[發明專利]航空發動機的核心機

在審

• 申請號: 202310232644.2
• 申請日: 2023-03-06
• 公開（公告）號: CN116335847A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 楊京生;張永立;馬榮
• 申請（專利權）人: 楊京生;張永立
• 主分類號: F02K3/00
• 分類號: F02K3/00;F23R3/42
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 鐘揚飛

本申請涉及航空發動機技術領域，提供一種航空發動機的核心機，包括：靜置的主軸、旋轉機匣、中置燃燒室和渦燃一體的高壓渦輪。靜置的主軸、旋轉機匣、中置燃燒室和渦燃一體高壓渦輪的構型，實現了對傳統航空發動機核心機的結構創新和氣動創新。通過本申請的技術方案，核心機采用中置燃燒和球形燃燒室這種雙燃燒室的構型，不僅較好地規避了高壓渦輪的耐高溫材料問題，同時也確保了航空發動機的總推力不減。

技術領域

本申請涉及航空發動機技術領域，具體而言，涉及一種航空發動機的核心機。

背景技術

航空發動機均由壓氣機、燃燒室和高壓渦輪等幾大部件組成，傳統發動機的動力輸出是在燃氣的作用下，首先驅動高壓渦輪，高壓渦輪帶動與之同軸的壓氣機進行工作產生高壓氣，高壓氣進入燃燒室燃燒后再驅動高壓渦輪循環做功，同時向后噴出產生推力。提高發動機工作效能的主要方法，是提高渦輪前的溫度，但是，渦輪前的溫度受制于渦輪材料的耐高溫水平，所以耐高溫的材料，是當前制約航空發動機性能提升的關鍵。

發明內容

本申請所要解決的技術問題在于提供一種航空發動機的核心機，一是改傳統航空發動機的軸能量輸出為機匣能量的輸出，實現結構創新；二是利用雙燃燒室構型實現氣動創新，中置燃燒室的高溫燃流與壓氣機的高壓氣摻混，在均衡燃流溫度后驅動高壓渦輪；由于不追求高壓渦輪前的高溫，提升推重比的辦法，就是設置高壓渦輪內的球形燃燒室，以提高尾噴管內的壓力和溫度來提高發動機的推力。

為了達到上述技術要求，本申請采用如下技術方案：

本申請提供一種航空發動機的核心機，包括：靜置的主軸、旋轉機匣、中置燃燒室和渦燃一體的高壓渦輪。

作為一種實施方式，靜置的主軸位于航空發動機的中央，且自航空發動機的進氣端向后由細到粗呈階梯狀；

主軸的靜置狀態，是指主軸與前機匣連接固定后，前機匣再與飛行器固定連接，從而保持了自身的靜止狀態；前機匣也是整臺發動機與飛行器連接的前端支撐點；

主軸的表面安裝有：前機匣、風扇、前軸承、中軸承、若干與轉子一一對應的靜子和氣流分流擴壓器。

作為一種實施方式，旋轉機匣置于主軸的外圍，由多級安裝有轉子葉片的單體機匣串列而成；

旋轉機匣上的各級轉子與主軸上的各級靜子一一對應，共同構成航空發動機核心機的壓氣機；

壓氣機被安裝在主軸上的氣流分流擴壓器分隔為前壓氣機段和后壓氣機段。

作為一種實施方式，主軸與旋轉機匣的工作聯結是：旋轉機匣的前端通過與旋轉機匣連接的風扇底座上的前軸承固定在主軸上；

后端是旋轉機匣通過位于后壓氣機段上任一節轉子底座下的中軸承固定在主軸上。

作為一種實施方式，中置燃燒室設置在主軸內，為短環形燃燒室結構。

作為一種實施方式，還包括根據中置燃燒室、壓氣機和高壓渦輪相互作用關系而形成的收斂式氣道，收斂式氣道為漏斗型；

其中，收斂式氣道的外圈為高壓渦輪的一部分，收斂式氣道的內圈為主軸的后端，內圈和外圈共同構成收斂式氣道；

收斂式氣道是壓氣機的高壓氣流出時與中置燃燒室的高溫燃氣進行摻混時的氣流通道。

作為一種實施方式，高壓渦輪包括渦輪本體、渦輪葉片和球形燃燒室；渦輪本體、渦輪葉片以及球形燃燒室采用3D打印技術一體成型的三合一整體結構。

作為一種實施方式，包括蒸發式燃油管，蒸發式燃油管穿過中置燃燒室延伸至球形燃燒室內，蒸發式燃油管是球型燃燒室在巡航和加力燃燒時的供油管路和燃油噴口。