一种旋转脉冲爆震涡扇发动机制造技术

本实用新型专利技术属于飞行器动力设备技术领域，公开了一种旋转脉冲爆震涡扇发动机，结合涡扇发动机和旋转脉冲爆震发动机原理设计，采用两轴设计，一级压气机叶轮与一级涡轮通过外轴连接驱动，二级涡轮通过内轴减速箱与涡扇叶轮连接驱动，通过设计涡扇承力机闸、旋转阀组件、利用涡扇承力机闸上的附件传动箱带动旋转阀工作，同时设计气阀组件以及涡扇喷气、脉冲爆震共用的外涵道壳体，在结构上实现了涡扇发动机和旋转脉冲爆震发动机的结合。本实用新型专利技术使脉冲爆震做功和涡扇喷气做功能够同时进行，且充分利用了涡扇喷气对外涵道壳体的冷却作用和脉冲爆震高温对喷气的加热作用，降低了外涵道壳体温度，提高了发动机工作效率和可靠性。提高了发动机工作效率和可靠性。提高了发动机工作效率和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转脉冲爆震涡扇发动机


[0001]本技术属于飞行器动力设备
，尤其涉及一种旋转脉冲爆震涡扇发动机。

技术介绍

[0002]脉冲爆震发动机(简称PDE)利用周期性的爆震循环来产生推力，它相对于涡轮或冲压发动机等传统的稳定流动推进系统相比有较高的性能潜力。PDE中燃烧过程是超声速的准等容过程，从而相对于传统的稳态流动发动机有较低的燃油消耗率。另外在流道中没有旋转机械，增压、燃烧及推力产生过程都在单一的部件中进行，所以这种推进系统具有很高的推重比。近年来PDE的研究已经拓展到飞行器、火箭和导弹等领域。美国空军研究实验室(AFRL)、美国NASA Glenn研究中心、美国GE全球研究中心对在燃气涡轮发动机的风扇涵道、加力燃烧室及核心机主燃烧室中使用PDE带来的系统性能增益进行了理论计算和试验研究。
[0003]脉冲爆震发动机虽然具有不少优点，但由于其受到进口压力低、振动噪声大、温度高、工作范围窄以及启动困难等限制，目前单独应用的较少。为了解决这类问题，近年来许多机构把研究方向放在了组合PDE上。比如美国空军在涡扇发动机外涵道采用脉冲爆震燃烧，以代替传统发动机的加力燃烧室。GE公司为了探索利用脉冲爆震推进装置取代传统发动机高压核心单元的可行性，积极开展了这种组合发动机的原理样机研究，M.A.Mawid应用多维CFD方法分析了带脉冲爆震加力燃烧室的涡扇发动机(PDAC)的相关性能参数，并比较了传统涡扇发动机和PDAC的推力、SFC和推重比，研究了PDAC共用尾喷管的性能影响，研究结果表明：当PDE工作频率达到100Hz或以上时，PDAC推力比原涡扇发动机提高了50
‑
60％，比推提高了40
‑
50％，在模拟飞行高度35000英尺，马赫数为0.85的巡航状态下，当推力与原涡扇加力基本一致时，脉冲爆震－涡扇组合发动机的SFC降低了11％，理论上验证了在涡扇发动机后部采用脉冲爆震发动机作为脉冲爆震加力燃烧室概念的发动机(PDAC)是可行的。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前开展的脉冲爆震－涡扇组合发动机研究成果中，脉冲爆震做功和涡扇喷气做功只能交替进行，不能够在外涵道内同时进行，导致发动机工作效率和可靠性提升不大。且业内在微型旋转脉冲爆震涡扇发动机领域仍存在较大技术空白。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种旋转脉冲爆震涡扇发动机。
[0006]本技术是这样实现的，一种旋转脉冲爆震涡扇发动机设置有：
[0007]发动机本体；
[0008]所述发动机本体外侧设置有依次通过法兰螺栓固定连接的涡扇承力机闸、旋转阀组件、气阀组件和外涵道壳体；
[0009]所述发动机本体内部由前至后依次设置有涡扇叶轮、直角传动箱、减速箱、进气导
流壳、压气机叶轮、扩压器；
[0010]所述涡扇叶轮通过锁紧螺母固定在直角传动箱的涡扇轴前端，所述直角传动箱与涡扇承力机闸一体化连接，所述直角传动箱后端与减速箱通过螺栓连接，所述减速箱后端通过法兰螺栓与进气导流壳固定连接；
[0011]所述进气导流壳后端通过螺栓固定在进气壳前端，进气壳后端通过螺栓安装扩压器，扩压器圆周方向与外涵道壳体内壁采用过盈配合定位；
[0012]所述压气机叶轮安装在扩压器内部，并通过内外轴连接件固定在外轴的前端。
[0013]进一步，所述外涵道壳体里侧设置有燃烧室，所述燃烧室内侧设置有轴套、外轴、内轴、内外轴连接件，所述轴套安装在外轴外部、外轴套装在内轴外部，轴套、外轴、内轴之间通过轴承连接，内轴、外轴之间的轴承连接部位还通过内外轴连接件定位；
[0014]所述轴套前端通过螺栓与扩压器固定连接，后端通过螺栓与一级导向器固定连接。
[0015]进一步，所述燃烧室至发动机本体尾部依次为一级导向器、一级涡轮、二级导向器、二级涡轮、尾喷管；
[0016]所述一级导向器前端通过法兰螺栓与外涵道壳体内部法兰固定连接，后端与二级导向器通过法兰螺栓固定连接，二级导向器后端与尾喷管通过法兰螺栓连接；
[0017]所述一级涡轮在一级导向器内部安装，并通过内外轴连接件固定在外轴的尾端；
[0018]所述二级涡轮在二级导向器内部安装，并通过锁紧螺母固定在内轴的尾端。
[0019]进一步，所述涡扇承力机闸一体化连接有附件传动箱，所述附件传动箱内部设置有旋转阀传动轴和减速传动轴；
[0020]所述附件传动箱前端安装有启动电机、机带滑油泵、机带燃油泵，后端通过螺栓与旋转阀组件壳体固定；
[0021]所述附件传动箱内的旋转阀传动轴前端通过直齿轮与启动电机啮合，后端通过直齿轮与旋转阀啮合，中部通过伞齿轮与附件传动轴啮合；
[0022]所述附件传动轴下端伸入直角传动箱内，末端安装有伞齿轮，并与直角传动箱内的涡扇轴伞齿轮啮合，涡扇轴与附件传动轴相互垂直，通过伞齿轮啮合实现垂直传动。
[0023]进一步，所述附件传动箱内的减速传动轴通过大小齿轮与旋转阀传动轴及机带燃油泵、机带滑油泵的齿轮啮合，实现两级减速。
[0024]进一步，所述减速箱内部包括涡扇轴和行星齿轮轴；
[0025]所述涡扇轴前端安装有涡扇叶轮及锁紧螺母，后端为内齿轮结构，涡扇轴通过内齿与行星齿轮轴的外齿啮合；
[0026]减速箱后端与内轴连接，通过行星齿轮轴啮合传动。
[0027]进一步，所述涡扇轴的内齿与行星齿轮轴的外齿啮合传动比为1：4，转向相同；
[0028]所述行星齿轮轴与内轴之间传动比为1:1，转向相反。
[0029]进一步，所述旋转阀组件由旋转阀、薄壁轴承、旋转阀组件壳体、点火传感器组成；
[0030]所述旋转阀前端为外齿轮结构，后端为两个环扇形的阀片；
[0031]所述旋转阀内壁通过薄壁轴承安装在旋转阀组件壳体内；
[0032]所述旋转阀组件壳体前端与涡扇承力机闸法兰通过螺栓固定，后端与气阀组件法兰通过螺栓固定，旋转阀组件壳体内壁沿圆周方向开设有用于进气的圆形孔。
[0033]进一步，所述气阀组件由气阀、弹簧、气阀螺母、爆震燃油管、气阀组件壳体组成；
[0034]所述气阀插入气阀组件壳体内对应的通道前端，气阀前端套装弹簧，并通过气阀螺母固定，气阀后端为边沿成45度角的圆盘，圆盘部位通过弹簧的预紧力与气阀组件壳体压紧接触；
[0035]气阀内部钻孔，外部沿轴向开有两组线槽，线槽与内部钻孔连通；
[0036]所述爆震燃油管安装在气阀组件壳体内部，爆震燃油管圆周方向设置分支出口，出口与气阀组件壳体油道连接；
[0037]所述气阀组件壳体油道另一端与气阀的一组线槽连通。
[0038]进一步，所述外涵道壳体为环扇形双层壳体，双层壳体之间共有12个扇形通道，其中6个为脉冲爆震通道，脉冲爆震通道前端为用于通气阀组件后端固定和气流连通的扇形开孔结构；
[0039]6个脉冲爆震通道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转脉冲爆震涡扇发动机，其特征在于，所述旋转脉冲爆震涡扇发动机设置有：发动机本体；所述发动机本体外侧设置有依次通过法兰螺栓固定连接的涡扇承力机闸、旋转阀组件、气阀组件和外涵道壳体；所述发动机本体内部由前至后依次设置有涡扇叶轮、直角传动箱、减速箱、进气导流壳、压气机叶轮、扩压器；所述涡扇叶轮通过锁紧螺母固定在直角传动箱的涡扇轴前端，所述直角传动箱与涡扇承力机闸一体化连接，所述直角传动箱后端与减速箱通过螺栓连接，所述减速箱后端通过法兰螺栓与进气导流壳固定连接；所述进气导流壳后端通过螺栓固定在进气壳前端，进气壳后端通过螺栓安装扩压器，扩压器圆周方向与外涵道壳体内壁采用过盈配合定位；所述压气机叶轮安装在扩压器内部，并通过内外轴连接件固定在外轴的前端。2.如权利要求1所述的旋转脉冲爆震涡扇发动机，其特征在于，所述外涵道壳体里侧设置有燃烧室，所述燃烧室内侧设置有轴套、外轴、内轴、内外轴连接件，所述轴套安装在外轴外部、外轴套装在内轴外部，轴套、外轴、内轴之间通过轴承连接，内轴、外轴之间的轴承连接部位还通过内外轴连接件定位；所述轴套前端通过螺栓与扩压器固定连接，后端通过螺栓与一级导向器固定连接。3.如权利要求2所述的旋转脉冲爆震涡扇发动机，其特征在于，所述燃烧室至发动机本体尾部依次为一级导向器、一级涡轮、二级导向器、二级涡轮、尾喷管；所述一级导向器前端通过法兰螺栓与外涵道壳体内部法兰固定连接，后端与二级导向器通过法兰螺栓固定连接，二级导向器后端与尾喷管通过法兰螺栓连接；所述一级涡轮在一级导向器内部安装，并通过内外轴连接件固定在外轴的尾端；所述二级涡轮在二级导向器内部安装，并通过锁紧螺母固定在内轴的尾端。4.如权利要求1所述的旋转脉冲爆震涡扇发动机，其特征在于，所述涡扇承力机闸一体化连接有附件传动箱，所述附件传动箱内部设置有旋转阀传动轴和减速传动轴；所述附件传动箱前端安装有启动电机、机带滑油泵、机带燃油泵，后端通过螺栓与旋转阀组件壳体固定；所述附件传动箱内的旋转阀传动轴前端通过直齿轮与启动电机啮合，后端通过直齿轮与旋转阀啮合，中部通过伞齿轮与附件传动轴啮合；所述附件传动轴下端伸入直角传动箱内，末端安装有伞齿轮，并与直角传动箱内的涡扇轴伞齿轮啮合，涡扇轴与附件传动轴相互垂直，通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：申文才，
申请(专利权)人：尹喜连，
类型：新型
国别省市：