[发明专利]一种具有大范围涵道比调节能力的推进系统

说明书

本申请属于发动机设计技术领域，具体涉及一种具有大范围涵道比调节能力的推进系统。该系统包括涡扇发动机，用于产生主推力；发电机，连接所述涡扇发动机，用于将机械能转化为电能；电存储装置，连接所述发电机，用于存储电能；电驱动风扇，分布在飞机的机身上，包括电机及进气道，所述电机连接所述电存储装置，用于将电能转化为机械能，并带动风扇转动，产生辅助推力。本申请在不改变现有涡扇发动机的基础上，通过增加电动力与辅助风扇系统实现变循环特征，能够实现推进系统涵道比和耗油率的大范围调节。

技术领域

本申请属于发动机设计技术领域，具体涉及一种具有大范围涵道比调节能力的推进系统。

背景技术

变循环发动机很好地融合了大涵道比涡扇发动机和小涵道比涡扇发动机甚至涡喷发动机在不同飞行速度下的优势，具有满足下一代飞机不加力超声速巡航与低耗油率相互矛盾要求的技术潜力。自20世纪60年代美国GE公司首先提出变循环发动机概念至今，国内外从未间断对变循环技术的研究。经过多年的研究，GE公司成功试制了世界上第一种完成飞行验证的自适应循环发动机F120，在变循环技术方面保持领先地位。GE公司在变循环发动机的研制进程中，共发展了五代发动机。国内近几年也逐渐重视变循环发动机技术，并完成关键技术的技术验证机试验验证。

现有的变循环涡扇发动机技术方案的缺点如下：

1、增加核心机驱动风扇级、模式选择阀、前/后可变面积涵道引射器、可变面积抵压涡轮导向器等机构，结构复杂、设计难度大；

2、增加多个可调机构，需要在不同状态均具有调节能力，控制规律复杂；

3、变循环状态前后涵道比变化在0.3以内，变化范围有限。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种具有大范围涵道比调节能力的推进系统，在现有成熟涡扇发动机基础上，保持原涡扇发动机的构型与设计前提下，在使用时可以根据需求大范围调节推进系统的涵道比，从而实现按需改变推进系统的耗油率，使推进系统实现推力和耗油率的综合使用。

本申请提供的具有大范围涵道比调节能力的推进系统，包括涡扇发动机，用于产生主推力，其中，所述推进系统还包括：

发电机，连接所述涡扇发动机，用于将机械能转化为电能；

电存储装置，连接所述发电机，用于存储电能；

电驱动风扇，分布在飞机的机身上，包括电机及进气道，所述电机连接所述电存储装置，用于将电能转化为机械能，并带动风扇转动，产生辅助推力；

所述推进系统被配置成具有：

大推力使用模式，由涡扇发动机提供推力，并通过发电机向电存储装置充电；

大涵道比巡航使用模式，由涡扇发动机和电驱动风扇共同提供推力，由所述电存储装置向所述电驱动风扇供电。

优选的是，大涵道比巡航使用模式下，进一步包括由所述涡扇发动机通过功率输出到所述发电机，并转化为电能向所述电驱动风扇供电。

优选的是，所述电驱动风扇包括多个，多个电驱动风扇通过电能分配控制装置连接所述电存储装置。

优选的是，所述推进系统还包括机械能分配控制装置，用于获取电驱动风扇自转时提供的机械能，并将其传递给所述发电机，此时，所述推进系统被配置成具有：

能量回收模式，由电驱动风扇自转产生机械能，再由发电机转化成电能进行储存到电存储装置中。

优选的是，所述电驱动风扇的进气道具有开闭装置。

本申请的关键点在于：

1、基于大推力涡扇发动机实现分布式混合电推进系统；