[发明专利]一种对转向心涡轮驱动对转离心压气机燃气涡轮发动机

说明书

本发明公开了一种对转向心涡轮驱动对转离心压气机燃气涡轮发动机，包括：对转离心压气机、回流燃烧室和对转向心涡轮；对转离心压气机的气流出口上设置有回流燃烧室；回流燃烧室的气流出口上设置有对转向心涡轮；对转向心涡轮与对转离心压气机传动连接。本发明通过对转向心涡轮驱动对转对转离心压气机替换传统的压缩及膨胀系统，减少了压缩及涡轮系统的叶片排数，同时，对转离心压气机充分利用离心力及反预旋做功能力强的双重优势，在增加压缩系统压比的同时，减少其轴向尺寸与重量，大幅降低发动机的耗油率，提升发动机的推重比，从而解决传统燃气涡轮发动机难以满足现代新型飞行器高速、大航程的问题。

技术领域

本发明属于燃气涡轮发动机技术领域，具体涉及一种对转向心涡轮驱动对转离心压气机燃气涡轮发动机。

背景技术

燃气涡轮发动机是目前应用最广泛的航空发动机，是20世纪50年代以来主要的航空动力形式。燃气涡轮发动机压缩系统总增压比提高或重量降低对发动机性能的提升有巨大优势。现有的燃气涡轮发动机如图1所示，将转动的涡轮转子105与离心叶轮101连接在同一根轴上，两者之间装有燃烧室103，空气连续不断的被吸入压气机101、102，在其中压缩后进入燃烧室103中喷油燃烧成为高温燃气，再进入涡轮导向器104中梳理方向，然后高温高压的燃气在涡轮转子105膨胀做功，膨胀功通过传动轴传给离心叶轮101从而实现发动机的连续工作。受材料的限制，在中小型燃气涡轮发动机压缩系统中广泛应用的单级离心压气机压比已近接近设计极限，常规设计技术条件下难以进一步提高。为适应未来飞行器对发动机高功重比、低耗油率、高可靠性等要求，迫使压气机需要在更少的级数和零件数量条件下实现更高的增压比和效率。

然而，基于常规设计的压气机则需要采用多级离心压气机或组合压气机来实现高性能压气机的需求，压气机级数增加导致发动机尺寸和重量急剧增大，气体压缩流道行程更长且流道间存在大曲率的转弯，难以在较小的尺寸限制条件下压气机性能难以满足设计要求；压缩系统的低效直接导致现有燃气涡轮发动机功重比和耗油率无法满足未来飞行器的需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种对转向心涡轮驱动对转对转离心压气机燃气涡轮发动机。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种对转向心涡轮驱动对转离心压气机燃气涡轮发动机，包括：对转离心压气机、回流燃烧室和对转向心涡轮；

所述对转离心压气机的气流出口上设置有所述回流燃烧室；

所述回流燃烧室的气流出口上设置有所述对转向心涡轮；

所述对转向心涡轮与所述对转离心压气机传动连接；

其中，对转向心涡轮的前排涡轮转子和后排对转涡轮转子对转运动分别带动对转离心压气机的后排对转叶轮和前排离心叶轮对转运动。

在本发明的一个实施例中，所述对转向心涡轮，包括：涡轮导叶、所述前排涡轮转子和所述后排对转涡轮转子；

所述涡轮导叶，设置在所述回流燃烧室的气流出口上；

所述前排涡轮转子，设置在所述涡轮导叶的气流出口上，且与所述后排对转叶轮传动连接；

所述后排对转涡轮转子，设置在所述前排涡轮转子的气流出口上，且与所述前排离心叶轮传动连接；

所述涡轮导叶的气流出口的气流进入所述前排涡轮转子的气流进口，所述前排涡轮转子的气流出口的气流进入所述后排对转涡轮转子的气流进口。

在本发明的一个实施例中，所述对转离心压气机，包括：所述前排离心叶轮、所述后排对转叶轮和扩压器；

所述前排离心叶轮，用于形成气流通道以使气流通过并利用离心力对气流做功；

所述后排对转叶轮，设置在所述前排离心叶轮的气流出口上，用于形成气流通道以使气流通过并利用离心力对气流做功；