CN209228461U - 一种进气装置及具有其的涡轮螺旋桨式发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种进气装置及具有其的涡轮螺旋桨式发动机，涡轮螺旋桨式发动机的进气装置包括进气壳体和一端与进气壳体的腔内连通的机匣，在进气壳体上开设有进气口；在进气壳体内固定安装有锥形体，该锥形体与机匣的腔体中心轴线位于同一直线上，且锥形体的锥形尖端正对指向的机匣的腔体中心，其锥形面与进气壳体之间形成了环形的气流通道，使从进气口进入进气壳体内气流在锥形面的引导下均匀进入机匣内。本实用新型改善了径向单侧结构的进气装置进气均匀性较差的缺陷，满足了涡轮螺旋桨式发动机对进气流场均匀性的要求。

Description

一种进气装置及具有其的涡轮螺旋桨式发动机

技术领域

本实用新型涉及飞行器的发动机，具体涉及一种进气装置及具有其的涡轮螺旋桨式发动机。

背景技术

进气装置作为飞机器发动机的重要组成部件，为飞行器发动机提供足够流量的空气，以满足压气机和燃烧室正常工作的要求。喷气发动机主要分为冲压喷气发动机、脉冲喷气发动机、火箭发动机、涡轮喷气发动机及涡轮螺旋桨式发动机，喷气发动机的进气流速必须降为当地音速的0.3～0.6倍，而且对进气流场的均匀性有严格限制。其中，涡轮螺旋桨式发动机的进气装置主要分为径向环形结构或径向单侧结构，径向环形结构的进气装置，其进气更均匀，但由于进气装置的腔体中安装有启动装置等附件，压气机的转轴外轮廓尺寸需相应加大，以容纳启动装置等附件，发动机的气流通道随之增大，导致发动机的外轮廓尺寸偏大。而径向单侧结构的进气装置，由于启动装置等附件安装在进气装置外部，压气机的转轴外轮廓尺寸较小，在发动机的气流通道不变的前提下，发动机的外轮廓尺寸也更小，但其进气均匀性稍差。对此，有必要对径向单侧结构的进气装置进行优化改进，使其进气更加均匀，以满足涡轮螺旋桨式发动机对进气流场均匀性的要求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种进气装置及具有其的涡轮螺旋桨式发动机，以改善径向单侧结构的进气装置进气均匀性较差的缺陷，满足涡轮螺旋桨式发动机对进气流场均匀性的要求。

本实用新型所述的涡轮螺旋桨式发动机的进气装置，包括进气壳体和一端与进气壳体的腔内连通的机匣，在进气壳体上开设有进气口；在进气壳体内固定安装有锥形体，该锥形体与机匣的腔体中心轴线位于同一直线上，且锥形体的锥形尖端正对指向的机匣的腔体中心，其锥形面与进气壳体之间形成了环形的气流通道，使从进气口进入进气壳体内气流在锥形面的引导下均匀进入机匣内。

进一步，所述进气壳体包括上、下壳体，二者之间通过螺栓连接、铆接、焊接中的任意一种连接方式固定连接，形成完整的腔体结构；所述进气口开设在下壳体的底部。

进一步，所述进气口向前倾斜。

进一步，所述进气口向前倾斜的角度为15°。

进一步，所述进气口的形状为矩形。

进一步，所述进气壳体内间隔支撑固定有支承体。

本实用新型还公开了一种涡轮螺旋桨式发动机，包括进气装置和上述的压气装置，所述压气装置包括压气机及用于启动该压气机的启动器，启动器通过启动转轴与压气机的转轴连接；所述机匣的另一端与压气机的进气管连通；且进气装置中的锥形体同时用于支撑压气机的启动转轴，该启动转轴位于机匣内，启动转轴的一端可转动穿插过锥形体并伸出进气壳体外，并与压气机的启动器连接。

进一步，所述压气机的启动转轴通过轴承可转动安装在锥形体内。

本实用新型所述的进气装置及具有其的涡轮螺旋桨式发动机中，发动机的进气装置为径向单侧式结构，通过在进气壳体内设置锥形体，该锥形体与机匣的腔体中心轴线位于同一直线上，且锥形体的锥形尖端正对指向的机匣的腔体中心，使锥形体的锥形面与进气壳体之间形成环形的气流通道，且锥形体的锥形面对气流具有引导作用，使进气壳体内的气流能够均匀地进入机匣内，并最终通过压气机的进气管进入压气机内，满足了涡轮螺旋桨式发动机对进气流场均匀性的要求。而且压气机的启动转轴位于机匣内，锥形体同时用于支撑压气机的启动转轴，使发动机的零部件布置更加紧凑，进而减小了发动机的外廓尺寸。

附图说明

图1为涡轮螺旋桨式发动机的进气装置轴测图；

图2为涡轮螺旋桨式发动机的进气装置的内部结构剖视图；

图3为涡轮螺旋桨式发动机的进气装置与压气装置的安装关系简示图；

图中：1―上壳体；2―下壳体、201―进气口；3―锥形体；4―支承体；5―启动转轴；6―机匣；7―轴承；8―启动器；9―压气机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

参见图1至图3所示的涡轮螺旋桨式发动机，该发动机用于飞行器中，其包括进气装置和压气装置，所述压气装置包括压气机9及用于启动该压气机9的启动器8，启动器8通过启动转轴5与压气机9的转轴连接；进气装置包括进气壳体和一端与进气壳体的腔内连通的机匣6，机匣6的另一端与压气机9的进气管(图中未示出)连通；在进气壳体上开设有进气口201，在进气壳体内固定安装有锥形体3，该锥形体3与机匣6的腔体中心轴线位于同一直线上，且锥形体3的锥形尖端正对指向的机匣6的腔体中心，其锥形面与进气壳体之间形成了环形的气流通道，使从进气口201进入进气壳体内的气流在锥形面的引导下均匀进入机匣6内(图2中的箭头方向表示进入进气壳体内的气流流动方向)；且进气装置中的锥形体3同时用于支撑压气机9的启动转轴5，该启动转轴5位于机匣6内，启动转轴5的一端通过轴承7可转动穿插过锥形体3并伸出进气壳体外，并与压气机9的启动器8连接。

具体的，在本实施例中，所述进气壳体包括上壳体1和下壳体2，二者之间通过螺栓连接、铆接、焊接中的任意一种连接方式固定连接，形成完整的腔体结构；且由于涡轮螺旋桨式发动机安装在飞行器的机身内，为了便于将气流导入涡轮螺旋桨式发动机中，所述进气口201开设在下壳体2的底部，使进气口201与外界连通，而且该进气口201的形状为矩形，矩形的进气口201不仅可以防止低能附面层流进入气流通道内，还可产生一道斜激波对进气流进行预压缩，提高进气通道的总压恢复，也可以调节进气，适应飞行器较宽范围的飞行速度变化。

作为本实施例的一种优选方案，所述进气口201向前倾斜(飞行器巡航时，机头在前，机尾在后)，以便飞行器在巡航状态时，与来流方向(与飞行器的巡航方向相反)相对应，经计算分析和试验验证，进气壳体上的进气口201前倾角度为15°时，具有最佳的进气效果。

需要说明的是，气流中的微弱扰动是以当地音速向四周传播的，当飞行器在亚音速状态飞行时，扰动传播速度比飞行器飞行速度大，所以扰动集中不起来，这时整个流场上流动参数(包括流速、压强等)的分布是连续的。而当飞行器以超音速状态飞行时，扰动来不及传到飞行器的前面去，结果前面的气流受到飞行器突跃式的压缩，形成集中的强扰动，这时出现一个压缩过程的界面，称为激波，激波是微扰动(如弱压缩波)的叠加而形成的强间断，带有很强的非线性效应，经过激波，从进气口201进入进气壳体内的气流的压强、密度、温度都会突然升高，流速则突然下降，满足了喷气发动机的进气流速必须为当地音速的0.3～0.6倍的要求。

而且需要说明的是，为了提高进气壳体的结构强度和刚度，在进气壳体内还间隔支撑固定有若干个支承体4。

Claims (8)

1.一种涡轮螺旋桨式发动机的进气装置，包括进气壳体和一端与进气壳体的腔内连通的机匣（6），在进气壳体上开设有进气口（201）；其特征在于：在进气壳体内固定安装有锥形体（3），该锥形体与机匣的腔体中心轴线位于同一直线上，且锥形体的锥形尖端正对指向的机匣的腔体中心，其锥形面与进气壳体之间形成了环形的气流通道，使从进气口进入进气壳体内的气流在锥形面的引导下均匀进入机匣内。

2.根据权利要求1 所述的涡轮螺旋桨式发动机的进气装置，其特征在于：所述进气壳体包括上、下壳体（1、2），二者之间通过螺栓连接、铆接、焊接中的任意一种连接方式固定连接，形成完整的腔体结构；所述进气口（201）开设在下壳体的底部。

3.根据权利要求 1 或 2 所述的涡轮螺旋桨式发动机的进气装置，其特征在于：所述进气口（201）向前倾斜。

4.根据权利要求 1 或 2 所述的涡轮螺旋桨式发动机的进气装置，其特征在于：所述进气口（201）向前倾斜的角度为 15°。

5.根据权利要求 1 或 2 所述的涡轮螺旋桨式发动机的进气装置，其特征在于：所述进气口（201）的形状为矩形。

6.根据权利要求 1 或 2 所述的涡轮螺旋桨式发动机的进气装置，其特征在于：所述进气壳体内间隔支撑固定有支承体（4）。

7.一种涡轮螺旋桨式发动机，包括进气装置和压气装置，所述压气装置包括压气机（9）及用于启动该压气机的启动器（8），启动器通过启动转轴（5）与压气机的转轴连接；所述机匣的另一端与压气机的进气管连通；其特征在于：该发动机的进气装置为权利要求 1-5 中任一项所述的进气装置，且进气装置中的锥形体（3）同时用于支撑压气机的启动转轴，该启动转轴位于机匣内，启动转轴的一端可转动穿插过锥形体并伸出进气壳体外，并与压气机的启动器连接。

8.根据权利要求 7所述的涡轮螺旋桨式发动机的进气装置，其特征在于：所述压气机（9）的启动转轴（5）通过轴承（7）可转动安装在锥形体内。