[发明专利]航空发动机

说明书

本发明公开一种航空发动机，包括涡轮，涡轮包括转子和静子，还包括设于转子和静子之间的轴失效限速装置，轴失效限速装置包括：拉动部，固定连接于转子上；间隔件，设于静子上；锁定件，设于静子上；其中，轴失效限速装置被配置为：在涡轮正常工作时，锁定件相对于静子处于锁定件第一位置，且使间隔件的间隔部相对于静子保持于间隔部第一位置，拉动部与锁定件和间隔件均保持间隙；在涡轮出现涡轮轴失效工况，涡轮的动叶沿轴向往燃气流动方向的下游移动时，拉动部拉动锁定件沿轴向往燃气流动方向的下游移动至锁定件第二位置，间隔件的间隔部移动至间隔部第二位置，在间隔部第二位置，间隔部位于拉动部的上游，且沿轴向位于拉动部与静子之间。

技术领域

本发明涉及航空机械领域，特别涉及一种航空发动机。

背景技术

涡轮驱动的发动机在实际运行中，可能由于超扭、共振、疲劳、腐蚀、材料缺陷和制造误差或者其他间接事件导致涡轮轴失效的发生，虽然涡轮轴失效的发生概率很小，但是涡轮轴失效一旦发生，就有可能导致危害性的后果。例如航空发动机，涡轮轴失效时，涡轮的转子与前端负荷(压气机)解耦，同时在燃烧室排出的高能气体的驱动下，转速瞬间上升，或进入超速转动状态，当转速上升到一定程度，轮盘应力达到临界发生破裂，破裂的高能碎片具备穿透发动机的风险，因此限制涡轮轴失效后的涡轮超转是涡轮发动机设计中一个很重要的考虑因素。

已知航空发动机中，一般通过安装转速传感器来直接监测转子转速或者换算得到转子转速，转速传感器一般安装在发动机前端，难以监测到涡轮轴失效导致的后端涡轮转速的上升。即使在涡轮端增加传感器，对于大型民用航空发动机来说，控制系统从监测判别出涡轮轴失效事件发生到切油响应，整个过程持续时间长，响应较慢，不够及时。

已知的在低压涡轮静子结构(主要指导向叶片和低压涡轮后承力机匣)上增加蜂窝或者耐摩擦装置，或者轴向弯掠低压涡轮导向叶片设计，在轴失效事件发生后，可以通过转子后移与静子碰撞摩擦或卡滞来限制转子转速。但是低压涡轮转子后移与静子结构碰撞后，产生与轴向力相反的碰撞力，转子或反弹，碰摩刹车不能持续进行，进一步影响低压轴失效后的低压涡轮转子转速限制效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空发动机，该航空发动机在出现涡轮轴失效工况时，能够快速响应，有效地限制涡轮转速的增加。

本发明公开一种航空发动机，包括涡轮，所述涡轮包括转子和静子，所述航空发动机还包括设于所述转子和静子之间的轴失效限速装置，所述轴失效限速装置包括：

拉动部，固定连接于所述转子上；

间隔件，设于所述静子上；

锁定件，设于所述静子上；

其中，所述轴失效限速装置被配置为：在所述涡轮正常工作时，所述锁定件相对于所述静子处于锁定件第一位置，且使所述间隔件的间隔部相对于所述静子保持于间隔部第一位置，所述拉动部与所述锁定件和所述间隔件均保持间隙；在所述涡轮出现涡轮轴失效工况，所述涡轮的动叶沿轴向往燃气流动方向的下游移动时，所述拉动部拉动所述锁定件沿轴向往燃气流动方向的下游移动至锁定件第二位置，所述间隔件的间隔部移动至间隔部第二位置，在所述间隔部第二位置，所述间隔部位于所述拉动部的上游，且沿轴向位于所述拉动部与所述静子之间。

在一些实施例中，轴失效限速装置被配置为：在所述涡轮正常工作时，所述间隔件具有从所述间隔部第一位置往所述间隔部第二位置移动的趋势，所述锁定件与所述间隔件接触，所述锁定件通过其与所述间隔件的接触面阻挡所述间隔件从所述间隔部第一位置往所述间隔部第二位置移动，所述锁定件处于锁定件第二位置时，所述锁定件与所述间隔件脱离接触。

在一些实施例中，所述静子上设有沿所述航空发动机的径向延伸的销孔，所述间隔件包括与所述间隔部固定连接的销轴，在所述涡轮正常工作时，所述锁定件与所述销轴接触以阻挡所述销轴，在所述间隔部第二位置，所述销轴与所述销孔配合。