波音新型客機的鋸齒申請了專利嗎,爲什麼空客不採用?

用戶18392857916


首先來說,波音和空客是製造飛機的,所謂的鋸齒是下圖中發動機上的鋸齒,這些東西不主要歸波音和空客管,應該主要歸GE、普惠和羅羅三家發動機設計公司設計【當然,肯定跟飛機設計也是有對接的】,所以說,這個問題問的是錯的。

其次,這個鋸齒邊是用來幹什麼的?這個鋸齒邊在學術上的名詞叫noise-reducing chevrons,大概意思就是減噪V型條的意思。

那麼為什麼把邊緣做成鋸齒的樣子就可以降低噪聲了呢?

因為民用航空發動機是大涵道比渦扇發動機,意味著有大量的外涵道氣流要經過渦扇發動機前面的大風扇加速之後排出。從下圖可以看到,外部的氣流中只有很小一部分進入了核心機被加熱【箭頭變成紅色代表被加熱】,而大部分氣流則是僅僅通過了外面一圈的風扇,而且可以看到,通過風扇加速的氣流速度要比發動機外面的氣流更快。

所以說這就很好理解了:發動機後面有好多股氣流,最內圈的氣流最快、最熱;外面一圈的氣流涼一些,速度慢一些;最外面的那圈氣流速度最慢、溫度最低。

但是這些氣流最後都要混合到一起,而如果這些速度快慢不一的氣流混合的不好,就有可能會發出很大的噪音,對於發動機的效率也是有影響的。

所以說在發動機的邊緣會把混合的位置做成鋸齒狀的【或者菊花狀的】,來幫助氣流更好地混合。而且我們可以知道事實上是有三股氣流,中間有兩個界面,所以有的發動機會有兩處鋸齒,有的發動機只有一處【在裡面或者在外面】,有的發動機一處都沒有【如下圖所示】。

而加了鋸齒前後氣流混合的狀態可以看下面這張圖中的模擬,可以看到,加了鋸齒之後,氣流的混合速度很快,不同的氣流要更快地變得均勻了。這無疑是可以降低噪聲和提高發動機效率的。

哪些發動機會用這種鋸齒形結構?

事實上,就我查到的專利來看【下面這張圖就是相關的專利,實際上我沒有截圖截全】,無論是GE,還是普惠,還是羅羅公司,都有相關的專利,甚至於斯奈克瑪、波音公司、空客公司也都有,我甚至於還看到了中國的商發公司 。所以理論上他們都是可以用這種帶鋸齒的結構的。


但是實際在使用的時候,各個公司有各個公司的考量,因為這些鋸齒結構肯定要帶來額外的加工成本,另外維護的時候也是要格外注意的,另外就是我看過一些相關的資料,這種降噪措施事實上根據不同的涵道比、不同的飛行速度,會有不同的效果,有些情況下,這種鋸齒邊還會增加噪音,所以說綜合考慮,有些公司採用兩條鋸齒邊,有的公司採用一條,有的公司一條也不採用,不完全一樣。

比如說本回答的第一幅圖就是羅羅公司的遄達1000發動機,下面這幅圖是GE公司的GenX發動機,所以說不同情況用不同的結構,完全看航空公司、發動機公司、飛機制造公司協商的結果。


SilentTurbine


先明確一下問題,最近有些問題比較模糊。題主說的應該是發動機屁股後邊的鋸齒邊。

大多數發動機屁股後邊都是乾乾淨淨整整齊齊的,發動機後邊有鋸齒並不是新鮮事,但第一次被人熟知,併成為客機的標誌,那就是波音787。波音最早試用鋸齒邊並不是波音787,而是波音777。在波音787上大規模應用取得成功效果後,又反推到波音747-8和波音737MAX上。

圖一:波音新一代飛機全用了鋸齒邊。這是波音787。

發動機的噴管後邊有鋸齒,主要作用是降低噪音,也能稍稍提高效率。之所以設計成鋸齒狀,有飛機制造商的功勞,更多的是發動機製造商的功勞。其實波音和空客的飛機在787以前,就有過發動機的鋸齒設計。

空客的一部分A321飛機發動機就是有鋸齒的

,雖然跟A320採用的都是CFM56-5B,但用於A321的發動機推力調大了,約32000磅比27000磅,所以A321的發動機噪音就更大,因此尾噴管就採用了鋸齒設計,也叫做波紋型噴管。

圖二:空客A321的發動機尾噴管也用了鋸齒邊。雖然外殼沒有使用。

原理是這樣的:現代客機使用的都是渦扇發動機,大家從前面看能看見風扇葉片。在葉片之後發動機實際上是兩個筒子組成的,大筒套小筒,小筒裡面有燃燒室。從風扇吹進來的氣流分兩路,一路流經小筒子跟燃油混合燃燒膨脹做功,另一路從大筒子不燃燒就出去。兩部分都會產生推力。

而兩路氣流在發動機尾部會混合在一起,形成的亂流是發動機噪音的主要來源。鋸齒邊能增大亂流與外界空氣的接觸面積,有利於降低噪音並提高效率。波音還認為鋸齒邊有利於為機身減重,這不是減在發動機上,而是機身可以少用點隔音材料。

圖三:空客和羅羅對鋸齒邊沒有特別的熱情。認為TRENT XWB已經非常安靜了。

至於空客,目前而言,對鋸齒邊並沒有什麼特別強烈的偏愛。認為自己的A350飛機已經相當靜音,沒必要跟發動機廠商羅羅一起,搞個鋸齒邊。還有個可能的原因是空客A350是後發機型,為了追趕波音787的進度,沒有精力和時間對鋸齒邊作特別優化。就個人體驗而言,我坐過這兩種機型的各個座位,主觀感覺差不太多,可能用儀器才能測量出差異。


厲兵


這一部分在飛機機體設計中屬於發房設計,是飛機設計公司設計的,當然他也考慮了和發動機的連接問題,所以如果要申請專利或什麼的,都應該屬於飛機公司的,也就是屬於波音公司的


偶然間才發現504


這個東西不是現在才有的,當年波音707發動機就用過,只是為了減小噪音後來發動機工藝好了,就基本不用了,現在好像要求高了,就有又用起來了。


風土水火


問題問的就外行,劇齒是說的發動機整流罩後部吧?圖片上的發動機是羅羅生產的,不是波音生產的,也不是空客生產的,波音,空客的飛機都可以裝羅羅的發動機,也可以裝GE,普惠的發動機。


手機用戶59081019400


抱歉,波音和空客都是隻造飛機不造飛機發動機!造飛機發動機的熟悉的有三家,英國的羅羅,美國的通用電氣和美國的普惠(注意不是惠普)。你說的這個鋸齒就是通用電氣設計的並且用在GEnx系列的發動機上(就是787上裝配的那臺)


分享到:


相關文章: