一种航空涡轴发动机
本发明公布了一种航空涡轴发动机，属于航空发动机技术领域，它包括沿轴向布置的燃气发生器和双级动力涡轮，燃气发生器包括组合压气机、环形回流燃烧室、双级燃气涡轮：组合压气机包括沿轴向布置的三级轴流压气机和一级离心压气机，组合压气机后接环形回流燃烧室；环形回流燃烧室用于将组合压气机的出口高压空气与环形回流燃烧室内喷射的燃油混合燃烧形成燃气并将燃气供与双级燃气涡轮和双级动力涡轮，双级燃气涡轮用于驱动组合压气机，双级动力涡轮用于外接飞行器的传动系统。本发明整体构型改进使得发动机多项性能达到国际先进水平，且通过构型改进能充分利用发动机内部空间，发动机功率拓展空间大，寿命进一步提高且燃油耗油率进一步改善。
发明专利
CN202410777897.2
2024-06-16
CN118346428A
2024-07-15
F02C3/08(2006.01)
中国航发湖南动力机械研究所
李概奇;杨洋;杨锐;王旭;王国文;王建方;王强;郭腊梅
412002 湖南省株洲市芦淞区董家塅高科园中国航发湖南动力机械研究所
长沙智嵘专利代理事务所(普通合伙)
黄海波
湖南;43
1.一种航空涡轴发动机，包括进气机匣和动力涡轮轴，其特征在于，所述航空涡轴发动机还包括沿轴向布置的燃气发生器和双级动力涡轮（400），燃气发生器包括组合压气机（100）、环形回流燃烧室（200）、双级燃气涡轮（300）； 组合压气机（100）包括沿轴向布置的依次相连的三级轴流压气机（102）和一级离心压气机（101），组合压气机（100）后接环形回流燃烧室（200），环形回流燃烧室（200）内部具有弯折通道，且环形回流燃烧室（200）的最终排气通道与动力涡轮轴的轴向平行，组合压气机（100）用于通过三级轴流压气机（102）和一级离心压气机（101）沿轴向吸入外界空气并对外界空气进行压缩以提高空气的压力和动能后将高压空气导入环形回流燃烧室（200）； 双级燃气涡轮（300）布设于环形回流燃烧室（200）内部，双级动力涡轮（400）串列布置于环形回流燃烧室（200）后部，环形回流燃烧室（200）内设有离心喷嘴（201）和三级涡流器（202），离心喷嘴（201）用于将液体燃油离心雾化，环形回流燃烧室（200）通过离心喷嘴（201）和三级涡流器（202）喷射燃油油雾以使燃油油雾与高压空气混合燃烧形成燃气并将燃气供与双级燃气涡轮（300）和双级动力涡轮（400），三级轴流压气机（102）内设置有轮盘（1025），轮盘（1025）与双级燃气涡轮（300）连接，双级燃气涡轮（300）用于通过轮盘（1025）驱动三级轴流压气机（102）和一级离心压气机（101）进行旋转，双级动力涡轮（400）用于通过动力涡轮轴外接飞行器的传动系统，双级燃气涡轮（300）和双级动力涡轮（400）的导向器叶片均采用分组布置，且70%~90%的导向器叶片采用标准喉道面积的导向器叶片，10%~30%的导向器叶片采用开大喉道面积的导向器叶片。 2.根据权利要求1所述的一种航空涡轴发动机，其特征在于，三级轴流压气机（102）包括压气机一级转子（1021）、压气机二级转子（1022）和压气机三级转子（1023），压气机一级转子（1021）、压气机二级转子（1022）和压气机三级转子（1023）的进气端均布设有导向叶片，且压气机三级转子（1023）的出气端也布设有导向叶片，一级离心压气机（101）包括一级离心叶轮和扩压器，压气机一级转子（1021）进气端的导向叶片设为零级导向叶片（10241），压气机二级转子（1022）进气端的导向叶片设为一级导向叶片（10242），零级导向叶片（10241）和一级导向叶片（10242）的叶片角度可调；三级轴流压气机（102）和一级离心压气机（101）之间设置有放气活门，放气活门用于供组合压气机（100）进行级间放气。 3.根据权利要求1所述的一种航空涡轴发动机，其特征在于，三级涡流器（202）包括排列布置的I级文氏管（2021）和II级文氏管（2022），I级文氏管（2021）和II级文氏管（2022）的出气端分别设置有II级径向叶片（2023）和III级径向叶片（2024），三级涡流器（202）用于将离心喷嘴（201）喷射的燃油进行气动雾化。 4.根据权利要求1所述的一种航空涡轴发动机，其特征在于，进气机匣的外壁设置有防冰引气管路，防冰引气管路用于将组合压气机（100）压缩后的热空气引导并分流至组合压气机（100）的进气端的导向叶片、进气机匣的支板以及发动机的主安装节（700）外壁面处。 5.根据权利要求1所述的一种航空涡轴发动机，其特征在于，燃气发生器转子前支撑轴承（801）与动力涡轮转子前支撑轴承（4011）通过前轴承腔轴承座（4012）布置在前轴承腔内，且燃气发生器转子后支撑轴承（802）与动力涡轮后支撑轴承通过后轴承腔轴承座（4014）布置在后轴承腔内。 6.根据权利要求5所述的一种航空涡轴发动机，其特征在于，燃气发生器转子前支撑轴承（801）与燃气发生器转子后支撑轴承（802）各设一个并分布于燃气发生器转子盘（803）前后两端。 7.根据权利要求6所述的一种航空涡轴发动机，其特征在于，动力涡轮转子前支撑轴承（4011）与动力涡轮转子后支撑轴承（4013）各设两个并间隔布设于动力涡轮转子盘（4015）的前端。 8.根据权利要求5所述的一种航空涡轴发动机，其特征在于，燃气发生器转子前支撑轴承（801）及动力涡轮转子前支撑轴承（4011）均采用刚性支承，燃气发生器转子后支撑轴承（802）及动力涡轮转子后支撑轴承（4013）均采用鼠笼式弹性支承，鼠笼式弹性支承用于调整燃气发生器转子后支撑轴承（802）及动力涡轮转子后支撑轴承（4013）的刚度。 9.根据权利要求1所述的一种航空涡轴发动机，其特征在于，航空涡轴发动机还包括健康管理系统，健康管理系统包括用于监测发动机性能的转子转速传感器、发动机进口温度传感器、发动机涡轮间温度传感器，用于监测发动机各涡轮部件及附件的振动的振动传感器，用于监测滑油的滑油磨屑传感器、颗粒监测传感器。