具有模块式核心和推进单元的燃气涡轮发动机制造技术

包含自由涡轮和风扇的分离推进单元接收来自多个核心发动机的气体。核心发动机各自包括压缩器、涡轮和燃烧部段。核心发动机以组合方式传送气体穿越自由涡轮。还公开了一种方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有模块式核心和推进单元的燃气涡轮发动机 本专利技术的背景 本申请涉及燃气涡轮发动机，其中核心发动机被安装成与推进单元分离。 燃气涡轮发动机是公知的，并且通常包括风扇，其将一部分空气输送到涵道管道 中，并将第二部分空气输送到通向压缩器部段中的核心流中。空气在压缩器中被压缩，并向 下游输送到燃烧部段中，在这里它与燃料混合并被点燃。该燃烧的产物经过涡轮转子，其被 驱动而旋转，并进而旋转压缩器和风扇部段。历史上，一个涡轮部段以相同速度驱动两个压 缩器级和风扇。最近，已经提出了包含齿轮减速器，以便风扇能以比压缩器级更慢的速度旋 转。通过这种配置，风扇的外径可增大，并且涡轮和压缩器部段的外径可减小。 历史上，风扇和压缩器被同轴地安装，并且被处于发动机的后端部处的涡轮驱动， 而风扇和压缩器在前端。一般不可能在不作为组合单元移除同心旋转的涡轮、压缩器和风 扇的情况下维修发动机的任何部分。至少而言，这些部段的相互关系使维修变得复杂。
技术实现思路
在一特色实施例中，燃气涡轮发动机具有推进单元，其包括风扇和自由涡轮，所述 自由涡轮被连接来围绕第一轴线驱动所述风扇。多个核心发动机至少包括压缩器、燃烧部 段和涡轮。核心发动机涡轮被连接来驱动所述压缩器。压缩器和核心发动机涡轮围绕第二 轴线旋转。所述多个核心发动机具有从核心发动机涡轮经过自由涡轮的输出（output)。 在根据前一实施例的另一实施例中，在自由涡轮与风扇之间提供齿轮减速器。 在根据前一实施例的另一实施例中，所述风扇将推进空气输送到风扇下游的主管 道中。 在根据前一实施例的另一实施例中，通向所述核心发动机的入口来自与所述主管 道分尚的环境入口。 在根据前一实施例的另一实施例中，入口管道将来自所述风扇下游的所述主管道 的空气输送穿越所述多个核心发动机。 在根据前一实施例的另一实施例中，连接管道将来自所述多个核心发动机的处于 所述核心发动机的涡轮下游的气体传送穿越所述自由涡轮。 在根据前一实施例的另一实施例中，处于所述公用自由涡轮下游的气体被引导回 到所述主管道中。 在根据前一实施例的另一实施例中，被引导到所述公用自由涡轮下游的气体通过 撑杆被引导到所述主管道中。 在根据前一实施例的另一实施例中，核心发动机被安装成围绕大体垂直于所述风 扇的旋转轴线的角度旋转。 在根据前一实施例的另一实施例中，所述风扇将推进空气输送到风扇下游的主管 道中。 在根据前一实施例的另一实施例中，通向所述核心发动机的入口来自与所述主管 道分尚的环境入口。 在根据前一实施例的另一实施例中，入口管道将来自所述风扇下游的所述主管道 的空气输送穿越所述多个核心发动机。 在根据前一实施例的另一实施例中，处于所述公用自由涡轮下游的气体被引导回 到所述主管道中。 在根据前一实施例的另一实施例中，被引导到所述公用自由涡轮下游的气体通过 撑杆被引导到所述主管道中。 在另一特色实施例中，一种提供燃气涡轮发动机的方法包括以下步骤：提供包含 自由涡轮和风扇的推进单元；以及向所述推进单元安装多个核心发动机，其中所述核心发 动机各自包括压缩器、涡轮和燃烧器，使得所述多个核心发动机以组合方式提供气体来驱 动所述自由涡轮。 在根据前一实施例的另一实施例中，自由涡轮通过齿轮减速器驱动风扇。 在根据前一实施例的另一实施例中，入口管道从所述风扇下游的主管道导出空 气，并且所述单个入口管道将空气输送到所述多个核心发动机中。 在根据前一实施例的另一实施例中，所述风扇将推进空气输送到主管道中。 在根据前一实施例的另一实施例中，被输送到所述多个核心发动机中的空气来自 环境冲压入口。 在根据前一实施例的另一实施例中，所述多个核心发动机从进入所述主管道中的 导出口（tap)接收入口空气。 在根据前一实施例的另一实施例中，单个连接管道将所述多个核心发动机下游的 气体传送穿越所述自由涡轮。 在另一特色实施例中，包含至少一个燃气涡轮发动机的航空器具有安装燃气涡轮 发动机的航空器机翼。所述燃气涡轮发动机包括：推进单元，其包括风扇和自由涡轮，所述 自由涡轮被连接来围绕第一轴线驱动所述风扇；和多个核心发动机。核心发动机至少包括 压缩器、燃烧部段和涡轮。核心发动机涡轮被连接来驱动所述压缩器。压缩器和核心发动 机涡轮围绕第二轴线旋转。所述多个核心发动机具有从核心发动机涡轮经过自由涡轮的输 出（output)〇 本申请的这些以及其它特征可从以下说明和附图中得到最佳的理解，以下是附图 的简要说明。 【附图说明】 图1示意性地示出了现有技术的燃气涡轮发动机。 图2是创造性燃气涡轮发动机的截面图。 图3是图2的发动机的一部分的局部视图。 图4是一替代实施例。 图5A示出了第一实施例。 图5B示出了一替代实施例。 图5C示出了又一实施例。 【具体实施方式】 图1示意性地示出了一公知的燃气涡轮发动机20。燃气涡轮发动机20在本文被 公开为二转轴涡扇，其一般包含风扇部段22、压缩器部段24、燃烧器部段26和涡轮部段28。 除其它系统或特征外，替代方案的发动机还可以包括增强器部段（未示出）。风扇部段22 沿着涵道流动路径驱动空气，而压缩器部段24沿着核心流动路径驱动空气，以进行压缩并 连通到燃烧器部段26中，然后膨胀穿过涡轮部段28。尽管在所公开的非限制性实施例中被 描绘为涡扇燃气涡轮发动机，但是应该明白的是：本文所描述的构思并不局限于用于涡扇， 因为教导可以应用于其它类型的涡轮发动机，其包括三转轴结构。 发动机20通常包括低速转轴30和高速转轴32,其安装成相对于发动机静态结构 36围绕发动机中心纵向轴线C旋转。 低速转轴30通常包括内轴40,其互连风扇42、低压压缩器44和低压涡轮46。内 轴40通过齿轮传动结构48连接至风扇42,来以比低速转轴30低的速度驱动风扇42。高 速转轴32包括外轴50,其互连高压压缩器52和高压涡轮54。内轴40和外轴50是同心的， 并且围绕与它们的纵向轴线共线的发动机中心纵向轴线C旋转。 核心空气流被低压压缩器44压缩然后被高压压缩器52压缩，与燃烧器56中的燃 料混合并燃烧，然后膨胀穿过高压涡轮54和低压涡轮46。涡轮46、54响应于膨胀而旋转地 驱动相应的低速转轴30和高速转轴32。 航空器机翼352被示为使得燃气涡轮发动机20安装成在一定程度上处于发动机 前方。挂架351将燃气润轮发动机安装至机翼352。如所示，盘爆裂区域（disk burst zone) A延伸达穿越燃气涡轮发动机的出口点大约30°。它是这样一个区域，在这里燃气涡轮发 动机的可能破裂的部分比如转子盘的一些部分可能向外飞行并损坏机翼，这是作为一个示 例。燃气涡轮发动机安装在何处的设计限制为盘爆裂区域A不能延伸穿越示意性地示出的 燃料箱400所安装之处的区域。因此，这在过去在一定程度上限制了燃气涡轮发动机的安 装。 如从图1可理解的，涡轮、压缩器均是相互关联的，并且与延伸转轴30/32 -起在 公用轴线上旋转。如从图1可理解的，在一定程度上难以将涡轮、压缩器或风扇彼此分离地 移除以用于维修（service)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气涡轮发动机，包括：推进单元，其包括风扇和自由涡轮，所述自由涡轮被连接来围绕第一轴线驱动所述风扇；和多个核心发动机，所述核心发动机至少包括压缩器、燃烧部段和涡轮，所述核心发动机的涡轮被连接来驱动所述压缩器，并且所述压缩器和所述核心发动机的涡轮围绕第二轴线旋转；并且所述多个核心发动机具有从所述核心发动机的涡轮经过所述自由涡轮的输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.10 US 13/370,7431. 一种燃气涡轮发动机，包括： 推进单元，其包括风扇和自由涡轮，所述自由涡轮被连接来围绕第一轴线驱动所述风 扇；和 多个核心发动机，所述核心发动机至少包括压缩器、燃烧部段和涡轮，所述核心发动机 的涡轮被连接来驱动所述压缩器，并且所述压缩器和所述核心发动机的涡轮围绕第二轴线 旋转；并且 所述多个核心发动机具有从所述核心发动机的涡轮经过所述自由涡轮的输出。2. 如权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中，在所述自由涡轮与所述风扇之间提供 齿轮减速器。3. 如权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述风扇将推进空气输送到所述风扇 下游的主管道中。4. 如权利要求3所述的燃气涡轮发动机，其中，通向所述核心发动机的入口来自与所 述主管道分离的环境入口。5. 如权利要求3所述的燃气涡轮发动机，其中，入口管道将来自所述风扇下游的所述 主管道的空气输送穿越所述多个核心发动机。6. 如权利要求3所述的燃气涡轮发动机，其中，连接管道将来自所述多个核心发动机 的处于所述核心发动机的涡轮下游的气体传送穿越所述自由涡轮。7. 如权利要求6所述的燃气涡轮发动机，其中，处于所述公用自由涡轮下游的气体被 引导回到所述主管道中。8. 如权利要求7所述的燃气涡轮发动机，其中，被引导到所述公用自由涡轮下游的气 体通过撑杆被引导到所述主管道中。9. 如权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述核心发动机被安装成围绕大体垂 直于所述风扇的旋转轴线的角度旋转。10. 如权利要求9所述的燃气涡轮发动机，其中，所述风扇将推进空气输送到所述风 扇下游的主管道中。11. 如权利要求10所述的燃气涡轮发动机，其中，通向所述核心发动机的入口来自与 所述主管道分离的环境入口。12. 如权利要求10所述的燃气涡轮发动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：GL苏丘，C戴，JB施陶巴赫，
申请(专利权)人：联合工艺公司，
类型：发明
国别省市：美国;US