带内环空气涡轮的自驱动风扇大涵道比涡扇发动机

摘要

本发明是带内环空气涡轮的自驱动风扇大涵道比涡扇发动机及设计方法，其结构是外涵道部分引入一个有更大涵道比的带内环空气涡轮的自驱动风扇转子，转子包含附加涵道风扇转子（1）、空气驱动涡轮转子（3）、旋转中介机匣（5）；附加涵道风扇转子（1）下游设置了附加涵道风扇静子（2）；在空气驱动涡轮转子（3）下游设置了空气驱动涡轮静子（4）。优点：（1）在增大涵道比的同时，避免了大涵道比涡扇发动机存在的风扇与低压转子转速不匹配问题；（2）与解决转速不匹配问题的齿轮涡扇发动机（GTF）和三转子涡扇发动机方案相比，结构更为简化（3）可在已有的双转子涡扇发动机基础上改进而来，降低了技术风险与研制成本，缩短了研制周期。

主权项

带内环空气涡轮的自驱动风扇大涵道比涡扇发动机，其特征是：不同于常规的涡扇发动机，其外涵道部分引入了一个具有更大涵道比的带内环空气涡轮的自驱动风扇转子，该转子包含附加涵道风扇转子（1）、空气驱动涡轮转子（3）、旋转中介机匣（5）；附加涵道风扇转子（1）下游设置了附加涵道风扇静子（2）；在空气驱动涡轮转子（3）下游设置了空气驱动涡轮静子（4）；附加涵道风扇转子（1）旋转工作时，将通过附加涵道进气道（6）输送至A截面的上游来流增压，经附加涵道风扇静子（2）输出至B截面；由空气驱动涡轮转子（3）提取能量后减压的气流，经空气驱动涡轮静子（4）输出至D截面；B截面和D截面处的气流合并后，流入附加涵道喷管（7）向后喷出；通过上述装置，附加涵道风扇转子（1）能对流量更大的附加涵道气流增压，按照能量守恒定律增压比会比C截面下降，再加上D截面气流，附加涵道喷管（7）向后喷出总气流量可显著大于一般涡扇发动机外涵道流量；根据涡扇发动机质量附加原理，向后喷出更大质量流量的气流能获得更大的推力和更低的耗油率，尽管相对于进口速度的流速增量会减小。