一種m型渦輪噴射發(fā)動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于一種發(fā)動機結構，具體涉及一種M型渦輪噴射發(fā)動機。
【背景技術】
[0002]目前世界上各大航空發(fā)動機(簡稱“航發(fā)”)公司通過不同的設計來提高發(fā)動機效率，如英國羅?羅公司獨有的三軸三轉子發(fā)動機技術，在低壓和高壓壓氣機之間再增加一級中壓壓氣機，協(xié)調了低壓和高壓壓氣機之間的轉速，提高了壓縮比，降低了發(fā)動機油耗；而美國普惠公司則研發(fā)出雙軸三轉子技術，利用行星齒輪調節(jié)低壓和高壓壓氣機之間的轉速，也基本能達到三軸三轉子發(fā)動機的工作效率。
[0003]上述的羅.羅公司及普惠公司均研發(fā)出不錯的技術提高航發(fā)的工作效率，但以羅?羅公司的三軸三轉子航發(fā)為例，其同心軸結構非常復雜，組裝難度大，成本高，而且作為羅.羅公司的自有技術，其他航發(fā)公司需要投入極大的成本才能研發(fā)出與其匹配的三軸技術；而普惠公司的雙軸三轉子技術，實際上是利用行星齒輪調節(jié)壓氣機轉速，結構也相當復雜，此外行星齒輪在工作中需要承受極大的負荷，對于齒輪的材料更是一個考驗，而且復雜的齒輪結構也不利于發(fā)動機日后的維護保養(yǎng)。
【發(fā)明內容】
[0004]為了解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種M型渦輪噴射發(fā)動機，利用回腔調整氣流方向，并使用渦輪及壓氣機為一體的扇葉盤，去除發(fā)動機中復雜沉重的同心傳動軸結構，從而降低發(fā)動機重量，提高發(fā)動機效率。
[0005]本發(fā)明所采用的技術方案為:
[0006]—種M型渦輪噴射發(fā)動機，其改進之處在于:所述發(fā)動機包括置于M型發(fā)動機中央的扇葉盤，貫穿所述扇葉盤的中央軸承和位于所述中央軸承兩端的外腔；所述中央軸承為所述發(fā)動機的核心軸承，以固定或者半固定的形式與其它零部件連接；所述外腔包括第一外腔和第二外腔；其中，所述第一外腔位于發(fā)動機出氣口位置，用于隔絕中層和外層氣道中的反方向氣流；所述第二外腔位于發(fā)動機進氣口位置，為發(fā)動機的尾氣噴管。
[0007]優(yōu)選的，所述零部件包括進氣口 A、壓氣機B、第一回腔C、燃燒室D、渦輪E、第二回腔F和出氣口 G ;所述零部件材料為超高強度耐超高溫的金屬合金。
[0008]優(yōu)選的，所述發(fā)動機包括定子，所述定子經(jīng)過組裝固定在中央軸承上，外圍與燃燒室連接，用于調整經(jīng)壓氣機B扇葉的氣流，并隔絕內層與中層氣道方向相反的氣流。
[0009]進一步的，所述渦輪E與壓氣機B為一體扇葉盤，內圈為壓氣機B扇葉，外圈為渦輪E扇葉，所述壓氣機B扇葉固定在內圈上。
[0010]進一步的，所述一體扇葉盤為一體化成型或組裝構成，禍輪E帶動壓氣機B轉動。[0011 ] 進一步的，氣流進入進氣口 A經(jīng)壓氣機B壓縮后通過定子，經(jīng)第一回腔C導流，進入燃燒室D，作用于渦輪E。
[0012]進一步的，所述禍輪E扇葉方向和壓氣機B扇葉方向相反。
[0013]進一步的，所述渦輪E位于燃燒室D后方，氣體經(jīng)過燃燒室D燃燒后膨脹，向渦輪E沖壓做功，帶動渦輪E旋轉，向后排出做功，所述渦輪E后與第二回腔F導通，形成反轉氣流為所述發(fā)動機提供推力。
[0014]優(yōu)選的，所述扇葉盤為單晶材料，由方向相反的同心圓一體葉片構成，轉動時內外的空氣流方向相反。
[0015]優(yōu)選的，所述第二回腔F內徑部分套與中央軸承中固定鎖緊，外徑部分則連接第一外腔中部，保持發(fā)動機外殼結構的穩(wěn)定。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
[0017]本發(fā)明利用氣流進行繞道，將原來靠同心軸連接的壓氣機扇葉盤與渦輪扇葉盤合并成為一個簡單的獨立構件，取消復雜的多級同心軸結構，減輕了發(fā)動機重量；突破由于同心軸結構復雜使得普通渦噴發(fā)動機壓氣機分級無法多于三級的限制，使本發(fā)明擁有更多分級的壓氣機，能更好地協(xié)調各級壓氣機之間的轉速關系及壓力比例，減少發(fā)動機喘振的發(fā)生幾率，提高發(fā)動機效率，降低油耗；
[0018]同時，現(xiàn)有的無論是三轉子發(fā)動機或者行星齒輪設計，都無法取消同心軸這一關鍵部位，此外也由于復雜性等問題無法突破三級以上的壓氣機設計。而本發(fā)明取消同心軸，將減輕發(fā)動機重量及降低發(fā)動機復雜性，有效降低了發(fā)動機油耗，提高了發(fā)動機維護性；另夕卜，通過渦輪的氣流回路套于壓氣機進氣道中，對壓氣機中的空氣進行提前加熱，提高燃燒室前空氣的溫度，降低燃燒室的能量負擔，從而降低了燃燒需要的油耗，使得航空發(fā)動機更環(huán)保更高效。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明提供的一種M型渦輪噴射發(fā)動機結構示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明提供的一種M型渦輪噴射發(fā)動機中壓氣機-渦輪扇葉盤結構示意圖。
[0021]圖中:A、進氣口 ；B、壓氣機；C、第一回腔；D、燃燒室；E、渦輪；F、第二回腔；G、出氣
□ O
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種M型渦輪噴射發(fā)動機，發(fā)動機包括下述步驟:
[0023]發(fā)動機包括置于M型發(fā)動機中央的扇葉盤；貫穿所述扇葉盤的中央軸承和位于所述中央軸承兩端的外腔；中央軸承為所述發(fā)動機的核心軸承，以固定或者半固定的形式與其它零部件連接；外腔包括第一外腔和第二外腔，分別位于中央軸承兩端；其中，第一外腔位于發(fā)動機出氣口位置，但在組裝及維修時中央軸承與B層外腔能夠拆卸分離，作用在于隔絕中層和外層氣道中方向相反的氣流，保持發(fā)動機內氣流運作正常；第二外腔位于發(fā)動機進氣口位置，主要作用是作為發(fā)動機的尾氣噴管。
[0024]零部件包括進氣口 A、壓氣機B、第一回腔C、燃燒室D、渦輪E、第二回腔F和出氣口G ;所述零部件材料為超高強度耐超高溫的金屬合金；
[0025]發(fā)動機包括定子，所述定子經(jīng)過組裝固定在中央軸承上，定子的外圍即中層氣道會與燃燒室連接，定子主要作用是調整經(jīng)壓氣機B扇葉的氣流，并隔絕內層與中層氣道方向相反的氣流。
[0026]氣流進入進氣口 A經(jīng)壓氣機B壓縮后通過定子，經(jīng)第一回腔C導流，進入燃燒室D，作用于渦輪E ;渦輪E位于燃燒室D后方，氣體經(jīng)過燃燒室D燃燒后膨脹，向渦輪E沖壓做功，帶動渦輪E旋轉(渦輪E旋轉同時帶動壓氣機B跟著旋轉)，向后排出做功；經(jīng)過渦輪E后與第二回腔F導通，形成反轉氣流為所述發(fā)動機提供推力。
[0027]如圖2所示，渦輪E與壓氣機B為一體扇葉盤，內圈為壓氣機B扇葉，外圈為渦輪E扇葉，壓氣機B扇葉固定在內圈上，可采用焊接等方式進行連接固定；一體扇葉盤為一體化成型或組裝構成，渦輪E帶動壓氣機B轉動。
[0028]渦輪E扇葉方向和壓氣機B扇葉方向相反，這樣的扇葉盤在轉動的時候內外的空氣流向是相反的，由此可以控制兩個相反方向的空氣流動。
[0029]扇葉盤由渦輪E和與其方向相反的壓氣機B組成；扇葉盤為單晶材料，由方向相反的同心圓一體葉片構成，轉動時內外的空氣流方向相反。
[0030]第二回腔F前半部套與中央軸承中，并固定鎖緊，不能轉動，后部則連接第一外腔的中部，以保持發(fā)動機外殼結構的穩(wěn)定。
[0031]實施例
[0032]在正常工作情況下，氣體從進氣口(A)進入壓氣機(B)，經(jīng)過風扇加壓后進入第一回腔(C)，并被導流使得氣流方向反轉，進入燃燒室(D)與燃油混合燃燒膨脹，向后噴射做功，進入渦輪(E)，推動渦輪，由于渦輪(E)與壓氣機(B)為一體扇葉盤，因此渦輪(E)實際上帶動著壓縮機(B)轉動，而高溫高壓氣體經(jīng)過渦輪后再由回腔(F)導流，方向再次反轉，向后噴出，以反作用力為發(fā)動機提供動力。
[0033]本發(fā)明M型發(fā)動機是原理與普通渦輪發(fā)動機無異，利用回腔調整氣流方向，并使用渦輪-壓縮機一體的扇葉盤，減去了發(fā)動機中復雜沉重的同心傳動軸結構，降低發(fā)動機重量，提高發(fā)動機效率。
[0034]本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種M型渦輪噴射發(fā)動機，其特征在于:所述發(fā)動機包括置于M型發(fā)動機中央的扇葉盤，貫穿所述扇葉盤的中央軸承和位于所述中央軸承兩端的外腔；所述中央軸承為所述發(fā)動機的核心軸承，以固定或者半固定的形式與其它零部件連接；所述外腔包括第一外腔和第二外腔；其中，所述第一外腔位于發(fā)動機出氣口位置，用于隔絕中層和外層氣道中的反方向氣流；所述第二外腔位于發(fā)動機進氣口位置，為發(fā)動機的尾氣噴管。2.根據(jù)權利要求1所述的一種M型渦輪噴射發(fā)動機，其特征在于:所述零部件包括進氣口 A、壓氣機B、第一回腔C、燃燒室D、渦輪E、第二回腔F和出氣口 G ;所述零部件材料為超高強度耐超高溫的金屬合金。3.根據(jù)權利要求1所述的一種M型渦輪噴射發(fā)動機，其特征在于:所述發(fā)動機包括定子，所述定子經(jīng)過組裝固定在中央軸承上，外圍與燃燒室連接，用于調整經(jīng)壓氣機B扇葉的氣流，并隔絕內層與中層氣道方向相反的氣流。4.根據(jù)權利要求2所述的一種M型渦輪噴射發(fā)動機，其特征在于:所述渦輪E與壓氣機B為一體扇葉盤，內圈為壓氣機B扇葉，外圈為渦輪E扇葉，所述壓氣機B扇葉固定在內圈上。5.根據(jù)權利要求4所述的一種M型渦輪噴射發(fā)動機，其特征在于:所述一體扇葉盤為一體化成型或組裝構成，渦輪E帶動壓氣機B轉動。6.根據(jù)權利要求2所述的一種M型渦輪噴射發(fā)動機，其特征在于:氣流進入進氣口A經(jīng)壓氣機B壓縮后通過定子，經(jīng)第一回腔C導流，進入燃燒室D，作用于渦輪E。7.根據(jù)權利要求4所述的一種M型渦輪噴射發(fā)動機，其特征在于:所述渦輪E扇葉方向和壓氣機B扇葉方向相反。8.根據(jù)權利要求2所述的一種M型渦輪噴射發(fā)動機，其特征在于:所述渦輪E位于燃燒室D后方，氣體經(jīng)過燃燒室D燃燒后膨脹，向渦輪E沖壓做功，帶動渦輪E旋轉，向后排出做功，所述渦輪E后與第二回腔F導通，形成反轉氣流為所述發(fā)動機提供推力。9.根據(jù)權利要求1所述的一種M型渦輪噴射發(fā)動機，其特征在于:所述扇葉盤為單晶材料，由方向相反的同心圓一體葉片構成，轉動時內外的空氣流方向相反。10.根據(jù)權利要求1所述的一種M型渦輪噴射發(fā)動機，其特征在于:所述第二回腔F內徑部分套與中央軸承中固定鎖緊，外徑部分則連接第一外腔中部，保持發(fā)動機外殼結構的穩(wěn)定。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種M型渦輪噴射發(fā)動機，所述發(fā)動機包括置于M型發(fā)動機中央的扇葉盤，貫穿所述扇葉盤的中央軸承和位于所述中央軸承兩端的外腔；所述中央軸承為所述發(fā)動機的核心軸承，以固定或者半固定的形式與其它零部件連接；所述外腔包括第一外腔和第二外腔；其中，所述第一外腔位于發(fā)動機出氣口位置，用于隔絕中層和外層氣道中的反方向氣流；所述第二外腔位于發(fā)動機進氣口位置，為發(fā)動機的尾氣噴管。本發(fā)明的有益效果為：將壓氣機扇葉盤與渦輪扇葉盤合并成為一個簡單的獨立構件，取消復雜的多級同心軸結構，減輕了發(fā)動機重量；本發(fā)明能更好地協(xié)調各級壓氣機之間的轉速關系及壓力比例，減少發(fā)動機喘振的發(fā)生幾率，提高發(fā)動機效率，降低油耗。
【IPC分類】F02K3/00
【公開號】CN105065135
【申請?zhí)枴緾N201510431614
【發(fā)明人】張杰華
【申請人】張杰華
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月21日