[發明專利]串聯式渦輪/雙模態沖壓組合發動機模態轉換裝置

在審

• 申請號: 202011250157.1
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112360645A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 田耕瑞;任鑫;高偉;郭金鑫;項林;李松
• 申請（專利權）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: F02K7/16
• 分類號: F02K7/16;F02C7/04;F02C7/057
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

本發明涉及一種串聯式渦輪/雙模態沖壓組合發動機模態轉換裝置，屬于渦輪/雙模態沖壓組合發動機技術領域。本發明提供的一種串聯式渦輪/雙模態沖壓組合發動機模態轉化裝置采用螺紋桿機械傳動調節進氣錐裝置位置，在模態轉換時，通過可調進氣錐裝置前后移動以及隔板伸縮按照流量連續準則對來流空氣進行分配，控制組合發動機高/低速通道工作。用可實現較為簡單的機械結構實現了串聯式渦輪/雙模態沖壓組合發動機模態轉化，保證Ma0?7寬域工況下發動機持續穩定動力輸出。本發明能夠有效降低模態轉化的實現難度，減少模態轉化系統部件數量。

技術領域

本發明屬于渦輪/雙模態沖壓組合發動機技術領域，具體涉及一種串聯式渦輪/雙模態沖壓組合發動機模態轉換裝置。

背景技術

渦輪/雙模態沖壓組合發動機作為空天飛機的理想動力裝置，可以在Ma0～7，高度0-30km范圍內重復使用，是航空發動機新的研究方向，其在Ma2以下低速通道工作，來流空氣通過進氣道進入壓氣機，由渦輪發動機燃燒室組織燃燒從而產生推力；加速到Ma2以后需要進行模態轉換，將來流空氣引導至高速通道中，經高速通道壓縮進入雙模態沖壓發動機燃燒室中組織燃燒，產生推力。渦輪/雙模態沖壓組合發動機集合了渦輪發動機零速度啟動以及雙模態沖壓發動機高空高速工作的優勢，避免了渦輪發動機高空高速無法工作以及雙模態沖壓發動機無法自啟動的缺陷，因此渦輪/雙模態沖壓組合發動機是新一代高速飛機動力裝置的核心研究方向。渦輪/雙模態沖壓組合發動機分為并聯式、串聯式兩種。串聯式布局發動機結構緊湊，但相比于并聯式布局其模態轉換過程更加復雜，是其應用的技術難點。

串聯式渦輪/雙模態沖壓組合發動機在進行模態轉換時，進氣道需要同時向渦輪發動機以及沖壓發動機同時供給氣流，配合發動機完成模態轉換，需要保證其流量的連續變化、推力的平緩變化，則模態轉化裝置需要能調節開度，在其運動時需要能連續調整流道面積。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何設計一種串聯式渦輪/雙模態沖壓組合發動機模態轉化方案，可有效降低模態轉換裝置結構復雜程度和實現難度。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種串聯式渦輪/雙模態沖壓組合發動機模態轉換裝置，包括：可調隔板裝置3、可調進氣錐裝置4、可調進氣錐裝置設備艙7；

其中，所述可調進氣錐裝置4包括高速通道預壓縮面5、可調進氣錐6、可調進氣錐螺紋桿8；

所述可調隔板裝置3為圓筒結構，位于渦輪/雙模態沖壓組合發動機低速渦輪通道1，即渦輪發動機通道內部；

所述高速通道預壓縮面5與可調進氣錐6連接，二者為可移動部分，可調進氣錐6與可調進氣錐裝置設備艙7面接觸，可調進氣錐裝置設備艙7為固定部分，可調進氣錐螺紋桿8一端位于可調進氣錐6內，另一端擰入可調進氣錐裝置設備艙7內；可調進氣錐裝置設備艙7內由進氣錐移動動力裝置提供動力，進而帶動可調進氣錐螺紋桿8正向或反向旋轉，從而帶動高速通道預壓縮面5、可調進氣錐6一起前進或后退，實現可調進氣錐裝置4的前進或后退；可調進氣錐裝置設備艙7固定于渦輪/雙模態沖壓組合發動機低速渦輪通道1的內表面；

飛行器在低于Ma2飛行時，可調進氣錐裝置4可向后伸至與可調進氣錐裝置設備艙7接觸,可調隔板裝置3可向前伸至堵住渦輪/雙模態沖壓組合發動機高速沖壓通道2的入口，二者為線接觸；

飛行器加速至Ma2以上時，可調進氣錐裝置4可向前伸至堵住渦輪/雙模態沖壓組合發動機低速渦輪通道1的入口，二者為線接觸；

優選地，所述渦輪/雙模態沖壓組合發動機低速渦輪通道1內表面設有限位裝置，用于固定可調進氣錐裝置4的位置。

優選地，所述可調進氣錐裝置4可滑動控制雙通道空氣流量，采用弧形設計。