[发明专利]一种具有新型喷管布局的微小型涡桨发动机

说明书

本发明公开了一种具有新型喷管布局的微小型涡桨发动机，包括核心机、中介机匣、发动机低压部分，所述中介机匣两端分别与核心机、发动机低压部分连接，所述发动机低压部分包括一体化涡轮螺旋桨，所述一体化涡轮螺旋桨远离中介机匣的一侧设置有内涵喷管。本发明通过后置叶尖螺旋桨与低压涡轮的组合设计，保证了喷管可以正常布置，令内涵推力得以保留，该设计也保证了内涵排气不会流入后置的螺旋桨，避免了喷管排出的高温气体与螺旋桨前来流空气产生干涉，令螺旋桨得以正常的工作；通过低压涡轮与叶尖螺旋桨组合设计，缩短了发动机长度，减轻发动机质量，降低了结构复杂性。

技术领域

本发明涉及航空涡轮发动机领域，具体为一种具有新型喷管布局的微小型涡桨发动机。

背景技术

涡轮喷气发动机是当代航空器的主要动力，按结构主要可以分为涡喷、涡扇、涡轴和涡桨发动机四类，多用于客机、运输机、战斗机、巡航导弹等；微小型涡轮发动机是指推力在数百公斤的涡喷、涡扇发动机以及功率在数百千瓦的涡轴、涡桨发动机。其中，微小型涡桨发动机主要用于航模、巡航弹、运动飞机、教练机、无人机等平台，其相对于涡喷、涡扇发动机具备推进效率高、耗油率低的优势。常规的微小型涡桨发动机多是在微小型涡喷发动机上进行改型得来的，由于微小型涡喷发动机尺寸较小，难以采用大型涡桨发动机的轴套轴前输出结构，多是使用后输出轴结构，由于转速较高，多采用减速器等装置进行减速，再与工作转速较低的螺旋桨相连，从而驱动螺旋桨产生推力。由于涡轴发动机与涡桨发动机具有很高的通用性与结构相似性，一般微小型涡桨发动机通过适应性改进也能作为微小型涡轴发动机使用。

公开号CN108518283A的发明专利提出了一种新型微小型涡轴发动机，其采用了后输出轴的结构布局，使得核心机轴与动力涡轮轴之间不存在机械干涉，避免了在微小型涡轮发动机上采用轴套轴的设计与制造问题，该构型是现有微小型涡桨发动机或微小型涡轴发动机的常用构型。

但是，传统的微小型涡桨发动机的主要缺点在于浪费了尾喷管的推力，导致可用功率降低；所采用的自由涡轮式后输出结构极大增加了涡桨发动机长度，增大了其安装体积及质量；尾喷管排出的高温尾气带来了螺旋桨进气的压力、温度畸变，影响螺旋桨工作稳定性和性能。为此，现提供一种具有新型喷管布局的微小型涡桨发动机。

发明内容

发明目的：现有技术较少有关于微小型涡桨发动机的技术方案，同时具有以下问题：1、自由涡轮后输出式内涵喷管布置困难，导致推力损失，发动机长度过长，体积过大；2、轴套轴前输出结构难以在微小型涡桨发动机中实现，技术难度，研发成本高；3、固定涡轮式微小型涡轮发动机存在固有缺陷，性能不佳。

本发明提出了一种具有新型喷管布局的微小型涡桨发动机，将喷管可以布置于螺旋桨之后，保存内涵推力，避免喷管排出的高温气体与螺旋桨前来流空气产生干涉，保证螺旋桨的正常工作，可以有效解决上述方案中的问题，具备良好的改型设计潜力。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种具有新型喷管布局的微小型涡桨发动机，包括核心机、中介机匣、发动机低压部分，所述中介机匣两端分别与核心机、发动机低压部分连接，所述发动机低压部分包括一体化涡轮螺旋桨，所述一体化涡轮螺旋桨远离中介机匣的一侧设置有内涵喷管。

作为本发明再进一步的方案：所述核心机包括发动机机匣，所述发动机机匣内部设置有燃烧室，所述燃烧室内部设置有转子轴，所述转子轴一端固定连接有压气机，转子轴远离压气机的一端固定连接有涡轮。

作为本发明再进一步的方案：所述一体化涡轮螺旋桨中心贯穿连接有低压转子轴，所述低压转子轴朝向中介机匣的一侧转动连接有低压转子轴前轴承，低压转子轴朝向内涵喷管的一侧转动连接有低压转子轴后轴承。

作为本发明再进一步的方案：所述一体化涡轮螺旋桨包括低压涡轮盘，所述低压涡轮盘外围表面固定连接有若干低压涡轮叶片，所述低压涡轮叶片远离低压涡轮盘的一端固定连接有低压涡轮叶冠，所述低压涡轮叶冠外围周向均布有若干叶尖螺旋桨。