[发明专利]一种用于航空发动机的风扇布局结构

说明书

本发明提供一种用于航空发动机的风扇布局结构，所述风扇布局结构包括：轮毂、风扇外机匣、进口导叶外机匣，所述轮毂和所述风扇外机匣之间的距离大于所述轮毂和所述进口导叶外机匣之间距离；分别位于上、中、下游与所述轮毂同轴，且各自沿轮毂周向分布的主风扇转子、副风扇转子和进口导叶，其中所述主风扇转子和所述副风扇转子可同轴同向转动；所述主风扇转子位于所述轮毂和所述风扇外机匣之间，所述主风扇转子的叶尾型线与所述轮毂固定连接；所述进口导叶位于所述轮毂和所述进口导叶外机匣之间，所述进口导叶的叶尾型线与所述轮毂固定连接；所述副风扇转子的叶尾型线与所述轮毂固定连接，叶尖型线与所述进口导叶外机匣平齐。

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，尤其涉及一种用于航空发动机的风扇布局结构。

背景技术

涡轮发动机是一种利用旋转的机件自穿过它的流体中汲取动能的发动机形式，是内燃机的一种，在航空领域有着广泛的应用。

涡轮发动机由风扇、低压压气机(高涵比涡扇特有)、高压压气机、燃烧室、驱动压气机的高压涡轮、驱动风扇的低压涡轮和排气系统组成。其中高压压气机、燃烧室和高压涡轮三部分统称为核心机，由核心机排出的燃气中的可用能量，一部分传给低压涡轮用以驱动风扇，余下的部分在喷管中用于加速排出的燃气。

风扇转子的作用与压气机的作用类似，空气流过风扇后，分成两路：一路是内涵气流，空气继续经压气机压缩，在燃烧室和燃油混合燃烧，燃气经涡轮和喷管膨胀，燃气以高速状态从尾喷口排出，产生推力，流经路程为经低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮，燃气从喷管排出。

另一路是外涵气流，风扇后空气经外涵道直接排入大气或同内涵燃气一起在喷管排出。涡轮风扇发动机组合了涡轮喷气和涡轮螺桨发动机的优点。涡扇发动机转换大部分的燃气能量驱动风扇和压气机的扭矩，其余的转换成推力。涡扇发动机的总推力是核心发动机和风扇产生的推力之和。

虽然现有的涡轮发动机有着众多优点，但是为了满足当代飞机在非常规机动、超声速巡航等方面的指标，需要进一步增加发动机的推重比并且降低其燃油率，这就要求压气机朝着更高的压比和更高的级负荷方向发展。风扇作为压气机中重要的压缩部件，其性能的好坏直接影响着压气机的效率、压比、稳定性以及可靠性等气动参数。

为了提高风扇根部的增压能力，风扇根部的落后角设计值通常都会比较大，气流转折角较大，风扇出口气流相对速度甚至转过轴向，这样的话，一方面会导致风扇根部负荷增加，二次流增强甚至会引起风扇根部出口出现流动分离，气动损失急剧增加，从而限制了风扇内涵的效率和稳定裕度的提升。

另一方面，这也会导致风扇根部尾缘线与轮毂形成的夹角较小，不利于风扇转子的加工，因此，急需寻求一种能够提高风扇根部总压且风扇内涵流动良好的风扇气动布局。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于航空发动机的风扇布局结构，在现有风扇布局的基础进行了改进，改进后的风扇布局结构能够提高风扇根部总压，且使得风扇内涵流动更加良好。

根据上述目的，本发明提供一种用于航空发动机的风扇布局结构，所述风扇布局结构包括：轮毂、风扇外机匣、进口导叶外机匣，所述轮毂和所述风扇外机匣之间的距离大于所述轮毂和所述进口导叶外机匣之间距离；分别位于上、中、下游与所述轮毂同轴，且各自沿轮毂周向分布的主风扇转子、副风扇转子和进口导叶，其中所述主风扇转子和所述副风扇转子可同轴同向转动；所述主风扇转子位于所述轮毂和所述风扇外机匣之间，所述主风扇转子的叶尾型线与所述轮毂固定连接；所述进口导叶位于所述轮毂和所述进口导叶外机匣之间，所述进口导叶的叶尾型线与所述轮毂固定连接；所述副风扇转子的叶尾型线与所述轮毂固定连接，叶尖型线与所述进口导叶外机匣平齐。

在一实施例中，所述副风扇转子的前缘线与所述主风扇转子的尾缘线平行。

在一实施例中，所述副风扇转子的尾缘线与所述进口导叶的前缘线平行。