[发明专利]外置并列风扇涡轮发动机及其在飞翼型飞机领域的应用

说明书

本发明公开了一种外置并列风扇涡轮发动机及其在飞翼型飞机领域的应用，外置并列风扇涡轮发动机，包括主发动机组件、涵道风扇组件和锥齿轮传动组件，主发动机组件为涡轴/涡桨发动机，两组或多组涵道风扇组件对称外置于主发动机组件的两侧，且主发动机组件的动力涡轮轴与涵道风扇组件的风扇转轴平行设置，传动组件包括主发动机内置传动组件和涵道风扇内置传动组件，主发动机组件与涵道风扇组件通过传动组件相连。相对于传统涡扇发动机，本发明的外置并列风扇涡轮发动机可在较小的发动机高度尺寸下实现大涵道比设计，可减少油耗，适合于作为翼身融合的飞翼型飞机的推进动力，是未来新一代翼身融合的民航客机的具有很大潜力的动力装置。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别地，涉及一种外置并列风扇涡轮发动机。此外，本发明还涉及一种上述外置并列风扇涡轮发动机在飞翼型飞机领域的应用。

背景技术

传统的涡扇发动机的风扇与发动机其它的转动部件，例如高压压气机和涡轮等，是在同一个轴线上。对于涡扇发动机而言，其涵道比(外涵道流量/内涵道流量)越大，发动机耗油率越低。因此，现代先进的民用涡扇发动机的涵道比越来越大，导致风扇的直径越来越大，例如，GE90NX发动机的直径高达2.7米，遄达XWB发动机的风扇直径更是高达3m，进一步导致发动机与飞机的集成设计难度越来越大。同时，未来新一代民航客机的外型也不再是一个圆柱体加上机翼和尾翼的结构，而是翼身融合的飞翼型结构，直径巨大的涡扇发动机与飞翼型飞机的集成设计的难度更大。以波音公司发布的未来新一代飞翼型客机概念模型为例，其发动机布置在飞机后机身的背部上，为了避开前机身产生尾流，发动机需要高高地支撑起来，因此为满足强度和振动的需要，支撑结构的尺寸和重量都会很大，这样会导致飞机的起飞重量和风阻增大很多。对于翼身融合的飞翼型飞机来说，发动机集成在飞机体内是最好的方式，既可以减少飞行阻力，有可以产生增升作用。当代先进的大涵道比涡扇发动机的构形决定了其很难集成在飞机体内，因此，如何提高在涵道比的同时减小发动机的高度尺寸成为未来民用飞翼型飞机动力装置的一个大的难题。

发明内容

本发明提供了一种外置并列风扇涡轮发动机及其在飞翼型飞机领域的应用，以解决现有大涵道比涡扇发动机与飞翼型飞机集成难度大的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种外置并列风扇涡轮发动机，包括主发动机组件、涵道风扇组件和锥齿轮传动组件，所述主发动机组件为涡轴发动机或涡桨发动机，两组涵道风扇组件对称外置于所述主发动机组件的两侧，且所述主发动机组件的动力涡轮轴与所述涵道风扇组件的风扇转轴平行设置，所述锥齿轮传动组件包括主发动机内置锥齿轮传动组件和涵道风扇内置锥齿轮传动组件，所述主发动机内置锥齿轮传动组件通过动力涡轮轴连接动力涡轮，所述主发动机内置锥齿轮传动组件设有两个输出端，每个输出端各连接至一个风扇驱动轴以将动力涡轮的功率输出至所述风扇驱动轴，所述涵道风扇内置锥齿轮传动组件分别连接风扇驱动轴和涵道风扇组件的风扇转轴以将功率输出至所述涵道风扇组件。

进一步地，所述主发动机内置锥齿轮传动组件包括第一主动锥齿轮和第一从动锥齿轮，所述第一主动锥齿轮通过动力涡轮轴连接动力涡轮，所述第一从动锥齿轮包括两组，两组所述第一从动锥齿轮同时啮合于同一所述第一主动锥齿轮并对转，所述第一从动锥齿轮连接风扇驱动轴。

进一步地，所述涵道风扇内置锥齿轮传动组件包括相互啮合的第二主动锥齿轮和第二从动锥齿轮，所述第二主动锥齿轮连接风扇驱动轴，所述第二从动锥齿轮连接所述涵道风扇组件的风扇转轴。

进一步地，所述风扇驱动轴包括第一段和第二段，所述第一段与所述第二段通过联轴器相连，所述第一段连接所述第一从动锥齿轮，所述第二段连接所述第二主动锥齿轮。

进一步地，所述外置并列风扇涡轮发动机还包括相对所述主发动机组件对称设置的多级涵道风扇组件，所述涵道风扇组件传动连接二级涵道风扇组件，所述二级涵道风扇组件传动连接三级涵道风扇组件，依此类推，直至最后一级涵道风扇组件。