涡轮喷气发动机的混成压缩机制造技术

本发明专利技术涉及一种双路双主体涡轮喷气发动机，包括定位在气体发生器的上游的风扇(S)并且界定出主要气流和次要气体，所述气体发生器被主要气流横穿并且包括低压压缩机(1)、高压压缩机(2)、燃烧室(3)、高压涡轮(4)和低压涡轮(5)，所述低压涡轮通过低压旋转轴(10)联接到所述低压压缩机，并且所述高压涡轮通过高压旋转轴(20)联接到所述高压压缩机，其特征在于，所述涡轮喷气发动机包括：电动机，所述电动机形成用于将机械动力注入到所述旋转轴(10，20)中的至少一个上的装置(8)；用于从所述旋转轴中的至少一个移出动力的装置(7)，所述用于从所述旋转轴中的至少一个移出动力的装置的尺寸设定成提取相对于用于驱动所述涡轮喷气发动机的附件所需要的动力(w7)而言的剩余动力(w3，w5)，并且将所述剩余动力转换成电能；以及电力存储装置(9)，所述电力存储装置定位在用于移出动力的所述装置与所述电动机之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及航空涡轮发动机领域，尤其涉及制造为具有高涵道比的双转子双路式涡轮喷气发动机的形式的航空器发动机。
技术介绍
在现代涡轮喷气发动机的设计中，为了确定其压缩机的尺寸，需要针对被称为喘振的现象考度足够的裕度。由气流在压缩机中的一个的叶片上过大的入射角引起的该现象在所讨论的压缩机下游导致大且急剧的压力波动并且可能导致燃烧室的熄火。该现象还在压缩机的叶片上产生强烈振摇并且可能由此导致机械损坏。因此尤其必要的是避免该现象的出现。压缩机在使用中的运行一般由曲线图表示，曲线图表示随流经压缩机的空气流而变的在出口与入口之间获得的压力比；该曲线图还随压缩机的旋转速度而变被参数化。在该曲线图中，出现有喘振线，喘振线构成一定不能超过的压缩比的最大限度，以不产生喘振出现的风险。当发动机稳定运行时，所谓的运行线被限定出，运行线给出了随流速而变获得的压缩比。该运行线的定位留给涡轮发动机的设计者去评估，并且该运行线距离喘振线的距离表示喘振裕度。应当指出的是，概括地来说(并且将在说明书的其余部分中更详细地说明)，压缩机的效率(提供给空气的压缩功，与所提供的使压缩机旋转的功有关)越接近喘振线越好。另一方面，飞行员要求的从稳定运行开始的加速以获得增大的推力对压缩机而言导致运行点沿喘振线的方向发生偏移。这是由于燃烧室中的附加的燃料供入导致压缩比几乎瞬时的增大，而旋转速度由于承载压缩机的转子的惯性而没有时间增大。由附加的燃料的燃烧提供给流体的热函的变化随后导致由每个涡轮提供的功的增大并由此导致对应主体的旋转速度的增大。这在压缩机曲线图上导致运行线上的运行点在速度再一次稳定时复位到比之前的点对应的流速更高的流速所对应的点。因此，涡轮发动机的设计者必须尝试通过将运行线定位得尽可能高来优化运行线的位置，以使他的压缩机受益于更好的效率，同时保持相对于喘振线的以允许安全加速的足够的距离。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提供一种装置来克服这些缺点，该装置用于优化压缩机的喘振裕度，以减少对涡轮喷气发动机的设计者的限制。本专利技术的另一目的是改善涡轮喷气发动机在飞行中的空转阶段的运行。为此，本专利技术的主题是双转子双路式涡轮喷气发动机，包括定位在气体发生器上游的风扇并且界定出主要气流和次要气流，所述气体发生器具有流经其的所述主要气流并且包括低压压缩机、高压压缩机、燃烧室、高压涡轮和低压涡轮，所述低压涡轮由低压旋转轴连接到所述低压压缩机，并且所述高压涡轮由高压旋转轴连接到所述高压压缩机，其特征在于，所述涡轮喷气发动机包括：电动机，所述电动机形成用于将机械动力施加到所述旋转轴中的至少一个上的装置；用于从所述旋转轴中的至少一个获取动力的装置，所述用于从所述旋转轴中的至少一个获取动力的装置的尺寸设定成提取相对于用于驱动所述涡轮喷气发动机的辅助系统所需要的动力而言的剩余动力，并且将所述剩余动力转换成电能；以及电力存储装置，所述电力存储装置定位在所述动力取出装置与所述电动机之间。动力施加装置包括动力施加轴，动力施加轴通过任何适合的装置接合在所讨论的旋转轴上并且由驱动元件驱动以能够将附加动力提供给该轴。将动力施加到尤其是HP(高压)轴，使得能够改善BP(低压)压缩机和HP(高压)压缩机的喘振裕度。在装置的使用期间能够影响到的该裕度允许涡轮喷气发动机以减小的裕度在稳定速度下运行，并因此受益于压缩机更好的效率。有利地，涡轮喷气发动机包括用于从其旋转轴中的至少一个获取动力的装置，该装置的尺寸设定成提取与用于驱动涡轮喷气发动机的辅助系统所需要的动力相比的剩余动力。该装置使得能够为前述动力施加装置提供动力。动力施加装置和动力取出装置可以是分离的或由单个可逆装置形成。更优选地，电动机被连接到所述动力取出装置并且接合在旋转轴上以提供所施加的动力。有利地，所述电力存储装置定位成与所述动力取出装置和所述电动机并联。该装置用作电能生产和供应回路中的缓冲器。在特定实施例中，动力被施加到高压轴。从运行性能的角度考虑，也就是说从发动机容许的加速的观点考虑，这是更适合的构型，因为这样提供了对BP压缩机和HP压缩机的喘振裕度的改善。有利地，前述涡轮喷气发动机进一步包括用于从低压轴获取动力的装置，该装置的尺寸设定成提取相对于用于驱动涡轮喷气发动机的辅助系统所需要的动力而言的剩余动力。在具体使用中，动力在高压体的大于或等于其油门全开时旋转速度的80％的旋转速度下被施加。发动机在高速下的运行，尤其是在巡航期间的运行，于是能够以减小的裕度进行，并且对于效率而言受益于运行线在压缩机域中的定位的最优化。施加动力的目的也可以是在压缩机具有低裕度的情况下的稳定的点，以设计若无动力施加具有更低裕度的压缩机，并由此受益于在没有连续施加动力的情况下运行点上更好的效率。在另一用途中，动力在飞行中空转速度下被施加。这使得能够减少所供应的燃料的量，同时保持与发动机的常规使用相适合的旋转速度，同时保存发动机快速重新加速以及其在熄火的情况下重新点火的安全条件。优选地，涡轮喷气发动机进一步包括用于使低压轴和驱动风扇的轴之间脱开的装置并且包括用于从驱动风扇的轴获取动力的装置，该装置连接到将动力施加到高压轴的所述动力施加装置。在特定用途中，动力在脱开装置脱开的模式中被施加。动力通过如下装置从风扇被获取，该装置用于使叶片节距反转以将风扇设置为涡轮模式并且将该动力重新施加到HP体，以保持其正常运行模式。在另一特定实施例中，动力被施加到低压轴。附图说明通过下面结合示意性附图对本专利技术的以单纯示例性且非限制性示例的方式给出的多个实施例的详细的说明性描述，本专利技术将被更好地理解，并且本专利技术的其它目的、细节、特征和优点将变得更清楚。在这些图中：图1是双转子双路式涡轮喷气发动机的普通视图；图2是配备有根据本专利技术的用于改善喘振裕度的管理的装置的涡轮喷气发动机的普通视图；图3是配备有使用在低压压缩机上的改善装置的涡轮喷气发动机的普通视图；图4是配备有使用在高压压缩机上的改善装置的涡轮喷气发动机的普通视图；图5是配备有用于改善在飞行中空转并且在自转模式中的管理的装置的涡轮喷气发动机的普通视图；图6是涡轮喷气发动机的高压压缩机的运行曲线图的视图；图7是在将动力施加到HP(高压)轴期间BP(低压)压缩机和HP(高压)压缩机的运行曲线图的视图。具体实施方式图1是风扇双转子双路式涡轮喷气发动机的普通视图。该发动机沿气体的流动方向从上游到下游通常包括风扇S、低压压缩机1、高压压缩机2、接收燃料流Qc的燃烧室3、高压涡轮4、低压涡轮5和主要排气管6。低压(或BP)压缩机1和低压涡轮5由低压轴10连接并且一起形成低压体。高压(或HP)压缩机2和高压涡轮4由高压轴20连接并且与燃烧室一起形成高压体。由低压轴10直接驱动或通过减速器驱动的风扇S对来自进气管筒的空气进行压缩。该空气在风扇的下游被分开成次要气流和所谓的主要气流，次要气流被直接引导到次要喷嘴(未示出)，次要气流通过次要喷嘴喷出以辅助发动机提供的推力，主要气流进入由低压体和高压体形成的气体发生器并且主要气流接着被喷射到主要喷嘴6中。本专利技术还覆盖主要气流和次要气流在喷射前混合的的情况。图2描绘了根据本专利技术的双转子双路式涡轮喷气发动机，机械动力通过动力取出装置(未示出)从涡轮喷气发动机的一个轴或两个轴被获取。本文档来自技高网...

【技术保护点】
双转子双路式涡轮喷气发动机，包括定位在气体发生器上游的风扇(S)并且界定出主要气流和次要气流，所述气体发生器具有流经其的所述主要气流并且包括低压压缩机(1)、高压压缩机(2)、燃烧室(3)、高压涡轮(4)和低压涡轮(5)，所述低压涡轮由低压旋转轴(10)连接到所述低压压缩机，并且所述高压涡轮由高压旋转轴(20)连接到所述高压压缩机，其特征在于，所述涡轮喷气发动机包括：电动机，所述电动机形成用于将机械动力施加到所述旋转轴(10，20)中的至少一个上的装置(8)；用于从所述旋转轴中的至少一个获取动力的装置(7)，所述用于从所述旋转轴中的至少一个获取动力的装置的尺寸设定成提取相对于用于驱动所述涡轮喷气发动机的辅助系统所需要的动力(w7)而言的剩余动力(w3，w5)，并且将所述剩余动力转换成电能；以及电力存储装置(9)，所述电力存储装置定位在所述动力取出装置与所述电动机之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.08 FR 14577031.双转子双路式涡轮喷气发动机，包括定位在气体发生器上游的风扇(S)并且界定出主要气流和次要气流，所述气体发生器具有流经其的所述主要气流并且包括低压压缩机(1)、高压压缩机(2)、燃烧室(3)、高压涡轮(4)和低压涡轮(5)，所述低压涡轮由低压旋转轴(10)连接到所述低压压缩机，并且所述高压涡轮由高压旋转轴(20)连接到所述高压压缩机，其特征在于，所述涡轮喷气发动机包括：电动机，所述电动机形成用于将机械动力施加到所述旋转轴(10，20)中的至少一个上的装置(8)；用于从所述旋转轴中的至少一个获取动力的装置(7)，所述用于从所述旋转轴中的至少一个获取动力的装置的尺寸设定成提取相对于用于驱动所述涡轮喷气发动机的辅助系统所需要的动力(w7)而言的剩余动力(w3，w5)，并且将所述剩余动力转换成电能；以及电力存储装置(9)，所述电力存储装置定位在所述动力取出装置与所述电动机之间。2.根据权利要求1所述的涡轮喷气发动机，其中，所述动力施加装置和所述动力取出装置形成单个可逆装置。3.根据权利要求1所述的涡轮喷气发动机，其中，所述电动机(8)被连接到所述动力取出装置(7)并且接合在所述旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯纳德·洛比克，蒂里·吉恩杰克斯·布雷赫特，巴普蒂斯特·让·玛丽·雷诺，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR