CN205036468U - 一种m型涡轮喷射发动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种M型涡轮喷射发动机，发动机包括置于M型发动机中央的扇叶盘，贯穿所述扇叶盘的中央轴承和位于所述中央轴承两端的外腔；所述中央轴承为所述发动机的核心轴承，以固定或者半固定的形式与其它零部件连接；所述外腔包括第一外腔和第二外腔；所述第一外腔位于发动机出气口位置，用于隔绝中层和外层气道中的反方向气流；所述第二外腔位于发动机进气口位置，为发动机的尾气喷管。本实用新型的有益效果为：将压气机扇叶盘与涡轮扇叶盘合并成为一个简单的独立构件，取消复杂的多级同心轴结构，减轻了发动机重量；本实用新型能更好地协调各级压气机之间的转速关系及压力比例，减少发动机喘振的发生几率，提高发动机效率，降低油耗。
Description
技术领域
本实用新型属于一种发动机结构，具体涉及一种M型涡轮喷射发动机。
背景技术
目前世界上各大航空发动机(简称“航发”)公司通过不同的设计来提高发动机效率，如英国罗·罗公司独有的三轴三转子发动机技术，在低压和高压压气机之间再增加一级中压压气机，协调了低压和高压压气机之间的转速，提高了压缩比，降低了发动机油耗；而美国普惠公司则研发出双轴三转子技术，利用行星齿轮调节低压和高压压气机之间的转速，也基本能达到三轴三转子发动机的工作效率。
上述的罗·罗公司及普惠公司均研发出不错的技术提高航发的工作效率，但以罗·罗公司的三轴三转子航发为例，其同心轴结构非常复杂，组装难度大，成本高，而且作为罗·罗公司的自有技术，其他航发公司需要投入极大的成本才能研发出与其匹配的三轴技术；而普惠公司的双轴三转子技术，实际上是利用行星齿轮调节压气机转速，结构也相当复杂，此外行星齿轮在工作中需要承受极大的负荷，对于齿轮的材料更是一个考验，而且复杂的齿轮结构也不利于发动机日后的维护保养。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种M型涡轮喷射发动机，利用回腔调整气流方向，并使用涡轮及压气机为一体的扇叶盘，去除发动机中复杂沉重的同心传动轴结构，从而降低发动机重量，提高发动机效率。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种M型涡轮喷射发动机，其改进之处在于：所述发动机包括置于M型发动机中央的扇叶盘，贯穿所述扇叶盘的中央轴承和位于所述中央轴承两端的外腔；所述中央轴承为所述发动机的核心轴承，以固定或者半固定的形式与其它零部件连接；所述外腔包括第一外腔和第二外腔；其中，所述第一外腔位于发动机出气口位置，用于隔绝中层和外层气道中的反方向气流；所述第二外腔位于发动机进气口位置，为发动机的尾气喷管；
所述发动机包括定子，所述定子位于中央轴承上，外部与燃烧室连接，用于调整经压气机(B)扇叶的气流，并隔绝内层与中层气道方向相反的气流。
优选的，所述零部件包括进气口(A)、压气机(B)、第一回腔(C)、燃烧室(D)、涡轮(E)、第二回腔(F)和出气口(G)；所述零部件材料为超高强度耐超高温的金属合金。
进一步的，所述涡轮(E)与压气机(B)为一体扇叶盘，内圈为压气机(B)扇叶，外圈为涡轮(E)扇叶，所述压气机(B)扇叶固定在内圈上。
进一步的，所述压气机(B)扇叶采用焊接方式固定在内圈上。
进一步的，所述一体扇叶盘为一体化成型或组装构成，涡轮(E)带动压气机(B)转动。
进一步的，气流进入进气口(A)经压气机(B)压缩后通过定子，经第一回腔(C)导流，进入燃烧室(D)，作用于涡轮(E)。
进一步的，所述涡轮(E)扇叶方向和压气机(B)扇叶方向相反。
进一步的，所述涡轮(E)位于燃烧室(D)后方，气体经过燃烧室(D)燃烧后膨胀，向涡轮(E)冲压做功，带动涡轮(E)旋转，向后排出做功，所述涡轮(E)后与第二回腔(F)导通，形成反转气流为所述发动机提供推力。
优选的，所述扇叶盘为单晶材料，由方向相反的同心圆一体叶片构成，转动时内外的空气流方向相反。
优选的，所述第二回腔(F)内径部分套与中央轴承中固定锁紧，外径部分则连接第一外腔中部，保持发动机外壳结构的稳定。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型利用气流进行绕道，将原来靠同心轴连接的压气机扇叶盘与涡轮扇叶盘合并成为一个简单的独立构件，取消复杂的多级同心轴结构，减轻了发动机重量；突破由于同心轴结构复杂使得普通涡喷发动机压气机分级无法多于三级的限制，使本实用新型拥有更多分级的压气机，能更好地协调各级压气机之间的转速关系及压力比例，减少发动机喘振的发生几率，提高发动机效率，降低油耗；
同时，现有的无论是三转子发动机或者行星齿轮设计，都无法取消同心轴这一关键部位，此外也由于复杂性等问题无法突破三级以上的压气机设计。而本实用新型取消同心轴，将减轻发动机重量及降低发动机复杂性，有效降低了发动机油耗，提高了发动机维护性；另外，通过涡轮的气流回路套于压气机进气道中，对压气机中的空气进行提前加热，提高燃烧室前空气的温度，降低燃烧室的能量负担，从而降低了燃烧需要的油耗，使得航空发动机更环保更高效。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种M型涡轮喷射发动机结构示意图。
图2是本实用新型提供的一种M型涡轮喷射发动机中压气机-涡轮扇叶盘结构示意图。
图中：A、进气口；B、压气机；C、第一回腔；D、燃烧室；E、涡轮；F、第二回腔；G、出气口。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供了一种M型涡轮喷射发动机，发动机包括下述步骤：
发动机包括置于M型发动机中央的扇叶盘；贯穿所述扇叶盘的中央轴承和位于所述中央轴承两端的外腔；中央轴承为所述发动机的核心轴承，以固定或者半固定的形式与其它零部件连接；外腔包括第一外腔和第二外腔，分别位于中央轴承两端；其中，第一外腔位于发动机出气口位置，但在组装及维修时中央轴承与第二回腔能够拆卸分离，作用在于隔绝中层和外层气道中方向相反的气流，保持发动机内气流运作正常；第二外腔位于发动机进气口位置，主要作用是作为发动机的尾气喷管。
零部件包括进气口A、压气机B、第一回腔C、燃烧室D、涡轮E、第二回腔F和出气口G；所述零部件材料为超高强度耐超高温的金属合金；
发动机包括定子，所述定子经过组装固定在中央轴承上，定子的外围即中层气道会与燃烧室连接，定子主要作用是调整经压气机B扇叶的气流，并隔绝内层与中层气道方向相反的气流。
气流进入进气口A经压气机B压缩后通过定子，经第一回腔C导流，进入燃烧室D，作用于涡轮E；涡轮E位于燃烧室D后方，气体经过燃烧室D燃烧后膨胀，向涡轮E冲压做功，带动涡轮E旋转(涡轮E旋转同时带动压气机B跟着旋转)，向后排出做功；经过涡轮E后与第二回腔F导通，形成反转气流为所述发动机提供推力。
如图2所示，涡轮E与压气机B为一体扇叶盘，内圈为压气机B扇叶，外圈为涡轮E扇叶，压气机B扇叶固定在内圈上，可采用焊接等方式进行连接固定；一体扇叶盘为一体化成型或组装构成，涡轮E带动压气机B转动。
涡轮E扇叶方向和压气机B扇叶方向相反，这样的扇叶盘在转动的时候内外的空气流向是相反的，由此可以控制两个相反方向的空气流动。
扇叶盘由涡轮E和与其方向相反的压气机B组成；扇叶盘为单晶材料，由方向相反的同心圆一体叶片构成，转动时内外的空气流方向相反。
第二回腔F前半部套与中央轴承中，并固定锁紧，不能转动，后部则连接第一外腔的中部，以保持发动机外壳结构的稳定。
实施例
在正常工作情况下，气体从进气口A进入压气机B，经过风扇加压后进入第一回腔C，并被导流使得气流方向反转，进入燃烧室D与燃油混合燃烧膨胀，向后喷射做功，进入涡轮E，推动涡轮，由于涡轮E与压气机B为一体扇叶盘，因此涡轮E实际上带动着压缩机B转动，而高温高压气体经过涡轮后再由回腔F)导流，方向再次反转，向后喷出，以反作用力为发动机提供动力。
本实用新型M型发动机是原理与普通涡轮发动机无异，利用回腔调整气流方向，并使用涡轮-压缩机一体的扇叶盘，减去了发动机中复杂沉重的同心传动轴结构，降低发动机重量，提高发动机效率。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种M型涡轮喷射发动机，其特征在于：所述发动机包括置于M型发动机中央的扇叶盘，贯穿所述扇叶盘的中央轴承和位于所述中央轴承两端的外腔；所述中央轴承为所述发动机的核心轴承，以固定或者半固定的形式与其它零部件连接；所述外腔包括第一外腔和第二外腔；其中，所述第一外腔位于发动机出气口位置，用于隔绝中层和外层气道中的反方向气流；所述第二外腔位于发动机进气口位置，为发动机的尾气喷管；
所述发动机包括定子，所述定子位于中央轴承上，外部与燃烧室连接，用于调整经压气机(B)扇叶的气流，并隔绝内层与中层气道方向相反的气流。
2.根据权利要求1所述的一种M型涡轮喷射发动机，其特征在于：所述零部件包括进气口(A)、压气机(B)、第一回腔(C)、燃烧室(D)、涡轮(E)、第二回腔(F)和出气口(G)；所述零部件材料为超高强度耐超高温的金属合金。
3.根据权利要求2所述的一种M型涡轮喷射发动机，其特征在于：所述涡轮(E)与压气机(B)为一体扇叶盘，内圈为压气机(B)扇叶，外圈为涡轮(E)扇叶，所述压气机(B)扇叶固定在内圈上。
4.根据权利要求3所述的一种M型涡轮喷射发动机，其特征在于：所述压气机(B)扇叶采用焊接方式固定在内圈上。
5.根据权利要求3所述的一种M型涡轮喷射发动机，其特征在于：所述一体扇叶盘为一体化成型或组装构成，涡轮(E)带动压气机(B)转动。
6.根据权利要求2所述的一种M型涡轮喷射发动机，其特征在于：气流进入进气口(A)经压气机(B)压缩后通过定子，经第一回腔(C)导流，进入燃烧室(D)，作用于涡轮(E)。
7.根据权利要求3所述的一种M型涡轮喷射发动机，其特征在于：所述涡轮(E)扇叶方向和压气机(B)扇叶方向相反。
8.根据权利要求2所述的一种M型涡轮喷射发动机，其特征在于：所述涡轮(E)位于燃烧室(D)后方，气体经过燃烧室(D)燃烧后膨胀，向涡轮(E)冲压做功，带动涡轮(E)旋转，向后排出做功，所述涡轮(E)后与第二回腔(F)导通，形成反转气流为所述发动机提供推力。
9.根据权利要求1所述的一种M型涡轮喷射发动机，其特征在于：所述扇叶盘为单晶材料，由方向相反的同心圆一体叶片构成，转动时内外的空气流方向相反。
10.根据权利要求2所述的一种M型涡轮喷射发动机，其特征在于：所述第二回腔(F)内径部分套与中央轴承中固定锁紧，外径部分则连接第一外腔中部，保持发动机外壳结构的稳定。
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|---|---|---|---|---|
| CN105065135A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-11-18 | 张杰华 | 一种m型涡轮喷射发动机 |
| CN108087149A (zh) * | 2016-11-22 | 2018-05-29 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种高推重比低油耗的涡喷发动机 |
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| CN108087149A (zh) * | 2016-11-22 | 2018-05-29 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种高推重比低油耗的涡喷发动机 |
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