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[原创] 我设计的单级大涵道比轴流风扇-离心压气机低压转子

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愚者千虑 发表于 2017-11-28 16:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
传统大涵道比双转子发动机,风扇和低压压气机共轴,由于两者半径相差悬殊,低压压气机轮缘功太低,效率低下,总压比一般不超过3,但所占体积和重量却比较大,影响到发动机整体的推重比(如原图)。另外,现代大涵道比风扇从节能减排出发,要求总压比越来越大,一般几代机压比就几十,比如一代机压比就是十几,二代机就是二十几……以此类推,C919的LEAP-C总压比达到50,由于其低压压比过低,不得不提高高压压比来满足要求,由此也带来技术和安全问题,能不能将风扇叶片再做宽、做厚,当然还要减少个数,叶尖带箍,增加风扇整体强度,箍内叶片后掠,深入发动机罩内一小段,让内涵道空气从锥体根部轮缘功较低的地方吸入风扇叶片内部(相当于全封闭式离心压气机)通过离心增压,经发动机罩内的管道扩压(类似WP5的扩压管),顺着风扇静叶片内的回流管道,被大风扇外涵道气流中冷后流入高压压气机(内涵道流路为红箭头所指),由于内涵道离心压气机进口相对较大,可以保证内涵道充足的流量,再加之出口半径相对更大,叶尖线速度比风扇还要大,因而可以获得较高的压比(大约3~6,遄达三转子8级中压压比也不过6),同时利用风扇内部做离心通道,还避免了离心压气机迎风面积大的缺点,净现其体积小、重量轻,总压比及喘振裕度大的优点,可谓一举多得。在崇尚低碳的今天,大涵道比发动机纷纷提高了总压比,采用这种结构可以降低高压压气机的负荷,增加可靠性。

想象图


原图





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maomaojt 发表于 2017-11-29 09:04 | 显示全部楼层
蜗扇绝大部分推力是由外涵道提供,在明确这一前提下,风扇转的舒服是优先考虑的,这时的转速可能对离心来说就太低了,无法发挥有效作用。
 楼主| 愚者千虑 发表于 2017-11-29 16:38 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
maomaojt 发表于 2017-11-29 09:04
蜗扇绝大部分推力是由外涵道提供,在明确这一前提下,风扇转的舒服是优先考虑的,这时的转速可能对离心来说 ...

无论轴流,离心的轮缘功只和线速度和当地音速有关,跟转速没有直接关系,大涵道比风扇直径大,转速虽低但线速度并不低,以带冠的cfm56-2为例,其风扇线速度高达480米/秒,甚至超过当地音速。我的设计轴流风扇和离心压气机其实是同一部件的不同部位,它们半径相仿(离心压气机还要略大些),线速度离心压气机还高,正好相得益彰,比大风扇,小轴流压气机的传统低压转子“舒服”多了,体积,质量还小,支撑还可以减少一个,这也是这个设计的优势所在
 楼主| 愚者千虑 发表于 2017-12-5 15:19 | 显示全部楼层
低头独上稀楼,阅如钩
红水兵 发表于 2017-12-5 18:53 | 显示全部楼层
有实验数据吗?仿真实验也行呀。空对空地谈设想有什么价值呢?

有这份毅力,花个三年什么仿真平台学不会呀?LZ快别闭门造车了,做个仿真试验然后投稿专业杂志就知道了。
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