具有超音速压缩机的燃气涡轮发动机

摘要

本发明公开一种燃气涡轮发动机，其具有使用转子上的冲击式叶片的压缩机部分，以将超音速状态下的选定气体输送至定子。该定子包括一个或更多气动管道，该气动管道具有收敛和扩张部，用于使选定气体减速至亚音速状态，并且将高压气体输送至燃烧室。气动管道包括用于改变有效压缩比以即使在被设计用于高压力比时也能够起动的结构，以及用于边界层控制的结构。在实施方式中，当在气动管道的入口处正交于流向的横截面观察时，设置气动管道具有二比一（2:1）或更大的宽高比。设置燃烧室，用于燃烧选定燃料，以产生热加压燃烧气体。通过经一个或更多燃气涡轮的叶片使燃烧气体膨胀而恢复功。

主权项

一种燃气涡轮发动机，包括：（a）压缩机部分，所述压缩机部分包括：（1）用于供应选定的含氧化剂气体的进口；（2）沿纵轴延伸的转子，所述转子包括多个冲击式叶片，所述冲击式叶片配置成作用于所述选定的含氧化剂气体，以对其给予轴向和切向速度，从而提供超音速气流；（3）定子，所述定子包括（i）一个或更多各自具有收敛部和扩张部的气动管道，所述气动管道随着所述超音速气流的输入，在所述含氧化剂气体通过所述一个或更多气动管道时生成多个激波，各个所述一个或更多气动管道的尺寸和形状设置成使所述超音速气流减速至亚音速状态，（ii）旁路气体通道或几何可调节部分或两者，可操作以调节一些或所有所述一个或更多气动管道的有效收缩比，以及（iii）边界层控制结构；（b）燃气涡轮部分，所述燃气涡轮部分包括（1）高压燃烧室，用于从所述压缩机部分接收所述选定的含氧化剂气体，（2）燃烧器，用于从燃料供应接收燃料、并且从所述压缩机部分接收所述选定的含氧化剂气体，并且燃烧所述燃料，以生成从中离开的热加压排气，（3）一个或更多燃气涡轮，所述燃气涡轮可操作地固定至轴，所述一个或更多燃气涡轮配置成接收所述热加压排气，并且通过其使所述热加压排气膨胀以产生轴功率。