[发明专利]共轴涡轴发动机

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，具体而言，涉及一种共轴涡轴发动 机。

背景技术

涡轴发动机作为航空发动机的一种主要形式，已经广泛使用在直升机 等动力领域。传统的涡轴发动机中，压气机、涡轮等旋转部件一般使用转 子结构和轴系联接的串联布局方式，而这种串联布局方式显著增加了发动 机的长度和重量，不仅如此，轴系连接的方式还导致发动机的支撑系统特 别复杂，不仅工作在接近最大温度的状态下，还承受了极端的轴向力，工 作条件极其恶劣。同时，轴系连接对轴的结构强度、加工工艺以及安装精 度也提出了很高的要求。更重要的是，传统涡轴发动机的串联布局结构形 式导致内部空间利用率相对较低。

针对现有的涡轴发动机采用轴系联接的串联布局方式导致发动机整 体长度和重量较大的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种共轴涡轴发动机，以至少解决现有的涡轴发 动机采用轴系联接的串联布局方式导致发动机整体长度和重量较大的技 术问题。

根据本发明实施例，提供了一种共轴涡轴发动机，包括：压气机，压 气机的排气口和压气机的进气口偏转预设角度使压气机形成卧置的“U” 形气流通道；燃烧室，燃烧室的排气口和燃烧室的进气口偏转预设角度， 使燃烧室形成卧置的“U”形气流通道，其中，燃烧室的进气口和压气机 的排气口连通，从而使压气机与燃烧室形成“S”形的气流通道。

进一步地，压气机包括：轴流压缩级，设置在压气机的前端进气口处， 用于将外部空气吸入并进行压缩，轴流压缩级的排气口的截面积小于轴流 压缩级的进气口的截面积；离心压缩级，设置在轴流压缩级的后端并与轴 流压缩级连通，用于将经过轴流压缩级压缩后的气流进一步压缩，离心压 缩级的排气口的截面积小于离心压缩级的进气口的截面积；导流扩压器， 与离心压缩级连通，导流扩压器的排气口的截面积大于导流扩压器的进气 口的截面积，用于将离心压缩级压缩后的气流进行扩压；逆流压缩级，分 别与导流扩压器和燃烧室连通，用于将经过导流扩压器扩压后的气流再次 进行压缩后送入燃烧室中，逆流压缩级的排气口的截面积小于逆流压缩级 的进气口的截面积。

进一步地，共轴涡轴发动机还包括：低压转子，通过第一轴承可转动 地套设在发动机的主轴上，低压转子的后端设置有低压涡轮，沿低压涡轮 的圆周方向设置有低压涡轮叶片，低压涡轮叶片位于燃烧室的排气口的后 端，其中，低压转子的前端具有沿轴向设置的环形腔室，轴流压缩级和离 心压缩级设置在环形腔室中随低压转子转动。

进一步地，离心压缩级的排气口与离心压缩级的进气口偏转90°将来 自轴流压缩级的轴向气流偏转成径向气流。

进一步地，导流扩压器的排气口与导流扩压器的进气口偏转90°将来 自离心压缩级的径向气流再次偏转成沿轴向并与离心压缩级进气气流方 向相反的轴向气流。

进一步地，共轴涡轴发动机还包括：叶尖高压转子，通过第二轴承可 转动地套设在低压转子上，叶尖高压转子的外侧设置有高压涡轮，沿高压 涡轮的圆周方向设置有高压涡轮叶片，高压涡轮叶片位于燃烧室的后端与 低压涡轮叶片之间。

进一步地，逆流压缩级设置在叶尖高压转子的内侧并随叶尖高压转子 转动，其中，逆流压缩级包括随叶尖高压转子转动的逆流压缩叶片。

进一步地，高压涡轮叶片和低压涡轮叶片之间具有引流通道，其中， 引流通道位于导流扩压器的外侧并与导流扩压器整体连接在发动机的机 匣内壁上。

进一步地，共轴涡轴发动机还包括：自由涡轮，通过第三轴承可转动 地套设在发动机的主轴上，沿自由涡轮的圆周方向设置有自由涡轮叶片， 其中，自由涡轮叶片位于低压涡轮叶片后端。

进一步地，燃烧室的排气口与燃烧室的进气口偏转180°。