用于混纯电动飞行器的可调涵道比风扇及航空发动机制造技术

本公开提供了用于混纯电动飞行器的可调涵道比风扇及具有该可调涵道比风扇的航空发动机，可调涵道比风扇包括：内涵道风扇、套在内涵道风扇外的外涵道风扇；内涵道风扇包括环形的内涵道定子、置于内涵道定子内的内涵道转子以及设置在内涵道定子和内涵道转子之间的第一磁悬浮结构；内涵道转子通过第一磁悬浮结构悬空地置于内涵道定子内并转动设置；外涵道风扇包括环套在内涵道定子外的外涵道转子、环套在外涵道转子外的外涵道定子、以及设置在外涵道定子和外涵道转子之间的第二磁悬浮结构；外涵道转子通过第二磁悬浮结构悬空地置于外涵道定子和内涵道定子之间并转动设置。道定子和内涵道定子之间并转动设置。道定子和内涵道定子之间并转动设置。

【技术实现步骤摘要】
用于混纯电动飞行器的可调涵道比风扇及航空发动机


[0001]本公开涉及航空发动机
，尤其涉及用于混纯电动飞行器的可调涵道比风扇及航空发动机。

技术介绍

[0002]传统发动机涵道比固定不可调，不能根据发动机的实时工作状态进行调整，限制了发动机的输出效率。因此有必要提出一种涵道比可调的航空发动机，以根据实际情况选择不同模式以不同的涵道比飞行，从而提升航空发动机的效率。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种用于混纯电动飞行器的可调涵道比风扇及航空发动机。
[0004]根据本公开的一个方面，用于混纯电动飞行器的可调涵道比风扇，包括：内涵道风扇、套在所述内涵道风扇外的外涵道风扇；
[0005]内涵道风扇包括环形的内涵道定子、置于内涵道定子内的内涵道转子以及设置在内涵道定子和内涵道转子之间的第一磁悬浮结构；内涵道转子通过第一磁悬浮结构悬空地置于内涵道定子内并转动设置；
[0006]外涵道风扇包括环套在内涵道定子外的外涵道转子、环套在外涵道转子外的外涵道定子、以及设置在外涵道定子和外涵道转子之间的第二磁悬浮结构；外涵道转子通过第二磁悬浮结构悬空地置于外涵道定子和内涵道定子之间并转动设置。
[0007]根据本公开的至少一个实施方式，所述内涵道转子的至少一端设有用于整流的导流叶片，内涵道转子两端的导流叶片相对内涵道定子均固定设置。
[0008]根据本公开的至少一个实施方式，还包括：环套在所述内涵道定子外的风扇套圈；风扇套圈与内涵道定子固定连接；外涵道转子环套在风扇套圈外，并相对风扇套圈转动设置。
[0009]根据本公开的至少一个实施方式，所述外涵道转子包括环套在风扇套圈外的转子内环及多个沿周向均布在转子内环外圆面的叶片；转子内环相对风扇套圈转动设置；风扇套圈的至少一端边缘沿径向延伸并形成环状的挡圈，挡圈的外径大于转子内环的内径，挡圈的内径小于内涵道定子的外径。
[0010]根据本公开的至少一个实施方式，所述第一磁悬浮结构包括内涵道轴向绕组、内涵道径向绕组、与所述内涵道轴向绕组对应匹配的内涵道轴向永磁体和与所述径向绕组对应匹配的内涵道径向永磁体；
[0011]所述内涵道定子的两端均向内延伸并形成第一环形凸边；所述内涵道轴向绕组分别设置在两个所述第一环形凸边朝向内涵道转子的一侧；所述内涵道轴向永磁体分别设置在所述内涵道转子的两端；
[0012]所述内涵道定子的内圆面沿周向均匀排布有多个所述内涵道径向绕组；所述内涵
道转子的外圆面对应多个内涵道径向绕组分别设有多个所述内涵道径向永磁体。
[0013]根据本公开的至少一个实施方式，每个所述内涵道径向绕组均包括沿轴向排布的内涵道径向悬浮绕组和至少一个内涵道径向推进绕组；所述内涵道径向悬浮绕组用于使所述内涵道转子悬空的置于所述内涵道定子内；
[0014]所述内涵道径向推进绕组用于驱动所述内涵道转子旋转。
[0015]根据本公开的至少一个实施方式，所述第二磁悬浮结构包括外涵道轴向绕组、外涵道径向绕组、与所述外涵道轴向绕组对应匹配的外涵道轴向永磁体和与所述外涵道径向绕组对应匹配的外涵道径向永磁体；
[0016]所述外涵道定子的两端均向内延伸并形成第二环形凸边；所述外涵道轴向绕组分别设置在两个所述第二环形凸边朝向所述外涵道转子的一侧；所述外涵道轴向永磁体分别设置在所述外涵道转子两端；
[0017]所述外涵道定子的内圆面沿周向均匀排布有多个所述外涵道径向绕组；所述外涵道转子的外圆面对应多个所述外涵道径向绕组分别设有多个所述外涵道径向永磁体。
[0018]用于混纯电动飞行器的航空发动机，包括：沿轴向依次排布并连通的进气道、可调涵道比风扇、压气机、燃烧室、发电系统和尾喷管；
[0019]所述可调涵道比风扇为前述任一项所述的用于混纯电动飞行器的可调涵道比风扇。
[0020]根据本公开的至少一个实施方式，所述压气机和所述发电系统均包括外壳和转子；
[0021]所述外壳与所述转子之间设置有第三磁悬浮结构；
[0022]所述压气机的转子为压气机叶片；
[0023]所述发电系统的转子为涡轮。
[0024]根据本公开的至少一个实施方式，所述涡轮包括动力涡轮和自由涡轮；
[0025]所述动力涡轮位于所述燃烧室和所述自由涡轮之间；
[0026]所述动力涡轮与所述压气机同轴连接。
[0027]本公开的有益效果是：
[0028](1)内涵道风扇和外涵道风扇各自独立工作，当外涵道风扇不工作时，就是通气管道；当外涵道风扇工作的时候，就形成了大涵道比的涵道风扇，从而实现涵道比可调的功能，将空气进行初步压缩，提供推力，增大航空发动机整体效率；
[0029](2)本公开通过可调涵道比风扇实现航空发动机的涵道比可调，不仅能达到更高的效率，还能给航空发动机提供更大量的空气；并为飞机整体结构和发动机结构一体化提供了一个新型发动机结构。
[0030](3)本公开通过磁悬浮风扇方案，使机械能转化为电能。不仅能为电池系统提供了部分能源，还可以采用多级磁悬浮风扇增大推力或者空气流量使得能量使用效率更高。
附图说明
[0031]附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
[0032]图1是根据本公开的实施方式的用于混纯电动飞行器的航空发动机的示意图。
[0033]图2是图1所示的用于混纯电动飞行器的航空发动机中可调涵道比风扇的结构示意图。
[0034]图3是图2所示的用于混纯电动飞行器的可调涵道比风扇的正面图；
[0035]图4是图2所示的用于混纯电动飞行器的可调涵道比风扇中风扇套圈的结构示意图。
[0036]附图标记：100
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可调涵道比风扇；110
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风扇套圈；111
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挡圈；120
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外涵道风扇；121
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外涵道定子；122
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外涵道转子；123
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转子内环；124
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外涵道径向绕组；125
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叶片；126
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外涵道轴向绕组；127
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外涵道轴向永磁体；128
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外涵道径向永磁体；129
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第二环形凸边；130
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内涵道风扇；131
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内涵道定子；132
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导流叶片；133
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内涵道转子；134
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内涵道轴向永磁体；135
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内涵道轴向绕组；136
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内涵道径向悬浮绕组；137
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内涵道径向推进绕组；138
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内涵道径向永磁体；139本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于混纯电动飞行器的可调涵道比风扇(100)，其特征在于，包括：内涵道风扇(130)、套在所述内涵道风扇(130)外的外涵道风扇(120)；所述内涵道风扇(130)包括环形的内涵道定子(131)、置于所述内涵道定子(131)内的内涵道转子(133)以及设置在所述内涵道定子(131)和所述内涵道转子(133)之间的第一磁悬浮结构；所述内涵道转子(133)通过所述第一磁悬浮结构悬空地置于所述内涵道定子(131)内并转动设置；所述外涵道风扇(120)包括环套在所述内涵道定子(131)外的外涵道转子(122)、环套在所述外涵道转子(122)外的外涵道定子(121)、以及设置在所述外涵道定子(121)和所述外涵道转子(122)之间的第二磁悬浮结构；所述外涵道转子(122)通过所述第二磁悬浮结构悬空地置于所述外涵道定子(121)和所述内涵道定子(131)之间并转动设置。2.如权利要求1所述的用于混纯电动飞行器的可调涵道比风扇(100)，其特征在于，所述内涵道转子(133)的至少一端设有用于整流的导流叶片(132)(125)，所述内涵道转子(133)两端的导流叶片(132)(125)相对内涵道定子(131)均固定设置。3.如权利要求1或2所述的用于混纯电动飞行器的可调涵道比风扇(100)，其特征在于，还包括：环套在所述内涵道定子(131)外的风扇套圈(110)；所述风扇套圈(110)与所述内涵道定子(131)固定连接；所述外涵道转子(122)环套在所述风扇套圈(110)外，并相对所述风扇套圈(110)转动设置。4.如权利要求3所述的用于混纯电动飞行器的可调涵道比风扇(100)，其特征在于，所述外涵道转子(122)包括环套在所述风扇套圈(110)外的转子内环(123)及多个沿周向均布在所述转子内环(123)外圆面的叶片(125)；所述转子内环(123)相对所述风扇套圈(110)转动设置；所述风扇套圈(110)的至少一端边缘沿径向延伸并形成环状的挡圈(111)，所述挡圈(111)的外径大于所述转子内环(123)的内径，所述挡圈(111)的内径小于所述内涵道定子(131)的外径。5.如权利要求3所述的用于混纯电动飞行器的可调涵道比风扇(100)，其特征在于，所述第一磁悬浮结构包括内涵道轴向绕组(135)、内涵道径向绕组、与所述内涵道轴向绕组(135)对应匹配的内涵道轴向永磁体(134)和与所述径向绕组对应匹配的内涵道径向永磁体(138)；所述内涵道定子(131)的两端均向内延伸并形成第一环形凸边(139)；所述内涵道轴向绕组(135)分别设置在两个所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚轩宇，蒋承志，满运堃，王爱峰，温泉，
申请(专利权)人：中国航空发动机研究院，
类型：发明
国别省市：