[发明专利]基于前置式压缩导流叶轮的涡轮喷气推进系统、控制方法

权利要求书

1.一种基于前置式压缩导流叶轮的涡轮喷气推进系统，包括核心机、设置在所述核心机上游的进气道、以及设置在所述核心机下游的加力燃烧室，其中，所述核心机包括沿流向依次布置的风扇、高压压气机、主燃烧室、高压涡轮、低压涡轮，其中，所述高压涡轮通过一高压轴驱动连接所述高压压气机，所述低压涡轮通过一低压轴驱动连接所述风扇，所述进气道的前端轴心处固定设置一进气导流锥，所述进气道的初始喉道形成在所述进气导流锥的最大横截面位置处，所述风扇设置在所述进气道中，所述进气道位于所述风扇下游的部分形成为内涵道和外涵道，所述高压压气机设置在所述内涵道中，所述外涵道的排气口与所述加力燃烧室的进气口连通，

其特征在于：

所述外涵道的排气口处设置一外涵流量调节阀，所述外涵流量调节阀用以控制所述外涵道打开或关闭，继而实现变涵道控制；

所述进气道中还设置一压缩导流叶轮，所述压缩导流叶轮位于所述进气导流锥与风扇之间，所述压缩导流叶轮的转轴前端通过一轴承转动支撑在所述进气导流锥的后端，所述压缩导流叶轮的转轴后端通过一联轴器与所述风扇的转轴连接，通过所述联轴器控制所述压缩导流叶轮的转轴与所述风扇的转轴断开或结合；

所述压缩导流叶轮的转轴上还设置一转子刹车机构，当所述压缩导流叶轮的转轴与所述风扇的转轴断开时，通过所述转子刹车机构降低所述压缩导流叶轮的转速直至锁紧制动；

所述压缩导流叶轮上沿周向均匀设置多个攻角可调的压缩导流叶片，当所述压缩导流叶片调节至大攻角状态时，所述压缩导流叶轮用以压缩进气，当所述压缩导流叶片调节至小攻角状态时，所述压缩导流叶轮用以对进气进行导流；

所述进气道的外侧同轴设置一环形减阻通流涵道，所述减阻通流涵道沿轴向延伸，其排气口与所述加力燃烧室的进气口连通，其进气口与所述进气道连通且在轴向上的位置位于所述进气道的初始喉道位置处，且所述减阻通流涵道的进气口处设置减阻通流阀门，当所述减阻通流阀门开启时，所述减阻通流涵道与进气道连通，进气道中的部分气体进入所述减阻通流涵道，此时，所述进气道的喉道位置沿轴向向下游偏移一定距离形成为扩展喉道；当所述减阻通流阀门关闭时，所述进气道的喉道位置不变，仍在所述初始喉道位置处。

2.根据权利要求1所述的涡轮喷气推进系统，其特征在于：所述加力燃烧室进气口的前端入口处设有径向火焰稳定器，所述加力燃烧室的壳体采用波纹形隔热材料。

3.根据权利要求1所述的涡轮喷气推进系统，其特征在于：所述高压压气机的级数为5-6级，压比在6-8之间。

4.根据权利要求3所述的涡轮喷气推进系统，其特征在于：所述高压压气机中设置有导叶调节机构以匹配其进口工作环境的变化。

5.根据权利要求1所述的涡轮喷气推进系统，其特征在于：所述主燃烧室采用短环形燃烧室，其出口燃气温度为2150K-2200K，用以使燃油与空气迅速混合，为所述高压涡轮提供均匀的进口温度场。

6.根据权利要求1所述的涡轮喷气推进系统，其特征在于：所述风扇的级数为2-3级，压比为4左右。

7.根据权利要求1所述的涡轮喷气推进系统，其特征在于：所述转子刹车机构临近所述联轴器设置。

8.根据权利要求1所述的涡轮喷气推进系统，其特征在于：所述联轴器采用端面摩擦式连轴器，通过两个端面接触后逐步增大摩擦力的方式，由所述风扇的转轴逐步带动所述压缩导流叶轮转速的提高，待转速一致时，进行位置固定。

9.根据权利要求1所述的涡轮喷气推进系统，其特征在于：所述压缩导流叶轮的压比为1.5左右。

10.根据权利要求1所述的涡轮喷气推进系统，其特征在于：开启所述联轴器时，所述压缩导流叶片调节至大攻角状态，此时所述压缩导流叶轮处于压缩进气状态；断开所述联轴器时，所述压缩导流叶片调节至小攻角状态，此时所述压缩导流叶轮处于导流进气状态。