本發(fā)明屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，涉及發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)技術(shù)，具體涉及一種航空動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
1、航空器在不同場(chǎng)景使用時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的需求也不同，例如，航空器在進(jìn)行高速飛行時(shí)，要求發(fā)動(dòng)機(jī)具有高推力并呈現(xiàn)出小進(jìn)口流量、低總壓比、以及高排氣速度的設(shè)計(jì)特征；而在低速經(jīng)濟(jì)飛行時(shí)，要求發(fā)動(dòng)機(jī)必須具備亞聲速工況下較高的推進(jìn)效率，使得發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)朝著大進(jìn)口流量、高總壓比、以及低排氣速度的方向發(fā)展。從熱力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，實(shí)現(xiàn)航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)高推力與低耗油兼顧，需要提升寬廣飛行范圍內(nèi)的熱效率和推進(jìn)效率，而傳統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)受熱力循環(huán)形式與實(shí)際構(gòu)型約束，已難以滿足未來(lái)需求。
2、隨著航空燃?xì)鉁u輪-電混合推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使得航空器的動(dòng)力來(lái)源往多元化、分布式方向發(fā)展，航空器的飛行動(dòng)力來(lái)源除了傳統(tǒng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)外，還可以來(lái)源于電驅(qū)推進(jìn)系統(tǒng)，如何實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)燃?xì)鉁u輪動(dòng)力模式與混電推進(jìn)模式之間的轉(zhuǎn)換是亟需解決的問(wèn)題。
3、因此，為滿足未來(lái)航空動(dòng)力系統(tǒng)兼顧不同飛行場(chǎng)景的需要提出了一種可實(shí)現(xiàn)常規(guī)動(dòng)力模式和混電推進(jìn)模式之間進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換的新型動(dòng)力系統(tǒng)架構(gòu)方案，能使航空發(fā)動(dòng)機(jī)具備分別工作在傳統(tǒng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和混電推進(jìn)狀態(tài)的能力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決傳統(tǒng)燃?xì)鉁u輪動(dòng)力模式與混電推進(jìn)模式之間轉(zhuǎn)換的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種航空動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換裝置，包括分流機(jī)匣、引氣旁路管道、旋轉(zhuǎn)活門和驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。
2、其中，所述分流機(jī)匣形成主流道；
3、所述引氣旁路管道設(shè)置在所述分流機(jī)匣上，所述引氣旁路管道形成旁路流道；
4、所述旋轉(zhuǎn)活門與所述分流機(jī)匣同軸，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述分流機(jī)匣內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)活門上開(kāi)設(shè)有與所述引氣旁路管道連通的孔；
5、所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)位于所述分流機(jī)匣外部，與所述旋轉(zhuǎn)活門連接，用于驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)活門轉(zhuǎn)動(dòng)以控制所述主流道與所述旁路流道的連通或關(guān)閉。
6、進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括齒輪結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述齒輪結(jié)構(gòu)連接至所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上，所述齒輪結(jié)構(gòu)與所述旋轉(zhuǎn)活門外周壁上齒環(huán)嚙合連接。
7、進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)活門和分流機(jī)匣內(nèi)壁均為沿氣流方向漸縮的錐筒結(jié)構(gòu)。
8、更進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)活門的外周壁上設(shè)有與所述分流機(jī)匣內(nèi)壁接觸的前徑向滾輪、軸向滾輪和后徑向滾輪，所述前徑向滾輪位于主流道進(jìn)口位置，所述軸向滾輪位于引氣旁路管道后緣位置，所述后徑向滾輪位于主流道出口位置。
9、進(jìn)一步地，還包括密封結(jié)構(gòu)，所述密封結(jié)構(gòu)包括前封嚴(yán)環(huán)、后封嚴(yán)環(huán)和雙層密封結(jié)構(gòu)，所述前封嚴(yán)環(huán)位于主流道進(jìn)口位置，所述后封嚴(yán)環(huán)位于主流道出口位置，所述前封嚴(yán)環(huán)和所述后封嚴(yán)環(huán)均經(jīng)螺釘固定在所述旋轉(zhuǎn)活門上，所述雙層密封結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述孔上。
10、更進(jìn)一步地，所述前封嚴(yán)環(huán)和所述后封嚴(yán)環(huán)為迷宮式密封篦齒，靠近主流道軸線的內(nèi)層篦齒的嚙合深度大于遠(yuǎn)離主流道軸線的外層篦齒的嚙合深度。
11、更進(jìn)一步地，所述雙層密封結(jié)構(gòu)包括內(nèi)層密封結(jié)構(gòu)和外層密封結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)層密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面與所述引氣旁路管道的入口對(duì)齊，所述外層密封結(jié)構(gòu)向氣流方向后端傾斜。
12、進(jìn)一步地，所述引氣旁路管道進(jìn)口端與所述主流道內(nèi)氣流方向夾角為30~50°。
13、更進(jìn)一步地，所述引氣旁路管道包括前段弧形段和后段擴(kuò)張段，所述后段擴(kuò)張段與動(dòng)力渦輪連接。
14、進(jìn)一步地，所述引氣旁路管道有多個(gè)，所述旋轉(zhuǎn)活門上設(shè)有與每個(gè)所述引氣旁路管道連通的所述孔。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例采用的上述至少一個(gè)技術(shù)方案能夠達(dá)到的有益效果至少包括：本發(fā)明的航空動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換裝置，通過(guò)在分流機(jī)匣1上設(shè)置引氣旁路管道2、旋轉(zhuǎn)活門5和驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)新型動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)在常規(guī)動(dòng)力模式和混電推進(jìn)模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。且通過(guò)對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換過(guò)程中氣流損失小、對(duì)主機(jī)性能影響小、工作狀態(tài)穩(wěn)定卡滯風(fēng)險(xiǎn)小、高壓氣流泄漏小等優(yōu)點(diǎn)。
1.一種航空動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，?所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括齒輪結(jié)構(gòu)（3）和驅(qū)動(dòng)電機(jī)（4），所述齒輪結(jié)構(gòu)（3）連接至所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)（4）的輸出軸上，所述齒輪結(jié)構(gòu)（3）與所述旋轉(zhuǎn)活門（5）外周壁上齒環(huán)（52）嚙合連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，?所述旋轉(zhuǎn)活門（5）和分流機(jī)匣內(nèi)壁均為沿氣流方向漸縮的錐筒結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的航空動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)活門（5）的外周壁上設(shè)有與所述分流機(jī)匣（1）內(nèi)壁接觸的前徑向滾輪（10）、軸向滾輪（12）和后徑向滾輪（14），所述前徑向滾輪（10）位于主流道進(jìn)口位置，所述軸向滾輪（12）位于引氣旁路管道（2）后緣位置，所述后徑向滾輪（14）位于主流道出口位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，還包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的航空動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，?所述前封嚴(yán)環(huán)（9）和所述后封嚴(yán)環(huán)（15）為迷宮式密封篦齒，靠近主流道軸線的內(nèi)層篦齒的嚙合深度大于遠(yuǎn)離主流道軸線的外層篦齒的嚙合深度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的航空動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述雙層密封結(jié)構(gòu)（11）包括內(nèi)層密封結(jié)構(gòu)（111）和外層密封結(jié)構(gòu)（112），所述內(nèi)層密封結(jié)構(gòu)（111）的內(nèi)表面與所述引氣旁路管道（2）的入口對(duì)齊，所述外層密封結(jié)構(gòu)（112）向氣流方向后端傾斜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述引氣旁路管道（2）進(jìn)口端與所述主流道內(nèi)氣流方向夾角為30~50°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的航空動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述引氣旁路管道（2）包括前段弧形段（21）和后段擴(kuò)張段（22），所述后段擴(kuò)張段（22）與動(dòng)力渦輪連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述引氣旁路管道（2）有多個(gè)，所述旋轉(zhuǎn)活門（5）上設(shè)有與每個(gè)所述引氣旁路管道（2）連通的所述孔（51）。