[发明专利]一种微小型涡扇发动机

说明书

本发明涉及航空涡轮发动机技术领域，尤其是涉及一种微小型涡扇发动机。其特点是包括核心机，所述的核心机后部通过中介机匣设置有涡扇发动机低压部分，所述的涡扇发动机低压部分包括风扇机匣，风扇机匣内设置有一体化涡轮风扇，内涵喷管通过风扇机匣后支撑安装在风扇机匣的内表面，风扇机匣后端还设置有外涵喷管。所述的一种微小型涡扇发动机，其通过低压涡轮与叶尖风扇的组合结构，令内涵喷管可以布置于风扇之后，使得内涵喷管可以正常设计，从而克服了内涵喷管的布置问题，保存了内涵推力；避免了内涵喷管排出的高温气体与风扇前来流空气产生干涉，保证了风扇的正常工作，其最大程度保留了工质的总压，减少了能量的损耗，降低了结构的复杂程度。

技术领域

本发明涉及航空涡轮发动机技术领域，尤其是涉及一种微小型涡扇发动机。

背景技术

涡轮喷气发动机是当代航空器的主要动力，主要可以分为涡喷、涡扇、涡轴和涡桨发动机四类，多用于客机、运输机、战斗机、巡航导弹等。而微小型涡轮发动机是其一个分支，是指推力几公斤到几百公斤，功率几千瓦到几百千瓦的涡轮发动机。微小型涡轮发动机相对于活塞发动机具有功重比/推重比高、飞行速度快的优点，相对于电池具有能量密度高，续航时间长的特点，是未来无人机的重要动力方向。

目前的微小型涡轮发动机多为微小型涡喷发动机，该类发动机耗油率较高，能量利用效率较低，而涡扇发动机耗油率低、能量利用效率较高、续航时间长，更加适用于低速(0.8马赫以下)的各种小型飞行器。但由于微小型涡轮发动机尺寸较小，结构较为复杂，传统的涡扇发动机的设计手段及结构布局方式已经难以适用，因此，微小型涡轮风扇发动机(简称微小型涡扇发动机)市面较为少见。

公开号103216361A的发明专利提出了两种新型小型涵道涡扇发动机方案，一种方案将涡喷发动机核心机与后置自由涡轮、减速器、反向安装风扇串联的手段，完成了涡扇发动机结构的实现。其问题在于内涵喷管的喷气方向与速度方向一致，导致内涵推力完全损失，并产生阻力；内涵喷管的热气流会被来流气流吹入风扇，导致风扇进口流场温度畸变，影响风扇正常工作；风扇没有安装喷管，导致其风扇的压升没有转化为速度的提升，导致推力的大幅下降。另一种方案将是将反向安装的涡喷发动机核心机与自由涡轮、风扇组合起来，来流气流穿过风扇后通过管道引入反向安装的核心机，核心机的气流再通过管道穿出核心机引气的管道排出。该方案的问题在于(1)结构过于复杂、管道干涉、布置困难，难以实现；(2)过多的管道导致气流的压力损失过多，能量利用效率低下。

综上分析，现有技术较少有关于微小型涡扇发动机的技术方案，且可查询的技术方案中存在着(1)内涵喷管布置困难，导致推力损失；(2)内外涵道结构不协调不合理(3)高压推力损失，(4)方案实现难度高等问题。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的缺陷而提供一种微小型涡扇发动机，有效解决了现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所述的一种微小型涡扇发动机，其特点是包括核心机，所述的核心机后部通过中介机匣设置有涡扇发动机低压部分，所述的涡扇发动机低压部分包括风扇机匣，风扇机匣前端通过风扇机匣前支撑安装在中介机匣的外表面，风扇机匣后端通过风扇机匣后支撑安装在内涵喷管外表面，风扇机匣内设置有一体化涡轮风扇，一体化涡轮风扇通过低压转子轴前轴承和低压转子轴后轴承套装在低压转子轴上，低压转子轴前轴承通过低压转子轴前支撑安装于低压转子进气罩内壁面，低压涡轮进气罩通过低压涡轮前支撑安装于中介机匣内表面；低压转子轴后轴承通过低压转子轴后支撑安装在低压涡轮排气锥的内表面；低压涡轮排气锥通过低压涡轮后支撑安装在内涵喷管的内表面，内涵喷管通过风扇机匣后支撑安装在风扇机匣的内表面，风扇机匣后端还设置有外涵喷管。

所述的核心机为微小型涡喷发动机，核心机主要由压气机、发动机机匣、燃烧室、转子轴和涡轮组成，核心机主要作为燃气发生器提供高温高压的燃气工质。