一种模态可变涡扇发动机、飞行器及飞行模式切换方法
本发明公开一种模态可变涡扇发动机、飞行器及飞行模式切换方法，以解决传统超音速客机的参数调节范围相对较小，无法兼顾多种模态工作的问题。模态可变涡扇发动机，包括进气管、转轴、第一风扇、第一风扇转轴、第二风扇、离合器、压气机、扩压器、流量调节机构、驱动机构、燃烧室、涡轮组件以及尾喷管，第一风扇套设在第一风扇转轴上，第二风扇和驱动机构均设在转轴的驱动端，第一风扇和第二风扇均和驱动机构电连接，离合器设在第一风扇转轴与转轴之间。本发明提供的模态可变涡扇发动机、飞行器及飞行模式切换方法用于调整飞行器在不同工况下的飞行模态。
发明专利
CN202311669706.2
2023-12-07
CN117662323A
2024-03-08
F02K3/065(2006.01)
中国航空发动机研究院
王奉明;张翠珍;袁善虎;牟园伟;卢娟
101304 北京市顺义区顺兴路21号
北京鼎承知识产权代理有限公司
夏华栋
北京;11
1.一种模态可变涡扇发动机，其特征在于，包括进气管、转轴、第一风扇、第一风扇转轴、第二风扇、离合器、压气机、扩压器、流量调节机构、驱动机构、燃烧室和尾喷管，所述第一风扇套设在所述第一风扇转轴上，所述第二风扇和所述驱动机构均设在所述转轴的输出端，所述第一风扇和所述第二风扇均和所述驱动机构电连接，所述离合器设在所述第一风扇转轴与所述转轴之间，所述流量调节机构和所述驱动机构电连接，所述流量调节机构设在所述模态可变涡扇发动机的外涵道上，所述扩压器设在所述模态可变涡扇发动机的内涵道上； 当所述模态可变涡扇发动机处在第一模态时，所述驱动机构用于调整所述第一风扇的角度和所述第二风扇的角度达到预设角度，所述第一风扇转轴和所述转轴通过所述离合器连接，驱动机构控制所述流量调节机构转动至第一预设条件，空气沿着所述进气管流入所述第一风扇和所述第二风扇，所述第一风扇用于第一次压缩空气，所述第二风扇用于第二次压缩空气，第二次压缩后的空气分成两股，一股流入外涵道，一股流入所述压气机，所述压气机用于第三次压缩空气，第三次压缩后的空气流入所述燃烧室； 当所述模态可变涡扇发动机处在第二模态时，所述第一风扇转轴和所述转轴通过所述离合器分离，驱动机构控制所述流量调节机构转动至第二预设条件，空气沿着所述进气管依次流入所述第一风扇和所述第二风扇，所述第二风扇用于第一次压缩空气，第一次压缩后的空气分成两股，一股流入外涵道，一股流入所述压气机，所述压气机用于第二次压缩空气，压缩后的空气流入所述燃烧室。 2.根据权利要求1所述的模态可变涡扇发动机，其特征在于，所述扩压器为面积可调扩压器。 3.根据权利要求2所述的模态可变涡扇发动机，其特征在于，所述扩压器具有进气口和出气口，所述进气口与所述压气机的出气口连通，所述出气口与所述燃烧室连通。 4.一种飞行器，其特征在于，包括权利要求1～3任一项所述的模态可变涡扇发动机。 5.一种飞行模式切换方法，其特征在于，应用于权利要求4所述的飞行器，所述飞行模式切换方法包括： 基于模态可变涡扇发动机所处的飞行状态，确定所述模态可变涡扇发动机的飞行指令； 响应于第一模态飞行指令，驱动机构调整第一风扇的角度和所述第二风扇的角度达到预设角度，所述第一风扇转轴和所述转轴通过离合器连接，驱动机构控制流量调节机构转动至第一预设条件； 响应于第二模态飞行指令，所述第一风扇转轴和所述转轴通过所述离合器分离，驱动机构控制所述流量调节机构转动至第二预设条件。 6.根据权利要求5所述的飞行模式切换方法，其特征在于，所述响应于第一模态飞行指令，驱动机构调整所述第一风扇的角度和所述第二风扇的角度达到预设角度，所述第一风扇转轴和所述转轴通过所述离合器连接，驱动机构控制所述流量调节机构转动至第一预设条件的方法包括： 空气沿着进气管流入所述第一风扇和所述第二风扇，所述第一风扇第一次压缩空气，所述第二风扇第二次压缩空气，第二次压缩后的空气分成两股，一股流入外涵道，一股流入压气机，所述压气机第三次压缩空气，第二次压缩后的空气流入燃烧室。 7.根据权利要求5所述的飞行模式切换方法，其特征在于，所述响应于第二模态飞行指令，所述第一风扇转轴和所述转轴通过所述离合器分离，驱动机构控制所述流量调节机构转动至第二预设条件的方法包括： 空气沿着进气管依次流入所述第一风扇和所述第二风扇，所述第二风扇第一次压缩空气，第一次压缩后的空气流入压气机，第一次压缩后的空气分成两股，一股流入外涵道，一股流入所述压气机，所述压气机第二次压缩空气，第二次压缩后的空气流入燃烧室。