發(fā)動機涵道以及航空器發(fā)動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及吸入空氣并排出內(nèi)涵道噴氣以及外涵道噴氣的發(fā)動機涵道，以及通過排出內(nèi)涵道噴氣和外涵道噴氣來產(chǎn)生發(fā)動機推力的航空器發(fā)動機。
【背景技術】
[0002]近年來，對于作為航空器發(fā)動機的主要構(gòu)成要素的發(fā)動機涵道進行了各種開發(fā)，若對于相關的一般的發(fā)動機涵道的構(gòu)成等進行簡單的說明，則如下。
[0003]一般的發(fā)動機涵道具備筒狀的核心整流罩(發(fā)動機內(nèi)筒)，在該核心整流罩的內(nèi)部(內(nèi)側(cè))形成有用于吸入空氣并排出內(nèi)涵道噴氣的環(huán)狀的內(nèi)涵道。另外，在核心整流罩的外側(cè)以包圍核心整流罩的方式配設有筒狀的發(fā)動機艙(發(fā)動機外筒)，在發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面與核心整流罩的外周壁面之間形成有用于吸入空氣并排出外涵道噴氣的環(huán)狀的外涵道。并且，在核心整流罩的外周壁面與發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面之間，沿圓周方向隔著間隔配設有作為對于核心整流罩支承發(fā)動機艙的構(gòu)造部件的多個支柱。
[0004]從核心整流罩的上部到發(fā)動機艙的上部，一體連結(jié)有作為平行于航空器發(fā)動機的發(fā)動機軸向地延伸的主吊架的頂部吊架，該頂部吊架從發(fā)動機艙向上方向(徑向外側(cè))突出，用于向航空器安裝航空器發(fā)動機以及發(fā)動機推力的傳遞。另外，在核心整流罩的外周壁面的下部與發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面的下部之間，相對于發(fā)動機軸心與頂部吊架對稱地設置作為子吊架的底部吊架，該底部吊架位于沿圓周方向相鄰的支柱之間，除了作為相對于核心整流罩支承發(fā)動機艙的構(gòu)造部件發(fā)揮功能以外，還具有收納配管等的功能。并且，在核心整流罩的外周壁面與發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面之間的上述支柱的上游側(cè)，沿圓周方向隔著間隔地配設有將吸入外涵道的空氣整流成軸流的多個風扇出口引導葉片。
[0005]因此，使航空器發(fā)動機運轉(zhuǎn)，將吸入內(nèi)涵道的空氣作為內(nèi)涵道噴氣，將吸入外涵道的空氣整流成軸流作為外涵道噴氣分別排出。由此，能夠產(chǎn)生航空器發(fā)動機的發(fā)動機推力。
[0006]此外，作為與本發(fā)明相關的現(xiàn)有技術，存在日本專利公開公報特開2008 - 151033公報(專利文獻I)以及特開平5 - 202768號公報(專利文獻2)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]然而，若對于航空器發(fā)動機的運轉(zhuǎn)中的外涵道內(nèi)的流場進行三維非穩(wěn)態(tài)粘性CFD (Computat1nal Fluid Dynamics:計算流體動力學)解析，貝1J如圖6(a)所示，明確了在發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面與底部吊架的連接部附近產(chǎn)生較大的剝離區(qū)域。這里，圖6(a)是表示相關的發(fā)動機涵道的外涵道內(nèi)的流場的剝離區(qū)域的圖。另一方面，若在航空器發(fā)動機的運轉(zhuǎn)中的外涵道內(nèi)的流場中剝離區(qū)域增大，則與此相伴，外涵道內(nèi)的推力損耗增大，難以使航空器發(fā)動機的發(fā)動機性能提尚到尚的等級。
[0009]此外，在航空器發(fā)動機的運轉(zhuǎn)中的外涵道內(nèi)的流場中，不僅在發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面與底部吊架的連接部附近，即使在核心整流罩的外周壁面與底部吊架的連接部附近、發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面與支柱的連接部附近等，也產(chǎn)生較大的剝離區(qū)域，在該情況下，產(chǎn)生與上述相同的問題。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，能夠減少外涵道內(nèi)的流場中的剝離區(qū)域并減少推力損失來而提供高效率的航空器發(fā)動機。
[0011]用于解決課題的方法
[0012]本發(fā)明的發(fā)明者為了解決上述的課題，反復進行了試錯的結(jié)果，能夠得到如下的新的見解，從而完成本發(fā)明，即，如圖5(a)、圖5(b)以及圖6(b)所示，在發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面，從作為子吊架的底部吊架的圓周方向的兩側(cè)面?zhèn)?兩側(cè)面的前邊緣側(cè))朝向下游側(cè)形成了向徑向內(nèi)側(cè)隆起的規(guī)定的隆起部的情況下，航空器發(fā)動機的運轉(zhuǎn)中，外涵道內(nèi)的流場中，能夠充分減少發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面與底部吊架的連接部附近的剝離區(qū)域。
[0013]這里，所謂規(guī)定的隆起部，是指從徑向內(nèi)側(cè)觀察到的形狀呈沿發(fā)動機軸向延伸的流線形狀，且頂部位于底部吊架的表面(包含后緣)上的隆起部。另外，圖5(a)是表示發(fā)明例的隆起部的周邊的立體圖，圖5(b)是從徑向內(nèi)側(cè)觀察發(fā)明例的隆起部的周邊的圖，圖6(b)是表示發(fā)明例的發(fā)動機涵道的外涵道內(nèi)的流場的剝離區(qū)域的圖，圖6(b)的剝離區(qū)域是通過三維非穩(wěn)態(tài)粘性CFD解析計算出的。此外，附圖中，“FF”指前方向(上游方向)，“FR”指后方向(下游方向)。
[0014]即使在核心整流罩的外周壁面，從底部吊架的圓周方向的兩側(cè)面?zhèn)瘸蛳掠蝹?cè)形成了向徑向外側(cè)隆起的隆起部的情況、在發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面或者核心整流罩的外周壁面，從支柱的圓周方向的兩側(cè)面?zhèn)瘸蛳掠蝹?cè)形成了向徑向內(nèi)側(cè)或者徑向外側(cè)隆起的隆起部的情況、以及在發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面或者核心整流罩的外周壁面，從風扇出口引導葉片的圓周方向的兩側(cè)面?zhèn)瘸蛳掠蝹?cè)形成了向徑向內(nèi)側(cè)或者徑向外側(cè)隆起的隆起部的情況下，也能夠認為與上述的情況相同。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第I技術側(cè)面，在作為航空器發(fā)動機的構(gòu)成要素，吸入空氣并排出內(nèi)涵道噴氣以及外涵道噴氣的發(fā)動機涵道中，其特征在于，具備:筒狀的核心整流罩(發(fā)動機內(nèi)筒)，在其內(nèi)部(內(nèi)側(cè))形成有用于吸入空氣并排出內(nèi)涵道噴氣的環(huán)狀的內(nèi)涵道；筒狀的發(fā)動機艙(發(fā)動機外筒)，其以包圍上述核心整流罩的方式配設于上述核心整流罩的外側(cè)，在內(nèi)周壁面與上述核心整流罩的外周壁面之間形成有用于吸入空氣并排出外涵道噴氣的環(huán)狀的外涵道；多個支柱，其沿圓周方向隔著間隔地配設于上述核心整流罩的外周壁面與上述發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面之間，相對于上述核心整流罩支承上述發(fā)動機艙；主吊架，其一體連結(jié)于上述核心整流罩到上述發(fā)動機艙，與上述航空器發(fā)動機的發(fā)動機軸向平行地延伸，從上述發(fā)動機艙向徑向外側(cè)(側(cè)方)突出；子吊架，其相對于發(fā)動機軸心與上述主吊架對稱地設置在上述核心整流罩的外周壁面與上述發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面之間，且位于沿圓周方向相鄰的上述支柱之間；以及多個風扇出口引導葉片，其沿圓周方向隔著間隔地配設于在上述核心整流罩的外周壁面與上述發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面之間的上述支柱的上游側(cè)，將吸入上述外涵道的空氣整流成軸流。并且，發(fā)動機涵道在上述發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面或者上述核心整流罩的外周壁面，從上述子吊架、上述支柱以及上述風扇出口引導葉片中的至少任一部件的圓周方向的兩側(cè)面?zhèn)瘸蛳掠蝹?cè)，形成有向徑向內(nèi)側(cè)或者徑向外側(cè)隆起的隆起部，從徑向內(nèi)側(cè)或者徑向外側(cè)觀察到的上述隆起部的形狀呈沿上述發(fā)動機軸向延伸的流線形狀，上述隆起部的頂部位于上述任一部件的表面上。
[0016]此外，在本說明書以及權利要求的范圍中，所謂“配設”除了直接地配設以外，也包含經(jīng)由其他部件間接地配設的意思，所謂“設置”，除了直接地設置以外，也包含經(jīng)由其他部件間接地設置的意思。另外，所謂“上游”是指在上述內(nèi)涵道或者上述外涵道中從主流的流動方向觀察為上游，所謂“下游”是指在上述內(nèi)涵道或者上述外涵道中從主流的流動方向觀察為下游。
[0017]根據(jù)第I側(cè)面，使上述航空器發(fā)動機運轉(zhuǎn)，將吸入上述內(nèi)涵道的空氣作為內(nèi)涵道噴氣，將吸入上述外涵道的空氣整流成軸流并且作為外涵道噴氣來分別排出。由此，能夠產(chǎn)生上述航空器發(fā)動機的發(fā)動機推力。
[0018]除了上述的作用以外，在上述發(fā)動機艙的內(nèi)周壁面或者上述核心整流罩的外周壁面，從上述任一部件的圓周方向的兩側(cè)面?zhèn)瘸蛳掠蝹?cè)形成有向徑向內(nèi)側(cè)或者徑向外側(cè)隆起的上述隆起部，從徑向內(nèi)側(cè)或者徑向外側(cè)觀察到的上述隆起部的形狀呈沿上述發(fā)動機軸向延伸的流線形狀，上述隆起部的頂部位于上述任一部件的表面上，所以若應用或者類推應用上述的新的見解，則上述航空器發(fā)動機的運轉(zhuǎn)中，能夠充分減少上述外涵道內(nèi)的流場中的剝離區(qū)域。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第2技術側(cè)面，其主旨在于，在通過排出內(nèi)涵道噴氣和外涵道噴氣來產(chǎn)生發(fā)動機推力的航空器發(fā)動機中，具備第I技術側(cè)面中的發(fā)動機涵道。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的實施方式的航空器發(fā)動機的側(cè)剖視圖。
[0021]圖2(a)是圖1中的向視部IIA的放大圖，圖2(b)是沿圖2(a)中的IIB-1IB線的圖。
[0022]圖3是沿圖1中的II1-1II線的放大圖。
[0023]圖4是表示發(fā)明例以及比較例的發(fā)動機涵道的外涵道內(nèi)的發(fā)動機軸向的位置與推力損耗的關系的圖。
[0024]圖5(a)是表示發(fā)明例的隆起部的周邊的立體圖，圖5(b)是從徑向內(nèi)側(cè)觀察發(fā)明例的隆起部的周邊的圖。
[0025]圖6(a)是表示相關技術的發(fā)動機涵道的外涵道內(nèi)的流場的剝離區(qū)域的圖，圖6 (b)是表示發(fā)明例的發(fā)動機涵道的外涵道內(nèi)的流場的剝離區(qū)域的圖。
【具體實施方式】
[0026]參照圖1至圖4對本發(fā)明的實施方式的內(nèi)容進行說明。此外，附圖中，“FF”指前方向(上游方向)，“FR”指后方向(下游方向)，“L”指左方向，“R”指右方向。
[0027]如圖1以及圖3所示，本發(fā)明的實施方式的航空器發(fā)動機I安裝于航空器(省略圖示)，通過排出內(nèi)涵道噴氣CJ和外涵道噴氣BJ來產(chǎn)生發(fā)動機推力。而且，本發(fā)明的實施方式的航空器發(fā)動機I的整體構(gòu)成如下。
[0028]航空器發(fā)動機I具備吸入空氣并排出內(nèi)涵道噴氣CJ以及外涵道噴氣BJ的發(fā)動機涵道3作為主要構(gòu)成要素，該發(fā)動機涵道3具備筒狀的核心整流罩(發(fā)動機內(nèi)筒)5，在該核心整流罩5的內(nèi)部(內(nèi)側(cè))形成有用于吸入空氣并向后方向(下游方向)排出內(nèi)涵道噴氣CJ的環(huán)狀的內(nèi)涵道7。另外，在核心整流罩5的外側(cè)以包圍核心整流罩5的方式設置有筒狀的發(fā)動機艙(發(fā)動機外筒)9，在發(fā)動機艙9的內(nèi)周壁面9p與核心整流罩5的外周壁面(外周面)5p之間，形成有用于吸入空氣并向后方向排出外涵道噴氣BJ的環(huán)狀的外涵道Ilo并且，在核心整流罩5的外周壁面5p與發(fā)動機艙9的內(nèi)周壁面9p之間，沿圓周方向隔著間隔配設有作為相對于核心整流罩5支承發(fā)動機艙9的構(gòu)造部件的多個支柱13，各支柱13的葉片弦方向(連接前緣和后緣的方向)與發(fā)動機軸向(前后方向或者發(fā)動機軸心SC方向)平行。
[0029]從核心整流罩5的上部到發(fā)動機艙9的上部，一體連結(jié)有作為平行于發(fā)動機軸向延伸的主吊架的頂部吊架15，該頂部吊架15從發(fā)動機艙9向上方向(徑向外側(cè))突出，用于相對于航空器的安裝以及發(fā)動機推力的傳遞。另外，頂部吊架15具有對燃料供給用配管(省略圖示)、潤滑油供給用配管(省略圖示)、客艙排氣用配管(省略圖示)、以及冷卻空氣排氣用配管(省略圖示)等配管進行收納等功能。
[0030]在核心整流罩5的外周壁面5p的下部(下側(cè)部分)與發(fā)動機艙9的內(nèi)周壁面9p的下部(下側(cè)部分)之間，相對于發(fā)動機軸心(核心整流罩5的軸心)SC與頂部吊架15對稱地設置作為子