[发明专利]一种混合动力航空发动机有效

专利信息
申请号: 202010163775.6 申请日: 2020-03-10
公开(公告)号: CN111197534B 公开(公告)日: 2021-01-29
发明(设计)人: 田国庆;田忠豪 申请(专利权)人: 田国庆
主分类号: F02C3/30 分类号: F02C3/30;F23R3/00
代理公司: 安阳市智浩专利代理事务所(普通合伙) 41116 代理人: 张智和
地址: 455105 河南省*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 一种 混合 动力 航空发动机
【说明书】:

一种混合动力航空发动机,属于航空领域。所述航空发动机的燃烧室的燃气喷嘴后方设置有多个气雾喷嘴,多个气雾喷嘴与燃气嘴喷之间设置有耐高温环状气雾喷嘴护板,耐高温环状气雾喷嘴护板固定在燃烧室外周侧壁的内壁上,通过利用本发明可减少燃油的消费量,可降低涡轮叶片的高温程度,降低对涡轮等的材质要求、加工要求,可降低飞行器制造成本、降低飞行成本,同时可降低航空飞行器携带的燃油量,提高了飞行器的安全系数,提高发动机推力,通过降低燃油的使用量,可降低CO2的排放量,降低了碳排放,降低空气污染程度。

技术领域

本发明涉及一种航空发动机,特别涉及一种混合动力航空发动机,属于航空领域。

背景技术

航空发动机(aero-engine)是一种高度复杂和精密的热力机械,作为飞机的心脏,不仅是飞机飞行的动力,也是促进航空事业发展的重要推动力,人类航空史上的每一次重要变革都与航空发动机的技术进步密不可分。

现代涡轮喷气发动机的结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,战斗机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。涡轮喷气发动机仍属于热机的一种,就必须遵循热机的做功原则:在高压下输入能量,低压下释放能量。涡轮喷气发动机有进气、加压、燃烧和排气这四个阶段。

当飞机飞行时,空气首先进入的是发动机的进气道,气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,因而进气道的功能就是通过可调管道,将来流调整为合适的速度。进气道后的压气机是专门用来提高气流的压力的,空气流过压气机时,压气机工作叶片对气流做功,使气流的压力、温度升高。从燃烧室流出的高温高压燃气,流过压气机装在同一条轴上的涡轮。经过燃烧后,涡轮前的燃气能量大大增加,因而在涡轮中的膨胀比远小于压气机中的压缩比,涡轮出口处的压力和温度都比压气机进口高很多,发动机的推力就是这一部分燃气的能量而来的。从涡轮中流出的高温高压燃气,在尾喷管中继续膨胀,以高速沿发动机轴向从喷口向后排出。这一速度比气流进入发动机的速度大得多,使发动机获得了反作用的推力。

图4 现有航空发动机沿轴向的剖面结构示意图。图5现有技术中燃烧室的截面结构示意图。发动机主要由风扇21、第一轴座22、内轴23、低压压气机24、外涵道25、第二轴座26、外轴27、高压压气机28、内涵道29、第三轴座30、压缩空气窄圆环形入口31、燃油入口32、高压涡轮35、低压涡轮36、尾喷口37、燃烧室燃气出口38和导流叶片、燃烧室39、内涵道机壳40、外涵道机壳41等组成。

由于从燃烧室流出的高温高压燃气,使用温度范围为550~1100°C,对涡轮叶片的耐热要求、涡轮叶片的加工精度都是非常严格的,要求涡轮叶片在高温高压状态下不得发生变形,因此,在燃烧室以后的的高温高压区采用的材料一般采用耐高温、耐疲劳型的合金材料制作,其中的涡轮叶片,由于本身具有螺旋状复杂结构,加工等方面具有很高的要求,再加上需要耐高温高压,还的具有很高的抗疲劳型,之前一般采用16 -25 -6铁基合金、随着涡轮进口温度提高到950℃,出现了沉淀硬化合金,应用沉淀强化原理使合金具有更高的高温强度、70年代,进口温度提高到了1240℃,出现了Rene95合金和粉末冶金高温合金。特别是近年来,随着高性能航空飞行器的开发,随着高性追求高推重比的要求越来越高,出现了金属间化合物与韧性金属组成的微叠层复合材料作为叶片的“热障涂层”, 随着我国在材料技术的不断提高,新型飞机使用的耐热材料使用耐热温度高达1760℃陶瓷基复合材料,由于制作难度和材料的稀有,成本也是非常昂贵的。

如何才能降低高温高压区材料的成本,除了开发新材料新技术外,在不影响航空发动机性能的前提下,如何能够降低发动机材料的成本费用也是今后航空发动机追求的方向。

发明内容

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