共軸渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種共軸渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的一種主要形式，已經(jīng)廣泛使用在直升機(jī)等動(dòng)力領(lǐng)域。傳統(tǒng)的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)中，壓氣機(jī)、渦輪等旋轉(zhuǎn)部件一般使用轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和軸系聯(lián)接的串聯(lián)布局方式，而這種串聯(lián)布局方式顯著增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度和重量，不僅如此，軸系連接的方式還導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的支撐系統(tǒng)特別復(fù)雜，不僅工作在接近最大溫度的狀態(tài)下，還承受了極端的軸向力，工作條件極其惡劣。同時(shí)，軸系連接對(duì)軸的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、加工工藝以及安裝精度也提出了很高的要求。更重要的是，傳統(tǒng)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的串聯(lián)布局結(jié)構(gòu)形式導(dǎo)致內(nèi)部空間利用率相對(duì)較低。
[0003]針對(duì)現(xiàn)有的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)采用軸系聯(lián)接的串聯(lián)布局方式導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)整體長(zhǎng)度和重量較大的技術(shù)問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種共軸渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，以至少解決現(xiàn)有的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)采用軸系聯(lián)接的串聯(lián)布局方式導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)整體長(zhǎng)度和重量較大的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種共軸渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:壓氣機(jī)，壓氣機(jī)的排氣口和壓氣機(jī)的進(jìn)氣口偏轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度使壓氣機(jī)形成臥置的“U”形氣流通道;燃燒室，燃燒室的排氣口和燃燒室的進(jìn)氣口偏轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度，使燃燒室形成臥置的“U”形氣流通道，其中，燃燒室的進(jìn)氣口和壓氣機(jī)的排氣口連通，從而使壓氣機(jī)與燃燒室形成“S”形的氣流通道。
[0006]進(jìn)一步地，壓氣機(jī)包括:軸流壓縮級(jí)，設(shè)置在壓氣機(jī)的前端進(jìn)氣口處，用于將外部空氣吸入并進(jìn)行壓縮，軸流壓縮級(jí)的排氣口的截面積小于軸流壓縮級(jí)的進(jìn)氣口的截面積；離心壓縮級(jí)，設(shè)置在軸流壓縮級(jí)的后端并與軸流壓縮級(jí)連通，用于將經(jīng)過(guò)軸流壓縮級(jí)壓縮后的氣流進(jìn)一步壓縮，離心壓縮級(jí)的排氣口的截面積小于離心壓縮級(jí)的進(jìn)氣口的截面積；導(dǎo)流擴(kuò)壓器，與離心壓縮級(jí)連通，導(dǎo)流擴(kuò)壓器的排氣口的截面積大于導(dǎo)流擴(kuò)壓器的進(jìn)氣口的截面積，用于將離心壓縮級(jí)壓縮后的氣流進(jìn)行擴(kuò)壓;逆流壓縮級(jí)，分別與導(dǎo)流擴(kuò)壓器和燃燒室連通，用于將經(jīng)過(guò)導(dǎo)流擴(kuò)壓器擴(kuò)壓后的氣流再次進(jìn)行壓縮后送入燃燒室中，逆流壓縮級(jí)的排氣口的截面積小于逆流壓縮級(jí)的進(jìn)氣口的截面積。
[0007]進(jìn)一步地，共軸渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)還包括:低壓轉(zhuǎn)子，通過(guò)第一軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地套設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸上，低壓轉(zhuǎn)子的后端設(shè)置有低壓渦輪，沿低壓渦輪的圓周方向設(shè)置有低壓渦輪葉片，低壓渦輪葉片位于燃燒室的排氣口的后端，其中，低壓轉(zhuǎn)子的前端具有沿軸向設(shè)置的環(huán)形腔室，軸流壓縮級(jí)和離心壓縮級(jí)設(shè)置在環(huán)形腔室中隨低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0008]進(jìn)一步地，離心壓縮級(jí)的排氣口與離心壓縮級(jí)的進(jìn)氣口偏轉(zhuǎn)90°將來(lái)自軸流壓縮級(jí)的軸向氣流偏轉(zhuǎn)成徑向氣流。
[0009]進(jìn)一步地，導(dǎo)流擴(kuò)壓器的排氣口與導(dǎo)流擴(kuò)壓器的進(jìn)氣口偏轉(zhuǎn)90°將來(lái)自離心壓縮級(jí)的徑向氣流再次偏轉(zhuǎn)成沿軸向并與離心壓縮級(jí)進(jìn)氣氣流方向相反的軸向氣流。
[0010]進(jìn)一步地，共軸渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)還包括:葉尖高壓轉(zhuǎn)子，通過(guò)第二軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地套設(shè)在低壓轉(zhuǎn)子上，葉尖高壓轉(zhuǎn)子的外側(cè)設(shè)置有高壓渦輪，沿高壓渦輪的圓周方向設(shè)置有高壓渦輪葉片，高壓渦輪葉片位于燃燒室的后端與低壓渦輪葉片之間。
[0011]進(jìn)一步地，逆流壓縮級(jí)設(shè)置在葉尖高壓轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)并隨葉尖高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，逆流壓縮級(jí)包括隨葉尖高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的逆流壓縮葉片。
[0012]進(jìn)一步地，高壓渦輪葉片和低壓渦輪葉片之間具有引流通道，其中，引流通道位于導(dǎo)流擴(kuò)壓器的外側(cè)并與導(dǎo)流擴(kuò)壓器整體連接在發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣內(nèi)壁上。
[0013]進(jìn)一步地，共軸渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)還包括:自由渦輪，通過(guò)第三軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地套設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸上，沿自由渦輪的圓周方向設(shè)置有自由渦輪葉片，其中，自由渦輪葉片位于低壓渦輪葉片后端。
[0014]進(jìn)一步地，燃燒室的排氣口與燃燒室的進(jìn)氣口偏轉(zhuǎn)180°。
[0015]應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案的共軸渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)將壓氣機(jī)的排氣口和壓氣機(jī)的進(jìn)氣口偏轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度使壓氣機(jī)形成臥置的“U”形氣流通道，同時(shí)將燃燒室的排氣口和燃燒室的進(jìn)氣口偏轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度，使燃燒室形成臥置的“U”形氣流通道，燃燒室的進(jìn)氣口和壓氣機(jī)的排氣口連通形成“S”形的氣流通道。從而整體改變了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的布局方式以及進(jìn)氣和排氣的布局結(jié)構(gòu)。解決了現(xiàn)有的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)采用軸系聯(lián)接的串聯(lián)布局方式導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)整體長(zhǎng)度和重量較大的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到了發(fā)動(dòng)機(jī)整體長(zhǎng)度短、質(zhì)量輕、支撐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和空間利用率高的技術(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0016]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例可選的一種共軸渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例可選的一種共軸渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例可選的一種共軸渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的葉尖高壓轉(zhuǎn)子的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種共軸渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖1所示，包括:壓氣機(jī)I和燃燒室2，壓氣機(jī)I的排氣口和壓氣機(jī)I的進(jìn)氣口偏轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度使壓氣機(jī)I形成臥置的“U”形氣流通道;燃燒室2的排氣口和燃燒室2的進(jìn)氣口偏轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度，使燃燒室形成臥置的“U”形氣流通道，其中，燃燒室2的進(jìn)氣口和壓氣機(jī)I的排氣口連通，從而使壓氣機(jī)I與燃燒室2形成“S”形的氣流通道。
[0022]應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案的共軸渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)將壓氣機(jī)I的排氣口和壓氣機(jī)I的進(jìn)氣口偏轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度使壓氣機(jī)形成臥置的“U”形氣流通道，同時(shí)將燃燒室2的排氣口和燃燒室2的進(jìn)氣口偏轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度使燃燒室2形成臥置的“U”形氣流通道，燃燒室2的進(jìn)氣口和壓氣機(jī)I的排氣口連通形成“S”形的氣流通道。從而整體改變了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的布局方式以及進(jìn)氣和排氣的布局結(jié)構(gòu)。解決了現(xiàn)有的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)采用軸系聯(lián)接的串聯(lián)布局方式導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)整體長(zhǎng)度和重量較大的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到了發(fā)動(dòng)機(jī)整體長(zhǎng)度短、質(zhì)量輕、支撐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和空間利用率高的技術(shù)效果。
[0023]具體實(shí)施時(shí)，壓氣機(jī)I包括:軸流壓縮級(jí)11、離心壓縮級(jí)12、導(dǎo)流擴(kuò)壓器13和逆流壓縮級(jí)14，軸流壓縮級(jí)11設(shè)置在壓氣機(jī)I的前端進(jìn)氣口處，軸流壓縮級(jí)11的級(jí)數(shù)可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，可選地，軸流壓縮級(jí)11包括三級(jí)，用于將外部空氣吸入并進(jìn)行壓縮;離心壓縮級(jí)12設(shè)置在軸流壓縮級(jí)11的后端并與軸流壓縮級(jí)11連通，用于將經(jīng)過(guò)軸流壓縮級(jí)11壓縮后的氣流進(jìn)一步壓縮，離心壓縮級(jí)12的排氣口的截面積小于進(jìn)氣口的截面積，離心壓縮級(jí)12的進(jìn)氣口沿低壓轉(zhuǎn)子3的軸向設(shè)置，離心壓縮級(jí)12的排氣口沿低壓轉(zhuǎn)子3的徑向設(shè)置，從而使離心壓縮級(jí)12的排氣口與進(jìn)氣口偏轉(zhuǎn)90°將來(lái)自軸流壓縮級(jí)11的軸向氣流偏轉(zhuǎn)成徑向氣流；導(dǎo)流擴(kuò)壓器13與離心壓縮級(jí)12連通，導(dǎo)流擴(kuò)壓器13的排氣口的截面積大于導(dǎo)流擴(kuò)壓器13的進(jìn)氣口的截面積，用于將離心壓縮級(jí)12壓縮后的氣流進(jìn)行擴(kuò)壓，導(dǎo)流擴(kuò)壓器13的進(jìn)氣口沿低壓轉(zhuǎn)子3的徑向設(shè)置，導(dǎo)流擴(kuò)壓器13的排氣口沿低壓轉(zhuǎn)子3的軸向設(shè)置，從而使導(dǎo)流擴(kuò)壓器13的排氣口與進(jìn)氣口偏轉(zhuǎn)90°將來(lái)自離心壓縮級(jí)12的徑向氣流再次偏轉(zhuǎn)成沿軸向并與離心壓縮級(jí)12進(jìn)氣氣流方向相反的軸向氣流;逆流壓縮級(jí)14分別與導(dǎo)流擴(kuò)壓器13和燃燒室2連通，用于將經(jīng)過(guò)導(dǎo)流擴(kuò)壓器13擴(kuò)壓后的氣流再次進(jìn)行壓縮后送入燃燒室2中，逆流壓縮級(jí)14的排氣口的截面積小于逆流壓縮級(jí)14的