一种油电混合涡扇航空发动机制造技术

提供一种油电混合涡扇航空发动机，该油电混合涡扇航空发动机包括核心机、风扇、发电装置及驱动轴。风扇由风扇轴支撑；发电装置设置在风扇轴上；驱动轴用于连接发电装置与风扇；其中，发电装置与风扇能够通过驱动轴实现双向输入，发电装置设置成能够与核心机同时运行或择一运行。上述油电混合涡扇航空发动机能够使用混合动力，从而有效节能减排，减少燃油消耗。减少燃油消耗。减少燃油消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种油电混合涡扇航空发动机


[0001]本技术涉及涡扇航空发动机领域，具体涉及油电混合涡扇航空发动机领域。

技术介绍

[0002]现阶段，市面上的涡扇航空发动机均为使用燃油作为动力，但是现在世界各国对民用涡扇航空发动机的排放要求越来越严格，为了减小排放，先进的燃烧技术，分布式电推进得到广泛应用。但目前为止，蓄电池的能量密度仍然偏小，无法满足分布式电推进需求。
[0003]为了提高发动机推力和减少发动机污染物排放，并使发动机的使用更加经济，有必要基于当前的技术发展一种油电混合的涡扇航空发动机。

技术实现思路

[0004]本技术的一个目的是提供一种油电混合航空发动，使用混合动力能够有效节能减排，减少燃油消耗，提高起动效率。
[0005]为实现上述目的的一种油电混合涡扇航空发动机包括核心机、风扇、发电装置及驱动轴。风扇由风扇轴支撑；发电装置设置在所述风扇轴上；驱动轴用于连接所述发电装置与所述风扇；其中，所述发电装置与所述风扇能够通过所述驱动轴实现双向输入，所述发电装置设置成能够与所述核心机同时运行或择一运行。
[0006]在一个或多个实施例中，所述驱动轴为可伸缩驱动轴，长度可调。
[0007]在一个或多个实施例中，多个所述发电装置周向均布在所述风扇轴上。
[0008]在一个或多个实施例中，所述核心机包括高压压气机、涡轮与燃烧室，所述发电装置与所述燃烧室设置成能够同时运行或择一运行。
[0009]在一个或多个实施例中，所述发电装置和所述核心机设置成在涡扇航空发动机启动时同时工作、在涡扇航空发动机处于巡航状态时仅所述核心机工作、在涡扇航空发动机处于低状态时仅所述发电装置工作。
[0010]在一个或多个实施例中，所述发电装置设置成在低电量时接收由驱动轴传递的来自所述风扇的转动以进行充电。
[0011]在一个或多个实施例中，该涡扇航空发动机还包括低压涡轮转子，与所述风扇共同由低压轴支撑。
[0012]上述油电混合涡扇航空发动机通过在风扇端上安装发电装置，在起动状态，燃油和电力共同驱动发动机运转，通过电机分担部分效率，能够减少燃油消耗，有效提高起动效率；此外还将发电装置与风扇设置成双向驱动，使涡扇航空发动机使用混合动力，实现优势互补，能够有效节能减排。
附图说明
[0013]本技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
[0014]图1是油电混合涡扇航空发动机的一个实施例的示意图。
[0015]图2是发电装置的安装位置示意图。
[0016]符号标记说明
[0017]10 核心机
[0018]20 风扇
[0019]30 低压涡轮转子
[0020]11 高压压气机
[0021]12 涡轮
[0022]40 发电装置
[0023]50 驱动轴
[0024]60 低压轴
[0025]61 中介机匣
[0026]62 涡轮后机匣
[0027]70 风扇轴
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施例和附图对本技术作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本技术，但是本技术显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本技术的保护范围。
[0029]需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本技术实际要求的保护范围构成限制。
[0030]常见涡扇航空发动机均为使用燃油作为动力。空气进入发动机的进气道后，流过压气机，压气机叶片对气流做功，使气流的压力、温度升高，并送入燃烧室。从燃烧室流出的高温高压燃气流过高压涡轮，在高压涡轮中膨胀转化为机械能，带动压气机旋转。从涡轮中流出的高温高压燃气，在尾喷管中继续膨胀，以高速沿发动机轴向从喷口向后排出，使发动机获得反作用的推力。
[0031]目前常见的涡扇航空发动机包括双转子、三转子结构，基本均是以燃油驱动。现阶段需要减少发动机污染物排放，同时也需要提高发动机推力，因此提出一种油电混合涡扇航空发动机结构。
[0032]参照图1和图2所示，油电混合涡扇航空发动机包括核心机(Core Engine)10、风扇20、发电装置40和驱动轴50。核心机10包括高压压气机11、燃烧室和高压涡轮转子12，用于产生燃气做功。
[0033]风扇20由风扇轴70支撑。
[0034]在图1所示的实施例中，油电混合涡扇航空发动机还包括低压涡轮转子30，低压涡轮转子30与风扇20通过低压轴60共同支撑。中介机匣61设置在风扇20与高压压气机转子之间，涡轮后机匣62设置在低压涡轮转子30的后方。图1所示的涡扇航空发动机采用5支点支承结构。
[0035]此外，油电混合涡扇航空发动机的发电装置40设置在风扇轴70上，并通过驱动轴
50连接风扇20。通过将电机装在低压部件处，温度较低，对发电机的影响较小，能够保证发电功能的正常。
[0036]其中，发电装置40与风扇20通过驱动轴50实现双向输入，发电装置40设置成能够与核心机10同时运行或择一运行。同时运行是指发电装置40与核心机10共同运转，同时提供电力和燃油动力；择一运行是指涡扇航空发动机可以仅由电力驱动，也可以仅由燃油驱动。核心机10与发电装置40的运行状态取决于涡扇航空发动机的运行工况。
[0037]发电装置40通过发电机运转，经过驱动轴50带动风扇20转动，进而使低压轴所支撑的各部件运转。此外，当发电装置40处于低电量时，可通过连接驱动轴50，通过风扇20转子的转动给发电装置40进行充电，实现发电装置40与风扇20的双向输入。
[0038]通过设置发电装置40，能够通过电机分担部分发动机启动效率或运行效率，从而有效减少燃油消耗，实现节能减排的目的，还能提高起动效率。
[0039]在一些实施例中，驱动轴50为可伸缩驱动轴，其长度可调。在风扇盘转动时，可使驱动轴50伸长。伸长的驱动轴50用于连接发电装置40，如连接发电机的输入轴，进而实现给发电装置40供电。例如，发电装置40在低电量时，接收由驱动轴50传递的来自风扇20的转动，以进行充电。这能够解决现阶段蓄电池的能量密度偏小无法满足分布式电推进需求的问题。
[0040]驱动轴50可以与一控制装置相连，通过控制装置，实现在特定状态下的伸长或收缩。
[0041]在一些实施例中，多个发电装置40沿周向均匀布置在风扇轴70上。通过在周向多处设置发电装置，能够提高电力供应量，满足使用需求。
[0042]发电装置40与燃油系统以串并联式进行运行，也即发电装置与核心机的燃烧室设置成能够同时运行或择一运行。
[0043]例如，当发动机起动时，发电装置40和核本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油电混合涡扇航空发动机，其特征在于，包括：核心机；风扇，由风扇轴支撑；发电装置，设置在所述风扇轴上；驱动轴，用于连接所述发电装置与所述风扇；其中，所述发电装置与所述风扇能够通过所述驱动轴实现双向输入，所述发电装置设置成能够与所述核心机同时运行或择一运行。2.如权利要求1所述的油电混合涡扇航空发动机，其特征在于，所述驱动轴为可伸缩驱动轴，长度可调。3.如权利要求1所述的油电混合涡扇航空发动机，其特征在于，多个所述发电装置周向均布在所述风扇轴上。4.如权利要求1所述的油电混合涡扇航空发动机，其特征在于，所述核心机包括高压压气机、涡轮与燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，闫然，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：新型
国别省市：