[发明专利]一种多用途航空发动机

说明书

本发明公开了一种多用途航空发动机，包括一个喷气涵道，喷气涵道内从前到后依次设置有压气机、燃烧室、涡轮；其中，喷气涵道的外侧后方设置有一个气水两用涵道，气水两用涵道中设置有气水两用推进叶片，喷气涵道的内部设置有与气水两用推进叶片位置对应的涡轮叶片，涡轮叶片与气水两用推进叶片之间设置有电磁离合结构，喷气涵道的前后开口设置有涵道密封结构。本发明的多用途航空发动机在现有喷气式航空发动机的基础上，增设了气水两用涵道，气水两用涵道中的气水两用推进叶片不但可以在空气中推进时产生推力，而且可以在水下航行时喷水产生推力，从而使得本发明的多用途航空发动机既可以在空气中推进又可以在水中推进使用。

技术领域

本发明属于航空发动机技术领域，尤其是一种在现有航空发动机的基础上改进而成的多用途航空发动机，该发动机既可以在空气中推进又可以在水中推进使用。

背景技术

潜艇、水雷、潜航器等水下作战武器以其长期隐蔽性和高效费比成为海上作战幽灵，对水面舰艇具有重大威胁。然而受限于水下阻力约束，传统的水下航行器存在航速过低、作战航程短等问题。将水下航行器与航空飞行器有机结合起来，兼具二者水下潜航隐蔽性高和空中飞行速度快、作战航程大的特点，则有望在未来海战中快速抵达战位并完成水下侦听和攻击等战术动作，执行航道清理、跨域防御等作战任务。而适配于海空跨域航行的多用途推进装置将成为实现该战术构想的关键系统。

受限于水下氧气不足的问题，水下航行器现在所用的动力能源主要为电能和热能，推进方式主要是螺旋桨推进和泵喷推进两种方式，这两种方式目前很难改造应用于空中飞行。目前的空中飞行器所使用的动力主要为航空发动机，作战用途的飞行器绝大多数采用的是航空喷气式发动机，因而在现有航空发动机的基础上进行改造，使之具备空中和水下推进的多用途功能是现阶段普遍采用的改造手段。

CN 104481696 B公开了一种对转式外骨架水空两用发动机，该发动机主要结构包括：支撑架、油电管路、前止推轴承、圆周轴承、整流罩、内涵道、外涵道、压气机、环形燃烧室、涡轮、后止推轴承、收敛尾喷管、中央涵道、内转子、外转子、叶片榫槽、风扇、发动机罩、输电管路、导电滑环、输油管路、收敛通道、旋转接头、金属燃料腔、金属- 水反应燃烧室、风扇静叶。该现有技术的发动机的压气机和涡轮没有静子叶片，空中工作状态下，外骨架转子和内转子对转，使得压气机及涡轮均实现对转，在提高发动机效率的同时降低转子绝对转速，缩短发动机轴向尺寸，减轻结构重量。在水中工作时，环形燃烧室不工作，内外转子静止，由金属-水反应燃烧室产生动力，实现喷水推进。

该现有技术设定的场景是在水中通过金属-水反应进行推进，然而金属燃料能量释放过程骤烈，具有较大安全风险，不可能大量携带，因而该发动机在水下推进的时间恐怕只能持续几十秒钟，就如同一枚水下发射的导弹一样，并没有在空气和水下多次往复跨介质推进的可能性。另外，该现有技术并未提供如何在水中工作状态下封闭进气口的具体解决方案，一旦封闭不严导致环形主燃烧室进水，就会导致刚刚停止工作的发动机高温叶片等部件瞬间激冷而损坏，因而该发动机空中停车之后，需要在水面停留一段时间待叶片冷却之后才能潜入水下。该现有技术的状态转换的延迟以及仅能一次性水下推进使用，在实战中的缺陷是十分明显的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多用途航空发动机，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种多用途航空发动机，包括一个喷气涵道，喷气涵道的前后分别设置有用于导流的头锥和尾锥，喷气涵道内从前到后依次设置有压气机、燃烧室、涡轮；其中，喷气涵道的外侧后方设置有一个气水两用涵道，气水两用涵道中设置有气水两用推进叶片，喷气涵道的内部设置有与气水两用推进叶片位置对应的涡轮叶片，涡轮叶片与气水两用推进叶片之间设置有电磁离合结构，喷气涵道的前后开口设置有涵道密封结构；电磁离合结构用于在空气中推进的时候使涡轮叶片和气水两用推进叶片连接起来，通过涡轮叶片带动气水两用推进叶片一起运动；当需要在水中推进的时候，电磁离合结构使涡轮叶片和气水两用推进叶片分离，喷气涵道的内部转动部件停止工作，气水两用推进叶片通过外环定子线圈绕组单独驱动。