本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)，特別地，涉及一種新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器的航空發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)支點(diǎn)布置大致有兩種：1-1-0和1-0-1布置，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)采用了1-0-1支點(diǎn)布局時(shí)，在燃?xì)鉁u輪后面布置有一個(gè)軸承，而在燃?xì)鉁u輪和動(dòng)力渦輪/低壓渦輪之間必須布置傳力框架，為軸承提供支承，傳力框架上必須布置支管以便傳力，而在其后面布置動(dòng)力/低壓渦輪一級(jí)導(dǎo)向器，燃?xì)庀韧ㄟ^傳力框架然后進(jìn)入動(dòng)力/低壓渦輪一級(jí)導(dǎo)向器，如附圖1所示。

2、早期的這種設(shè)計(jì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的長度變得更長，重量也將提升，而隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，為了滿足提高飛行器的有效載荷等需求，減重成了剛需。將承力框架和動(dòng)力/低壓渦輪導(dǎo)向器進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)形成級(jí)間導(dǎo)向器成了減重的一種有效手段，但是將使設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜，如附圖2所示：

3、級(jí)間導(dǎo)向器通過螺栓/止口等連接結(jié)構(gòu)安裝在渦輪機(jī)匣上，而渦輪軸承座也通過螺栓/止口等連接結(jié)構(gòu)安裝在級(jí)間導(dǎo)向器中，渦輪軸承座下面布置了渦輪軸承。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，來自高壓渦輪的燃?xì)鈴募?jí)間導(dǎo)向器上流道、下流道和支管/低壓渦輪導(dǎo)向葉片組成的通道中流向低壓渦輪，因此在工作時(shí)，級(jí)間導(dǎo)向器一方面承受高溫，另一方面承受轉(zhuǎn)子通過軸承傳遞過來的機(jī)械載荷，工作環(huán)境嚴(yán)苛。

4、開始的級(jí)間導(dǎo)向器采用了整體鑄造方案，結(jié)構(gòu)緊湊，有利于實(shí)現(xiàn)減重設(shè)計(jì)，但是隨著燃?xì)夥€(wěn)定的提升，受限于現(xiàn)有材料，級(jí)間導(dǎo)向器的強(qiáng)度和壽命難以滿足要求，因此需要重新設(shè)計(jì)新結(jié)構(gòu)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器及具有其的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，以解決現(xiàn)有一體式級(jí)間導(dǎo)向器結(jié)構(gòu)受限于現(xiàn)有材料，難以滿足強(qiáng)度、壽命及緊湊化要求的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器，包括：中空環(huán)狀的導(dǎo)向器、傳力框架、軸承座和渦輪機(jī)匣，以及用于導(dǎo)送油或氣的多根導(dǎo)管；軸承座同軸裝設(shè)于導(dǎo)向器的內(nèi)通道中，傳力框架同軸裝設(shè)于導(dǎo)向器外，渦輪機(jī)匣同軸裝設(shè)于傳力框架外，且沿軸向的一端固定連接傳力框架，導(dǎo)向器單獨(dú)設(shè)置以不與軸承座和傳力框架直接連接，進(jìn)而主要用于承受燃?xì)鉁囟容d荷；傳力框架包括套裝于導(dǎo)向器外且中空筒狀的傳力筒，及沿傳力筒的周向依次間隔設(shè)置且外側(cè)端連接傳力筒內(nèi)筒面的多根支管，多根支管的內(nèi)側(cè)端分別沿徑向穿設(shè)導(dǎo)向器后固定連接軸承座；多根導(dǎo)管一一分設(shè)于多根支管內(nèi)，且各導(dǎo)管的外側(cè)端伸出傳力筒以連接外部供油或供氣的供給管路，各導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)端固定連接軸承座。

4、進(jìn)一步地，導(dǎo)向器包括同軸且內(nèi)外間隔設(shè)置的導(dǎo)向內(nèi)筒和導(dǎo)向外筒，及沿周向依次間隔設(shè)置且連接于導(dǎo)向內(nèi)筒和導(dǎo)向外筒之間的多片導(dǎo)向葉片；多根支管一一對(duì)應(yīng)多片導(dǎo)向葉片設(shè)置，且各支管沿徑向穿設(shè)對(duì)應(yīng)位置的導(dǎo)向葉片后連接軸承座。

5、進(jìn)一步地，導(dǎo)向器由沿各導(dǎo)向葉片處拆斷形成的多片葉盆段和葉背段沿周向交替焊接連接形成；各葉盆段包括內(nèi)外間隔設(shè)置的第一下緣板和第一上緣板，及連接于兩者之間的導(dǎo)向葉片的葉盆；各葉背段包括內(nèi)外間隔設(shè)置的第二下緣板和第二上緣板，及連接于兩者之間的導(dǎo)向葉片的葉背；沿周向交替設(shè)置的多片第一下緣板和第二下緣板依次焊接連接形成導(dǎo)向內(nèi)筒；沿周向交替設(shè)置的多片第一上緣板和第二上緣板依次焊接連接形成導(dǎo)向外筒。

6、進(jìn)一步地，傳力筒包括沿軸向依次設(shè)置且焊接連接的后渦輪機(jī)匣、過渡連接環(huán)及漲圈槽環(huán)；后渦輪機(jī)匣的后側(cè)端用于與渦輪后部的零件拆卸連接，渦輪機(jī)匣的后側(cè)端與后渦輪機(jī)匣的外環(huán)面焊接連接；多根支管位于傳力筒的內(nèi)通道中，且各支管的外側(cè)端焊接連接過渡連接環(huán)的內(nèi)環(huán)面，并通過開設(shè)于過渡連接環(huán)上對(duì)應(yīng)位置的連通口連通傳力筒與渦輪機(jī)匣之間的通道。

7、進(jìn)一步地，后渦輪機(jī)匣包括中空環(huán)狀的機(jī)匣本體、連接于機(jī)匣本體后側(cè)端的法蘭盤、連接于機(jī)匣本體外環(huán)面上的接口環(huán)；機(jī)匣本體沿軸向的內(nèi)側(cè)端焊接連接過渡連接環(huán)；法蘭盤用于連接渦輪后部的零件；接口環(huán)焊接連接渦輪機(jī)匣的后側(cè)端。

8、進(jìn)一步地，過渡連接環(huán)由沿周向交替設(shè)置的多段中間段和多段支板段依次焊接連接形成，支板段包括兩端分別焊接連接后渦輪機(jī)匣和漲圈槽環(huán)的支板；支管沿徑向的外側(cè)端圓滑過渡連接支板的內(nèi)側(cè)面，支管底端具有用于與軸承座焊接固定的焊接面；后渦輪機(jī)匣和漲圈槽環(huán)分別整體成型。

9、進(jìn)一步地，導(dǎo)向外筒上加工有沿周向依次間隔設(shè)置且貫穿筒面的多個(gè)第一銷釘孔；過渡連接環(huán)上加工有與多個(gè)第一銷釘孔一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的多個(gè)第二銷釘孔；新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器還包括多根定位銷釘，各定位銷釘插緊于對(duì)應(yīng)設(shè)置的第一銷釘孔和第二銷釘孔中，以定位導(dǎo)向器。

10、進(jìn)一步地，導(dǎo)管一體成型，包括沿軸向依次設(shè)置的接連口、轉(zhuǎn)接段、中段及底部插口；接連口用于與外部的供給管路可拆卸式連接；支管的截面與導(dǎo)向葉片上對(duì)應(yīng)高度處的截面形狀相適應(yīng)，且中段和底部插口的截面分別與支管上對(duì)應(yīng)高度處的截面形狀相適應(yīng)；底部插口用于插入軸承座并與軸承座焊接固定。

11、進(jìn)一步地，軸承座一體成型，包括沿軸向依次設(shè)置且焊接連接的右止口、軸承座本體和左止口，及依次間隔固定于軸承座本體外環(huán)面上的多個(gè)安裝止口、依次間隔連接于軸承座本體外環(huán)面上的多條滑油通道，以及依次間隔設(shè)置于左止口止口面上的空氣系統(tǒng)通道；各安裝止口包括一體設(shè)置的支管焊接口和導(dǎo)管焊接口，以用于與對(duì)應(yīng)的支管和導(dǎo)管連接并焊接固定。

12、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)，具有如上述中任一項(xiàng)的新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器。

13、本發(fā)明具有以下有益效果：

14、本發(fā)明的新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器中，如圖3-4所示，導(dǎo)向器單獨(dú)設(shè)置而不與軸承座和傳力框架直接連接，從而導(dǎo)向器可以選擇耐高溫性能優(yōu)異而力學(xué)性能要求不高的材料，使其主要用于承受燃?xì)鉁囟容d荷，從而降低制備成本，保證優(yōu)異耐高溫性能，同時(shí)導(dǎo)向器單獨(dú)設(shè)置，還可有效降低制備、裝配難度，保證零件質(zhì)量；另一方面，渦輪機(jī)匣、傳力框架、導(dǎo)管及軸承座相互固定形成整體結(jié)構(gòu)，用于將軸承座承受的機(jī)械載荷最終傳遞至與渦輪機(jī)匣相連的發(fā)動(dòng)機(jī)外機(jī)匣上，從而該整體結(jié)構(gòu)主要用于機(jī)械載荷的承載及傳遞，此時(shí)該整體結(jié)構(gòu)可以選用力學(xué)性能優(yōu)異而耐高溫性能要求不高的材料，保證其優(yōu)異的力學(xué)性能，同時(shí)還有效降低耐高溫材料所需的高成本，另外，渦輪機(jī)匣、傳力框架、導(dǎo)管及軸承座相互穿插、連接形成整體結(jié)構(gòu)，同時(shí)該整體結(jié)構(gòu)還穿設(shè)導(dǎo)向器布設(shè)，從而使形成的新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器整體結(jié)構(gòu)緊湊，滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)高功重比/推重比的要求。

15、除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

技術(shù)特征：

1.一種新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器，其特征在于，

10.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，具有如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種新型渦輪級(jí)間導(dǎo)向器及具有其的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，包括：導(dǎo)向器、傳力框架、軸承座和渦輪機(jī)匣，以及多根導(dǎo)管。軸承座裝設(shè)于導(dǎo)向器中，傳力框架裝設(shè)于導(dǎo)向器外，渦輪機(jī)匣裝設(shè)于傳力框架外，且一端固定連接傳力框架，導(dǎo)向器單獨(dú)設(shè)置以不與軸承座和傳力框架直接連接，進(jìn)而主要用于承受燃?xì)鉁囟容d荷。傳力框架包括套裝于導(dǎo)向器外的傳力筒，及多根支管，多根支管分別沿徑向穿設(shè)導(dǎo)向器后固定連接軸承座。多根導(dǎo)管一一分設(shè)于多根支管內(nèi)，且各導(dǎo)管伸出傳力筒以連接外部供給管路，各導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)端連接軸承座。本發(fā)明導(dǎo)向器，可降低制備成本，保證優(yōu)異耐高溫性能和機(jī)械性能，且整體結(jié)構(gòu)緊湊，滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)高功重比/推重比的要求。

技術(shù)研發(fā)人員：聶建豪,劉勇軍,馮穎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國航發(fā)湖南動(dòng)力機(jī)械研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/11