專利名稱：一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)及其使用方法，屬渦扇特別是軍用渦扇發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前我國使用中的RD-93、AL-31FN、西方的M88、EJ200和F119及我國自行研制的WS-10、WS-15等軍、民用渦扇發(fā)動機(jī)，都是單純從空氣中進(jìn)氣工作的，要增大推力，目前主要是增多風(fēng)扇與壓氣機(jī)級數(shù)及提高渦輪前燃?xì)鉁囟?，但前者對提高推重比不利，后者必須使用耐高溫、性能好的渦輪葉片材料，涂層材料及先進(jìn)的冷卻技術(shù)，提高渦輪前燃?xì)鉁囟仁呛芾щy的，尤其是用于提高軍用渦扇發(fā)動機(jī)的推重比，其中增多風(fēng)扇與壓氣機(jī)級數(shù)的實質(zhì)是增大風(fēng)扇與壓氣機(jī)壓縮后壓縮空氣的壓力，但增大進(jìn)氣壓力可達(dá)到相同的目的，渦輪增壓柴油機(jī)就是通過增大進(jìn)氣壓力來工作并增大功率的，但渦扇發(fā)動機(jī)不能用渦輪增壓來增大進(jìn)氣壓力，而渦輪/火箭發(fā)動機(jī)的推重比雖高，但其主燃燒室中只燃燒液氧與煤油，無壓縮空氣，壓氣機(jī)是為加力燃燒室提供縮空氣，壓縮空氣不作用于渦輪，這種發(fā)動機(jī)不是為提高燃燒壓縮空氣的主燃燒室的推重比而設(shè)計的，并且液氧與煤油的消耗較高，工作時間太短，因此渦輪/火箭發(fā)動機(jī)不能用于渦扇發(fā)動機(jī)增大推力、提高推重比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種增大推力、提高推重比的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)及其使用方法。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)包括風(fēng)扇、外涵道、軸流式壓氣機(jī)、燃燒室、高壓渦輪、低壓渦輪、尾噴管、尾噴管中可有或無加力燃油噴嘴，即包括目前渦扇發(fā)動機(jī)的所有結(jié)構(gòu)，其特征是還包括調(diào)壓噴嘴。所述調(diào)壓噴嘴噴射高壓空氣。所述調(diào)壓噴嘴噴射液氧。所述調(diào)壓噴嘴在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口。所述調(diào)壓噴嘴在軸流式壓氣機(jī)后至燃燒室之間。所述一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的使用方法，其特征是包括以下步驟:在渦扇發(fā)動機(jī)起動后，通過調(diào)壓噴嘴向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口噴入大于并增大進(jìn)氣壓力的高壓空氣，經(jīng)風(fēng)扇、軸流式壓氣機(jī)壓縮、燃燒室燃燒做功，在不提高高壓渦輪前燃?xì)鉁囟鹊那疤嵯略龃蟀l(fā)動機(jī)推力，推力增大后，當(dāng)發(fā)動機(jī)從空氣中的進(jìn)氣滿足增大后的推力需要后，停止調(diào)壓噴嘴的噴射，完全用從空氣中的進(jìn)氣，然后控制燃燒室內(nèi)燃油噴嘴的噴油量保持推力不變或增大。所述玫中渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的使用方法，其特征是包括以下步驟:在渦扇發(fā)動機(jī)起動后，通過調(diào)壓噴嘴向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口噴入大于并增大進(jìn)氣壓力的液氧，經(jīng)風(fēng)扇、軸流式壓氣機(jī)壓縮、燃燒室燃燒做功，在不提高高壓渦輪前燃?xì)鉁囟鹊那疤嵯略龃蟀l(fā)動機(jī)推力，推力增大后，當(dāng)發(fā)動機(jī)從空氣中的進(jìn)氣滿足增大后的推力需要后，停止調(diào)壓噴嘴的噴射，完全用從空氣中的進(jìn)氣，然后控制燃燒室內(nèi)燃油噴嘴的噴油量保持推力不變或增大。所述一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的使用方法，其特征是包括以下步驟:在渦扇發(fā)動機(jī)起動后，通過調(diào)壓噴嘴向燃燒室噴入大于并增大燃燒室中壓縮空氣壓力的高壓空氣，經(jīng)燃燒室燃燒做功，在不提高高壓渦輪前燃?xì)鉁囟鹊那疤嵯略龃蟀l(fā)動機(jī)的推力，推力增大后，當(dāng)發(fā)動機(jī)從空氣中的進(jìn)氣滿足增大后的推力需要后，停止調(diào)壓噴嘴的噴射，完全用從空氣中的進(jìn)氣，然后控制燃燒室內(nèi)燃油噴嘴的噴油量保持推力不變或增大。所述一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的使用方法，其特征是包括以下步驟:在渦扇發(fā)動機(jī)起動后，通過調(diào)壓噴嘴向燃燒室噴入大于并增大燃燒室中壓縮空氣壓力的液氧，經(jīng)燃燒室燃燒做功，在不提高高壓渦輪前燃?xì)鉁囟鹊那疤嵯略龃蟀l(fā)動機(jī)的推力，推力增大后，當(dāng)發(fā)動機(jī)從空氣中的進(jìn)氣滿足增大后的推力需要后，停止調(diào)壓噴嘴的噴射，完全用從空氣中的進(jìn)氣，然后控制燃燒室內(nèi)燃油噴嘴的噴油量保持推力不變或增大。采用上述結(jié)構(gòu)后，由于在渦扇發(fā)動機(jī)還有調(diào)壓噴嘴，在起動后通過調(diào)壓噴嘴向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口或燃燒室噴入大于并增大進(jìn)氣壓力或燃燒室內(nèi)壓縮空氣壓力的高壓空氣或液氧，在不提高高壓渦輪前燃?xì)鉁囟鹊那疤嵯略龃蟀l(fā)動機(jī)推力，推力增大后，當(dāng)發(fā)動機(jī)從空氣中的進(jìn)氣滿足增大后的推力需要后，停止調(diào)壓噴嘴的噴射，完全用從空氣中的進(jìn)氣，然后控制燃燒室內(nèi)燃油噴嘴的噴油量保持推力不變或增大，其推重比較無調(diào)壓噴嘴噴射時必提高，并且風(fēng)扇與軸流式壓氣機(jī)的級數(shù)不增多，高壓渦輪前燃?xì)鉁囟炔惶岣摺?br>

圖1是本發(fā)明的一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的第一個結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的第二個結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的第三個結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的第四個結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、風(fēng)扇；2、調(diào)壓噴嘴；3、外涵道；4、軸流式壓氣機(jī)；5、燃燒室；6高壓渦輪；
7、低壓渦輪；8、尾噴管；9、加力燃油噴嘴。
具體實施例方式參照附圖1至圖4，本發(fā)明所述的一種渦扇發(fā)動機(jī)包括風(fēng)扇1、調(diào)壓噴嘴2、外涵道
3、軸流式壓氣機(jī)4、燃燒室5、高、低壓渦輪6、7、尾噴管8、尾噴管8中可無加力燃油噴嘴9，如圖1、3所示；尾噴管8中也可有加力燃油葉嘴9，如圖2、4所示；其中調(diào)壓噴嘴2可在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口，如圖1、2所示，也可以軸流式壓氣機(jī)4后至燃燒室5之間，如圖3、4所示；調(diào)壓噴嘴2不妨礙發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣，燃燒室5內(nèi)有燃油噴嘴，省略未畫。當(dāng)所述渦扇發(fā)動機(jī)為本發(fā)明圖1至圖4所示的渦扇發(fā)動機(jī)時，在起動后通過調(diào)壓噴嘴2向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口或燃燒室5分別噴入大于并增大進(jìn)氣壓力或燃燒室5內(nèi)壓縮空氣壓力的高壓空氣或液氧，在不提高高壓渦輪6前燃?xì)鉁囟鹊那疤嵯?可增大發(fā)動機(jī)推力,推力增大后可用從空氣中的進(jìn)氣替換高壓空氣或液氧，完全用從空氣中的進(jìn)氣，其過程如前文所述；例如通過調(diào)壓噴嘴2噴射高壓空氣或液氧，將進(jìn)氣壓力或燃燒室5內(nèi)壓縮空氣的壓力分別增大2倍，在不提高高壓渦輪6前溫度的前提下可增大推力，并在增大推力后用發(fā)動機(jī)從空氣中的進(jìn)氣替換高壓空氣或液氧；并且本發(fā)明中高壓空氣或液氧的用量較少，與渦輪/火箭發(fā)動機(jī)全工作過程都需液氧不同。本發(fā)明中風(fēng)扇1、軸流式壓氣機(jī)4、高、低壓渦輪6、7的級數(shù)可適當(dāng)選擇；調(diào)壓噴嘴2可為固定或可移動的，當(dāng)為可移動的，并停止噴射后圖1至圖4中的調(diào)壓噴嘴2可分別離開進(jìn)氣口和軸流式壓氣機(jī)4后至燃燒室5之間的位置，以利于進(jìn)氣流暢，也可固定不動。本發(fā)明的渦扇發(fā)動機(jī)可增大推力，提高推重比，最適宜長時間巡航，無論是用于軍用還是民用均可增大載重量或提高飛行速度。
權(quán)利要求
1.一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，包括風(fēng)扇1、外涵道3、軸流式壓氣機(jī)4、燃燒室5、高壓渦輪6、低壓渦輪7、尾噴管8，其特征是還包括調(diào)壓噴嘴2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，其特征是所述調(diào)壓噴嘴2噴射高壓空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，其特征是所述調(diào)壓噴嘴2噴射液氧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，其特征是所述調(diào)壓噴嘴2在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，其特征是所述調(diào)壓噴嘴2在軸流式壓氣機(jī)4后至燃燒室5之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，其特征是所述尾噴管8中無加力燃油噴嘴9。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，其特征是所述尾噴管8中有加力燃油噴嘴9。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4所述的一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的使用方法，其特征是包括以下步驟:在渦扇發(fā)動機(jī)起動后，通過調(diào)壓噴嘴2向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口噴入大于并增大進(jìn)氣壓力的高壓空氣，經(jīng)風(fēng)扇1、軸流式壓氣機(jī)4壓縮、燃燒室5燃燒做功，在不提高高壓渦輪6前燃?xì)鉁囟鹊那疤嵯略龃蟀l(fā)動機(jī)推力，推力增大后，當(dāng)發(fā)動機(jī)從空氣中的進(jìn)氣滿足增大后的推力需要后，停止調(diào)壓噴嘴2的噴射，完全用從空氣中的進(jìn)氣，然后控制燃燒室5內(nèi)燃油噴嘴的噴油量保持推力不變或增大。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、3、4所述的一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的使用方法，其特征是包括以下步驟:在渦扇發(fā)動機(jī)起動后，通過調(diào)壓噴嘴2向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口噴入大于并增大進(jìn)氣壓力的液氧，經(jīng)風(fēng)扇1、軸流式壓氣機(jī)4壓縮、燃燒室5燃燒做功，在不提高高壓渦輪6前燃?xì)鉁囟鹊那疤嵯略龃蟀l(fā)動機(jī)推力，推力增大后，當(dāng)發(fā)動機(jī)從空氣中的進(jìn)氣滿足增大后的推力需要后，停止調(diào)壓噴嘴2的噴射，完全用從空氣中的進(jìn)氣，然后控制燃燒室5內(nèi)燃油噴嘴的噴油量保持推力不變或增大。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5所述的一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的使用方法，其特征是包括以下步驟:在渦扇發(fā)動機(jī)起動后，通過調(diào)壓噴嘴2向燃燒室5噴入大于并增大燃燒室5內(nèi)壓縮空氣壓力的高壓空氣，經(jīng)燃燒室5燃燒做功,在不提高高壓渦輪6前燃?xì)鉁囟鹊那疤嵯略龃蟀l(fā)動機(jī)推力，推力增大后，當(dāng)發(fā)動機(jī)從空氣中的進(jìn)氣滿足增大后的推力需要后，停止調(diào)壓噴嘴2的噴射，完全用從空氣中的進(jìn)氣，然后控制燃燒室5內(nèi)燃油噴嘴的噴油量保持推力不變或增大。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、3、5所述的一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的使用方法，其特征是包括以下步驟:在渦扇發(fā)動機(jī)起動后，通過調(diào)壓噴嘴2向燃燒室5噴入大于并增大燃燒室5內(nèi)壓縮空氣壓力的液氧，經(jīng)燃燒室5燃燒做功,在不提高高壓渦輪6前燃?xì)鉁囟鹊那疤嵯略龃蟀l(fā)動機(jī)推力，推力增大后，當(dāng)發(fā)動機(jī)從空氣中的進(jìn)氣滿足增大后的推力需要后，停止調(diào)壓噴嘴2的噴射，完全用從空氣中的進(jìn)氣，然后控制燃燒室5內(nèi)燃油噴嘴的噴油量保持推力不變或增大。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)及其使用方法，它包括風(fēng)扇、外涵道、軸流式壓氣機(jī)、燃燒室、高、低壓渦輪、尾噴管，尾噴管中可有或無加力燃油噴嘴，其特征是還包括調(diào)壓噴嘴；其方法是在起動后通過調(diào)壓噴嘴向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口或燃燒室噴入大于并增大進(jìn)氣壓力或燃燒室內(nèi)壓縮空氣壓力的高壓空氣或液氧，經(jīng)燃燒室燃燒做功，在不提高高壓渦輪前燃?xì)鉁囟鹊那疤嵯略龃笸屏Γ屏υ龃蠛?，?dāng)發(fā)動機(jī)從空氣中的進(jìn)氣滿足增大后的推力需要后，停止調(diào)壓噴嘴的噴射，完合用從空氣中的進(jìn)氣，然后控制燃燒室內(nèi)燃油噴嘴的噴油量保持推力不變或增大，其推重比較無調(diào)壓噴嘴噴射時必提高，并且風(fēng)扇與軸流式壓氣機(jī)的級數(shù)不增多，高壓渦輪前燃?xì)鉁囟炔惶岣摺?br> 文檔編號F02K1/00GK103195611SQ201210125369
公開日2013年7月10日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者李吉光 申請人:李吉光