一种变循环发动机、飞行器制造技术

本发明专利技术提供了一种变循环发动机、飞行器，涉及发动机技术领域，解决变循环发动机无法有效提高发动机本体的宽范围匹配性以及其对任务的宽范围适应性的问题。该变循环发动机包括第一压气机、第二压气机、高压涡轮、低压涡轮以及用于为第一压气机或第二压气机提供空气的空气推送装置；低压涡轮通过第一轴与空气推送装置传动连接；发动机在第一压气机一侧具有第一外涵道，发动机在第二压气机一侧具有第二外涵道，第一外涵道的流通面积大于第二外涵道的流通面积；第一压气机的直径小于第二压气机的直径，且第一压气机的压比大于第二压气机的压比；当发动机处在大涵道比模式，高压涡轮通过第二轴与第一压气机传动连接，高压涡轮与第二压气机传动断开。压气机传动断开。压气机传动断开。

【技术实现步骤摘要】
一种变循环发动机、飞行器


[0001]本专利技术涉及发动机领域，尤其涉及一种变循环发动机、飞行器。

技术介绍

[0002]对于一般飞行器而言，亚音速飞行应用涵道比较大的发动机，超音速飞行应用涵道比较小的发动机，以发挥最佳的匹配性能。但是，对于需要兼顾亚音速与超音速飞行能力的飞行器，使用固定涵道比的发动机无法提高其性能。
[0003]现有的变循环发动机方案通过调整外涵道的流通能力来改变涵道比，其对内涵道压气机的稳定工作范围要求极高，导致整机性能匹配困难；同时，由于涵道比变化的方向与增压比变化的方向相反，导致涵道比与增压比不能实现宽范围的最佳匹配，从而使得整机对任务的适应性不高。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种变循环发动机、飞行器。
[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种变循环发动机，包括第一压气机、第二压气机、高压涡轮、低压涡轮以及用于为所述第一压气机或所述第二压气机提供空气的空气推送装置；
[0006]所述低压涡轮通过第一轴与所述空气推送装置传动连接；
[0007]所述发动机在所述第一压气机一侧具有第一外涵道，所述发动机在所述第二压气机一侧具有第二外涵道，所述第一外涵道的流通面积大于所述第二外涵道的流通面积；
[0008]所述第一压气机的直径小于所述第二压气机的直径，且所述第一压气机的压比大于所述第二压气机的压比；
[0009]当所述发动机处在大涵道比模式，所述高压涡轮通过第二轴与所述第一压气机传动连接，所述高压涡轮与所述第二压气机传动断开；
[0010]当所述发动机处在小涵道比模式，所述高压涡轮通过第二轴与所述第二压气机传动连接，所述高压涡轮与所述第一压气机传动断开。
[0011]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述发动机还包括用于控制空气进入所述第一压气机及所述第一外涵道的第一通断装置、以及用于控制空气进入所述第二压气机及所述第二外涵道的第二通断装置；
[0012]当所述发动机处在大涵道比模式，所述第一通断装置打开，所述第二通断装置关闭；
[0013]当所述发动机处在小涵道比模式，所述第二通断装置打开，所述第一通断装置关闭。
[0014]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述第一通断装置包括与所述第一压气机进口端配位的第一导叶环、以及设在所述第一外涵道靠近尾喷口的端部的第一阀门；
[0015]所述第二通断装置包括与所述第二压气机进口端配位的第二导叶环、以及设在所
述第二外涵道靠近所述尾喷口的端部的第二阀门。
[0016]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述空气推送装置包括两个风扇，每个所述风扇与相应的所述第一压气机或所述第二压气机配位，两个所述风扇的尾端连通；
[0017]每个所述风扇的尾端为靠近相应所述第一压气机进口端或所述第二压气机进口端的端部；
[0018]所述低压涡轮通过第一轴分别与两个所述风扇传动连接。
[0019]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述发动机还包括设在所述第二轴背离所述高压涡轮端部的第一差速器，所述第一差速器通过相应的第一传动轴分别与所述第一压气机和所述第二压气机传动连接；
[0020]每个所述第一传动轴上设有制动器，每个所述制动器用于控制相应的所述第一压气机或所述第二压气机停止转动。
[0021]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述发动机还包括设在所述第一轴背离所述低压涡轮端部的第二差速器，所述第二差速器通过相应的第二传动轴分别与两个所述风扇传动连接。
[0022]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述第二轴为管状的轴，所述第二轴套设在所述第一轴外。
[0023]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述第一导叶环包括多个沿所述第一压气机进口端周向分布的第一导叶、以及设在所述第一压气机上的多个第一转轴，每个所述第一导叶活动连接于相应地所述转轴；
[0024]当所述发动机处在小涵道比模式，各个所述第一导叶用于封堵所述第一压气机的进口端；和/或，
[0025]所述第二导叶环包括多个沿所述第二压气机进口端周向分布的第二导叶、以及设在所述第二压气机上的多个第二转轴，每个所述第二导叶活动连接于相应地所述第二转轴；
[0026]当所述发动机处在大涵道比模式，各个所述第二导叶用于封堵所述第二压气机的进口端。
[0027]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述发动机还包括控制器，当所述发动机处在大涵道比模式，所述控制器用于控制所述第二压气机停止转动，所述第二导叶环及所述第二阀门关闭；
[0028]当所述发动机处在小涵道比模式，所述控制器用于控制所述第一压气机停止转动，所述第一导叶环及所述第一阀门关闭。
[0029]相对于现有技术，本专利技术的变循环发动机具有以下优势：
[0030]本专利技术实施例提供的变循环发动机包括第一压气机、第二压气机、高压涡轮、低压涡轮以及用于为第一压气机或第二压气机提供空气的空气推送装置，通过第一压气机一侧的第一外涵道的流通面积大于第二外涵道的流通面积，第一压气机的直径小于第二压气机的直径，以及第一压气机的压比大于第二压气机的压比，从而第一压气机形成高压比小流量的压气机，而第二压气机形成低压比大流量压气机；高压涡轮通过第二轴与第一压气机和第二压气机之间传动或断开，从而可以在两个压气机之间进行切换，当切换为高压比小流量的第一压气机时，发动机的涵道比、总压比均较大，具有亚音速油耗低的优点，适合亚
音速巡航；当切换为低压比大流量的第二压气机时，发动机的涵道比、总压比均较小，具有高Ma推力大的优点，适合高Ma飞行，从而为飞行器的多任务飞行提供动力。通过引入两个压气机，可以大幅度提高发动机涵道比的变化范围，从而提高发动机本体的宽范围匹配性和对任务的宽范围适应性。
[0031]本专利技术的另一目的在于还提供一种飞行器，包括上述的变循环发动机。
[0032]所述飞行器相对于现有技术所具有的优势与上述变循环发动机相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
[0033]附图示出了本专利技术的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本专利技术的原理，其中包括了这些附图以提供对本专利技术的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
[0034]图1是根据本专利技术的实施方式的变循环发动机大涵道比模式下的结构示意图。
[0035]图2是根据本专利技术的实施方式的变循环发动机小涵道比模式下的结构示意图。
[0036]图3是根据本专利技术的实施方式的导叶环的结构示意图，其中a为打开状态，b为闭合状态。
[0037]图4是根据本专利技术的实施方式的制动器的结构示意图，其中a为未制动状态，b为制动状态。
[0038]附图标记：10、第一压气机；11、第一外涵道；12、第一导叶环；121、第一导叶；122、第一转轴；13、第一阀门；20、第二压气机；21、第二外涵道；22、第二导叶环；23、第二阀门；30、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变循环发动机，其特征在于，包括第一压气机、第二压气机、高压涡轮、低压涡轮以及用于为所述第一压气机或所述第二压气机提供空气的空气推送装置；所述低压涡轮通过第一轴与所述空气推送装置传动连接；所述发动机在所述第一压气机一侧具有第一外涵道，所述发动机在所述第二压气机一侧具有第二外涵道，所述第一外涵道的流通面积大于所述第二外涵道的流通面积；所述第一压气机的直径小于所述第二压气机的直径，且所述第一压气机的压比大于所述第二压气机的压比；当所述发动机处在大涵道比模式，所述高压涡轮通过第二轴与所述第一压气机传动连接，所述高压涡轮与所述第二压气机传动断开；当所述发动机处在小涵道比模式，所述高压涡轮通过第二轴与所述第二压气机传动连接，所述高压涡轮与所述第一压气机传动断开。2.根据权利要求1所述的变循环发动机，其特征在于，所述发动机还包括用于控制空气进入所述第一压气机及所述第一外涵道的第一通断装置、以及用于控制空气进入所述第二压气机及所述第二外涵道的第二通断装置；当所述发动机处在大涵道比模式，所述第一通断装置打开，所述第二通断装置关闭；当所述发动机处在小涵道比模式，所述第二通断装置打开，所述第一通断装置关闭。3.根据权利要求2所述的变循环发动机，其特征在于，所述第一通断装置包括与所述第一压气机进口端配位的第一导叶环、以及设在所述第一外涵道靠近尾喷口的端部的第一阀门；所述第二通断装置包括与所述第二压气机进口端配位的第二导叶环、以及设在所述第二外涵道靠近所述尾喷口的端部的第二阀门。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的变循环发动机，其特征在于，所述空气推送装置包括两个风扇，每个所述风扇与相应的所述第一压气机或所述第二压气机配位，两个所述风扇的尾端连通；每个所述风扇的尾端为靠近相应所述第一压气机进口端或所述第二压气机进口端的端部；...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斌，张亚华，陈前景，贾志刚，邵冬，刘金超，董芃呈，王士奇，
申请(专利权)人：中国航空发动机研究院，
类型：发明
国别省市：