì)時(shí)考慮至脂撥裝消 音器。發(fā)明專利內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種直升機(jī)用消音裝置，所述設(shè)備將會(huì)解決上述問題。這個(gè)目的可以通過使用一種直升機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的消音裝置來實(shí)現(xiàn)，包括一 個(gè)壓氣機(jī)和一個(gè)壓氣機(jī)供氣通道，該通道在上游端開口，它^il過一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)金 屬機(jī)體形成邊界的外部開口來形成的，消音裝置包括進(jìn)氣道前緣，這些進(jìn)氣道前緣 形成了壓氣機(jī)供氣通道的進(jìn)氣道，它們帶有內(nèi)端部，沿通道外開口接到金屬機(jī)體上， 并至少部分通過消音器形成，后者設(shè)計(jì)用來衰減壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的聲頻。本發(fā)明所提出的消音處理具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。其位置離壓氣機(jī)不遠(yuǎn)，即發(fā)動(dòng)機(jī)的主 要噪聲源，從而提供了良好的降噪效果。另外，因?yàn)檫M(jìn)氣道前緣位于發(fā)動(dòng)機(jī)外偵險(xiǎn) 屬殼體上，所以消音器的使用不會(huì)產(chǎn)生重量問題，也不必對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)行改動(dòng)； 消音處理，或者稱減音裝置處理，可以很方便地在現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用。此外，帶有 消音器的進(jìn)氣道前緣可以采用輕材料制成，諸如纖維樹脂脂類復(fù)合材料，這樣，消 音器的加裝就不會(huì)產(chǎn)生重量上的大的變化。而且，采用這種布置，還可以用防冰護(hù) 蓋來覆蓋徑向進(jìn)氣道。另外，還需要注意的是，因?yàn)閷?duì)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)造成的噪聲具有明顯的衰減效果，槳 葉在設(shè)計(jì)上就可以考慮優(yōu)化空氣動(dòng)力特性，而不需要考慮解決涉及噪聲的問題。根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例，消音裝置也可以包括一個(gè)消音器，構(gòu)成了自供氣通道外 開口的供氣通道部分長(zhǎng)度上的壓氣機(jī)供氣通道壁。例如，消音處理可以是一種亥姆霍茲共鳴式或任何其它已知形式的壁板覆蓋物。


下面參照附圖并結(jié)合閱讀發(fā)明說明，可以更好地理解本發(fā)明，但本發(fā)明的特性 決不僅限于所述示例。附圖如下圖l為直升機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)示意圖；圖2為一張放大的半剖面局部示意圖，介紹了消音 器在圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)徑向進(jìn)氣道前緣的安裝情況；圖3為一張放大的半剖面局部示意圖，介紹了消音器在圖1所示壓氣機(jī)徑向進(jìn)氣道 前緣和供氣通道殼體上的安裝情況。
具體實(shí)施方式
圖1為直升機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括一個(gè)壓氣機(jī) 級(jí)10 (例如， 一個(gè)離心式壓氣機(jī))，通過一個(gè)環(huán)形供氣通道12接收外部空氣。在其上游端，供氣通道12通過一個(gè)環(huán)形外部開口 12a打開，而發(fā)動(dòng)機(jī)的金屬纟幾體14確 定了該開口的界線。金屬機(jī)體14還構(gòu)成了供氣通道12的壁。環(huán)形燃燒室16以及例 如一個(gè)逆流系統(tǒng)安裝有噴射器(圖中未示)，后者提供有燃油和來自壓氣機(jī)10的主 空氣流。來自燃燒室的燃燒氣體帶動(dòng)渦輪18進(jìn)而帶動(dòng)壓氣機(jī)10—通過軸20與壓氣 禾/U^接，和一個(gè)通過軸23連接到齒輪系的動(dòng)力渦輪22 (例如，只有一個(gè)級(jí)的動(dòng)力 渦輪)，齒輪系向輸出軸24以及同軸連接的軸20和軸23提供機(jī)械動(dòng)力。如圖2所示，兩個(gè)進(jìn)氣道前緣30和32 (圖1中未示)構(gòu)成了供氣通道12的 進(jìn)氣道34。這些進(jìn)氣道前緣分別由環(huán)形部件構(gòu)成，環(huán)形部件的內(nèi)端在開口 12a的上 面及兩側(cè)與供氣通道12的上游端連接，而在另一個(gè)端，即外端，環(huán)形部件帶有凸 緣30a, 32a向外彎曲成U形狀。進(jìn)氣道前緣30, 32的內(nèi)端都有一個(gè)環(huán)形體或地腳 30b, 32b，進(jìn)氣道前緣通過這個(gè)環(huán)形體或地腳固定到機(jī)體W上。進(jìn)氣道34的端部34a由進(jìn)氣道前緣30a, 32a形成，上面覆蓋有一個(gè)帶有折緣
的防冰護(hù)蓋36，其端部與進(jìn)氣道前緣30a, 32a的凹槽相嚙合，并固定到進(jìn)氣道前 緣上。護(hù)蓋36用來防雌氣道34和供氣通道12處結(jié)霜，護(hù)蓋36的外表面可能會(huì) 出現(xiàn)任何結(jié)沐瞎況。為此，提f將一個(gè)環(huán)狀旁通管道38，目的是向供氣通道12提 供足夠的空氣，盡管護(hù)蓋36可能會(huì)結(jié)冰。通道38的一側(cè)為彎曲環(huán)形導(dǎo)向壁39或 中空構(gòu)件來形成，提供有加強(qiáng)筋39a，并固定到機(jī)體14上。壁39的位置面向進(jìn)氣 道前緣,例如進(jìn)氣道前緣32，從而形成了通道38的另一邊，并帶有開口或端口 32c， 供通道38來的空氣流通。如上所述的進(jìn)氣結(jié)構(gòu)是為人們所熟知的。進(jìn)氣道前緣30, 32的壁至少在進(jìn)氣道前緣徑向尺寸的部分構(gòu)成了消音器40. 42，而徑向尺寸部分形成了進(jìn)氣道34，與供氣通道12連接， 用于進(jìn)氣道34 的旨徑向尺寸上，目的是衰減發(fā)動(dòng)機(jī)最近聲源所產(chǎn)生的噪聲，例如壓氣機(jī)。如果 需要，每個(gè)消音器都可以采用幾^P近的部分構(gòu)成，從而為生產(chǎn)制造提供了更大的 方便。正如圖2所詳細(xì)說明的那樣，每個(gè)消音器，例如參考號(hào)40，可以是由若干個(gè) 相鄰的腔室或空間40a組成，采用隔板40b相隔開，例如形成了一個(gè)蜂窩夾心狀結(jié) 構(gòu)，隔板鄰b的布置垂直于背部40c和前端面40d之間的進(jìn)氣道前緣表面，背部 40c是由剛性板或薄板構(gòu)成，經(jīng)過密封的(聲波不能穿過)，而前端面40d也是由板 材或薄板構(gòu)成，但聲波可以穿過。例如，前部的板材或薄板40d可以是穿孔的。另 外，也可以使用孔板或薄板，能夠使被衰減的聲波滲透。腔體40a的深度(背部和前端面之間的距離)取決于擬要衰減的聲波的波長(zhǎng)。 聲波主要是由壓氣機(jī)10產(chǎn)生的，對(duì)于目前的直升機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)來講，聲部的頻 率是大約5到14kHz的倍數(shù)，涉及到的腔室深度(波長(zhǎng)的四分之一)大約0.6厘米 到1.6厘米。安裝消音器并不會(huì)引起進(jìn)氣道前緣處的重量增加。連接進(jìn)氣道34的進(jìn) 氣道前緣30,32的壁可以很方便地采用消音器來形成。由于進(jìn)氣道34位于發(fā)動(dòng)機(jī)的"冷"區(qū)域，并不是發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)部分，裝有或構(gòu) 成消音器40, 42的進(jìn)氣道前緣30, 32的材料可以從大量材料中選取。特別是，進(jìn) 氣道前緣30, 32和消音器40, 42的材料可以選用復(fù)合材料，采用纖維增強(qiáng)，例如， 玻璃纖維或碳纖維以及樹脂基復(fù)合材料。由于這種材料很輕，j頓消音器并不會(huì)影 響重量。構(gòu)成腔室構(gòu)件39的壁板可以使用與進(jìn)氣道前緣30, 32相同的材料，另外，也 可以裝有或構(gòu)成一個(gè)類似于消音器30, 32的消音器。
這樣，壓氣機(jī)所產(chǎn)生的噪聲的有效衰減就可以很容易實(shí)現(xiàn)，不會(huì)造成重量問題， 也不需要對(duì)發(fā)動(dòng)m^行改裝，包括供氣通道，因此，本發(fā)明很容易應(yīng)用于現(xiàn)有發(fā)動(dòng) 機(jī)。然而，正如圖3所示，也可以在供氣通道12的壁板上使用消音器26, 28，可 在與進(jìn)氣通道34相連接的整個(gè)長(zhǎng)度的某個(gè)部分上使用。消音器26, 28可以采用同 消音器40, 42相同的結(jié)構(gòu)，也可以j頓同機(jī)體14相同的金屬材料或不同的材料， 例如在金屬機(jī)體上加裝一個(gè)陶瓷消音器。如上所述，已經(jīng)考慮使用亥姆霍茲衰減器形式的消音器。不過，其它類型的消 音器結(jié)構(gòu)件也可使用，例如泡沫塑料或陶瓷或金屬孔狀材料。如上詳細(xì)描述的那樣，進(jìn)氣道前緣30， 32沿供氣通道12的環(huán)形外部開口12a在發(fā)動(dòng)機(jī)的齡外圍上延伸。另外，本發(fā)明還適合供氣通道的外部開口是在發(fā)動(dòng)機(jī) 外圍的僅僅一個(gè)部分延伸，帶有消音器的進(jìn)氣道前緣沿外部開口布置，并在其進(jìn)氣 道前緣端部處連接到一起。
權(quán)利要求
1.一種直升機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的消音裝置，包括一個(gè)壓氣機(jī)(10)和一個(gè)壓氣機(jī)供氣通道(12)，所述通道的開口設(shè)在上游端，通過一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)金屬機(jī)體(14)形成界線的外開口(12a)來實(shí)現(xiàn)，消音裝置包括進(jìn)氣道前緣(30，32)，形成了壓氣機(jī)供氣通道的進(jìn)氣道(34)，進(jìn)氣道前緣設(shè)有內(nèi)端部(30b，32b)，用來沿通道外開口(12a)連接到金屬機(jī)體，這些進(jìn)氣道前緣至少部分是通過消音器來構(gòu)成(40，42)，設(shè)計(jì)用來衰減壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的聲頻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消音裝置，其特征在于進(jìn)氣道前緣(30, 32)是采用帶有 樹脂致密的纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2任一權(quán)利要求所述的消音裝置，其特征在于:徑向進(jìn)氣道(34) 提供有一個(gè)安裝在進(jìn)氣道前緣(30, 32)外端上的防冰護(hù)蓋(36)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3任一權(quán)利要求所述的消音裝置，所述裝置還包括一個(gè)消音 對(duì)26, 28)，構(gòu)成壓氣機(jī)供氣通道(12)的一個(gè)壁，該壁位于從供氣道(12)外開口(12a)開始的所述通道部分長(zhǎng)度上。
5. 安裝有根據(jù)戰(zhàn)權(quán)利1到4任一權(quán)利要求戶誠消音裝置的直升機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng) 機(jī)。
全文摘要
在直升機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，形成徑向進(jìn)氣道(34)的進(jìn)氣道前緣(30，32)沿發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)供氣通道(12)的開口(12a)連接。進(jìn)氣道前緣至少部分由消音器(40，42)構(gòu)成，設(shè)計(jì)用來衰減因壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的聲頻。
文檔編號(hào)F02C7/045GK101149019SQ20071015415
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月20日
發(fā)明者皮埃爾·波德 申請(qǐng)人:渦輪梅坎公司