一种可实现推进系统连续宽速域运行的可调串列风扇结构技术方案

技术编号:41853413 阅读:22 留言:0更新日期:2024-06-27 18:29
本发明专利技术公开了一种可实现推进系统连续宽速域运行的可调串列风扇结构,用于优化在多变来流工况下的推进系统效率,包括串列转子和串列静子,串列转子包括转子前叶和转子后叶,这些叶片均设计为可调角度,以适应从亚音速到超音速的不同来流速度。静子同样包括静子前叶和可变弯度的静子后叶,其中静子前叶的可调角度和静子后叶的可变弯度进一步优化气流导向,确保风扇出口气流角度接近轴向,减少能量损失。本发明专利技术的风扇能直接接受宽速域来流,显著缩短进气道长度,降低发动机结构质量,解决了传统风扇在高超声速飞行状态下的“死重”问题,同时在全速域下保证了高效率和宽裕度,有效解决了现有技术中风扇低速起动加速的技术难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空动力系统压气机,涉及推进系统中风扇/压气机的设计,具体涉及一种可实现推进系统连续宽速域运行的可调串列风扇结构,通过可调节叶片角度来适应从亚音速至超音速的不同来流条件,实现推进系统的连续宽速域运行,优化了推进系统的性能和效率。


技术介绍

1、在现代航空动力系统中,风扇/压气机作为推进系统的关键部件,广泛用于多种类型的航空发动机如组合发动机、atr发动机等推进系统以协助起动和加速,在各种飞行条件下为推进系统提供必要的空气动力支持。在飞行器的不同飞行阶段,风扇/压气机的效率直接影响到推进系统的性能和能效。

2、然而,目前大多数风扇/压气机只能接受轴向亚音速来流,因此为了使来流达到这一速度范围,通常需要配备冗长的进气道将来流降至亚音速,而进气道的大尺度与低效率成为了制约发动机发展的重要因素。同时,当类似于组合发动机的推进系统进入高超声速飞行状态后,风扇将不再工作,进而带来推进系统的“死重”问题。

3、近年来,随着航空技术的不断发展,风扇的单级增压能力不断提升,级数不断减少,这也成为了降低风扇结构质量的研究方向之一。但是随着本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种可实现推进系统连续宽速域运行的可调串列风扇结构,用于在多变来流工况下保证推进系统的有效运行,至少包括一设置在上游侧的串列转子和一设置在下游侧的串列静子,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的可实现推进系统连续宽速域运行的可调串列风扇结构,其特征在于,所述串列转子中还设置有相互独立的转子前叶叶片安装角度调节机构及转子后叶叶片安装角度调节机构,所述转子前叶通过其调节机构在预设范围内改变叶片安装角以适应风扇入口的不同来流工况,所述转子后叶通过其调节机构在预设范围内改变叶片安装角以实现与转子前叶出口气流角的匹配。

3.根据权利要求2所述的可实现推进系统连续宽速域运...

【技术特征摘要】

1.一种可实现推进系统连续宽速域运行的可调串列风扇结构,用于在多变来流工况下保证推进系统的有效运行,至少包括一设置在上游侧的串列转子和一设置在下游侧的串列静子,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的可实现推进系统连续宽速域运行的可调串列风扇结构,其特征在于,所述串列转子中还设置有相互独立的转子前叶叶片安装角度调节机构及转子后叶叶片安装角度调节机构,所述转子前叶通过其调节机构在预设范围内改变叶片安装角以适应风扇入口的不同来流工况,所述转子后叶通过其调节机构在预设范围内改变叶片安装角以实现与转子前叶出口气流角的匹配。

3.根据权利要求2所述的可实现推进系统连续宽速域运行的可调串列风扇结构,其特征在于,所述串列静子中还设置有静子前叶叶片安装角度调节机构以及静子后叶弯度调节机构,所述静子前叶通过其调节机构在预设范围内改变叶片安装角以实现与串列转子出口气流角的匹配,所述静子后叶通过其调节机构在预设范围内改变叶片弯度以实现与静子前叶出口气流角的匹配,并确保风扇出口的气流角度保持在轴向附近。

4.根据权利要求3所述的可实现推进系统连续宽速域运行的可调串列风扇结构,其特征在于,风扇工作马赫数在3.5以上的高速风车模态为设计点对应模态,所述串列转子及串列静子中各叶片的叶型设计将综合考虑各模态下的性能需求。

5.根据权利要求4所述的可实现推进系统连续宽速域运行的可调串列风扇结构,其特征在于,所述串列转子中,各转子前叶采用跨音速小弯角叶型,以降低激波损失并适应跨音速工况,各转子后叶采用大弯角叶型,以保证在超音通流模态下的风扇加功能力。

6.根据权利要求5所述的可实现推进系统连续宽速域运行的可调串列风扇结构,其特征在于,所述串列静子中,各静子前叶、静子后叶均采用小弯角叶型,弯角比根据高速风车模态下的流道要求任意...

【专利技术属性】
技术研发人员:卢新根盛笑瀛王名扬阳诚武韩戈赵胜丰
申请(专利权)人:中国科学院工程热物理研究所
类型:发明
国别省市:

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