一种双面新型复合叶轮的微型涡喷发动机的制作方法

本发明涉及涡喷发动机技术领域，特别是涉及一种双面新型复合叶轮的微型涡喷发动机。

背景技术：

目前各类微小型飞行器发展迅速，也促进相应微型涡喷发动机的发展，传统微型涡喷发动机技术成熟且应用广泛，但其无回热器和涡轮冷却设计，故在能源利用率及性能提高上有限，进而不能满足特种用途微小型飞行器的需求。因此研制一种高品质的微型涡喷发动机成为该领域的研究热点。为了在无回热器的情况下增加其能源利用率及推进性能，本发明专利提出的一种双面新型复合叶轮的微型涡喷发动机有望较大的改善这些问题，其双面离心压气机两端进气且涡轮壁内外传热，回收涡轮排气的温度，其即增加回热循环也提高涡轮前温度，这样不仅提高热效率也提高推重比。

技术实现要素：

为了解决上述目前微型涡喷发动机无回热器回收涡轮排气温度以及无涡轮冷却设计，进而无法实现高能源利用率，高性能的微型涡喷发动机的技术问题，本发明提供了一种双面新型复合叶轮的微型涡喷发动机。能够更好地满足微小型飞行器，导弹等微型涡喷发动机的使用要求。

本发明采用如下技术方案：一种双面新型复合叶轮的微型涡喷发动机，包括启动部件、转动部件、机匣部件、整流部件，所述启动部件设于所述机匣部件之前，所述转动部件设于所述启动部件后方，所述整流部件设于所述机匣部件后方，所述转动部件包括双面新型复合叶轮、主轴、轴承，所述主轴与所述双面新型复合叶轮无缝固连，便于加工，有利于减轻重量，提高可靠性，降低维护成本，所述双面新型复合叶轮包括双面离心式压气机，所述双面离心式压气机轮缘外延伸处设有空心轴流涡轮，所述双面离心式压气机由两个单一离心式压气机背对背固连，所述整流部件包括尾喷管、空心整流支板、整流锥，所述尾喷管、空心整流支板、整流锥组成一个整体，该微型涡喷发动机的结构设计不仅减少轴向尺寸，并且其结构更加紧凑，稳定性也提高。

优选地，所述机匣部件包括整流支架、机匣、环形燃烧室、轴套，所述主轴设于轴套内，且所述主轴上套设有轴承，所述整流支架与所述机匣设于同一轴线上，且整流机架与机匣的端部固连，所述环形燃烧室设于所述机匣内部。环形燃烧室的轴向尺寸减少，减轻结构重量。

优选地，所述启动部件包括启动电机、启动电机座、离合器，所述启动电机与启动电机座的一端固定连接，启动电机座的另一端通过螺栓与整流支架固定连接，所述启动电机通过离合器与所述主轴连接。

优选地，所述双面离心压气机叶尖轮缘处设有圆卡箍，所述空心轴流涡轮根部与所述圆卡箍、双面离心压气机均无缝固连。双面新型复合叶轮两端进气，流量增大，提高涡轮冷却效果，进一步提高微型涡喷发动机的性能。

优选地，所述单一离心式压气机包括长叶片、中叶片、短叶片，所述长叶片径向最大位置与所述圆卡箍无缝固连，所述中叶片的径向最大位置与所述圆卡箍无缝固连，所述短叶片的径向最大位置与所述圆卡箍无缝固连，所述长叶片径向最大位置与所述空心轴流涡轮无缝固连，所述中叶片的径向最大位置与所述空心轴流涡轮无缝固连，所述短叶片的径向最大位置与所述空心轴流涡轮无缝固连。

优选地，所述整流部件还包括涡轮导向器，所述涡轮导向器设于所述环形燃烧室后方，所述空心整流支板基元级叶型为对称翼型，所述尾喷管与整流锥通过空心整流支板固连，所述尾喷管设于所述机匣外壳后方。便于加工，有利于减轻重量，提高可靠性，降低维护成本。

与现有技术相比，本发明具有的优点：一、该微型涡喷发动机在布雷顿循环的基础上增加回热循环即空心涡轮壁内外气体发生传热，回收涡轮出口热量，提高燃烧室进口的空气总温，在涡轮前温度不变的前提下减少供油量。因此热效率提高，耗油率降低；二、双面离心压气机两端进气，流量增大且轴向力被抵消；三、微型涡喷发动机轴向尺寸减少，降低振动程度，提高稳定性；四、采用空心涡轮冷却设计可提高涡轮前温度。

附图说明

图1是本发明的微型涡喷发动机结构示意图。

图2是本发明的微型涡喷发动机3d立体示意图。

图3是本发明的微型涡喷发动机结构原理示意图。

图4是本发明的发动机双面新型复合叶轮结构示意图。

图5是本发明的发动机单一离心式压气机结构示意图。

附图标记说明:1、启动部件；2、机匣部件；3、转动部件；4、整流部件；1-1、启动电机；1-2、离合器；1-3、启动电机固定座；2-1、轴套；2-2、整流支架；2-3、机匣；2-4、环形燃烧室；3-1、双面新型复合叶轮；3-1-1、双面离心压气机；3-1-1-1、单一离心式压气机；3-1-1-1-1、长叶片；3-1-1-1-2、中叶片；3-1-1-1-3、短叶片；3-1-2、圆卡箍；3-1-3、空心轴流涡轮；3-2、主轴；3-3轴承；4-1、涡轮导向器；4-2、尾喷管；4-3、空心整流支板；4-4、整流锥；a、来流空气；b、高压空气；c、高温燃气；d、高温高压空气；e、低温燃气；f、后进气空气；g、外界大气；a、空心轴流涡轮叶栅通道；b、空心轴流涡轮壁内通道；d、离心压气机叶栅通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

在本实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5，一种双面新型复合叶轮(3-1)的微型涡喷发动机，包括启动部件(1)、转动部件(3)、机匣部件(2)、整流部件(4)，所述启动部件(1)设于所述机匣部件(2)之前，所述转动部件(3)设于所述启动部件(1)后方，所述整流部件(4)设于所述机匣部件(2)后方，所述转动部件(3)包括双面新型复合叶轮(3-1)、主轴(3-2)、轴承(3-3)，所述主轴(3-2)与所述双面新型复合叶轮(3-1)无缝固连，便于加工，有利于减轻重量，提高可靠性，降低维护成本，所述双面新型复合叶轮(3-1)包括双面离心式压气机，所述双面离心式压气机轮缘外延伸处设有空心轴流涡轮(3-1-3)，所述双面离心式压气机由两个单一离心式压气机(3-1-1-1)背对背固连，所述整流部件(4)包括尾喷管(4-2)、空心整流支板(4-3)、整流锥(4-4)，所述尾喷管(4-2)、空心整流支板(4-3)、整流锥(4-4)组成一个整体，该微型涡喷发动机的结构设计不仅减少轴向尺寸，并且其结构更加紧凑，稳定性也提高。

优选地，所述机匣部件(2)包括整流支架(2-2)、机匣(2-3)、环形燃烧室(2-4)、轴套(2-1)，所述主轴(3-2)设于轴套(2-1)内，且所述主轴(3-2)上套设有轴承(3-3)，所述轴套(2-1)设于整流支架(2-2)内，所述整流支架(2-2)与所述机匣(2-3)设于同一轴线上，且整流机架与机匣(2-3)的端部固连，所述环形燃烧室(2-4)设于所述机匣(2-3)内部。环形燃烧室(2-4)的轴向尺寸减少，减轻结构重量。

优选地，所述启动部件(1)包括启动电机(1-1)、启动电机(1-1)座、离合器(1-2)，所述启动电机(1-1)与启动电机(1-1)座的一端固定连接，启动电机(1-1)座的另一端通过螺栓与整流支架(2-2)固定连接，所述启动电机(1-1)通过离合器(1-2)与所述主轴(3-2)连接。

优选地，所述双面离心压气机(3-1-1)叶尖轮缘处设有圆卡箍(3-1-2)，所述空心轴流涡轮(3-1-3)根部与所述圆卡箍(3-1-2)、双面离心压气机(3-1-1)均无缝固连。双面新型复合叶轮(3-1)两端进气，流量增大，提高涡轮冷却效果，进一步提高微型涡喷发动机的性能。

优选地，所述单一离心式压气机(3-1-1-1)包括长叶片(3-1-1-1-1)、中叶片(3-1-1-1-2)、短叶片(3-1-1-1-3)，所述长叶片(3-1-1-1-1)径向最大位置与所述圆卡箍(3-1-2)无缝固连，所述中叶片(3-1-1-1-2)的径向最大位置与所述圆卡箍(3-1-2)无缝固连，所述短叶片(3-1-1-1-3)的径向最大位置与所述圆卡箍(3-1-2)无缝固连，所述长叶片(3-1-1-1-1)径向最大位置与所述空心轴流涡轮(3-1-3)无缝固连，所述中叶片(3-1-1-1-2)的径向最大位置与所述空心轴流涡轮(3-1-3)无缝固连，所述短叶片(3-1-1-1-3)的径向最大位置与所述空心轴流涡轮(3-1-3)无缝固连。

优选地，所述整流部件(4)还包括涡轮导向器(4-1)，所述涡轮导向器(4-1)设于所述环形燃烧室(2-4)后方，所述空心整流支板(4-3)基元级叶型为对称翼型，所述尾喷管(4-2)与整流锥(4-4)通过空心整流支板(4-3)固连，所述尾喷管(4-2)设于所述机匣(2-3)外壳后方。便于加工，有利于减轻重量，提高可靠性，降低维护成本。

本发明是这样实现的：来流空气(a)经单一离心式压气机(3-1-1-1)做功增压成高压空气(b)流入空心轴流涡轮壁内通道(b)继续扩压，涡轮壁内的高压空气(b)与涡轮壁外的高温燃气(c)产生传热即涡轮壁内排出高温高压空气(d)，然后进入环形燃烧室(2-4)内与燃油混合燃烧排出高温燃气(c)，再经涡轮壁外的叶栅通道驱动涡轮并排出低温燃气(e)，最终在尾喷管(4-2)高速喷出，来自外界大气(g)流经空心整流支板(4-3)内腔后形成后进气空气(f)，同理后进气空气工作情况和上面相同(f)。

不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。