發(fā)生器的位置處接近或超過邊界層厚度。在一個實例中，本發(fā)明的渦流發(fā)生器具有邊界層厚度至少75%的高度，當(dāng)飛機以預(yù)定的速度飛行時所述邊界層形成在中心體上。該擴展的高度將允許渦流發(fā)生器到達邊界層的區(qū)域，在該區(qū)域處空氣相比于邊界層的下部區(qū)域具有相對高的速度，在邊界層的下部區(qū)域處空氣的速度可相當(dāng)?shù)?。在其它實例中，渦流發(fā)生器將具有甚至更高的輪廓(例如，在邊界層遇到渦流發(fā)生器的位置處具有等于或大于邊界層厚度的高度)，因此，會遇到空氣流的具有甚至更高速度的部分。
[0028]通過延伸到空氣以相對高的速度移動的空氣流的區(qū)域中，本公開的渦流發(fā)生器是能夠產(chǎn)生在邊界層之外傳播的渦流。這顯著偏離于常規(guī)的渦流發(fā)生器，常規(guī)渦流發(fā)生器因為它們的低輪廓(lower profile)產(chǎn)生完全在邊界層內(nèi)傳播的渦流。以往，僅在邊界層內(nèi)傳播的渦流是所希望的，因為它們能夠使得邊界層保持更有力地附接到中心體，由此克服邊界層當(dāng)其通過曲面時增厚的自然趨勢。
[0029]然而在本公開中，當(dāng)超音速飛機以預(yù)定速度的飛行時，相對高的渦流發(fā)生器產(chǎn)生在邊界層之外傳播的渦流。當(dāng)以具有相對入射角的方式成對布置時，作為相鄰的反向旋轉(zhuǎn)渦流相互作用的結(jié)果，渦流發(fā)生器能夠產(chǎn)生局部的上洗流和下洗流。在本發(fā)明中因為由更高的渦流發(fā)生器遇到更高的流動速度，渦流發(fā)生器的高度增加這種效應(yīng)的強度。因此，本發(fā)明的渦流發(fā)生器能夠使得空氣流的非邊界層部分的速度更高的空氣徑向向內(nèi)朝向中心體運動，也使得邊界層的較低速度的空氣徑向向外和遠(yuǎn)離中心體運動。雖然常規(guī)渦流發(fā)生器的目標(biāo)是保持邊界層附接到中心體，本公開的渦流發(fā)生器的目標(biāo)之一是導(dǎo)致邊界層從中心體分離，并使得移動較慢的空氣向上移動進入的到空氣流的剩余部分內(nèi)，在此處其與更高速度的空氣混合。這種混合降低空氣流在徑向方向上的停滯壓力的變化，從而使得AIP(例如，發(fā)動機面)具有空氣流，所述空氣流具有相比于另外由使用常規(guī)渦流發(fā)生器(或因使用了空氣流無渦流發(fā)生器)所導(dǎo)致的徑向畸變更少的徑向畸變。通過圍繞中心體、或圍繞護罩的內(nèi)表面，或兩者周向布置的渦流發(fā)生器，也可減少停滯壓力的周向畸變。
[0030]希望提出一種具有空氣流的發(fā)動機面，不是空氣流具有在停滯壓力上的徑向畸變，而是空氣流具有均勻的停滯壓力。發(fā)動機對氣流畸變具有敏感度，并且通過使得跨整個氣流的停滯壓力更均勻，發(fā)動機的總體性能可以得到改進。此外，取決于在推進系統(tǒng)中使用的發(fā)動機，發(fā)動機推力可得以提高。例如，如果發(fā)動機具有發(fā)動機循環(huán)，其中相比于發(fā)動機的風(fēng)扇和旁路，所述發(fā)動機芯對停滯壓力變化更敏感，然后通過使得邊界層的移動較慢的空氣遠(yuǎn)離中心體移動以及通過使得空氣流其余部分的更快移動的空氣朝向中心體移動，芯將呈現(xiàn)具有較高速度因此具有更高停滯壓力的空氣流。這反過來可以增強發(fā)動機所產(chǎn)生的推力量。
[0031]可通過參閱伴隨本申請的說明連同參閱下面的詳細(xì)描述一起獲得對上述推進系統(tǒng)以及采用所述推進系統(tǒng)的超音速飛機的更深入的理解。
[0032]圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)推進系統(tǒng)20的示意性剖視圖?，F(xiàn)有技術(shù)的推進系統(tǒng)20包括具有細(xì)長壓縮表面24的中心體22、包括整流罩27的發(fā)動機艙26、由中心體22和整流罩27之間的間隔形成的入口 28、分離器30和具有發(fā)動機芯34和發(fā)動機旁路36的發(fā)動機32。
[0033]接近推進系統(tǒng)20的空氣39的超音速自由流將最初遇到細(xì)長壓縮表面24。細(xì)長的壓縮表面24將導(dǎo)致空氣39的超音速自由流改變方向，并遵從壓縮表面的輪廓。這種相互作用將超音速自由流空氣39減速，并導(dǎo)致邊界層38形成在中心體22上。邊界層38是停滯不前的且運動速度較慢的空氣的區(qū)域，該區(qū)域沿著中心體22進一步行進則其厚度增加。
[0034]當(dāng)超音速空氣自由流39到達入口 28時，自由流39通過從整流罩27延伸到中心體22的終端沖擊40。通過終端沖擊40的通路將空氣流減速到亞音速，該亞音速與發(fā)動機32更兼容?？赡苄枰M一步減慢，如果是這樣，將在終端沖擊40的下游側(cè)發(fā)生上述減慢。
[0035]當(dāng)空氣流在入口 28之后繼續(xù)流動時，分離器30的前緣44將空氣流分成主要空氣流45和輔助空氣流47。主要空氣流45由分離器30朝向發(fā)動機32引導(dǎo)或路由，同時輔助空氣流47移動通過完全避免發(fā)動機32的旁路通道42。
[0036]當(dāng)主要空氣流45向下游移動經(jīng)過分離器30的前緣44時，主要空氣流45進入到擴散區(qū)域46內(nèi)。在擴散區(qū)域46內(nèi)，中心體22變窄，產(chǎn)生用于主要空氣流45移動通過的更大空間體積。中心體22的該變窄導(dǎo)致邊界層38當(dāng)其試圖保持被夾帶到中心體22的表面上時增厚。
[0037]當(dāng)主要空氣流45到達發(fā)動機32的面48處時，邊界層38處于其最厚的狀態(tài)下。主要空氣流45的在邊界層38外側(cè)的部分以高的速度移動，因此具有高的停滯壓力。主要空氣流45在邊界層38內(nèi)的部分具有較低的速度和相應(yīng)較低的停滯壓力。因此，現(xiàn)有技術(shù)的推進系統(tǒng)20產(chǎn)生到達面48的空氣流的顯著徑向畸變。
[0038]發(fā)動機芯34包括發(fā)動機32的主要動力組件。例如，發(fā)動機芯34可包括渦輪機、燃燒器和壓縮機、以及其它組件。為便于圖示，未示出這些發(fā)動機組件。發(fā)動機風(fēng)扇旁路36是基本上沒有任何動力組件的區(qū)域。更確切地而言，其是這樣的一個區(qū)域，其中發(fā)動機的風(fēng)扇將空氣推動圍繞發(fā)動機芯34的外側(cè)。如圖1中所示，邊界層38包括進入發(fā)動機芯34的空氣流的主要部分。因此，進入發(fā)動機芯34的空氣的相當(dāng)大的部分具有低于主要空氣流45剩余部分的停滯壓力。在所示的實施例中，發(fā)動機芯34相比于發(fā)動機風(fēng)扇旁路36具有對停滯壓力變化的更高靈敏度。換言之，在進入壓發(fā)動機芯34的空氣流的停滯壓力的增加將產(chǎn)生推力的相對較大的增加，而進入發(fā)動機風(fēng)扇旁路36的空氣流的停滯壓力的相應(yīng)增加將產(chǎn)生推力的較小增加，并且相反地，進入發(fā)動機風(fēng)扇旁路36的停滯壓力上的降低將導(dǎo)致凈推力的相應(yīng)小的增加。
[0039]因此，希望將主要空氣流45的較高速度的空氣朝向發(fā)動機芯引導(dǎo)以及將主要空氣流45的較低速度的空氣(即，在邊界層38中的空氣)遠(yuǎn)離發(fā)動機芯引導(dǎo)。
[0040]圖2是根據(jù)本公開的教導(dǎo)制成的推進系統(tǒng)50的示意性剖視圖。繼續(xù)參照圖1，推進系統(tǒng)50與現(xiàn)有技術(shù)的推進系統(tǒng)20大致相同，主要的區(qū)別在于推進系統(tǒng)50包括圍繞中心體22周向布置的多個渦流發(fā)生器52。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖2呈現(xiàn)了示意圖，因此為了便于圖示簡化了每個渦流發(fā)生器的描繪。
[0041]在所示的實施例中，多個渦流發(fā)生器的每個渦流發(fā)生器具有的高度超過在多個渦流發(fā)生器52遇到邊界層38的位置處的邊界層38的厚度。因此，多個渦流發(fā)生器52的每個渦流發(fā)生器將遇到主要空氣流45的高速空氣并且將產(chǎn)生多個渦流54，從交替方向的意義上而言，渦流54將在擴散區(qū)域46的下游側(cè)傳播。取決于多個渦流發(fā)生器54的高度，多個渦流54可傳播通過邊界層38的高速空氣和移動較慢的空氣兩者，或它們可僅僅傳播通過高速空氣。如果VG是子邊界層的高度或等于邊界層的高度，則所述多個渦流54將傳播通過兩個邊界層38且通過邊界層38外側(cè)的高速空氣。如果在邊界層38之外形成渦流，則它們將保持在那里。
[0042]當(dāng)所述多個反向旋轉(zhuǎn)渦流54傳播時，它們將會產(chǎn)生上洗流56和下洗流58，它們將使得主要空氣流45的高速空氣朝向中心體22徑向移動，且它們還將使得主要空氣流45的低速空氣(即，在邊界層38中的空氣)遠(yuǎn)離中心體22徑向移動。主要空氣流45的高速和低速空氣的這種徑向運動將導(dǎo)致高速空氣和低速空氣混合并相互摻雜。這導(dǎo)致主要空氣流45的不同部分(較高速度部分和低速部分)之間的能量交換，其產(chǎn)生具有貫穿主要空氣流45的更均勻速度的空氣流。這反過來降低在整個主要空氣流45上不同徑向位置處的停滯壓力的不一致性，因此，降低主要空氣流45在到達發(fā)動機32的面48之前的總徑向畸變。因此，作為由多個渦流發(fā)生器52導(dǎo)致的主要空氣流45的湍流的結(jié)果，進入發(fā)動機芯34的主要空氣流45部分的停滯壓力將高于在沒有多個渦流發(fā)生器52存在情況下的停滯壓力。
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