[发明专利]一种涡轮发动机及其自起动方法

说明书

本发明涉及一种涡轮发动机及其自起动方法，涡轮发动机包括：机体，机体内形成有燃烧室，燃烧室的轴向一端装设有导向叶片件；燃气发生器，燃气发生器装设于燃烧室内；燃气发生器内部形成有燃料腔、氧化剂腔及推力室，推力室通过导向叶片件的喷气通口与涡轮相通，燃料腔、氧化剂腔均与推力室相连通。本发明的技术方案是在燃烧室内设置独立的燃气发生器，燃料腔内含催化剂的燃料与氧化剂腔内的氧化剂可喷射至推力室内进行互击式碰撞雾化，随即发生燃烧反应生成高温高压燃气，所生成的高温高压燃气经过导向叶片件的喷气通口后驱动涡轮做功，以在点火之前驱动转子系统加速转动，可有效减少能量转化的效率损失以及减少起动设备的质量和体积。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，特别是涉及一种涡轮发动机及其自起动方法。

背景技术

航空燃气涡轮发动机的自身结构和循环过程，决定了它不能像汽车发动机那样自主的点火起动。因为，若在静止的涡轮发动机中直接喷油点火，压气机尚未旋转，不会有足够的空气进入，满足不了燃烧条件，燃烧室不能建压，便无法产生喷气推力，也无法驱动涡轮做功。由此，燃气涡轮发动机的起动特点是：须首先压入必要流量的空气，方可完成点火燃烧，亦即要求涡轮发动机的转子系统必须预先达到一定的转速，才能点火起动。针对该起动特点，必须在点火燃烧前，由其他能源介入以带动涡轮发动机的转子系统预旋转。

适用于涡轮发动机的现有的起动方式主要有电动起动机、燃气涡轮起动机、空气涡轮起动机、火药涡轮起动机等。其中，火药起动机，安全可靠性差，药柱贮存运输均有问题，起动次数极为有限；空气涡轮起动机需要外界高压气源，不能单独起动发动机，整个起动机构相较于电起动会复杂很多，且对空气涡轮起动机的润滑也存在限制；燃气涡轮起动机实际上是一台完整的小型涡轮轴发动机，系统复杂、重量大；电动起动机中电机本身与电池重量大、所需电源功率大，特别是对于小型涡轮发动机而言飞行器需要携带沉重的电池，得不偿失；而对于大型涡轮发动机，则受限于当前起动电机的技术水平，起动电机工作过程中会产生大量热，因此，对于连续起动存在较大限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的涡轮发动机，该涡轮发动机能够实现敏捷多次自起动转子系统加速转动，可有效减少能量转化的效率损失，且其结构简单，体积小、重量轻，具有较好的应用性。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种涡轮发动机，包括：

机体，所述机体内形成有燃烧室，所述燃烧室的轴向一端装设有导向叶片件；

及燃气发生器，所述燃气发生器装设于所述燃烧室内；其中，所述燃气发生器内部形成有燃料腔、氧化剂腔及推力室，所述推力室通过所述导向叶片件的喷气通口与涡轮相通，所述燃料腔、所述氧化剂腔均与所述推力室相连通。

优选地，所述燃气发生器至少有两个，任意两个所述燃气发生器之间均相对称分布；所述燃烧室内还装设有至少两个火焰组件，各个所述火焰组件的两端均设置有所述燃气发生器，各个所述燃气发生器与各个所述火焰组件之间呈环形等间距分布于所述燃烧室内，且所述火焰组件与所述燃气发生器之间通过第一联焰管相连通。

优选地，所述燃气发生器的侧壁开设有与所述推力室相通的第一安装孔，所述第一联焰管的一端穿设于所述第一安装孔内并与所述推力室相通，所述第一联焰管的另一端连通于所述火焰组件的内部。

优选地，所述火焰组件包括一个或多个火焰筒，各个所述火焰筒之间呈弧形等间距设置于所述燃烧室内，各个所述火焰筒之间通过第二联焰管相连通，且与所述燃气发生器相邻的火焰筒通过所述第一联焰管连通于所述推力室；所述火焰筒朝向所述导向叶片件的一侧形成有燃气通道，所述燃气通道与所述喷气通口相通。

优选地，所述火焰筒的侧面开设有稀释空气孔。