[发明专利]一种离心式压气机与涡轮叶片一体化的微型发动机叶轮盘

说明书

本发明提供了一种离心式压气机与涡轮叶片一体化的微型发动机叶轮盘，采用离心式压气机和轴流式涡轮以获得较大的压气机增压比和较高的燃气膨胀做功能力，同时达到缩小涡轮发动机尺寸的目的，由进气道进入离心式压气机的气流经离心式压气机压缩后进入回流式燃烧室，经回流式燃烧室燃烧后的燃气进而对轴向涡轮叶片做功，取消了压气机与涡轮间的主轴，不仅使发动机的轴向尺寸减小降低了发动机的质量，而且使发动机所受的转子不平衡力矩得以消除，使发动机的稳定性大大提高。

技术领域

本发明属于微型燃气涡轮发动机领域，涉及一种离心式压气机与涡轮叶片一体化的微型发动机叶轮盘。

背景技术

随着近来航空航天领域的快速发展,各类微小型飞行器在现代军事领域得到了广泛的运用和快速发展,其将在电子空战、精确隐蔽式侦察、对地精确打击、环境监测等方面继续发挥重要作用。其动力装置微型涡轮机具有大推重比、小体积、结构紧凑、研发周期短、低成本等特点。为保证在这一领域拥有更加先进的技术，国内外关于微型涡轮发动机的研制工作越来越受重视,并已逐步发展成为航空发动机的一个新领域。

在微型涡轮发动机中多采用离心压气机和向心涡轮以获得较大的做功能力同时达到缩小涡轮发动机尺寸的目的，然而因其自身结构所固有的局限性，涡轮喷气发动机整体尺寸仍然受到限制。要想进一步缩小微型涡轮发动机的尺寸，增强发动机整体性则就需要提出一种新的结构形式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出了一种离心式压气机与涡轮叶片一体化的微型发动机叶轮盘。与现有技术相比，本发明的优点是舍弃了离心式压气机与径向涡轮间的主轴，将离心式压气机与涡轮盘整合为一体，使发动机的轴向尺寸与质量大大降低，使结构简化的同时大大增加了转子部件的稳定性，是该发动机的做工能力更强。

技术方案

本发明的目的在于提供一种离心式压气机与涡轮叶片一体化的微型发动机叶轮盘。

本发明技术方案如下：

一种离心式压气机与涡轮叶片一体化的微型发动机叶轮盘，包括：一体化叶轮盘、离心式压气机叶片、向心涡轮叶片、花键槽以及涡轮叶片冷却孔分布。其特征在于：一体化叶轮盘总轴向长度为70-80mm，离心式压气机入口轮毂直径为20mm，压气机出口直径为90mm，前端离心式压气机叶片沿周向均匀分布，共有10片厚度为5-8mm的三维空间叶片，叶片间的气流通道布有向涡轮叶片输送冷却气体的孔，涡轮盘外缘直径为120mm，周向均匀布置12片涡轮叶片，涡轮叶片厚度为8-10mm，且布有直径为1-2mm的顺排气膜冷却孔，离心式压气机与涡轮叶片一体化的微型发动机叶轮盘的具体尺寸应根据发动机整体性能指标的要求进行具体设计，在满足功率和强度要求等前提下，对一体化叶轮盘警示尺寸设计。

本发明具有以下有益效果：

离心式压气机与涡轮叶片一体化的微型发动机叶轮盘与传统用轴连接压气机与涡轮的微型发动机不同，由于将离心式压气机与涡轮整体化设计，不仅使发动机的轴向长度大大减少，而且在高速状态下的转子旋转精度与振动稳定性大大提升，而且，传统的微小型涡轮发动机对于涡轮部件是不进行冷却降温的，不能够充分提高涡轮前燃气温度，同时也大大的降低了涡轮的寿命和发动机的整体性能，对后续的发展应用有着严重影响，而该一体化叶轮盘能将离心式压气机出口的气流很方便的引入涡轮叶片对其进行降温，大大增加了发动机的使用寿命，使微型发动机的经济性提高。

附图说明

图1：离心式压气机与涡轮叶片一体化的微型发动机叶轮盘主视图

图2：离心式压气机与涡轮叶片一体化的微型发动机叶轮盘侧视图

图3：涡轮叶片局部剖视图

图1中1-整体式叶轮盘 2-离心式压气机叶片 3-涡轮叶片 4-涡轮叶片气膜冷却孔 5-冷却气流通道 6-花键槽