[發明專利]一種混合動力航空發動機

有效

• 申請號: 202010163775.6
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111197534B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 田國慶;田忠豪
• 申請（專利權）人: 田國慶
• 主分類號: F02C3/30
• 分類號: F02C3/30;F23R3/00
• 代理公司: 安陽市智浩專利代理事務所(普通合伙) 41116
• 代理人: 張智和

一種混合動力航空發動機，屬于航空領域。所述航空發動機的燃燒室的燃氣噴嘴后方設置有多個氣霧噴嘴，多個氣霧噴嘴與燃氣嘴噴之間設置有耐高溫環狀氣霧噴嘴護板，耐高溫環狀氣霧噴嘴護板固定在燃燒室外周側壁的內壁上，通過利用本發明可減少燃油的消費量，可降低渦輪葉片的高溫程度，降低對渦輪等的材質要求、加工要求，可降低飛行器制造成本、降低飛行成本，同時可降低航空飛行器攜帶的燃油量，提高了飛行器的安全系數，提高發動機推力，通過降低燃油的使用量，可降低CO₂的排放量，降低了碳排放，降低空氣污染程度。

技術領域

本發明涉及一種航空發動機，特別涉及一種混合動力航空發動機，屬于航空領域。

背景技術

航空發動機（aero-engine）是一種高度復雜和精密的熱力機械，作為飛機的心臟，不僅是飛機飛行的動力，也是促進航空事業發展的重要推動力，人類航空史上的每一次重要變革都與航空發動機的技術進步密不可分。

現代渦輪噴氣發動機的結構由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成，戰斗機的渦輪和尾噴管間還有加力燃燒室。渦輪噴氣發動機仍屬于熱機的一種，就必須遵循熱機的做功原則：在高壓下輸入能量，低壓下釋放能量。渦輪噴氣發動機有進氣、加壓、燃燒和排氣這四個階段。

當飛機飛行時，空氣首先進入的是發動機的進氣道，氣流以飛行速度流向發動機，由于飛機飛行的速度是變化的，因而進氣道的功能就是通過可調管道，將來流調整為合適的速度。進氣道后的壓氣機是專門用來提高氣流的壓力的，空氣流過壓氣機時，壓氣機工作葉片對氣流做功，使氣流的壓力、溫度升高。從燃燒室流出的高溫高壓燃氣，流過壓氣機裝在同一條軸上的渦輪。經過燃燒后，渦輪前的燃氣能量大大增加，因而在渦輪中的膨脹比遠小于壓氣機中的壓縮比，渦輪出口處的壓力和溫度都比壓氣機進口高很多，發動機的推力就是這一部分燃氣的能量而來的。從渦輪中流出的高溫高壓燃氣，在尾噴管中繼續膨脹，以高速沿發動機軸向從噴口向后排出。這一速度比氣流進入發動機的速度大得多，使發動機獲得了反作用的推力。

圖4 現有航空發動機沿軸向的剖面結構示意圖。圖5現有技術中燃燒室的截面結構示意圖。發動機主要由風扇21、第一軸座22、內軸23、低壓壓氣機24、外涵道25、第二軸座26、外軸27、高壓壓氣機28、內涵道29、第三軸座30、壓縮空氣窄圓環形入口31、燃油入口32、高壓渦輪35、低壓渦輪36、尾噴口37、燃燒室燃氣出口38和導流葉片、燃燒室39、內涵道機殼40、外涵道機殼41等組成。

由于從燃燒室流出的高溫高壓燃氣，使用溫度范圍為550～1100°C，對渦輪葉片的耐熱要求、渦輪葉片的加工精度都是非常嚴格的，要求渦輪葉片在高溫高壓狀態下不得發生變形，因此，在燃燒室以后的的高溫高壓區采用的材料一般采用耐高溫、耐疲勞型的合金材料制作，其中的渦輪葉片，由于本身具有螺旋狀復雜結構，加工等方面具有很高的要求，再加上需要耐高溫高壓，還的具有很高的抗疲勞型，之前一般采用16 -25 -6鐵基合金、隨著渦輪進口溫度提高到950℃，出現了沉淀硬化合金，應用沉淀強化原理使合金具有更高的高溫強度、70年代，進口溫度提高到了1240℃，出現了Rene95合金和粉末冶金高溫合金。特別是近年來，隨著高性能航空飛行器的開發，隨著高性追求高推重比的要求越來越高，出現了金屬間化合物與韌性金屬組成的微疊層復合材料作為葉片的“熱障涂層”， 隨著我國在材料技術的不斷提高，新型飛機使用的耐熱材料使用耐熱溫度高達1760℃陶瓷基復合材料，由于制作難度和材料的稀有，成本也是非常昂貴的。

如何才能降低高溫高壓區材料的成本，除了開發新材料新技術外，在不影響航空發動機性能的前提下，如何能夠降低發動機材料的成本費用也是今后航空發動機追求的方向。

發明內容