[發(fā)明專利]一種核動力螺旋槳式航空發(fā)動機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110660025.4
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113202576B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設計）人: 譚思超;寧可為;王憲礴;趙富龍;何宇豪;劉慶祝;薛滿;田瑞峰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F01K7/00
• 分類號: F01K7/00;F01K27/00;F01K21/00;F01K9/00;B64D35/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種核動力螺旋槳式航空發(fā)動機，其特征在于：包括固定基座以及安裝在固定基座上的反應堆系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、動力輸出系統(tǒng)，反應堆系統(tǒng)通過管路與能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)相連，構成直接布雷頓循環(huán)；能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以機械傳動的方式將動力傳遞至動力輸出系統(tǒng)；所述反應堆系統(tǒng)包括反應堆本體及連接管路，反應堆本體包括壓力容器、堆芯、控制棒及其驅(qū)動機構、堆內(nèi)構件；能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)有兩個能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括透平、回熱器、冷卻器、壓縮機以及連接管路，兩個能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)共用一臺回熱器及冷卻器，透平通過堆芯出口熱管段接管與壓力容器連接，回熱器為表面式回熱器，回熱器高溫側(cè)連接透平出口和冷卻器入口，回熱器低溫側(cè)連接反應堆冷管段和壓縮機出口，兩側(cè)工質(zhì)的流動方向相反；冷卻器為表面式冷卻器，冷卻劑在冷卻器內(nèi)部管路中流動，環(huán)境空氣在管路外部流動，外部空氣和管內(nèi)冷卻劑流向相反；動力輸出系統(tǒng)包括傳動軸、離合器、減速器、螺旋槳，離合器為摩擦式離合器，離合器動力輸入端連接壓縮機，動力輸出端連接傳動裝置的傳動軸；減速器為齒輪減速器，傳動軸作為動力輸入端，輸出端連接螺旋槳，冷卻劑使用氦氙混合氣體，摩爾質(zhì)量為10～45g/mol。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種核動力螺旋槳式航空發(fā)動機，其特征在于：反應堆燃料選擇高富集度的陶瓷型UO2燃料或UN燃料。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種核動力螺旋槳式航空發(fā)動機，其特征在于：透平為氦氙混合氣體透平，透平可以使用多級軸流式或單級離心式。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種核動力螺旋槳式航空發(fā)動機，其特征在于：所述壓縮機根據(jù)具體設計指標可選擇軸流式壓縮機或離心式壓縮機，系統(tǒng)使用單臺或多臺壓縮機完成氣體壓縮。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種核動力螺旋槳式航空發(fā)動機，其特征在于：所述透平、壓縮機和離合器采用水平同軸布置。

6.根據(jù)權利要求1、2、3、4或5所述的一種核動力螺旋槳式航空發(fā)動機，其特征在于：發(fā)動機在運行時，經(jīng)過壓縮機及回熱器的冷卻劑通過反應堆入口冷管段接管流入反應堆堆芯，經(jīng)過反應堆燃料加熱后由熱管段流出堆芯，進入能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；冷卻劑經(jīng)反應堆熱管段流出后進入透平中膨脹做功，做功后從透平出口經(jīng)管道進入回熱器高溫側(cè)，在回熱器中與壓縮機回流至反應堆的冷卻劑進行充分換熱，熱量由高溫氣體冷卻劑向冷卻壓縮后低溫的冷卻劑傳遞，實現(xiàn)高溫氣體冷卻劑降溫與回流至堆芯的冷卻劑升溫；換熱后的冷卻劑由回熱器出口接管流入冷卻器，冷卻器通過管道與大氣直接相連，大氣作為最終熱阱對冷卻劑實施冷卻；經(jīng)過冷卻的冷卻劑由冷卻器出口接管進入壓縮機，冷卻劑在壓縮機中壓縮后由壓縮機出口接管流出，再次進入回熱器低溫側(cè)，在回熱器中被透平出口高溫氣體冷卻劑加熱，隨后經(jīng)過反應堆冷管段回流至堆芯，完成整個布雷頓循環(huán)；發(fā)動機工作時，同軸布置的壓縮機通過壓縮機-離合器傳動軸驅(qū)動離合器，離合器以適當?shù)呐ぞ貙⒛芰哭D(zhuǎn)換系統(tǒng)的動力傳遞至離合器-減速器傳動軸，減速器實現(xiàn)扭矩的進一步調(diào)節(jié)后通過減速器-螺旋槳傳動軸驅(qū)動螺旋槳發(fā)動機轉(zhuǎn)動，驅(qū)動飛行器運動。