带补气增压装置的涡轮螺旋桨发动机的制作方法
【专利摘要】带补气增压装置的涡轮螺旋桨发动机，包括依次连接的螺旋桨、轴流式压气机、蒸发式燃烧室、涡轮、尾喷管及补气增压装置——空气温度、压力测量仪及转速测量仪、压缩空气管、放气活门和供气机，在启动后通过补气增压装置向自然吸气运行中的涡桨发动机进气口或蒸发式燃烧室喷入大于进气压力或大于压缩后压缩空气压力、不超过涡桨发动机机械强度承受力的压缩空气，在不提高涡轮前燃气温度的前提下燃烧做功，将功率增大，然后逐渐减少至停止喷射，用从空气中逐渐增多的自然吸气使功率保持增大，增压比提高并保持不变，这时涡桨发动机的增压比、功重比提高，但其轴流式压气机、涡轮的级数不增多，涡轮前燃气温度不提高。
【专利说明】
带补气増压装置的涡轮螺旋桨发动机
技术领域
[0001]本发明涉及一种带补气增压装置的涡轮螺旋桨发动机，属涡桨特别是军用涡桨发动机技术领域。
【背景技术】
[0002]目前的涡桨发动机，要提高增压比、增大功率，目前主要是增多轴流式压气机和涡轮的总的级数或者是提高涡轮前燃气温度，但前者增大重量和体积，对提高功重比不利，后者必须使用耐高温、性能好的涡轮叶片材料、涂层材料及先进的冷却技术，虽然科技的发展使涡轮前燃气温度在不断提高，但提高不大，在不增多轴流式压气机和涡轮的级数，不提高涡轮前燃气温度的前提下，要提高增压比和功重比，目前的涡桨发动机是无法做到的；在涡轮增压柴油机中，通过涡轮增压、增大进气压力，提高了柴油机的功重比，特别是超高压比增压系统，其压气机的增压比高达4?8，功率是非增压型的2?5倍，热负荷却基本不变；而目前的涡桨发动机在启动后工作过程中都是从空气中自然吸气的，并且涡桨发动机的结构不同于柴油机，不能用涡轮增压来增大进气压力，这对提高增压比和功重比是不利的。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种在不增多轴流式压气机和涡轮的级数，不提高涡轮前燃气温度的前提下，提高增压比和功重比的带补气增压装置的涡轮螺旋桨发动机。
[0004]本发明是这样实现的:带补气增压装置的涡轮螺旋桨发动机，包括依次连接的螺旋桨、轴流式压气机、蒸发式燃烧室、涡轮、尾喷管，其特征是还包括补气增压装置一一空气温度测量仪、空气压力测量仪、转速测量仪、压缩空气管、放气活门及供气机；所述空气温度测量仪、空气压力测量仪分别连接器涡桨发动机和供气机的放气活门处；所述涡桨发动机中还有转速测量仪；所述压缩空气管的进气口通过放气活门连接供气机，其喷气口连接涡桨发动机，并且涡桨发动机还能从空气中自然吸气；在启动后根据空气温度测量仪、空气压力测量仪及转速测量仪的测量数据，通过压缩空气管、放气活门及供气机向自然吸气运行中的涡桨发动机喷入大于其进气压力或大于压缩后压缩空气压力，不超过涡桨发动机机械强度承受力的压缩空气，与涡桨发动机从空气中的进气一起，即增大进气压力或增大压缩后压缩空气的压力，在不提高涡轮前燃气温度的前提下燃烧做功，将功率增大，然后逐渐减少至停止喷射，用涡桨发动机从空气中逐渐增多的自然吸气使功率保持增大，增压比提高并保持不变。
[0005]所述空气温度测量仪、空气压力测量仪分别连接涡桨发动机进气口及轴流式压气机后。
[0006]所述空气温度测量仪、空气压力测量仪分别连接涡桨发动机轴流式压气机后。
[0007]所述压缩空气管的喷气口连接但不堵住涡桨发动机进气口。
[0008]所述压缩空气管的喷气口连接蒸发式燃烧室，但不堵住轴流式压气机与蒸发式燃烧室之间的气流通道。
[0009]所述供气机是燃气涡轮机。
[0010]采用上述结构后，由于有补气增压装置一一空气温度、压力测量仪、转速测量仪、压缩空气管、放气活门及供气机，在启动后根据空气温度、压力测量仪、转速测量仪的测量数据，通过压缩空气管、放气活门、供气机向涡桨发动机进气口或蒸发式燃烧室喷入大于其进气压力或大于压缩后压缩空气压力，不超过涡桨发动机机械强度承受力的适当压力、流量的压缩空气，与涡桨发动机从空气中的进气一起，即增大进气压力或增大压缩后压缩空气的压力，在不提高涡轮前燃气温度的前提下燃烧做功，将功率增大，然后逐渐减少至停止喷射，用涡桨发动机从空气中逐渐增多的自然吸气使功率保持增大，增压比提高并保持不变，这时涡桨发动机的增压比、功重比提高，但其轴流式压气机、涡轮的级数不增多，涡轮前燃气温度不提高。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明作详细的描述:
[0012]图1是本发明的带补气增压装置的涡桨发动机的第一个结构示意图。
[0013]图2是本发明的带补气增压装置的涡桨发动机的第二个结构示意图。
[0014]图中，1、螺旋桨；2、空气温度测量仪；3、空气压力测量仪；4、轴流式压气机；5、转速测量仪；6、蒸发式燃烧室；7、祸轮；8、尾喷管；9、压缩空气管；10、放气活门；11、供气机。
【具体实施方式】
[0015]参照附图1和2，本发明所述的带补气增压装置的涡轮螺旋桨发动机包括依次连接的螺旋桨1、轴流式压气机4、蒸发式燃烧室6、涡轮7、尾喷管8，还有补气增压装置一一空气温度测量仪2、空气压力测量仪3、转速测量仪5、压缩空气管9、放气活门10及供气机11 ;其中空气温度测量仪2、空气压力测量仪3分别连接涡桨发动机进气口、轴流式压气机4后、或轴流式压气机4后、供气机11的放气活门10处，转速测量仪5连接或不连接涡桨发动机的转轴轴承；压缩空气管9的进气口通过放气活门10连接供气机11，其喷气口可以连接涡桨发动机进气口，但不堵住进气口，如图1所示，其喷气口也可以连接蒸发式燃烧室6，但不堵住轴流式压气机4与蒸发式燃烧室6之间的气流通道，如图2所示。
[0016]当所述带补气增压装置的涡桨发动机为本发明图1、2所示的涡桨发动机时，在启动后根据空气温度测量仪2、空气压力测量仪3测出的进气口的进气温度、压力，轴流式压气机4后的压缩空气的温度、压力，供气机11的出气温度、压力，以及转速测量仪5测出的发动机转速对应的功率，通过压缩空气管9、放气活门10、供气机11将大于进气口进气压力或大于轴流式压气机4后压缩空气压力，不超过涡桨发动机机械强度承受力的适当压力、流量的压缩空气喷入涡桨发动机进气口或蒸发式燃烧室6，与涡桨发动机从空气中的进气一起，即增大进气压力或增大压缩后压缩空气的压力，在不提高涡轮7前燃气温度的前提下在蒸发式燃烧室6中燃烧做功，将功率增大，然后逐渐减少至停止喷射，用涡桨发动机从空气中逐渐增多的自然吸气使功率保持增大，增压比提高并保持不变，其过程如前文所述，例如将进气口进气压力或压缩后压缩空气的压力增大2倍，并将功率增大2倍左右，增压比、功重比必提高。
[0017]在本实施例中，上述过程可以由计算机或手动控制，空气温度测量仪2、空气压力测量仪3、转速测量仪5为符合使用条件的各种温度、压力及转速测量仪如传感器测量仪等，转速测量仪5可以是接触式或不接触式的，接触式的如电磁测速仪，可以连接涡桨发动机转轴轴承；若涡桨发动机中有上述仪器，可以共用或不共用；轴流式压气机4、涡轮7的级数可根据需要选择，供气机11为燃气涡轮机，结构可为目前辅助动力装置APU中的各种，也可与目前辅助动力装置APU的结构不同，但其功率和供气能力必须满足本发明的需要，本发明的涡桨发动机中还可以有进口导流叶片、防喘放气活门等。
【主权项】
1.带补气增压装置的涡轮螺旋桨发动机，包括依次连接的螺旋桨(I)、轴流式压气机(4)、蒸发式燃烧室￠)、涡轮(7)、尾喷管(8)，其特征是还包括补气增压装置一一空气温度测量仪(2)、空气压力测量仪(3)、转速测量仪(5)、压缩空气管(9)、放气活门(10)及供气机(11);所述空气温度测量仪(2)、空气压力测量仪(3)分别连接涡桨发动机及供气机(11)的放气活门(10)处；涡桨发动机还有转速测量仪(5)，压缩空气管(9)的进气口通过放气活门(10)连接供气机(11)，其喷气口连接涡桨发动机，并且涡桨发动机还能从空气中自然吸气；在启动后根据空气温度测量仪(2)、空气压力测量仪(3)及转速测量仪(5)的测量数据，通过压缩空气管(9)、放气活门(10)、供气机(11)，向自然吸气运行中的涡桨发动机喷入大于其进气压力或大于轴流式压气机(4)后压缩空气压力、不超过涡桨发动机机械强度承受力的压缩空气，与涡桨发动机从空气中的进气一起，即增大进气压力或增大压缩后压缩空气的压力，在不提高涡轮(7)前燃气温度的前提下在蒸发式燃烧室(6)中燃烧做功，将功率增大，然后逐渐减少至停止喷射，用涡桨发动机从空气中逐渐增多的自然吸气使功率保持增大、增压比提高并保持不变。2.根据权利要求1所述的带补气增压装置的涡轮螺旋桨发动机，其特征是所述空气温度测量仪(2)、空气压力测量仪(3)分别连接涡桨发动机进气口和轴流式压气机(4)后。3.根据权利要求1所述的带补气增压装置的涡轮螺旋桨发动机，其特征是所述空气温度测量仪(2)、空气压力测量仪(3)分别连接轴流式压气机⑷后。4.根据权利要求1所述的带补气增压装置的涡轮螺旋桨发动机，其特征是所述压缩空气管(9)的喷气口连接但不堵住涡桨发动机进气口。5.根据权利要求1所述的带补气增压装置的涡轮螺旋桨发动机，其特征是所述压缩空气管(9)的喷气口连接蒸发式燃烧室￠)，但不堵住轴流式压气机(4)与蒸发式燃烧室(6)之间的气流通道。6.根据权利要求1所述的带补气增压装置的涡轮螺旋桨发动机，其特征是所述供气机(11)是燃气涡轮机。
【文档编号】F02K3/00GK105986931SQ201510061535
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月6日
【发明人】李吉光
【申请人】李吉光