一種飛機(jī)引擎控制高壓氣倒流的風(fēng)輪，屬于風(fēng)輪，具體為飛機(jī)引擎配套的風(fēng)輪。

背景技術(shù)：
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目前飛機(jī)采用的引擎，一是開放式的螺旋槳風(fēng)輪，另一種是進(jìn)氣口大、出氣口小的渦輪、渦扇的帶壓縮空氣型，這類型號(hào)的引擎風(fēng)力越大，推動(dòng)飛機(jī)的速度會(huì)越快。

發(fā)明人在開發(fā)高壓軸流風(fēng)機(jī)的過程中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象：軸流風(fēng)機(jī)的葉片是固定在中心軸的法蘭輪轂上，是由中心向四周延伸的，葉片旋轉(zhuǎn)后外圍的線速度高會(huì)產(chǎn)生高風(fēng)量、高風(fēng)壓，內(nèi)圈的線速度自然會(huì)低，其產(chǎn)生的風(fēng)量小和風(fēng)壓低，內(nèi)圈的風(fēng)壓僅為外圈的三分之一、四分之一、五分之一、六分之一，由外向內(nèi)差距逐漸加大，但事實(shí)上處于內(nèi)圈的低壓區(qū)面積很小，耗能也不算多。如果軸流風(fēng)機(jī)是進(jìn)氣口小、出氣口大時(shí)，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)圈產(chǎn)生的低壓風(fēng)量也會(huì)和外圈的高壓風(fēng)量一樣向后完全排出。但當(dāng)出風(fēng)口比進(jìn)風(fēng)口更小的增加壓縮狀態(tài)時(shí)，內(nèi)外壓差的問題就會(huì)產(chǎn)生了內(nèi)圈倒流的問題。我們是在測(cè)試高壓軸流風(fēng)機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)了這一規(guī)律，使測(cè)風(fēng)儀出現(xiàn)了外圈是正轉(zhuǎn)區(qū)、中間是不動(dòng)區(qū)(氣流不進(jìn)不出)、內(nèi)圈是反轉(zhuǎn)區(qū)，這一意外發(fā)現(xiàn)，為人類揭開了軸流風(fēng)機(jī)高壓后內(nèi)圈壓差會(huì)產(chǎn)生的倒流現(xiàn)象。這種現(xiàn)象為何未被人發(fā)現(xiàn)？一、高壓工況的，人們只使用離心風(fēng)機(jī)做配套，軸流風(fēng)機(jī)永遠(yuǎn)只當(dāng)?shù)蛪汗r使用的。二、對(duì)于飛機(jī)引擎的高風(fēng)速，一是引擎的氣流很厲害，是能把小汽車吹得向樹葉一樣翻滾，沒有人敢靠近做測(cè)試，二是目前社會(huì)上100米/秒的高風(fēng)速測(cè)風(fēng)儀都難求購(gòu)，而要測(cè)試引擎需1000米/秒以上的特高風(fēng)速儀器就更無從談起，所以也不會(huì)有人在意內(nèi)圈壓差的倒流問題。

可飛機(jī)引擎是軸流風(fēng)機(jī)相同結(jié)構(gòu)，其葉片外多了外環(huán)的支撐，其內(nèi)外圈比軸流風(fēng)機(jī)比例更大；引擎的出口小、進(jìn)口大，壓縮比大多在4∶1左右，這樣引擎的高壓氣倒流問題會(huì)比軸流風(fēng)機(jī)的情況更加嚴(yán)重。如二百座的民航機(jī)引擎上的葉輪，外圈直徑有200cm左右，而內(nèi)圈僅為40cm上下，從葉片的不同位置取點(diǎn)計(jì)算，引擎的相同轉(zhuǎn)速下，內(nèi)外圈葉片的線速度差就是五倍。發(fā)明人在開發(fā)高壓軸流風(fēng)機(jī)時(shí)，有幸對(duì)不同轉(zhuǎn)速和不同葉輪的直徑進(jìn)行了多批次對(duì)比測(cè)試：四級(jí)電機(jī)的1460轉(zhuǎn)/分鐘與二級(jí)電機(jī)2900轉(zhuǎn)/分鐘對(duì)比，其風(fēng)壓相差三倍以上；風(fēng)輪直徑60cm的，只能是風(fēng)壓2500pa(帕)低壓軸流風(fēng)機(jī)，80cm直徑的是4000pa中壓軸流風(fēng)機(jī)，100cm直徑就是6500pa的高壓軸流風(fēng)機(jī)，其直徑相差不足一倍，可壓差相差了兩倍以上。據(jù)此推斷，目前飛機(jī)引擎風(fēng)輪內(nèi)外圈的壓力差預(yù)估有十倍左右。

現(xiàn)以引擎進(jìn)氣口直徑200cm，面積(減中心輪轂)是近3平米，出氣口為直徑130cm左 右，面積(減掉中心發(fā)動(dòng)機(jī)部分)不足1平米為例。如果引擎出口的風(fēng)壓是10萬pa時(shí)，風(fēng)輪外圈的風(fēng)壓可能在15萬pa左右，而內(nèi)圈只會(huì)有1.5萬pa風(fēng)壓。如將風(fēng)輪的出風(fēng)量分為三個(gè)區(qū)域：直徑150-200cm的為外圈，其面積為1.374平米，風(fēng)壓平均在12萬pa左右；直徑在100-150cm之間的為中圈，面積為0.981平米，其壓力平均會(huì)小于8萬pa左右；由直徑40-100cm為內(nèi)圈，面積為0.66平米，其風(fēng)壓平均為5萬pa。

從上述數(shù)據(jù)中可以分析出：能產(chǎn)出高壓氣向后擠出去的是直徑在150-200cm的外圈部分；而直徑在100-150cm的中圈部分，葉片盡管也在高速旋轉(zhuǎn)，但在高壓氣的頂托下只能打個(gè)平手，是不進(jìn)氣也不退氣；而直徑40-100cm的內(nèi)圈，自身的壓強(qiáng)只夠高壓氣的一半，旋轉(zhuǎn)的葉片因轉(zhuǎn)速不夠抵擋不住高壓氣流，將要從這里逃出去平均約有三成氣流，這里是0.66平米，相當(dāng)于多開了個(gè)0.2平米的氣出口，如果能有特超高速儀器測(cè)試，該區(qū)域定是與外圈相反的氣流方向。相當(dāng)于是引擎產(chǎn)生的高壓空氣，80％是通過引擎出氣口向后推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)，還有20％會(huì)和軸流風(fēng)機(jī)一樣，是逃過風(fēng)輪內(nèi)圈葉片旋轉(zhuǎn)的阻擋，成為引擎自身內(nèi)部耗損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

利用本發(fā)明人的寬窄葉片高壓軸流風(fēng)機(jī)技術(shù)，將風(fēng)輪去除內(nèi)圈倒流區(qū)，減少中圈無功區(qū)。如是直徑200cm引擎的，將風(fēng)輪法蘭輪轂擴(kuò)大到直徑150cm，其風(fēng)輪葉片僅為在150-200cm范圍內(nèi)。這樣將原直徑40-150cm耗功區(qū)域去除后，就會(huì)和高效、高壓軸流風(fēng)機(jī)成為相同類結(jié)構(gòu)，會(huì)節(jié)省引擎20-30％的油耗；其原引擎高壓倒流問題沒有后，自然會(huì)增加20％左右的引擎風(fēng)量，也就是引擎直接推力。

飛機(jī)引擎是風(fēng)壓越高，其反推力作用越強(qiáng)，為此可在只使用高壓區(qū)葉輪的基礎(chǔ)上，再將葉片之間，增加一片窄葉片，控制葉片背面區(qū)域內(nèi)，因壓差引起的輕微的倒流問題和效能低下的問題，可將引擎的高壓等級(jí)再上一個(gè)新臺(tái)階。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種飛機(jī)引擎控制高壓氣倒流的風(fēng)輪，由內(nèi)輪轂、外環(huán)、葉片組成，所述的葉片，其特征在于：在設(shè)置上與現(xiàn)飛機(jī)引擎內(nèi)的風(fēng)輪不同，單葉片的長(zhǎng)度小于風(fēng)輪直徑的四分之一以內(nèi)，讓內(nèi)輪轂的直徑大于風(fēng)輪直徑一半以上，這種結(jié)構(gòu)的風(fēng)輪就能有效去除現(xiàn)引擎內(nèi)圈區(qū)域高壓氣倒流的問題，將單葉片長(zhǎng)度控制在風(fēng)輪直徑的八分之一時(shí)，可去除引擎的中圈高壓時(shí)的無效功區(qū)域。

一種飛機(jī)引擎控制高壓氣倒流的風(fēng)輪，由內(nèi)輪轂、外環(huán)、葉片組成，所述的葉片，其特征在于：每一個(gè)葉片間，加設(shè)一個(gè)窄葉片，控制葉片背面區(qū)域內(nèi)壓差引起的輕微倒流和效能低下的問題。

附圖說明

附圖1為一種飛機(jī)引擎控制高壓氣倒流的風(fēng)輪結(jié)構(gòu)示意圖

附圖2為一種飛機(jī)引擎控制高壓氣倒流的風(fēng)輪的寬窄葉片配置示意圖

圖中：1、外環(huán)，2、葉片，3、輪轂，4、輪轂罩，5、窄葉片，6、風(fēng)輪軸。

具體實(shí)施方式

一種飛機(jī)引擎控制高壓氣倒流的風(fēng)輪，由外環(huán)1、葉片2、輪轂3、輪轂罩4、窄葉片5、風(fēng)輪軸6組成。一般引擎配置的風(fēng)輪，其葉片2的長(zhǎng)度，控制在直徑的四分之一以內(nèi)，可控制高壓氣倒流的問題。如要提高引擎燃油效能，就得將葉片2長(zhǎng)度限制在直徑的八分之一以內(nèi)。如要提升飛機(jī)速度，可在葉片2工作背面加設(shè)窄葉片5。另外，葉片2的長(zhǎng)度配置，要以引擎的進(jìn)口與出口的空氣壓速比為參考，面積二比一的，單葉片2的長(zhǎng)度是不大于風(fēng)輪直徑四分之一；面積三比一的，單葉片2的長(zhǎng)度不大于直徑的六分之一；面積壓縮到四比一的，單葉片2的長(zhǎng)度不大于直徑的八分之一。輪轂直徑加大后，其面積較大，對(duì)飛機(jī)飛行有阻力，采用加設(shè)錐體的輪轂導(dǎo)流罩4，可克服其阻力。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，每一項(xiàng)技術(shù)可單獨(dú)實(shí)施，也可組合實(shí)施，所以并非作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種飛機(jī)引擎控制高壓氣倒流的風(fēng)輪，屬于風(fēng)輪，具體為飛機(jī)引擎配套的風(fēng)輪。由外環(huán)、葉片、輪轂、輪轂罩、窄葉片、風(fēng)輪軸6組成。利用本發(fā)明人的寬窄葉片高壓軸流風(fēng)機(jī)技術(shù)，將風(fēng)輪去除內(nèi)圈倒流區(qū)，減少中圈無功區(qū)。如是直徑200cm引擎的，將風(fēng)輪法蘭輪轂擴(kuò)大到直徑150cm，其風(fēng)輪葉片僅為在150-200cm范圍內(nèi)。這樣將原直徑40-150cm耗功區(qū)域去除后，就會(huì)和高效、高壓軸流風(fēng)機(jī)成為相同類結(jié)構(gòu)，會(huì)節(jié)省引擎20-30％的油耗；其原引擎高壓倒流問題沒有后，自然會(huì)增加20％左右的引擎風(fēng)量，也就是引擎直接推力。

技術(shù)研發(fā)人員：董禹全
受保護(hù)的技術(shù)使用者：董禹全
技術(shù)研發(fā)日：2016.02.08
技術(shù)公布日：2017.08.15