波音新型客机的锯齿申请了专利吗,为什么空客不采用?

用户18392857916


首先来说,波音和空客是制造飞机的,所谓的锯齿是下图中发动机上的锯齿,这些东西不主要归波音和空客管,应该主要归GE、普惠和罗罗三家发动机设计公司设计【当然,肯定跟飞机设计也是有对接的】,所以说,这个问题问的是错的。

其次,这个锯齿边是用来干什么的?这个锯齿边在学术上的名词叫noise-reducing chevrons,大概意思就是减噪V型条的意思。

那么为什么把边缘做成锯齿的样子就可以降低噪声了呢?

因为民用航空发动机是大涵道比涡扇发动机,意味着有大量的外涵道气流要经过涡扇发动机前面的大风扇加速之后排出。从下图可以看到,外部的气流中只有很小一部分进入了核心机被加热【箭头变成红色代表被加热】,而大部分气流则是仅仅通过了外面一圈的风扇,而且可以看到,通过风扇加速的气流速度要比发动机外面的气流更快。

所以说这就很好理解了:发动机后面有好多股气流,最内圈的气流最快、最热;外面一圈的气流凉一些,速度慢一些;最外面的那圈气流速度最慢、温度最低。

但是这些气流最后都要混合到一起,而如果这些速度快慢不一的气流混合的不好,就有可能会发出很大的噪音,对于发动机的效率也是有影响的。

所以说在发动机的边缘会把混合的位置做成锯齿状的【或者菊花状的】,来帮助气流更好地混合。而且我们可以知道事实上是有三股气流,中间有两个界面,所以有的发动机会有两处锯齿,有的发动机只有一处【在里面或者在外面】,有的发动机一处都没有【如下图所示】。

而加了锯齿前后气流混合的状态可以看下面这张图中的模拟,可以看到,加了锯齿之后,气流的混合速度很快,不同的气流要更快地变得均匀了。这无疑是可以降低噪声和提高发动机效率的。

哪些发动机会用这种锯齿形结构?

事实上,就我查到的专利来看【下面这张图就是相关的专利,实际上我没有截图截全】,无论是GE,还是普惠,还是罗罗公司,都有相关的专利,甚至于斯奈克玛、波音公司、空客公司也都有,我甚至于还看到了中国的商发公司 。所以理论上他们都是可以用这种带锯齿的结构的。


但是实际在使用的时候,各个公司有各个公司的考量,因为这些锯齿结构肯定要带来额外的加工成本,另外维护的时候也是要格外注意的,另外就是我看过一些相关的资料,这种降噪措施事实上根据不同的涵道比、不同的飞行速度,会有不同的效果,有些情况下,这种锯齿边还会增加噪音,所以说综合考虑,有些公司采用两条锯齿边,有的公司采用一条,有的公司一条也不采用,不完全一样。

比如说本回答的第一幅图就是罗罗公司的遄达1000发动机,下面这幅图是GE公司的GenX发动机,所以说不同情况用不同的结构,完全看航空公司、发动机公司、飞机制造公司协商的结果。


SilentTurbine


先明确一下问题,最近有些问题比较模糊。题主说的应该是发动机屁股后边的锯齿边。

大多数发动机屁股后边都是干干净净整整齐齐的,发动机后边有锯齿并不是新鲜事,但第一次被人熟知,并成为客机的标志,那就是波音787。波音最早试用锯齿边并不是波音787,而是波音777。在波音787上大规模应用取得成功效果后,又反推到波音747-8和波音737MAX上。

图一:波音新一代飞机全用了锯齿边。这是波音787。

发动机的喷管后边有锯齿,主要作用是降低噪音,也能稍稍提高效率。之所以设计成锯齿状,有飞机制造商的功劳,更多的是发动机制造商的功劳。其实波音和空客的飞机在787以前,就有过发动机的锯齿设计。

空客的一部分A321飞机发动机就是有锯齿的

,虽然跟A320采用的都是CFM56-5B,但用于A321的发动机推力调大了,约32000磅比27000磅,所以A321的发动机噪音就更大,因此尾喷管就采用了锯齿设计,也叫做波纹型喷管。

图二:空客A321的发动机尾喷管也用了锯齿边。虽然外壳没有使用。

原理是这样的:现代客机使用的都是涡扇发动机,大家从前面看能看见风扇叶片。在叶片之后发动机实际上是两个筒子组成的,大筒套小筒,小筒里面有燃烧室。从风扇吹进来的气流分两路,一路流经小筒子跟燃油混合燃烧膨胀做功,另一路从大筒子不燃烧就出去。两部分都会产生推力。

而两路气流在发动机尾部会混合在一起,形成的乱流是发动机噪音的主要来源。锯齿边能增大乱流与外界空气的接触面积,有利于降低噪音并提高效率。波音还认为锯齿边有利于为机身减重,这不是减在发动机上,而是机身可以少用点隔音材料。

图三:空客和罗罗对锯齿边没有特别的热情。认为TRENT XWB已经非常安静了。

至于空客,目前而言,对锯齿边并没有什么特别强烈的偏爱。认为自己的A350飞机已经相当静音,没必要跟发动机厂商罗罗一起,搞个锯齿边。还有个可能的原因是空客A350是后发机型,为了追赶波音787的进度,没有精力和时间对锯齿边作特别优化。就个人体验而言,我坐过这两种机型的各个座位,主观感觉差不太多,可能用仪器才能测量出差异。


厉兵


这一部分在飞机机体设计中属于发房设计,是飞机设计公司设计的,当然他也考虑了和发动机的连接问题,所以如果要申请专利或什么的,都应该属于飞机公司的,也就是属于波音公司的


偶然间才发现504


这个东西不是现在才有的,当年波音707发动机就用过,只是为了减小噪音后来发动机工艺好了,就基本不用了,现在好像要求高了,就有又用起来了。


风土水火


问题问的就外行,剧齿是说的发动机整流罩后部吧?图片上的发动机是罗罗生产的,不是波音生产的,也不是空客生产的,波音,空客的飞机都可以装罗罗的发动机,也可以装GE,普惠的发动机。


手机用户59081019400


抱歉,波音和空客都是只造飞机不造飞机发动机!造飞机发动机的熟悉的有三家,英国的罗罗,美国的通用电气和美国的普惠(注意不是惠普)。你说的这个锯齿就是通用电气设计的并且用在GEnx系列的发动机上(就是787上装配的那台)


分享到:


相關文章: