一种富燃预燃涡扇发动机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN106438104B(45)授权公告日2018.05.22(21)申请号201610827617.X(22)申请日2016.09.18(65)同一申请的已公布的文献号申请公布号CN106438104A(43)申请公布日2017.02.22(73)专利权人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号A202(72)发明人赵巍赵庆军项效镕徐建中(51)Int.Cl.F02K3/06(2006.01)F02K1/11(2006.01)F02K1/06(2006.01)审查员胡浩权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种富燃预燃涡扇发动机(57)摘要本发明公开了一种富燃预燃涡扇发动机，涉及航空发动机技术，内涵道预冷器在进气道后部的内涵道内，位于风扇上游，冷却风扇的内涵进口空气。外涵道预冷器在进气道后部的外涵道内，位于风扇上游，冷却风扇的外涵进口空气。风扇排出的内涵空气在高压压气机中继续被压缩。内涵道预冷器和外涵道预冷器采用燃料为冷质，被空气加热的燃料在燃料混合室中混合。混合后的燃料与高压压气机排出的空气在燃气发生器中进行富燃燃烧。燃气发生器排出的富燃燃气在高、低压涡轮中做功，驱动风扇和高压压气机压缩空气。涡轮排出的富燃燃气与风扇排出的外涵空气在后燃室掺混、燃烧。后燃室排出的高温燃气进入尾喷管膨胀产生推力。因此，可实现高比冲的高马赫数飞行。CN106438104BCN106438104B权利要求书1/1页1.一种富燃预燃涡扇发动机，其包括：进气道、内涵道预冷器、外涵道预冷器、风扇、低压轴、高压压气机、高压轴、燃料混合室、燃气发生器、高压涡轮、低压涡轮、后燃室、尾喷管、轴承、支板、外机匣、中间机匣和内机匣，其特征是：所述高压压气机、高压涡轮、低压涡轮均设置在所述中间机匣和内机匣之间的环形空间内；所述中间机匣的前端周壁上设置风扇出口导向器叶片，且所述风扇出口导向器叶片位于所述中间机匣和外机匣之间的环形空间内，所述中间机匣后端的安装边上设置波瓣混合器；所述内机匣的后端设置喷管尾锥；所述外机匣末端的安装边上设置所述尾喷管；所述内涵道预冷器为换热器，在所述进气道后部的内涵道内，并位于所述风扇的上游，采用燃料冷却所述风扇的内涵进口空气，其排出的燃料进入所述燃料混合室；所述外涵道预冷器为换热器，在所述进气道后部的外涵道内，并位于所述风扇的上游，采用燃料冷却所述风扇的外涵进口空气，其排出的燃料进入所述燃料混合室；所述风扇包含一级或多级轴流式风扇转子，其内涵道排出的空气进入所述高压压气机，其外涵道排出的空气进入所述后燃室；所述低压轴穿过所述高压轴内部，该低压轴与该高压轴共同一轴线；所述高压压气机包含一级或多级压气机转子，其排出的空气进入所述燃气发生器；所述风扇的前面级或全部级安装于所述低压轴的前端；所述风扇的后面级安装于所述低压轴的前端，或安装于所述高压轴的前端；所述高压压气机安装于所述高压轴的前端，并位于所述风扇的后面级的下游；所述燃气发生器混合并燃烧所述燃料混合室排出的燃料和所述高压压气机排出的空气，燃料和空气燃烧产生的富燃燃气进入所述高压涡轮；所述高压涡轮包含一级或多级高压涡轮转子，其排出的富燃燃气进入所述低压涡轮；所述低压涡轮包含一级或多级低压涡轮转子，其排出的富燃燃气进入所述后燃室；所述高压涡轮安装于所述高压轴的后端，所述低压涡轮安装于所述低压轴的后端，且所述低压涡轮设置在所述高压涡轮的下游；所述后燃室混合并燃烧所述低压涡轮排出的富燃燃气和所述风扇外涵道排出的空气，燃烧后产生的燃气进入所述尾喷管；所述尾喷管加速后燃室产生的燃气，喷出后产生推力。2.根据权利要求1所述的富燃预燃涡扇发动机，其特征在于：所述高压轴和所述低压轴合并为一根轴，所述风扇、高压压气机、高压涡轮和低压涡轮构成一个转子。3.根据权利要求1所述的富燃预燃涡扇发动机，其特征在于：所述尾喷管具有喉口面积可调装置，面积可调装置为沿轴向滑动的柱塞式中心体，或安装在机匣上的鱼鳞调节片。4.根据权利要求1所述的富燃预燃涡扇发动机，其特征在于：所述燃料混合室排出的燃料直接进入燃气发生器，或经过所述后燃室的内壁再进入燃气发生器。5.根据权利要求1所述的富燃预燃涡扇发动机，其特征在于：在飞行马赫数不超过4时取消所述外涵道预冷器和燃料混合室，此时燃料经过内涵道预冷器后直接进入所述燃气发生器。2CN106438104B说明书1/4页一种富燃预燃涡扇发动机技术领域[0001]本发明涉及航空发动机领域，是一种高飞行马赫数涡轮基组合循环发动机，更具体的说，是一种具有进气预冷和富燃预燃的加力式混合排气涡扇发动机，最大飞行马赫数4以上。背景技术[0002]现有吸气式涡轮发动机的飞行马赫数一般在1-2范围