一种风扇末级静子可调节的自适应发动机制造技术

本发明专利技术提供了一种风扇末级静子可调节的自适应发动机，包括位于进口段机匣内的自适应风扇，所述自适应风扇用于调节自适应发动机的涵道比，包括自适应后风扇，所述自适应后风扇设置在前风扇的气流后方，且位于第二分流环内前端；所述自适应后风扇包括至少1级后风扇叶片，每一级所述后风扇叶片均包括后风扇转子和后风扇静子，且末级的所述后风扇叶片的所述后风扇静子为可调风扇静子，所述可调风扇静子经做动机构转动固定在所述第二分流环上。本发明专利技术设计的自适应发动机可以实现自适应风扇对涵道比的调节同时风扇部件轴向长度、重量以及零件数都会减少。件数都会减少。件数都会减少。

【技术实现步骤摘要】
一种风扇末级静子可调节的自适应发动机


[0001]本专利技术涉及航空发动机设计
，具体为一种风扇末级静子可调节的自适应发动机。

技术介绍

[0002]目前，随着航空发动机设计技术的不断发展及更新，下一代军用战斗机将朝超音速巡航马赫数更高，作战半径更远的方向发展。军用战斗机应用自适应发动机，相比常规涡扇发动机来说，其可以通过关键部件几何调节，实现热力循环参数宽范围调节，使得发动机在超声速巡航工况单位推力更高，在亚声速巡航工况耗油率更低。其中，自适应风扇是自适应发动机重要的几何可调节部件，其通过一定形式的调节，可以改变流入发动机第二外涵的气流流量，从而实现涵道比的调节。
[0003]目前，现有的自适应发动机的自适应风扇部件由前风扇和后风扇组成，前风扇设计有静子，后风扇由可调导叶、转子和静子组成，其通过后风扇导叶的调节，改变流入后风扇和第二外涵的流量，以实现涵道比的调节。但是，由于前风扇与后风扇之间设有风扇静子(包括前风扇静子和后风扇可调导叶)，其使得风扇沿气流方向轴向长度、发动机重量、发动机零件数等都会增加，造成与发动机轻质化、高可靠性的发展方向相背的问题。此外，后风扇可调节导叶安装位置的径向高度狭小，使得后风扇可调节导叶的做动机构设计难度大，也不利于后期发动机维护。
[0004]因此，有必要对现有的自适应发动机进行改进

技术实现思路

[0005]针对现有自适应发动机风扇部件沿气流方向轴向长度、发动机重量增大、发动机零件增多等不利影响，本专利技术设计了一种风扇末级静子可调节的自适应发动机，其可以实现自适应风扇对涵道比调节的同时，控制风扇部件沿气流方向轴向长度、发动机重量、发动机零件数不会显著增加。
[0006]实现专利技术目的的技术方案如下：一种风扇末级静子可调节的自适应发动机，包括位于进口段机匣内的自适应风扇，所述自适应风扇用于调节自适应发动机的涵道比，包括自适应后风扇，所述自适应后风扇设置在前风扇的气流后方，且位于第二分流环与轮毂形成的流道中；
[0007]所述自适应后风扇包括至少1级后风扇叶片，每一级所述后风扇叶片均包括后风扇转子和后风扇静子，且末级的所述后风扇叶片的所述后风扇静子为可调风扇静子，所述可调风扇静子经做动机构转动固定在所述第二分流环上。
[0008]进一步的，所述做动机构位于所述第二分流环内，且所述做动机构的径向高度小于所述第二分流环上设置所述做动机构位置的径向高度。
[0009]进一步的，定义所述后风扇转子上最大厚度位置与前缘位置之间的距离为a，定义所述后风扇转子的弦长为b，a与b的比例范围为(35～50)：100时，所述自适应后风扇的流量
裕度范围为10～20
°
。
[0010]进一步的，定义所述后风扇转子上最大厚度位置与前缘位置之间的距离为a，定义所述后风扇转子的弦长为b，a与b的比例范围为(35～50)：100时，，且所述后风扇转子攻角范围为﹣15
°
～﹢5
°
时，所述自适应后风扇的流量裕度范围为10～20
°
。
[0011]进一步的，所述可调风扇静子反向转动20
°
时，所述自适应发动机的涵道比增大50％～100％；所述可调风扇静子正向转动10
°
时，所述自适应发动机的涵道比减小10％～40％。
[0012]进一步的，所述自适应后风扇为一级后风扇叶片。
[0013]进一步的，所述前风扇设置在所述进口段机匣内，且位于所述第二分流环的气流前方；
[0014]所述前风扇包括至少1级前风扇叶片，每一级所述前风扇叶片包括前风扇转子和前风扇静子，所述前风扇转子固定在轮盘上，所述前风扇静子固定在所述进口段机匣内壁上。
[0015]优选的，所述前风扇还包括可调导叶，所述可调导叶位于第一级前风扇叶片的气流前方，且所述可调导叶转动固定在所述进口段机匣内壁上。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术设计的风扇末级静子可调节的自适应发动机，一方面降低了可调导叶或可调静叶片的做动机构的设计难度，做动机构更易于布置和维护；另一方面可以增大发动机涵道比调节范围；第三方面，去除了前风扇与后风扇之间调节导叶的设置，将末级的所述后风扇叶片的所述后风扇静子设计为可调风扇静子，能够减少减少一排叶片(即前风扇与后风扇之间调节导叶)，进而使得风扇轴向长度、重量以及零件数均减少，有利于发动机减重。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0018]图1为具体实施方式中风扇末级静子可调节的自适应发动机的结构示意图；
[0019]图2为具体实施方式中后风扇转子上最大厚度位置与前缘位置之间的距离a，以及后风扇转子的弦长b的示意图；
[0020]图3为图2中a：b＝35：100和a：b＝50：100情况下后风扇转子叶形示意图；
[0021]图4为具体实施方式中自适应发动机的后风扇的后风扇转子在90％转速压比－流量的特性曲线；
[0022]图5具体实施方式中自适应发动机的可调风扇静子的反向转动20
°
和正向转动10
°
的调节示意图；
[0023]其中，1.前风扇；1－1.前风扇转子；1－2.前风扇静子；1－3、可调导叶；3.自适应风扇；4.后风扇转子；5.自适应后风扇；6.后风扇静子；7.第一分流环；8.第二外涵；9.第一外涵；10.后涵道引射器；11.外涵喷管；12.第二分流环；13.做动机构；14.压气机；15.主燃烧室；16.高压涡轮；17.低压涡轮；18.加力燃烧室；19.主喷管。
具体实施方式
[0024]下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。
[0025]本具体实施方式公开了一种风扇末级静子可调节的自适应发动机，如图1所示，自适应发动机包括自适应风扇3、第一分流环7、第二外涵8、第一外涵9、后涵道引射器10、外涵喷管11、第二分流环12、压气机14、主燃烧室15、高压涡轮16、低压涡轮17、加力燃烧室18、主喷管19，上述各部件的位置及连接关系与现有的涡轮发动机相同，在此不再对其进行一一说明。
[0026]其中，如图1所示，自适应风扇3位于进口段机匣内，所述自适应风扇3用于调节自适应发动机的涵道比，包括前风扇1、后风扇5。所述自适应后风扇5设置在前风扇1的气流后方，且位于第二分流环12与轮毂形成的流道中。自适应风扇调节自适应发动机的涵道比的原理是：气体经前风扇1进入机匣后，根据需求自适应后风扇5工作调整进入后风扇5和第二外涵8的空气的比例，以达到要求的涵道比。
[0027]上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风扇末级静子可调节的自适应发动机，包括位于进口段机匣内的自适应风扇，其特征在于：所述自适应风扇用于调节自适应发动机的涵道比，包括自适应后风扇，所述自适应后风扇设置在前风扇的气流后方，且位于第二分流环与轮毂形成的流道中；所述自适应后风扇包括至少1级后风扇叶片，每一级所述后风扇叶片均包括后风扇转子和后风扇静子，且末级的所述后风扇叶片的所述后风扇静子为可调风扇静子，所述可调风扇静子经做动机构转动固定在所述第二分流环上。2.根据权利要求1所述的风扇末级静子可调节的自适应发动机，其特征在于：所述做动机构位于所述第二分流环内，且所述做动机构的径向高度小于所述第二分流环上设置所述做动机构位置的径向高度。3.根据权利要求1所述的风扇末级静子可调节的自适应发动机，其特征在于：定义所述后风扇转子上最大厚度位置与前缘位置之间的距离为a，定义所述后风扇转子的弦长为b，a与b的比例范围为(35～50)∶100时，所述自适应后风扇的流量裕度范围为10～20
°
。4.根据权利要求1所述的风扇末级静子可调节的自适应发动机，其特征在于：定义所述后风扇转子上最大厚度位置与前缘位置之间的距离为a，定义所述后风扇转子的弦长为b，a与b的比例范围为(35～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永明，赵龙波，李美金，曹志鹏，关朝斌，邓燃，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：