CN113898477B - 小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置及其飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置及其飞行器,涉及飞行器技术领域,解决现有发动机起动成功后,燃气吹转涡轮仍然与发动机主轴相连、不断消耗主轴功率的技术问题。飞行器的起动带转装置包括固定在尾喷管组件上的燃气吹转涡轮组件,燃气吹转涡轮组件包括固定在尾喷管组件上的燃气发生器、具有内燃气通道的导向器和具有外燃气通道的吹转涡轮;高温燃气经过内燃气通道和外燃气通道的转向偏折后,推动吹转涡轮与发动机涡轮轴向啮合并完成发动机涡轮带转;在吹转涡轮上设置有缺口。本发明在发动机起动成功后,借助发动机运行时的空气系统压差,可将本装置完全脱开,不影响发动机原有转子系统的功率平衡,降低动力损耗。

Description

小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置及其飞行器
技术领域
本发明涉飞行器技术领域,更具体的是涉及涡轮发动起动带传技术领域。
背景技术
小型涡轮发动机通常用于巡航导弹、靶机等飞行器。飞行器的发射方式除常规滑跑形式外,还有其它如弹射、火箭助推、空中投放等形式。而弹射、火箭助推、空中投放等发射方式则需要小型涡轮发动机空中进行点火。
基于飞行器的使用性能,这类发射方式都对小型涡轮发动机的起动时间要求短,且可靠性要求高。为满足以上应用特点的要求,小型涡轮发动机多采用增加专门的燃气吹转涡轮和相应的燃气发生器来实现快速可靠带转发动机转子,起动发动机的目的。该方式的突出特点是燃气起动功率大,带转转速高,可有效保证发动机的起动时间。缺点是需要单独设计传动结构或燃气吹转涡轮的安装结构,不仅需更改原有发动机结构方案,还造成体积和重量的增加;另外当发动机起动成功后,燃气吹转涡轮仍然与发动机主轴相连,后期燃气吹转涡轮仍不断消耗主轴功率、增大主轴负载;同时,还会导致燃气具有火药残留,降低起动次数。且这种方式下的吹转涡轮、燃气发生器因结构复杂、配合部位繁多,导致后期部件更换和维护困难。
对于具备空中起动和快速起动的小型涡轮发动机,燃气吹转涡轮的起动方式凭借其良好的带转性能和高可靠性仍是当前的首选方案,当前仍需保留其优点,对其继续简化结构、控制重量、优化性能,以提高使用便利性、降低维护难度并提升维护效率。
发明内容
本发明的目的在于:为了解决上述技术问题,本发明提供小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置及其飞行器。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案:
一种飞行器,所述飞行器的涡轮发动机的起动带转装置采用如下结构。
起动带转装置,具体的为小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置,其包括固定在尾喷管组件上的用于起动发动机涡轮转动的燃气吹转涡轮组件,所述燃气吹转涡轮组件包括固定在尾喷管组件上的燃气发生器以及均位于燃气发生器和发动机涡轮之间的导向器和吹转涡轮,所述导向器上设置有内侧与燃气发生器的出气孔连通的内燃气通道,所述吹转涡轮的边缘部位设置有内侧与内燃气通道外侧连通的外燃气通道;
燃气发生器所产生的气体经过内燃气通道和外燃气通道的转向偏折后,推动吹转涡轮与发动机涡轮轴向啮合并完成发动机涡轮带转;
在吹转涡轮上沿着其外圆上靠近发动机涡轮的圆周线设置有缺口,吹转涡轮远离发动机涡轮一侧的空腔与尾喷管组件的喷口处的空间相通;
吹转涡轮的内环与发动机涡轮的轴端圆柱间隙配合。
进一步地,所述吹转涡轮的内环上涂覆磨耗涂层,所述磨耗涂层厚度大于吹转涡轮与导向器的径向间隙。
进一步地,所述发动机涡轮和吹转涡轮相对的侧面分别有用于啮合的内凹斜面齿盘和外凸斜面齿盘。
进一步地,所述外凸斜面齿盘的斜面齿为三棱锥结构,其底面为直角三角形并与吹转涡轮侧面连接,其底面的长直角边指向吹转涡轮轴线,且其三棱锥顶角位于长直角边靠近直角的一侧。
进一步地,三棱锥顶角在吹转涡轮上的高度为h,将三棱锥顶角与底面的直角连接的斜线与吹转涡轮的轴线之间的夹角为α,内环与轴端圆柱的间隙值b,h*tanα>1.5b。
进一步地,所述内燃气通道的子午通道型面与径向存在偏角,且在其远离外燃气通道的一侧设置有截流口;
所述外燃气通道的子午通道型面沿径向带偏转角。
进一步地,所述吹转涡轮包括第一端板、设置在第一端板靠近导向器一侧的外圆处的第二端板以及位于第一端板和第二端板之间并将其连接为一体的多个弧形叶片,相邻两个弧形叶片之间的相对面以及第一端板和第二端板位于此相邻两个弧形叶片之间的部位形成外燃气通道;
第一端板的内孔端向导向器延伸形成内环;
所述导向器位于内环的一侧,其外圆周面与外燃气通道的内侧相对。
进一步地,所述尾喷管组件包括套设在燃气发生器上的尾喷管内环、套设在尾喷管内环上的尾喷管外环以及将尾喷管内环和尾喷管外环固连的尾喷管支板,所述燃气发生器通过法兰组件与尾喷管内环连接,且法兰组件上设置有供气流流动的通口
进一步地,所述尾喷管支板中空,所述燃气发生器的点火线缆的点火端穿过尾喷管支板的中空后插入燃气发生器的点火腔中。
本发明的有益效果如下:
1.本发明小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置及其飞行器,可为小型涡轮发动机提供点火前所需的转速,本发明不更改原有结构布局和外廓尺寸,仅在发动机需要带转起动时,将吹转涡轮与发动机涡轮啮合,使其嵌入工作;且其可通过燃气动力进行吹转涡轮轴向移动,实现其与发动机涡轮啮合,顺利完成带转作业;同时吹转涡轮与发动机涡轮为间隙配合,无需其他工具,吹转涡轮可直接拆卸,在维护更换时不需要拆卸发动机核心部件,提高了维护便利性和高效性;而发动机起动成功后,借助发动机运行时的空气系统压差,可将本装置完全脱开,不影响发动机原有转子系统的功率平衡,降低动力损耗;
2.本发明小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置及其飞行器,面齿盘的形式对发动机涡轮的影响小,仅需在原强度裕度充足的部位增加内凹齿面,无需更改转子轮盘型面;吹转涡轮与发动机涡轮可通过该齿盘根据转速差实现啮合与脱开;
3.本发明小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置及其飞行器,斜面齿依次布置周向倾斜齿面和平行轴线方向的齿面,发动机涡轮对应设置形状相同的齿槽,其中平行轴线方向的齿槽面保证驱动带转的力施加,周向倾斜齿槽面保证起动成功后吹转涡轮顺利脱开;
4.本发明小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置及其飞行器,截流口的设置可以将流体进行增速,以使排出的流体具有更大的动量,便于通过吹转涡轮带动发动机涡轮转动。吹转涡轮导向器上的内燃气通道和吹转涡轮上的外燃气通道基于自身的子午通道型面沿径向有偏转角,以便于改变气流沿径向的动量变化从而获取吹转涡轮需要啮合时的轴向力分量和带转所需的气动力;
5.本发明小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置及其飞行器,燃气发生器采用法兰盘螺栓拧紧安装,便于拆装,提升前期装配便利性和后期维护快速性;
6.本发明小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置及其飞行器,磨耗涂层的设置,不仅能进一步地控制配合间隙;同时,在发动机起动成功后,能有效避免吹转涡轮与发动机转子持续磨损,改善发动机转子工况,提升本发明使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的纵截面示意图;
图3是内环与轴端圆柱的配合示意图;
图4是导向器和吹转涡轮的配合示意图;
图5是图4的侧视图;
图6是沿图5中B-B的剖视图;
图7是沿图5中C-C的剖视图;
图8是吹转涡轮的结构示意图;
图9是吹转涡轮的另一个视向的结构示意图;
图10是吹转涡轮的纵截面结构示意图;
图11是吹转涡轮的的横截面结构示意图;
图12是导向器的端面示意图;
图13是导向器的纵截面结构示意图;
图14是尾喷管组件的结构示意图;
图15是燃气发生器的结构示意图;
图16是斜面齿的侧视图;
图17是斜面齿的齿顶——齿根视向图。
附图标记:1-发动机涡轮,2-尾喷管外环,3-尾喷管空心支板,4-尾喷管内环,5-燃气发生器,6-点火线缆,7-螺栓,8-导向器,9-吹转涡轮,10-磨耗涂层,11-缺口,12-外燃气通道向,13-内燃气通道,14-斜面齿,15-出气孔,16-内环,17-轴端圆柱,18-齿槽,19-内耳板,20-外耳板;
901-第一端板,902-第二端板,903-弧形叶片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1到17所示,本发明小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置,包括固定在尾喷管组件上的用于起动发动机涡轮1转动的燃气吹转涡轮组件,所述燃气吹转涡轮组件包括固定在尾喷管组件上的燃气发生器5以及均位于燃气发生器5和发动机涡轮1之间的导向器8和吹转涡轮9,所述导向器8上设置有内侧与燃气发生器5的出气孔15连通的内燃气通道13,所述吹转涡轮9的边缘部位设置有内侧与内燃气通道13外侧连通的外燃气通道12;
燃气发生器5所产生的高温燃气经过内燃气通道13和外燃气通道12的转向偏折后,推动吹转涡轮9与发动机涡轮1轴向啮合并完成发动机涡轮1带转;
在吹转涡轮9上沿着其外圆上靠近发动机涡轮1的圆周线设置有缺口11,优选地,缺口沿着此圆周线旋转延伸,形成环形槽,所述环形槽的截面为劣凹弧形,优选地此劣凹弧形半径R:0.5mm≤R≤3mm;吹转涡轮9远离发动机涡轮1一侧的空腔与尾喷管组件的喷口处的空间相通
吹转涡轮9的内环16与发动机涡轮1的轴端圆柱17间隙配合,为吹转涡轮9提供轴向移动的必要条件。
燃气发生器5点火产生高温高压燃气,燃气经过径向的出气孔15进入内燃气通道13中,然后进入外燃气通道12中,并经由内燃气通道13和外燃气通道12的转向偏折后,推动吹转涡轮9与发动机涡轮1轴向啮合,以使其周向同步;并对吹转涡轮9周向施力,使其转动,从而带动发动机涡轮1转动。
吹转涡轮9与发动机涡轮1可通过啮合部位根据发动机系统不同工作阶段的气动力和转速差完成啮合与脱开动作,供本装置实现嵌入带转工作以及主轴驱动完成后,脱离主轴,不损耗主轴动力。具体说明如下:
起动时,燃气发生器5工作,由自身靠导向器8一端的中心柱沿径向喷出高温燃气,高温燃气经导向器8上的内燃气通道13和吹转涡轮9上的外燃气通道12的转向偏折后,使吹向吹转涡轮9的气体动力具备吹转涡轮9与发动机涡轮1轴向啮合时所需的轴向力以及带转所需的气动力,本发明简洁高效地实现本装置的嵌入带转工作。
当燃气发生器5作用完毕,发动机起动成功;发动机起动成功后,燃气发生器5内部火药消耗完毕,发动机涡轮1后的尾流在该缺口11处减速,使吹转涡轮9与发动机涡轮1之间的空腔压力增加,形成使两者脱开的轴向力。而吹转涡轮9另一侧的空腔与靠近喷口处的空间相通,喷口处的压力由于收敛通道内的气流加速,压力较低,通过上述通道将低压力传递到吹转涡轮9远离发动机涡轮1的一侧。从而基于吹转涡轮9靠近发动机涡轮1一侧的压力大于另一侧压力,即产生吹转涡轮9两侧的压力差,可使吹转涡轮9顺利脱开与发动机涡轮1的啮合,并在后续发动机工作时保持脱开状态,不影响原发动机转子系统的原有功率平衡状态。
本发明的装置可为小型涡轮发动机提供点火前所需的转速,本发明不更改原有结构布局和外廓尺寸,仅在发动机需要带转起动时,将吹转涡轮9与发动机涡轮啮合,使其嵌入工作;且其可通过燃气动力进行吹转涡轮9轴向移动,实现其与发动机涡轮啮合,顺利完成带转作业;同时吹转涡轮与发动机涡轮1为间隙配合,无需其他工具,吹转涡轮可直接拆卸,在维护更换时不需要拆卸发动机核心部件,提高了维护便利性和高效性;而发动机起动成功后,借助发动机运行时的空气系统压差,可将本装置完全脱开,不影响发动机原有转子系统的功率平衡,降低动力损耗。
实施例2
关于实施例1中的吹转涡轮9与发动机涡轮1之间的配合部位具体实施如下:
如图2和图3所示,所述吹转涡轮9的内环16上涂覆磨耗涂层10,所述磨耗涂层10厚度大于吹转涡轮9与导向器8的径向间隙。
吹转涡轮9的内环16涂覆磨耗涂层10,其与发动机涡轮1轴端圆柱17形成间隙配合,可在使吹转涡轮9在发动机涡轮1的轴端圆柱17上沿轴向平移,保证上述齿盘的啮合与脱开的轴向移动不卡滞。
磨耗涂层10厚度大于吹转涡轮9与导向器8的径向间隙,以保证发动机起动成功后,磨耗涂层被消耗完的情况下,不发生金属对磨。
磨耗涂层10的设置,不仅能进一步地控制配合间隙;同时,在发动机起动成功后,能有效避免吹转涡轮与发动机转子持续磨损,改善发动机转子工况,提升本发明使用寿命。
进一步地,所述发动机涡轮1和吹转涡轮9相对的侧面分别有用于啮合的内凹斜面齿盘和外凸斜面齿盘。斜面齿盘的形式对发动机涡轮1的影响小,仅需在原强度裕度充足的部位增加内凹齿面,无需更改转子轮盘型面。吹转涡轮9与发动机涡轮1可通过该齿盘根据转速差实现啮合与脱开。
进一步地,如图8、图16和图17所示,所述外凸斜面齿盘的斜面齿14为三棱锥结构,其底面为直角三角形并与吹转涡轮9侧面连接,其底面的长直角边指向吹转涡轮9轴线,且其三棱锥顶角位于长直角边靠近直角的一侧。
进一步地,如图16所示,三棱锥顶角在吹转涡轮9上的高度为h,将三棱锥顶角与底面的直角连接的斜线与吹转涡轮9的轴线之间的夹角为α,内环16与轴端圆柱17的间隙值b,h*tanα>1.5b,以保证吹转涡轮9与发动机涡轮1的顺畅啮合,不受间隙值b的影响;沿所需带转的旋转方向,斜面齿依次布置周向倾斜齿面和平行轴线方向的齿面,发动机涡轮1对应设置形状相同的齿槽,其中平行轴线方向的齿槽面保证驱动带转的力施加,周向倾斜齿槽面保证起动成功后吹转涡轮9顺利脱开。
如图16和图17所示,斜面齿14端面通过与轴向的夹角α和外凸的高度h取值补偿涂覆磨耗涂层10后与发动机涡轮1轴端圆柱段的间隙b,避免由于该间隙存在使得吹转涡轮9与发动机涡轮1无法啮合的问题。沿带转方向依次布置的倾斜齿面和平行轴线齿面用于将燃气对吹转涡轮9的作用力传递给发动机涡轮1;也用于在起动成功后发动机涡轮1可依靠发动机高速旋转而吹转涡轮9不工作时,利用转速差实现吹转涡轮9远离发动机涡轮1的驱动,形成超越离合器作用。
进一步地,如图3和图12所示,所述内燃气通道13的子午通道型面与径向存在偏角,以供气流产生预偏;内燃气通道13为收扩通道,即在其远离外燃气通道的一侧设置有截流口,即其通道截面随着远离导向器8的轴线先逐渐减小再逐渐增大;
如图6所示,所述外燃气通道12的子午通道型面沿径向带偏转角,燃气流经时可为吹转涡轮9提供轴向力。
燃气发生器5产生的高温燃气由中心沿径向喷出,通过吹转涡轮导向器8的为收扩通道的内燃气通道13加速,再冲击吹转涡轮9,利用吹转涡轮的通道和涡轮叶型设计,提供与发动机涡轮1啮合的轴向力以及带转发动机涡轮1的周向力。
截流口的设置可以将流体进行增速,以使排出的流体具有更大的动量,便于通过吹转涡轮9带动发动机涡轮转动。吹转涡轮导向器8上的内燃气通道13和吹转涡轮9上的外燃气通道基于自身的子午通道型面沿径向有偏转角,以便于改变气流沿径向的动量变化从而获取吹转涡轮9需要啮合时的轴向力分量和带转所需的气动力。
进一步地,如图6和图7所示,吹转涡轮9优选地为封闭式叶轮,所述吹转涡轮9包括第一端板901、设置在第一端板901靠近导向器8一侧的外圆处的第二端板902以及位于第一端板901和第二端板902之间并将其连接为一体的多个弧形叶片903,相邻两个弧形叶片903之间的相对面以及第一端板901和第二端板902位于此相邻两个弧形叶片之间的部位形成外燃气通道12;
第一端板901的内孔端向导向器8延伸形成内环16;
所述导向器8位于内环16的一侧,其外圆周面与外燃气通道12的内侧相对。
吹转涡轮9采用闭式叶轮形式,不需要对叶顶间隙进行控制。配合可轴向移动的啮合脱开形式,起到了简化结构的作用。
实施例3
关于尾喷管组件的实施如下:
如图2所示,所述尾喷管组件包括套设在燃气发生器5上的尾喷管内环4、套设在尾喷管内环4上的尾喷管外环2以及将尾喷管内环4和尾喷管外环2固连的尾喷管支板3,所述燃气发生器5通过法兰组件与尾喷管内环4连接,且法兰组件上设置有供气流流动的通口。导向器8安装于燃气发生器5大径端,共同形成燃气导向通道,具体的,内燃气通道13的一个通道壁由燃气发生器5的端面形成,其余通道壁由导向器8形成,从而减小装置的轴向尺寸和重量。
优选地,所述尾喷管支板3中空,所述燃气发生器5的点火线缆的点火端穿过尾喷管支板3的中空后插入燃气发生器5的点火腔中。
法兰组件为多瓣形式法兰盘,其包括固定在燃气发生器5上的内耳板19、如图15所示、固定在尾喷管内环4上的外耳板20,如图14所示,螺栓穿过内耳板19和外耳板20后与螺母螺纹连接,如图2所示;相邻两个内耳板19之间以及相邻两个外耳板20之间形成供气流流动的通口。燃气发生器5采用法兰盘螺栓拧紧安装,便于拆装,提升前期装配便利性和后期维护快速性。
吹转涡轮9远离发动机涡轮的一侧的空腔依次通过多瓣形式法兰盘间的通道——供气流流动的通口、燃气发生器5与喷管内环4的环空间隙、喷管内环4尾端的开口与尾喷管组件靠近喷口处的空间相通。
实施例4
一种飞行器,所述飞行器的涡轮发动机的起动带转装置包括固定在尾喷管组件上的用于起动发动机涡轮1转动的燃气吹转涡轮组件,所述燃气吹转涡轮组件包括固定在尾喷管组件上的燃气发生器5以及均位于燃气发生器5和发动机涡轮1之间的导向器8和吹转涡轮9,所述导向器8上设置有内侧与燃气发生器5的出气孔15连通的内燃气通道13,所述吹转涡轮9的边缘部位设置有内侧与内燃气通道13外侧连通的外燃气通道12;
燃气发生器5所产生的高温燃气经过内燃气通道13和外燃气通道12的转向偏折后,推动吹转涡轮9与发动机涡轮1轴向啮合并完成发动机涡轮1带转;
在吹转涡轮9上沿着其外圆上靠近发动机涡轮1的圆周线设置有环形槽11,所述环形槽11的截面为劣凹弧形;
吹转涡轮9的内环16与发动机涡轮1的轴端圆柱17间隙配合。

Claims (8)

1.小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置,包括固定在尾喷管组件上的用于起动发动机涡轮(1)转动的燃气吹转涡轮组件,其特征在于,所述燃气吹转涡轮组件包括固定在尾喷管组件上的燃气发生器(5)以及均位于燃气发生器(5)和发动机涡轮(1)之间的导向器(8)和吹转涡轮(9),所述导向器(8)上设置有内侧与燃气发生器(5)的出气孔(15)连通的内燃气通道(13),所述吹转涡轮(9)的边缘部位设置有内侧与内燃气通道(13)外侧连通的外燃气通道(12);
燃气发生器(5)所产生的气体经过内燃气通道(13)和外燃气通道(12)的转向偏折后,推动吹转涡轮(9)与发动机涡轮(1)轴向啮合并完成发动机涡轮(1)带转;
在吹转涡轮(9)上沿着其外圆上靠近发动机涡轮(1)的圆周线设置有缺口(11),吹转涡轮(9)远离发动机涡轮(1)一侧的空腔与尾喷管组件的喷口处的空间相通;
吹转涡轮(9)的内环(16)与发动机涡轮(1)的轴端圆柱(17)间隙配合;
所述吹转涡轮(9)的内环(16)上涂覆磨耗涂层(10),所述磨耗涂层(10)厚度大于吹转涡轮(9)与导向器(8)的径向间隙。
2.根据权利要求1所述的小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置,其特征在于,所述发动机涡轮(1)和吹转涡轮(9)相对的侧面分别有用于啮合的内凹斜面齿盘和外凸斜面齿盘。
3.根据权利要求2所述的小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置,其特征在于,所述外凸斜面齿盘的斜面齿(14)为三棱锥结构,其底面为直角三角形并与吹转涡轮(9)侧面连接,其底面的长直角边指向吹转涡轮(9)轴线,且其三棱锥顶角位于长直角边靠近直角的一侧。
4.根据权利要求3所述的小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置,其特征在于,三棱锥顶角在吹转涡轮(9)上的高度为h,将三棱锥顶角与底面的直角连接的斜线与吹转涡轮(9)的轴线之间的夹角为α,内环(16)与轴端圆柱(17)的间隙值b,h*tanα>1.5b。
5.根据权利要求1所述的小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置,其特征在于,所述吹转涡轮(9)包括第一端板(901)、设置在第一端板(901)靠近导向器(8)一侧的外圆处的第二端板(902)以及位于第一端板(901)和第二端板(902)之间并将其连接为一体的多个弧形叶片(903),相邻两个弧形叶片(903)之间的相对面以及第一端板(901)和第二端板(902)位于此相邻两个弧形叶片之间的部位形成外燃气通道(12);
第一端板(901)的内孔端向导向器(8)延伸形成内环(16);
所述导向器(8)位于内环(16)的一侧,其外圆周面与外燃气通道(12)的内侧相对。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置,其特征在于,所述尾喷管组件包括套设在燃气发生器(5)上的尾喷管内环(4)、套设在尾喷管内环(4)上的尾喷管外环(2)以及将尾喷管内环(4)和尾喷管外环(2)固连的尾喷管支板(3),所述燃气发生器(5)通过法兰组件与尾喷管内环(4)连接,且法兰组件上设置有供气流流动的通口。
7.根据权利要求6所述的小型涡轮发动机的可嵌入式起动带转装置,其特征在于,所述尾喷管支板(3)中空,所述燃气发生器(5)的点火线缆的点火端穿过尾喷管支板(3)的中空后插入燃气发生器(5)的点火腔中。
8.一种飞行器,其特征在于,所述飞行器的涡轮发动机的起动带转装置为权利要求1~7中任一项所述的起动带转装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114576007A (zh) * 2022-03-01 2022-06-03 北京盈天航空动力科技有限公司 一种微小型涡喷发动机余热回收电机结构

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110630384A (zh) * 2019-08-30 2019-12-31 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种弹用燃气涡轮发动机的组合起动装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB666007A (en) * 1949-06-28 1952-02-06 Lloyd Calvin Secord Gas turbine starter mounting
GB860314A (en) * 1958-01-02 1961-02-01 Gen Electric Improvements in gas impingement starters for gas turbine engines
GB1150815A (en) * 1967-03-07 1969-05-07 Rolls Royce Gas Turbine Power Units
CN101149018A (zh) * 2006-09-18 2008-03-26 张清宇 脉动式涡轮轴发动机
EP3555446B1 (en) * 2016-12-15 2022-08-17 GE Aviation Systems LLC Air turbine starter with decoupler
US10526974B2 (en) * 2017-08-14 2020-01-07 Unison Industries, Llc Decoupler assembly for engine starter
US10844740B2 (en) * 2018-06-28 2020-11-24 Hamilton Sunstrand Corporation Air turbine starter with turbine air exhaust outlet valve
CN112576378B (zh) * 2020-12-14 2023-03-24 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种带自动分离起动涡轮的燃气涡轮发动机

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110630384A (zh) * 2019-08-30 2019-12-31 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种弹用燃气涡轮发动机的组合起动装置

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