一種推進(jìn)式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于動(dòng)力裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種推進(jìn)式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)是利用燃?xì)夤ぷ魇孤菪龢D(zhuǎn)產(chǎn)生拉力來推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)的一種動(dòng)力裝置。請(qǐng)參閱圖1，傳統(tǒng)渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)為前拉式布局，主要由拉力螺旋槳15、進(jìn)氣口 2、套裝轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)外轉(zhuǎn)筒螺旋槳軸12、減速器13、低壓壓氣機(jī)16、高壓壓氣機(jī)17、燃燒室系統(tǒng)6、高壓渦輪18、低壓渦輪19、排氣口 14、套裝轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)外轉(zhuǎn)筒20和套裝轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)內(nèi)轉(zhuǎn)軸21組成。
[0003]當(dāng)前方空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口 2后，首先受到低壓壓氣機(jī)16的壓縮，再受到高壓壓氣機(jī)17的進(jìn)一步壓縮，進(jìn)入燃燒室系統(tǒng)6后與噴入的燃油一起混合燃燒，燃燒產(chǎn)生的高壓燃?xì)馐紫葲_擊驅(qū)動(dòng)高壓渦輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，高壓燃?xì)饫^續(xù)向下游流動(dòng)，速度略為降低后沖擊驅(qū)動(dòng)低壓渦輪19，驅(qū)使套裝轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)內(nèi)轉(zhuǎn)軸21轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)減速器13由螺旋槳軸12端輸出，這時(shí)降低轉(zhuǎn)速后最終驅(qū)使拉力螺旋槳15轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生飛行所需的前向拉力。
[0004]在渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)工作開始時(shí)，低壓壓氣機(jī)16和高壓壓氣機(jī)17分別由啟動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，到達(dá)規(guī)定轉(zhuǎn)速后啟動(dòng)系統(tǒng)分別自動(dòng)分離，此時(shí)高壓壓氣機(jī)17可由高壓渦輪18通過套裝轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)外轉(zhuǎn)筒20返回驅(qū)動(dòng)，低壓壓氣機(jī)16可由低壓渦輪19通過套裝轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)內(nèi)轉(zhuǎn)軸21返回驅(qū)動(dòng)。
[0005]相比于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，傳統(tǒng)渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)具有功率大、功重比大；穩(wěn)定性好、噪音小、工作壽命長(zhǎng)、維修費(fèi)用低、速度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于各類飛行裝置。但傳統(tǒng)渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)也存在如下缺點(diǎn):
[0006]I)因渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度很快，如直接驅(qū)動(dòng)螺旋槳將造成槳葉葉尖部分的速度很高，有產(chǎn)生激波的可能，在渦輪與螺旋槳之間必須要有減速器來降低螺旋槳轉(zhuǎn)速使其葉尖端不要超過音速。這種減速器的負(fù)荷重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高，作為發(fā)動(dòng)機(jī)整體的一個(gè)部件，將增加一部分較大的重量；
[0007]2)為了充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)饽芰?、提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，通常采用了機(jī)體內(nèi)特殊的套裝轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，即將高壓渦輪和低壓渦輪返回驅(qū)動(dòng)高壓壓氣機(jī)和低壓壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)方案，在結(jié)構(gòu)上比較復(fù)雜，制造難度較大，成本隨之增加；
[0008]3)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)部件較多，如軸承零件在高速運(yùn)轉(zhuǎn)所造成的發(fā)熱問題和高溫高速燃?xì)鈿饬鞯膬?nèi)部流動(dòng)所帶來的高溫一般是依靠增加一個(gè)外置的潤(rùn)滑降溫系統(tǒng)或設(shè)備，這將給發(fā)動(dòng)機(jī)增加了一部分額外的重量；
[0009]4)套裝轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案造成結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性導(dǎo)致了傳統(tǒng)渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)在小尺寸、輕重量的設(shè)計(jì)、制造指標(biāo)上存在許多難以克服的技術(shù)問題，通常成功設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品體積和重量較大，無法應(yīng)用到受空間和重量限制的飛行器上；
[0010]5)受到螺旋槳效率的影響，發(fā)動(dòng)機(jī)的適用速度不能太大，一般要小于900km/h，只能應(yīng)用在中低速飛機(jī)或?qū)Φ退傩阅苡袊?yán)格要求的巡邏、反潛或滅火等類型飛機(jī)中；
[0011]6)與其它中低速飛行器的動(dòng)力裝置相比，如活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，在性價(jià)比上還不占優(yōu)勢(shì)，難以進(jìn)一步開拓廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。
[0012]有鑒于上述現(xiàn)有的前拉式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型的推進(jìn)式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的前拉式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于，克服傳統(tǒng)渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的缺陷，而提出一種新型的推進(jìn)式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，所要解決的技術(shù)問題是使其避免采用機(jī)體內(nèi)套裝轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，直接經(jīng)減速器驅(qū)動(dòng)螺旋槳，形成“推進(jìn)式”布局，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、降低制造難度；盡量?jī)?yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、降低發(fā)動(dòng)機(jī)全系統(tǒng)的總重量；采取有效技術(shù)措施降低發(fā)動(dòng)機(jī)的成本，從而更加適于實(shí)用。
[0014]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種推進(jìn)式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，包括燃?xì)獍l(fā)生分系統(tǒng)、燃?xì)鈱?dǎo)向分系統(tǒng)、減速分系統(tǒng)、推力螺旋槳11，其中該燃?xì)獍l(fā)生分系統(tǒng)安設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)前部，該減速分系統(tǒng)安設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)后部，該燃?xì)鈱?dǎo)向分系統(tǒng)安設(shè)在燃?xì)獍l(fā)生分系統(tǒng)與減速分系統(tǒng)之間，該推力螺旋槳11固定在螺旋槳軸12的后端，該螺旋槳軸12前端安設(shè)在前述減速分系統(tǒng)的后部，形成推進(jìn)式布局。
[0015]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0016]前述的推進(jìn)式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，所述燃?xì)獍l(fā)生分系統(tǒng)包括啟動(dòng)電機(jī)組件1、進(jìn)氣口 2、一級(jí)壓氣輪3、高壓進(jìn)氣口 4、前軸5、燃燒室系統(tǒng)6、動(dòng)力渦輪7，其中啟動(dòng)電機(jī)組件1、進(jìn)氣口 2位于發(fā)動(dòng)機(jī)前部，該啟動(dòng)電機(jī)組件I的輸出軸連接一級(jí)壓氣輪3 ;前軸5的前端固定所述一級(jí)壓氣輪3，后端固定動(dòng)力渦輪7 ;燃燒室系統(tǒng)6安設(shè)在一級(jí)壓氣輪3、動(dòng)力渦輪7之間；高壓進(jìn)氣口 4分布于一級(jí)壓氣輪3輪櫞外側(cè)，位于燃燒室系統(tǒng)6前端。
[0017]前述的推進(jìn)式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，所述減速分系統(tǒng)包括自由渦輪9、減速器13、排氣口 14，其中自由渦輪9安設(shè)在前述動(dòng)力渦輪7后部；減速器13的輸入軸10前端固定自由渦輪9，其后端連接螺旋槳軸12 ;排氣口 14安設(shè)在自由渦輪9后部，其末端斜向穿出發(fā)動(dòng)機(jī)殼體。
[0018]前述的推進(jìn)式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，所述燃?xì)鈱?dǎo)向分系統(tǒng)包括燃?xì)鈱?dǎo)向機(jī)構(gòu)8，安設(shè)在動(dòng)力渦輪7與自由渦輪9之間。
[0019]前述的推進(jìn)式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，所述燃燒室系統(tǒng)6的后出氣口正對(duì)動(dòng)力渦輪7的輪盤正面。
[0020]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明一種推進(jìn)式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0021]a.“一級(jí)壓氣”技術(shù)可一次性完成空氣進(jìn)入燃燒室的供氧工序，簡(jiǎn)化了進(jìn)氣系統(tǒng)、提尚了進(jìn)氣效率；
[0022]b.設(shè)計(jì)特殊的“燃?xì)鈱?dǎo)向結(jié)構(gòu)”保障了高溫高速燃?xì)鈿怏w能量的順暢傳遞，有效地降低了能量損失；
[0023]c.新型“全機(jī)自潤(rùn)滑系統(tǒng)”利用混合燃油中含有的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑轉(zhuǎn)動(dòng)部件，同時(shí)通過循環(huán)式油路的流動(dòng)帶走了高速轉(zhuǎn)動(dòng)造成的熱量，達(dá)到降溫的效果；
[0024]d.采用“推進(jìn)式”布局和“一級(jí)壓氣”、“燃?xì)鈱?dǎo)向結(jié)構(gòu)”、“全機(jī)自潤(rùn)滑系統(tǒng)”等技術(shù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷明了，減少了系統(tǒng)重量，有效地降低設(shè)計(jì)難度和制造成本；
[0025]e.“推進(jìn)式”布局的使用還能使發(fā)動(dòng)機(jī)的適用速度保持在900km/h左右，能應(yīng)用在中低速飛機(jī)或?qū)Φ退傩阅苡袊?yán)格要求的巡邏、反潛或滅火等類型飛機(jī)中；
[0026]f.由于在體積、重量和成本指標(biāo)方面的優(yōu)勢(shì)，低成本推進(jìn)式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品在小型飛行器可應(yīng)用到像真航空運(yùn)動(dòng)模型、小型無人駕駛飛行器等工程項(xiàng)目上。
[0027]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0028]圖1是傳統(tǒng)前拉式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2是本發(fā)明一種推進(jìn)式渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]【主要元件符號(hào)說明】
[0031]1:啟動(dòng)電機(jī)組件2:進(jìn)氣口
[0032]3:—級(jí)壓氣輪4:高壓進(jìn)氣口
[0033]5:前軸6:燃燒室系統(tǒng)
[0034]7:動(dòng)力渦輪8:燃?xì)鈱?dǎo)向機(jī)構(gòu)
[0035]9:自由渦輪10:輸入軸
[0036]11:推力螺旋槳12:螺旋槳軸
[0037]13:減速器14:排氣口
[0038]15:拉力螺旋槳16:低壓壓氣機(jī)
[0039]17:高壓壓氣機(jī)18:高壓渦輪
[0040]19:低壓渦輪
[0041]20:套裝轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)外轉(zhuǎn)筒21