[发明专利]包括经优化以支撑低压轴的轴承架构的涡轮喷气发动机

说明书

本发明涉及一种涡轮喷气发动机(10)，该涡轮喷气发动机包括入口壳体(12)、低压压缩机(14)、高压体、低压涡轮(22)以及排气壳体(24)。入口壳体和低压压缩机限定出空气入口通道，该空气入口通道在下游分成主流动通道和次级流动通道。低压轴(A2)由如下的轴承支撑：由入口壳体(12)承载的第一滚子轴承(130)、由中间壳体(15)承载的第二轴承(32)、由排气壳体(24)承载的第三轴承(34)以及由中间壳体(15)承载并布置在第一轴承(130)和第二轴承(32)之间的附加滚珠轴承(50)。轴承的这种构造使得要进行支撑的作用力水平能够提高并同时能够增大涵道比。

技术领域

本发明涉及涡轮喷气发动机领域，特别是涉及用于飞行器推进的涡轮喷气发动机。

更具体地，本发明涉及一种双体(corps)涡轮喷气发动机，该双体涡轮喷气发动机从上游到下游包括入口壳体、低压压缩机、高压体、通过低压轴连接到低压压缩机的低压涡轮、以及排气壳体，其中入口壳体和低压压缩机限定出涡轮喷气发动机的空气入口通道，该空气入口通道在低压压缩机的下游分成主流动通道和次级流动通道，并且其中低压轴由入口壳体承载的第一轴承、中间壳体承载的第二轴承以及由排气壳体承载的第三轴承支撑。

在这种涡轮喷气发动机中，从该进入的流在低压压缩机的下游分成主流和次级流的时候起，低压压缩机必须处理进入涡轮喷气发动机的所有流。此外，低压压缩机以相对高的速度，例如约10000rpm的速度运行。因此，低压压缩机会承受特别高的空气动力载荷，并且低压轴具有特定的弯曲模式。因此，这种涡轮喷气发动机的运行状况远不及如下类型的双流涡轮喷气发动机，该类型的双流涡轮喷气发动机包括在低压压缩机上游的风扇以及在风扇与低压压缩机之间的分流器。

背景技术

上述类型的已知双体、双流涡轮喷气发动机的具体示例具有低的涵道比，等于约0.3，并且具有的最大推力为约5.5吨(即约55kN)。

在这种类型的涡轮喷气发动机中，第一轴承是滚珠轴承，而第二轴承和第三轴承是滚子轴承。因此，大部分的轴向载荷由第一轴承承担，而大部分的径向载荷由第二轴承和第三轴承承担。

在新发动机的研发范围内，期望改进这种已知的涡轮喷气发动机，以便在不会减小其最大推力值的情况下显著增大其涵道比。关于涵道比的目标值例如为约1.5。

为了在不会显著增大涡轮喷气发动机的径向体积和轴向体积的情况下实现涵道比的这种增大，期望增大入口壳体的外直径，同时例如通过使入口壳体的毂部直径保持基本上不变来使该入口壳体的毂部比最小化。

然而，入口壳体的外直径增大意味着低压压缩机的轴向尺寸和径向尺寸增大，特别是导致了施加到低压压缩机的转子的轴向空气动力载荷增加，使得需要增大应该承受这些轴向载荷的第一轴承的尺寸。

然而，使容纳有第一轴承的入口壳体的毂部比最小化并不允许第一轴承的尺寸的这种增大。

发明内容

本发明的目的特别是在于提供针对该问题的简单、经济和有效的解决方案。

更一般地，本发明的目的在于能够使双体涡轮喷气发动机的入口壳体的横截面最大化。

为此，本发明提出了一种双体涡轮喷气发动机，该双体涡轮喷气发动机从上游到下游包括入口壳体、低压压缩机、高压体、低压涡轮以及排气壳体，其中低压压缩机包括低压压缩机转子，并且低压涡轮包括低压涡轮转子，该低压涡轮转子通过低压轴连接到低压压缩机转子，其中入口壳体和低压压缩机限定出涡轮喷气发动机的空气入口通道，该空气入口通道在低压压缩机的下游分成横穿高压体的主流动通道和围绕主流动通道延伸的次级流动通道，并且其中低压轴由入口壳体承载的第一轴承、中间壳体承载的第二轴承以及排气壳体承载的第三轴承支撑。

根据本发明，低压轴还由附加轴承支撑，该附加轴承由中间壳体承载并布置在第一轴承和第二轴承之间，以及第一轴承是滚子轴承，并且附加轴承是滚珠轴承。