一种航空涡扇发动机改型方法及改型车载涡扇发动机技术

本发明专利技术提出了一种航空涡扇发动机改型方法及改型车载涡扇发动机，基于各型特种车辆对小体积、大功率喷气动力的需求，选取退役涡扇发动机进行车载喷气动力改型，改型方法包括保留涡扇发动机的关键部件和主体结构，去除不适用部件，加装部件，改型后的发动机末端设有带快装卸设计的标准化机械接口，后端设备只要依据本产品规范即可进行快速连接；本发明专利技术选取成本低、耗油率低的退役涡扇发动机来进行车载喷气动力改型，改型方法简单快捷、花费少、通用性强，保留了退役发动机的最大利用价值，适合对退役发动机进行批量化改装；改型产品可为后端应用设备提供排气量宽范围可调的高温高速喷流，产品体积小、可靠性高、适合作为多种特种车辆的喷气动力。辆的喷气动力。辆的喷气动力。

【技术实现步骤摘要】
一种航空涡扇发动机改型方法及改型车载涡扇发动机


[0001]本专利技术涉及涡扇发动机领域，特别涉及一种航空涡扇发动机改型方法及改型车载涡扇发动机。

技术介绍

[0002]航空发动机是以空气为介质，通过燃烧室内燃烧燃料产生高温高压的燃气推动涡轮连续做功的动力机械，可以输出大流量高流速的喷射气流以产生推力。相比于内燃机、汽轮机等，航空发动机的最大特点和优势是体积小、重量轻、功重比高、起动快捷、燃料适应性强等。
[0003]退役航空发动机同样具备以上特点和优势，因此非常便于改造应用于多个领域。例如，利用其高温高速的气流输出可用于除雪、灭火、消雾、清沙、发烟等。目前，我国已有大量航空发动机到寿或陆续到寿退役，发动机到寿退役后按目前规定的处置方式主要有两种：一是极少量的用于科研试验与教学；二是大量的直接分解毁形处理。以上处置方式实际上造成了极大的资源浪费。为减少浪费，保留退役航空发动机的最大附加值，市场上已开展了少量的退役发动机再利用应用研究，如利用涡喷发动机的高温高速喷流将其改造成吹雪车或灭火车用于吹雪、灭火等，但这些再利用产品都存在产量小、寿命短、油耗大、改型周期长、维护成本高的问题，限制了退役发动机的大规模使用。本专利技术针对上述问题，基于吹雪车、灭火车、消雾车、发烟车等特种车辆对低成本、小体积、大功率喷气动力的重大市场需求，提供一种航空涡扇发动机改型方法及改型车载涡扇发动机，将退役发动机改型为标准化的车载涡扇发动机产品，再将产品提供给下游的各型特种车辆生产企业，特种车辆生产企业只需通过标准接口将车底盘、车载喷气动力、吹雪/灭火等各型功能设备及各类附件组合在一起即可快速生产出吹雪车或灭火车等成套应用设备，改型方法简单快捷、花费少、标准化好、通用性强，保留了退役发动机的最大利用价值，减少了下游企业的生产成本和工作量，适合对退役发动机进行批量化改装；本专利技术采用的发动机是航空涡扇发动机，涡扇发动机是一种能兼顾推力与耗油率的航空发动机，其经济性要明显好于涡喷发动机，改型后的车载涡扇发动机具有成本低、寿命长、噪音小、可靠性高、用途广泛、维护方便的优点。
[0004]目前，利用航空发动机的高温高速喷流改型而成的特种车辆主要有吹雪车、灭火车、消雾车、发烟车等，这些特种车辆多采用退役涡喷发动机作为动力装置，将其与吹雪装置、灭火喷水装置、喷雾装置、发烟设备整合在一起进行成套设备改装，优点是成本低、改动少、喷气利用效率高，但存在的问题是生产周期长，产品油耗大、经济性差、使用寿命相对较短。这些特种车辆的改型，涉及涡喷发动机的改造，与本专利技术技术方案较为接近，但又有明显区别，一是本专利技术只是将航空发动机改型为标准化的车载喷气动力，不涉及车辆改装，而相近专利技术提供的是带有喷气动力的特种车辆，既要对发动机进行改造，又要对车进行大规模改造，车和发动机之间的交联关系复杂、交叉内容多；二是本专利技术采用的发动机是退役的涡扇发动机，而相近专利技术采用的是退役的涡喷发动机。
[0005]以下对于现有技术方案进行详细介绍：
1.特种车辆改型方法：以汽车底盘为载体，在车厢底板上布置一排或两排支座，在支座上安装一台或两台涡喷发动机，发动机进气端加装进气稳流及保护装置，发动机排气端密封连接喷气除雪装置或灭火喷水装置、消雾装置、发烟设备等，再为发动机和车体提供相应的供电、供油、供水、供气、起动、控制等配套设备，最后综合形成吹雪车或灭火车、消雾车、发烟车等大功率特种车辆。改型时，车和发动机一起混合改装，既要对发动机进行改造，又要对车进行大规模改造，涉及的生产环节多，车和发动机之间的交联内容多，物料供应链条长，改型周期也较长。
[0006]2.发动机类型：选用的发动机主要为退役的涡喷5型、涡喷6型、涡喷7型航空涡轮喷气发动机，发动机采购成本低、体积小、功率大、改动量小，但存在状态不确定、油耗大、经济性差、噪音大、使用寿命较短的缺点。
[0007]由于退役发动机经再制造改型后具有显著的成本优势，且体积小重量轻，功率和热效率等参数指标范围宽广，因此可将其改型为吹雪车、灭火车、消雾车、发烟车等特种车辆的车载喷气动力。目前，对退役发动机的改型工作选用的发动机一般是涡喷发动机，而且是结合特种车辆的改装同时进行的，主要存在以下缺点：1.现有相关技术主要是针对吹雪车、灭火车、消雾车、发烟车等特种车辆建立的改型方法，其中既包含退役涡喷发动机的改型内容，又包含车底盘的改装内容，涉及的生产环节多，发动机和车之间交联内容多，物料供应链条长，改型周期也较长；2.现有相关技术采用的航空发动机一般为退役的涡喷发动机，油耗大，使用成本高，使用寿命较短，可靠稳定性相对较差；3.现有相关技术通用性差，一般为一车一改，没有通用的、标准规范的接口，改型后的发动机难以移植到其他种类车上。

技术实现思路

[0008]本专利技术提出一种航空涡扇发动机改型方法及改型车载涡扇发动机，解决了现有技术中缺少能够将航空涡扇发动机改型为适用于多种类型车的车载发动机的改型方法的问题。
[0009]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种航空涡扇发动机改型方法，包括以下步骤：S1:对退役的航空涡扇发动机进行选型评估、性能评测及维修保养；S2:拆除通过性能评测的航空涡扇发动机上的部分结构：拆除航空涡扇发动机中的加力燃烧室、反推装置、恒速转动装置和空气起动机，保留原航空涡扇发动机中的压气机、燃烧室、涡轮、传动系统和主体支撑；S3：加装结构：在压气机前部安装进气稳流结构，在发动机机匣后部安装排气转接结构，所述排气转接结构位于尾喷口后部；S4：加装辅助功能设备：将发动机电控装置、供油系统、供电系统、起动系统、控制系统和健康管理系统均与改装的涡扇发动机连接，同时在改装的涡扇发动机上加装用于与各辅助功能设备连接的机械件标准接口、电气接口和测控标准接口；S5：整机装配：将改型好的车载涡扇发动机安装固定在车载支撑台架上形成整机；S6：整机测试：经过油封、包装和总检后出厂。
[0010]优选的，步骤S1中对退役的航空涡扇发动机进行选型评估的评估要素包括发动机型号和发动机采购维修途径，对退役的航空涡扇发动机进行性能评测的评测要素包括发动机的完好性、叶片及轴承的损伤程度。
[0011]优选的，步骤S4中所述电气接口用于连接喷气除雪装置、消防灭火装置、消雾装置、高压洗消装置或发烟装置。
[0012]优选的，步骤S6中所述整机测试为利用车载试车平台进行整机测试，测试因素包括冷运转性能考核、热试车性能考核和长时耐久性考核。
[0013]一种改型车载涡扇发动机，包括安装在车载支撑台架上并按气体流动方向依次连接的进气稳流结构、低压压气机、核心机、低压涡轮、尾喷口和排气转接结构，所述进气稳流结构与低压压气机入口连接，低压压气机包括风扇段，所述风扇段包括至少一排沿圆周间隔分布的叶片，核心机包括安装在发动机机匣内的高压压气机、燃烧室和通过发动机轴与高压压气机传动连接的高压涡轮，排气转接结构与发动机机匣可拆卸连接。优选的，还包括内涵道和外涵道，所述内涵道位于风扇段与高压压气机之间，外涵道位于内涵道外侧。
[0014]优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空涡扇发动机改型方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:对退役的航空涡扇发动机进行选型评估、性能评测及维修保养；S2:拆除通过性能评测的航空涡扇发动机上的部分结构：拆除航空涡扇发动机中的加力燃烧室、反推装置、恒速转动装置和空气起动机，保留原航空涡扇发动机中的压气机、燃烧室（9）、涡轮、传动系统和主体支撑；S3：加装结构：在压气机前部安装进气稳流结构（2），在发动机机匣（7）后部安装排气转接结构（6），所述排气转接结构（6）位于尾喷口（5）后部；S4：加装辅助功能设备：将发动机电控装置（13）、供油系统（14）、供电系统（15）、起动系统（16）、控制系统（17）和健康管理系统（18）均与改装的涡扇发动机连接，同时在改装的涡扇发动机上加装用于与各辅助功能设备连接的机械件标准接口、电气接口和测控标准接口；S5：整机装配：将改型好的车载涡扇发动机安装固定在车载支撑台架（1）上形成整机；S6：整机测试：经过油封、包装和总检后出厂。2.如权利要求1所述的一种航空涡扇发动机改型方法，其特征在于，步骤S1中对退役的航空涡扇发动机进行选型评估的评估要素包括发动机型号和发动机采购维修途径，对退役的航空涡扇发动机进行性能评测的评测要素包括发动机的完好性、叶片及轴承的损伤程度。3.如权利要求1所述的一种航空涡扇发动机改型方法，其特征在于，步骤S4中所述电气接口用于连接喷气除雪装置、消防灭火装置、消雾装置、高压洗消装置或发烟装置。4.如权利要求1所述的一种航空涡扇发动机改型方法，其特征在于，步骤S6中所述整机测试为利用车载试车平台进行整机测试，测试因素包括冷运转性能考核、热试车性能考核和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张相毅，胡金海，张百灵，唐亚军，隋永华，王卫平，王强，赵昕，任大明，
申请(专利权)人：西安空天能源动力智能制造研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：