專(zhuān)利名稱(chēng)：燃?xì)鉁u輪的制作方法
根據(jù)空軍批準(zhǔn)的F33657-83-C-2005合同，美國(guó)政府對(duì)此發(fā)明有專(zhuān)利權(quán)。
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)與燃?xì)鉁u輪有關(guān)，更確切地說(shuō)與新改進(jìn)的效率提高的燃?xì)鉁u輪有關(guān)。
提高燃?xì)鉁u輪技術(shù)的一個(gè)重要目標(biāo)是要改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，此熱效率的測(cè)量是發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出能量除以燃料的輸入能量，例如此輸入能量可以用比油耗表示;也就是每小時(shí)的燃料以磅為單位的流量除以以磅為單位的發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。
發(fā)動(dòng)機(jī)的總效率是被各個(gè)分效率所影響，其中實(shí)際上影響總效率的一個(gè)重要分效率應(yīng)是渦輪，常規(guī)渦輪包括一排或多排固定在定子上的噴管葉片和轉(zhuǎn)動(dòng)的渦輪葉片，也可以包括一個(gè)或多個(gè)渦輪轉(zhuǎn)子，例如驅(qū)動(dòng)一壓縮機(jī)的高壓渦輪與一驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇或低壓壓氣機(jī)的低壓渦輪在流動(dòng)關(guān)系上為串聯(lián)流動(dòng)關(guān)系。
現(xiàn)代先進(jìn)的燃?xì)鉁u輪為了減小燃料比耗在比較高的燃?xì)鉁囟认鹿ぷ鳎@種比較高的溫度非常需要對(duì)渦輪葉片的冷卻，這可以通過(guò)把一部分壓縮空氣引入到渦輪并流過(guò)渦輪葉片來(lái)進(jìn)行冷卻，因?yàn)樵摾鋮s空氣是從發(fā)動(dòng)機(jī)的主流路的旁路來(lái)進(jìn)行冷卻，必然會(huì)發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)的總效率降低。
燃?xì)鉁u輪的典型設(shè)計(jì)是為了從此渦輪中取得所要求的功，上述較高的效率和較低的冷卻空氣量是用在設(shè)計(jì)渦輪中的眾多一般目標(biāo)中的二個(gè)。
用在設(shè)計(jì)渦輪的其它目標(biāo)包括較高的性能和推力;較輕重量、成本和油耗，簡(jiǎn)單和體積小，雖然想要滿(mǎn)足所有這些目標(biāo)，但在實(shí)際的設(shè)計(jì)實(shí)踐中要求在這些目標(biāo)中采取折衷。
許多常規(guī)給定的渦輪規(guī)范被應(yīng)用在設(shè)計(jì)渦輪中，例如包括燃?xì)鉁囟群腿~片進(jìn)口和入口壓力，渦輪所要求的輸出功率和轉(zhuǎn)速，燃?xì)饬鬟^(guò)渦輪葉片葉柵的速度向量圖一般以最優(yōu)半徑來(lái)選取諸如即可在葉片，葉根(也就是0葉片高度)也可在葉片平均線(xiàn)處的半徑(也就是0.5葉片高度)速度三角形圖解包括燃?xì)饬髟跍u輪葉片進(jìn)口和入口的速度向量。
在葉片其它徑向位置的速度向量圖與流過(guò)葉片的燃?xì)鈴较蚱胶庀嘁恢逻@種常規(guī)方法決定的。徑向平衡是一條件，其中燃?xì)鈴较驂毫Φ扔谟捎谠谀屈c(diǎn)上速度的切向分量而作用在燃?xì)馍系碾x心力且方向相反。
葉片的形狀和尺寸包括葉片各部分的角度是由限定整個(gè)葉片外表面的速度向量圖這種常規(guī)方法所產(chǎn)生的，當(dāng)然，附加的常規(guī)實(shí)施也用于最后確定一最佳的渦輪設(shè)計(jì)。
反動(dòng)度是一普通已知參數(shù)用于確定渦輪的形式，反動(dòng)度有許多可供選擇的定義，例如，在渦輪轉(zhuǎn)子中每級(jí)發(fā)生的靜燴降的百分比和可以按照溫度、壓力或速度參數(shù)來(lái)表示，由于反動(dòng)度可以按速度來(lái)表示所以接著反動(dòng)度也可用來(lái)表示速度向量圖，因此也用來(lái)表示葉片的形狀和方向。
二種基本和常規(guī)形式的渦輪葉型包括反動(dòng)式葉片和沖擊式葉片，由于上述的徑向平衡條件，所有燃?xì)鉁u輪的葉片從葉根到葉尖的反動(dòng)度是變化的，因?yàn)榉磩?dòng)度必須從葉根向葉尖增加，諸如在節(jié)圓或平均圓直徑處一單一的反動(dòng)度值，可典型地用來(lái)限定渦輪的形式。
一純沖擊式渦輪(也就是0反動(dòng)度)有一般來(lái)說(shuō)對(duì)稱(chēng)的月牙形葉型的葉片，此種葉型一般在相鄰葉片之間有均勻通道為了獲得相等的進(jìn)出口面積和流體流速。而一反動(dòng)式渦輪有不對(duì)稱(chēng)的，具有比較厚的前緣部分和比較薄的后緣部分的葉片，二個(gè)相鄰葉片之間的流體為了獲得一比進(jìn)口速度更高的出口速度。在沖擊式渦輪中流體流過(guò)葉片通道不存在靜壓降，而在反動(dòng)式渦輪中從進(jìn)口到出口的靜壓降是存在的。
普通渦輪有平均反動(dòng)度從約10%變化到約50%，按照二個(gè)先有技術(shù)對(duì)比文件，40%～50%的反動(dòng)度一般可形成最佳性能和最高效率，其中一個(gè)對(duì)比文件也指出當(dāng)速度向量圖是對(duì)稱(chēng)時(shí)效率為最高。
雖然，先有技術(shù)講到，最佳性能可以在40%～50%反動(dòng)度時(shí)獲得，比較高的反動(dòng)度還包括一些付作用，例如隨著反動(dòng)度的增加也加大了離開(kāi)渦輪氣體的排氣角，該排氣角必定提供了增大下游葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，不僅排氣角的增加結(jié)果形成了更復(fù)雜的下漩葉柵，而且也加大了漩渦氣流的氣動(dòng)損失。
增大反動(dòng)度也就增大了加速度，加大了排氣的馬哈數(shù)和流過(guò)渦輪葉片通度的氣體壓力降，由于氣動(dòng)效率的損失是正比于速度平方，比較大的反動(dòng)度結(jié)果形成葉片后緣開(kāi)口處排氣的較大的擾動(dòng)損失，而增大的壓降也引起了增大流經(jīng)葉片葉尖的漏氣損失。
一般渦輪較典型地包括有一壓氣機(jī)排氣或軸向推力平衡，和為了減小內(nèi)軸向推力的差到常規(guī)止推軸承可接受的水平所采用的密封，更具體地說(shuō)，在作用在壓氣機(jī)出口面積上的第一壓力下，空氣是從燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的最后壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子中排出，結(jié)果形成了一向前的力，發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪轉(zhuǎn)子部分入口處的燃?xì)馐窃诘诙毫ο虏⒆饔迷跍u輪入口面積處產(chǎn)生一向后的力，向前的力實(shí)際上大于向后的力，這就需要使用一止推軸承來(lái)平衡作用在壓縮機(jī)一渦輪軸上的推力差的一個(gè)原因。壓氣機(jī)的排氣密封典型地用在壓氣和燃燒室之間用來(lái)減小壓氣機(jī)排氣壓力作用的面積為的是減小向前的推力，由于壓氣機(jī)排氣密封加大了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量和復(fù)雜性，如果不要求使用密封，這是我們的愿望。
因此，本發(fā)明的目的是要提供一種具有提高發(fā)動(dòng)機(jī)總效率的一種新穎且改進(jìn)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的另一目的是為了減小冷卻要求、尺寸、重量以及進(jìn)一步簡(jiǎn)化，與普通的渦輪相比較，要提供一具有比較少部件的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的另一目的是要提供一不要求在高壓和低壓渦輪轉(zhuǎn)子之間設(shè)有一定子型噴管的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的另一目的是在不需要附加一推力平衡密封而增加其復(fù)雜性條件下要提供一具有作用在其壓氣機(jī)和渦輪上比較小推力差的一燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，公開(kāi)了一燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，它包含有流動(dòng)成串聯(lián)關(guān)系的壓氣裝置，燃燒裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)地連到壓氣裝置的一第一渦輪轉(zhuǎn)子，與第一渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反并氣流直接聯(lián)通的第二渦輪轉(zhuǎn)子以及至少一渦輪轉(zhuǎn)子的葉片出口處獲得一燃?xì)庀鄬?duì)速度的裝置，此渦輪轉(zhuǎn)子葉片出口處的相對(duì)速度大于渦輪轉(zhuǎn)子葉片入口處燃?xì)獾慕^對(duì)速度(也就是W2＞C1)。
本發(fā)明另一實(shí)施例包括至少其中一渦輪獲取反動(dòng)度的裝置，此渦輪的反動(dòng)度比達(dá)到渦輪最大效率的參照反動(dòng)度要大。
根據(jù)最佳實(shí)施例，本發(fā)明與其發(fā)明目的和優(yōu)點(diǎn)一起在下面詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)中結(jié)合附圖會(huì)更具體地介紹，其中附圖

圖1根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例中燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的原理示意圖。
圖2是圖1所說(shuō)明的渦輪區(qū)域的立體圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，常規(guī)的沖擊式和反動(dòng)式葉柵和比較大反動(dòng)度的葉柵的座標(biāo)圖，縱坐標(biāo)為渦輪葉片從葉根到達(dá)葉尖的通路高度按百分比表示，橫坐標(biāo)為以百分比表示的反動(dòng)度。
圖4表示先有技術(shù)中沖擊式葉片的頂視圖，該葉片具有圖3中另一曲線(xiàn)所示的一般反動(dòng)度的葉型。
圖5表示先有技術(shù)中反擊式葉片的頂視圖，該葉片具有圖3中另一曲線(xiàn)所示的一般反動(dòng)度的葉型。
圖6表示按照本發(fā)明的一實(shí)施例大反動(dòng)度葉片的頂視圖，該葉片具有圖3中另一曲線(xiàn)所示的一般反動(dòng)度的葉型。
圖7是先有技術(shù)中渦輪噴管和具有圖4所示相似葉片在平均半徑處渦輪的連度向量圖。
圖8是先有技術(shù)中渦輪噴管和具有圖5所示相似葉片在平均半徑處渦輪級(jí)的速度向量圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例相似于圖6所示軸向相鄰葉片，在平均半徑處，渦輪級(jí)速度向量圖。
圖10是說(shuō)明作為反動(dòng)度函數(shù)的正常效率的坐標(biāo)圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例具有包括單級(jí)高壓渦輪和二級(jí)低壓渦輪剖面的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的原理示意圖。
圖1所示是根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的原理示意圖。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括一軸向中心線(xiàn)12，一用于常規(guī)的第一壓縮空氣裝置或高壓壓縮機(jī)14位于中心線(xiàn)周?chē)?，該高壓壓縮機(jī)包括可供選擇排數(shù)的壓縮機(jī)定子葉片16和轉(zhuǎn)子葉片18，葉片18適于徑向緊固到第一轉(zhuǎn)子軸20內(nèi)輪轂端。
發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括一用于常規(guī)的第二壓縮空氣裝置或低壓壓縮機(jī)22，它安置在高壓壓縮機(jī)14的上游端，其氣流與高壓壓縮機(jī)直接串聯(lián)聯(lián)通，低壓壓縮機(jī)22包括若干可供選擇排數(shù)的定子葉片24和轉(zhuǎn)子葉片26，葉片26適于裝在用于轉(zhuǎn)動(dòng)第二轉(zhuǎn)子軸28的其輪轂上，第二軸28適于同心地支撐在第一軸20內(nèi)。
空氣30在入口處32進(jìn)入到低壓壓縮機(jī)22，并通過(guò)低壓壓縮機(jī)22空氣受壓縮并依次通過(guò)高壓壓縮機(jī)14而在高壓壓縮機(jī)14的出口34處排出。
發(fā)動(dòng)機(jī)10包括用燃料把從高壓壓氣機(jī)14的壓縮空氣30用于燃燒的常規(guī)裝置36并產(chǎn)生燃?xì)?8，燃燒裝置36或簡(jiǎn)稱(chēng)燃燒室36包括一常規(guī)的燃油噴咀和點(diǎn)火器(未示出)用來(lái)提供燃料并點(diǎn)火燃燒，燃燒室36安置在高壓壓縮機(jī)14的下游且在流動(dòng)中直接串聯(lián)聯(lián)通，用于接收從出口34來(lái)的壓縮空氣30使之在燃燒室36內(nèi)與燃料相混合以產(chǎn)生燃?xì)?8。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)10分別包括第一和第二反轉(zhuǎn)渦輪轉(zhuǎn)子40和42而沒(méi)有插進(jìn)固定的渦輪噴管。
第一渦輪轉(zhuǎn)子40或稱(chēng)高壓渦輪40包括若干周向間隔的第一渦輪葉片44，每個(gè)葉片在其徑向內(nèi)端有一葉根46，該徑向內(nèi)端限定了燃?xì)?8流動(dòng)的一徑向內(nèi)附面層，每個(gè)葉片包括在其徑向外端為葉尖48，葉根46適于固定地裝在第一轉(zhuǎn)子圓盤(pán)50的沿徑向外周上。
第二渦輪轉(zhuǎn)子42或稍低壓渦輪42包括若干周向間隔的第二渦輪葉片52，每個(gè)葉片在其徑向內(nèi)端有一葉根54和在其徑向外端有一葉尖56，葉根54適于固定地裝在第二轉(zhuǎn)子圓盤(pán)58的徑向外周上。
發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)還包括一高壓渦輪噴管60，它位于燃燒室36的出口端62，特別在圖2中表示得更具體，高壓渦輪噴管60包括若干周向間隔開(kāi)固定的噴管葉片64，適于固定地裝在發(fā)動(dòng)機(jī)外殼66的其徑向外端，高壓渦輪噴管包括常規(guī)的冷卻裝置68，例如，冷卻裝置包含有一通過(guò)殼體66的孔，加壓的冷卻空氣30從壓氣機(jī)流到葉片64的內(nèi)部。葉片64可包括常規(guī)的氣膜冷卻孔30，該孔排出冷卻空氣30形成一薄膜沿著葉片64的橫向表面以提供冷卻，相似的薄膜型冷卻孔72可開(kāi)在第一渦輪葉片44以及從常規(guī)裝置74把加壓的空縮機(jī)來(lái)的空氣30輸入到冷卻孔72內(nèi)，例如常規(guī)裝置74包括通過(guò)圓盤(pán)50進(jìn)入到葉片44的通道。
如圖1所示，第一軸20從高壓壓氣機(jī)14的葉片18延伸到高壓渦輪40的第一圓盤(pán)50，并且為了它們之間轉(zhuǎn)動(dòng)，把高壓渦輪40連到高壓壓氣機(jī)14，第一軸20用常規(guī)方法，例如，分別用軸承76和78安裝在其前后端。
第二軸28從葉片26延伸到第二圓盤(pán)58，并且為了它們之間轉(zhuǎn)動(dòng)，把低壓壓氣機(jī)22連到低壓渦輪42，第二軸28用常規(guī)方法，例如，分別用軸承80和82安裝在其前后端。
在這實(shí)施例中，低壓壓氣機(jī)22，高壓壓氣機(jī)14，燃燒室36，高壓渦輪40和低壓渦輪42成串聯(lián)布置，高壓渦輪40轉(zhuǎn)速至少和低壓渦輪轉(zhuǎn)速一樣大，也就是高壓渦輪轉(zhuǎn)速大于或等于低壓渦輪轉(zhuǎn)速。
如圖2所示，高壓渦輪噴管60位于燃燒室出口62并從燃燒室接納燃?xì)?8，燃?xì)?8流過(guò)噴管葉片64并流到高壓渦輪40，該高壓渦輪安置在噴管60的下游，低壓渦輪42則安置在高壓渦輪40的下游并在流動(dòng)中與高壓渦輪葉片40直接串聯(lián)聯(lián)通為了接納從高壓渦輪葉片44之間然后低壓渦輪葉片52之間流過(guò)的燃?xì)?8。高壓渦輪葉片44和低壓渦輪葉片52有相反方向，這樣高壓渦輪40以第一方向84旋轉(zhuǎn)而低壓渦輪40相對(duì)于低壓渦輪42成相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明的一重要特點(diǎn)包括葉片特殊的形狀其中包括葉片44，52和/或64的角度方向，如上所述葉片形狀用常規(guī)方法可由最佳速度向量圖來(lái)確定，一最佳速度向量圖可以結(jié)果形成不同的葉片形狀，且最佳速度向量圖取決于用在渦輪設(shè)計(jì)中其它常規(guī)參數(shù)，然而，按照本發(fā)明的一實(shí)施例公開(kāi)了一最佳速度向量圖，該向量圖允許本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員會(huì)獲得或設(shè)計(jì)出葉片42、52和64的特殊形狀，結(jié)合高壓渦輪40和低壓渦輪42的反轉(zhuǎn)，比葉片將結(jié)果形成新的和改進(jìn)的在此公開(kāi)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
如上所述，反動(dòng)度可用來(lái)表明速度向量圖，從而也表明來(lái)獲得渦輪形式和葉片形狀的手段，為了更充分意識(shí)到本發(fā)明的重要性，圖3到圖9現(xiàn)用來(lái)作為參考。
反動(dòng)度是一個(gè)直接影響渦輪葉片形狀的參數(shù)，在流過(guò)高壓渦輪葉片44和低壓渦輪葉片52之間就有分別不同的反動(dòng)度值而且從葉根到葉尖由于上述的徑向平衡條件，反動(dòng)度會(huì)典型地增加。一給定的渦輪級(jí)可典型地用常規(guī)方法通過(guò)參照其平均半徑處的反動(dòng)度來(lái)限定，也就是發(fā)生在平均半徑處的反動(dòng)度或渦輪葉片中間葉展部分的反動(dòng)度。葉片余下部分的反動(dòng)度是由常規(guī)方法確定以與徑向平衡相一致。
為了比較目的，圖3示出了橫坐標(biāo)以百分比表示的反動(dòng)度，縱坐標(biāo)為對(duì)三個(gè)渦輪葉片裝置從葉根到葉尖的通路高度。曲線(xiàn)88，90和92表示三種形式葉片從葉根到葉尖的反動(dòng)度，分別識(shí)別為12%平均半徑處反動(dòng)度或?qū)嶋H上為沖擊式，和47%平均半徑處反動(dòng)度和76%平均半徑處反動(dòng)度。12%和47%平均半徑處反動(dòng)度的葉片是普通葉片如在先有技術(shù)中所發(fā)現(xiàn)的，76%為平均半徑較大的反動(dòng)度是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖4所示是一個(gè)普通的實(shí)例，先有技術(shù)中的沖擊式葉片94具有一對(duì)稱(chēng)的月牙形狀。葉片94以其弦線(xiàn)96來(lái)定向，弦線(xiàn)從葉片角部分在前后緣之間延伸，安置成平行中心軸線(xiàn)，例如軸線(xiàn)12，并一般垂直于發(fā)動(dòng)機(jī)的切向線(xiàn)例如發(fā)動(dòng)機(jī)軸線(xiàn)98，也就是發(fā)動(dòng)機(jī)中葉片94的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，葉片94葉根處的輪廓線(xiàn)指定為94a而葉尖處的輪廓線(xiàn)為94a而平均半徑處葉片的輪廓線(xiàn)為94c，葉片94將達(dá)到圖3所示曲線(xiàn)88所表示的一般反動(dòng)式葉型，在葉根為0反動(dòng)度增加到其葉尖為約15%反動(dòng)度。
圖5所示為先有技術(shù)中另一個(gè)普通實(shí)例的反動(dòng)度或在渦輪葉片100的平均半徑處為47%反動(dòng)度，葉片葉根輪廓線(xiàn)指定為100a，葉尖輪廓線(xiàn)為100b和平均直徑處輪廓線(xiàn)為100c，弦線(xiàn)102安置在相對(duì)一中心軸線(xiàn)例如軸線(xiàn)12成30°的安裝角X，葉片100將會(huì)達(dá)到在圖3中曲線(xiàn)90所示的一般反動(dòng)度葉型，在葉根處為40%反動(dòng)度而在葉尖處為約51%的反動(dòng)度。
圖6所示為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在平均半徑處較大反動(dòng)度葉片的一個(gè)實(shí)施，其中，高壓渦輪葉片44在平均半徑處的反動(dòng)度約為76%，葉根輪廓線(xiàn)指定為44a，葉尖輪廓線(xiàn)為44b，而平均半徑處輪廓線(xiàn)為44c，葉片的形狀是不對(duì)稱(chēng)，與圖4對(duì)稱(chēng)葉片94相反且有較寬的前緣區(qū)和較窄的后緣區(qū)，葉片44在其葉根44a處也較寬，隨著向著其葉尖44b其厚度逐漸減小。
在圖6所示的高壓渦輪葉片44也有一在葉片前后緣之間延伸的弦線(xiàn)104與相對(duì)于軸線(xiàn)12約成50°的安裝角Y，實(shí)際上大于常規(guī)的反動(dòng)度葉片100的安裝角X，葉片44從葉根到葉尖是典型地扭轉(zhuǎn)故而葉尖的安裝角大于葉根和平均半徑處的安裝角Y。根據(jù)分析和試驗(yàn)確認(rèn)，圖2和圖6所示的葉片44將達(dá)到圖3中曲線(xiàn)92表示一般反動(dòng)度的葉型，在葉根處有約70%反動(dòng)度，在其葉尖處約有78%的反動(dòng)度。
為了更全面懂得本發(fā)明與先有技術(shù)結(jié)構(gòu)上本質(zhì)的差異，審查圖7-9的速度向量圖是合適的，就像一葉片從葉根到葉尖反動(dòng)度的典型變化來(lái)滿(mǎn)足徑向平衡，而速度向量圖從葉根到葉尖也同樣地變化，圖7到圖9說(shuō)明在葉片平均半徑處的速度向量圖或一半的葉片高度處(流通通路)的速度向量圖，其它葉片部分的向量圖解將用一般方法確定。
圖7到圖9中每個(gè)圖說(shuō)明在葉片對(duì)應(yīng)的左面部分，圖中所示標(biāo)號(hào)為N的一上游葉片來(lái)表示一噴管葉片，在葉片對(duì)應(yīng)的右面部分，圖中所示標(biāo)號(hào)為R來(lái)表示一轉(zhuǎn)子葉片，C1表示從噴管葉片排出氣流的絕對(duì)速度向量或者流到轉(zhuǎn)子葉片入口的絕對(duì)速度向量。W1表示相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)葉片R所測(cè)的C1流速的速度向量。C2表示從葉片R排出氣流的絕對(duì)速度向量而W2表示相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片R所測(cè)的其速度向量。所示葉片剖面的圓周速度向量標(biāo)號(hào)為U，另外U還可稱(chēng)為切向速度向量，也就是所測(cè)的速度平行于標(biāo)號(hào)為T(mén)的葉片切向軸線(xiàn)，一標(biāo)號(hào)為A的軸向軸線(xiàn)垂直地布置在切向軸線(xiàn)T上。
C1，C2，W1，W2和U都是普通參數(shù)，它們可以有不同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示速度向量但是都代表普通方法獲得的已知參數(shù)，當(dāng)然，具體的速度向量圖也針對(duì)葉片其它徑向部分和發(fā)動(dòng)機(jī)每排葉片用常規(guī)方法產(chǎn)生。
圖7說(shuō)明為圖4所示的先有技術(shù)中沖擊型葉片94的平均半徑處的速度向量圖，葉片N表示一常規(guī)的固定不動(dòng)的噴管葉片，該噴管把氣流噴到轉(zhuǎn)子葉片R上，也就是直接安置在噴管下游的葉片94，在圖7所示的葉片與圓周向相鄰葉片是均勻間隔開(kāi)(未示出)，并且在相鄰葉片前后緣之間分別限定的進(jìn)出口面積是相等的，同樣，入口速度W1和出口速度W2各自也是相等的，而W2小于C1。
相反，在圖2圖5和圖6中的葉片100，44和52所示的反動(dòng)型葉片相互形成的空間用于限定一常規(guī)形式的收斂噴管(例如在圖2中的44d和52d)為了加速氣流流過(guò)相鄰葉片的后緣所限定的普通形式喉部面積，反動(dòng)型葉片加速氣流流過(guò)通道的出口速度W2大于進(jìn)口速度W1，因而反動(dòng)型葉片在葉片的前后緣之間也經(jīng)受了一壓力降。
圖8所示為圖5所示的先有技術(shù)中葉片100平均半徑處的速度向量圖，葉片N代表一普通固定式噴管葉片，該噴管把氣流噴到轉(zhuǎn)子葉片R，也就是葉片100直接安置于氣流下游，分別具有進(jìn)口速度C1和出口速度W2的向量圖是對(duì)稱(chēng)的而且相等，對(duì)于從轉(zhuǎn)子葉片R排出氣體相對(duì)于速度向量C2所測(cè)得的絕對(duì)排氣角約為40°。
圖9所示為圖6中較大反動(dòng)度葉片44在平均半徑處的速度向量圖，根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，在此向量圖中葉片N表示噴管葉片64而葉片R表示高壓渦輪葉片44，葉片44和速度向量圖的重要特點(diǎn)是W2大于C1。
較大反動(dòng)度葉片44的另一個(gè)特點(diǎn)是較大的絕對(duì)排氣角S，對(duì)于從渦輪葉片44排出的氣體如圖9所示，絕對(duì)排氣角S通過(guò)絕對(duì)速度向量C2所形成的角度，對(duì)于平均半徑處葉片反動(dòng)度R1為76%并對(duì)應(yīng)圖10與之相聯(lián)最大峰值效率時(shí)的排氣角S的值約為55°，對(duì)于平均半徑處葉片反動(dòng)度R1為68%并對(duì)應(yīng)圖10與之相關(guān)有最大峰值效率時(shí)的排氣角S的值約為50°。
然而較大反動(dòng)度葉片44的另一重要特點(diǎn)是在平均半徑處有較大的上面所述的安裝角Y，此安裝角Y要比普通反擊型葉片100的安裝角X要大。
圖10是正常效率與平均半徑處反動(dòng)度的關(guān)系曲線(xiàn)坐標(biāo)圖，效率用常規(guī)方法確定，效率可以用實(shí)際功除以理想功來(lái)表示，曲線(xiàn)106表示渦輪級(jí)的效率，包括高壓渦輪40和高壓渦輪噴管本身60。曲線(xiàn)108表示包括高壓渦輪噴管60，高壓渦輪40、低壓渦輪42所組成的渦輪組的效率以及若干周向間隔開(kāi)固定的出口導(dǎo)向葉片合適地支撐在殼體66上并位于直接與低壓渦輪葉片氣流串聯(lián)聯(lián)通的下游。出口導(dǎo)向葉片也稱(chēng)為消渦葉片并用在當(dāng)從低壓渦輪42的排氣需要消渦時(shí)，結(jié)果形成峰值組效率在平均半徑處的反動(dòng)度為76%的兩曲線(xiàn)，它們的數(shù)據(jù)點(diǎn)是根據(jù)測(cè)試得到的，而兩曲線(xiàn)的余下部分是根據(jù)分析推算出，就峰值組效率而言，曲線(xiàn)106和108是正常的，級(jí)效率曲線(xiàn)106說(shuō)明一渦輪級(jí)效率在某個(gè)反動(dòng)度值時(shí)達(dá)到峰值，例如，本實(shí)施例所示為約68%反動(dòng)度時(shí)則級(jí)效率達(dá)到峰值。
單就渦輪級(jí)效率而論，一位發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)師對(duì)于一已知渦輪的應(yīng)用，可以用常規(guī)方法來(lái)產(chǎn)生效率一反動(dòng)度的曲線(xiàn)圖以決定在取得渦輪級(jí)的最大效率值時(shí)所對(duì)應(yīng)的反動(dòng)度，例如，先有技術(shù)指出最佳效率或峰值效率或最佳性能是在反動(dòng)度40%到50%的范圍。
如上所述，增加反動(dòng)度值，特別在超過(guò)峰值效率也就是50%，結(jié)果必然形成如圖10所示使給定級(jí)的效率下降，排氣角(角S)也就增加，渦輪的擾動(dòng)損失也隨之增加，與較大反動(dòng)度相連的是由于增大了壓降所引起的葉片葉尖余隙滲漏而增加的渦輪損失并且也增大了葉片時(shí)根部分的側(cè)向角，從而增加了把葉片按裝在支撐圓盤(pán)上的困難。
發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，較大反動(dòng)度的渦輪葉柵可以用在與轉(zhuǎn)向相反的高低壓渦輪相結(jié)合而不需要中間的噴管。按照本發(fā)明的實(shí)施例，為了獲取改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)總效率，例如，可減小復(fù)雜性和部件數(shù)目，長(zhǎng)度、重量，所需冷卻空氣流量和制造成本。更具體地說(shuō)，例如，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如圖9所示與高壓渦輪44較大反動(dòng)度相聯(lián)系的大的排氣角，通過(guò)采用反轉(zhuǎn)的低壓渦輪42而不是同向轉(zhuǎn)的低壓渦輪來(lái)適應(yīng)最小效率損失的需要，而低壓渦輪不然就需要一加在中間的固定噴管，如圖9所示與在渦輪葉片44的出口處的速度向量C2相聯(lián)系的較大排氣角S與速度向量C1有很好的匹配。相似于圖9所示的排氣角，低壓渦輪42的渦輪葉片的進(jìn)口處也要求上述的匹配。
發(fā)明人也發(fā)現(xiàn)，雖然比給定級(jí)的峰值效率相對(duì)應(yīng)反動(dòng)度還大的反動(dòng)度必然會(huì)形成級(jí)效率的降低，考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)10的總效率增加，這種減小的級(jí)效率是可以接受的，特別是上述的渦輪組。
更具體地說(shuō)，在圖10的級(jí)效率曲線(xiàn)106的68%反動(dòng)度點(diǎn)表示一典型的在平均徑半徑處參照的反動(dòng)度R0，此R0達(dá)到渦輪級(jí)的峰值效率，然而測(cè)試表明較大的平均半徑處的反動(dòng)度雖然結(jié)果形成級(jí)效率降低但同時(shí)也形成組效率增加，例如，對(duì)高壓渦輪40平均半徑處76%的反動(dòng)度是大于參照反動(dòng)度R0，結(jié)果還是形成了峰值組效率;如圖10中組效率曲線(xiàn)108所示的峰值，盡管級(jí)效率本身是減小了。
圖為增加反動(dòng)度就是增加了流過(guò)渦輪轉(zhuǎn)子例如高壓渦輪的壓降，流過(guò)高壓渦輪噴管60的燃?xì)?8的速度是減小的，因此就減小了通過(guò)冷卻孔70排出的冷卻空氣30與燃?xì)?8之間的差速，如圖2所示，這樣就減小了在噴管內(nèi)的混合損失，否則這損失實(shí)際上會(huì)較大，然而，所增加的反動(dòng)度也可能增大在高壓渦輪內(nèi)冷卻空氣的混合損失，否則這損失實(shí)際上會(huì)較大，然而，所增加的反動(dòng)度也可能增大在高壓渦輪內(nèi)部卻空氣的混合損失，由于流過(guò)的燃?xì)馑俣仍龃?，但是由于典型地用于冷卻高壓渦輪噴管60的冷卻空氣量約2倍于用于高壓渦輪的冷卻空氣，這樣就有一凈增益，根據(jù)本發(fā)明，較大平均直徑處的反動(dòng)度之附加優(yōu)點(diǎn)在下文還將進(jìn)一步說(shuō)明。
為了確定在平均半徑處的反動(dòng)度，圖2說(shuō)明了四個(gè)標(biāo)號(hào)為1，2，3，4的常規(guī)測(cè)點(diǎn)，它們相應(yīng)的位置分別地在燃燒室出口62，高壓渦輪40和高壓渦輪噴管60之間的位置，高壓渦輪40和低壓渦輪42之間位置以及低壓渦輪42的出口位置。另外，測(cè)點(diǎn)1，2，3，4可分別被認(rèn)為是噴管60的入口，噴管60的出口或高壓渦輪的進(jìn)口，高壓渦輪40的出口或低壓渦輪42的進(jìn)口以及低壓渦輪42的出口或在其葉片平均半徑線(xiàn)12的位置。
如上所述，反動(dòng)度可以用各種常規(guī)方法確定，對(duì)于高壓渦輪40，反動(dòng)度被規(guī)定為發(fā)生在渦輪轉(zhuǎn)子的級(jí)靜燴降的百分?jǐn)?shù)，高壓渦輪40的平均半徑處反動(dòng)度為圖10上的橫坐標(biāo)，并可稱(chēng)為第一平均半徑處反動(dòng)度R1，并可由下式來(lái)確定R＝(Hs2-Hs3)/(Hs1-Hs3)×100%
此處，Hs2表示在高壓渦輪入口處測(cè)點(diǎn)2的已知靜焓;
此處Hs3表示在高壓渦輪40出口處測(cè)點(diǎn)3的已知靜焓;
此處Hs1表示在燃燒室36的出口和高壓渦輪噴管60的入口處測(cè)點(diǎn)1的已知靜焓。
由于沒(méi)有到低壓渦輪42的入口噴管，低壓渦輪42，級(jí)或轉(zhuǎn)子的平均半徑處反動(dòng)度可由另一公式確定或稱(chēng)為第二平均半徑處反動(dòng)度R2R2＝(Hs3-Hs4)/( -Hs4)×100%此處，Hs3表示高壓渦輪40和低壓渦輪42之間的高壓渦輪40出口處在測(cè)點(diǎn)3的已知靜燴。
此處，Hs4表示低壓渦輪42出口處在測(cè)點(diǎn)4的已知靜燴;
此處， 表示低壓渦輪42入口處在測(cè)點(diǎn)3的已知總燴。
測(cè)試表明，高壓渦輪40和低壓渦輪42在第一和第二平均半徑處反動(dòng)度R1和R2分別為76%和52%結(jié)果形成發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪組總效率的改進(jìn)，盡管高壓渦輪自身的效率降低。圖10說(shuō)明了雖然在曲線(xiàn)106中在平均半徑處反動(dòng)度為76%時(shí)的級(jí)效率低于峰值級(jí)效率但是如同曲線(xiàn)108所示其渦輪組效率卻在其峰值位置。
因此，按照本發(fā)明，逐漸增加的反動(dòng)度對(duì)于從葉片給定所要求的輸出功會(huì)考慮到更少的渦輪葉片。
如上所述，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一重要特點(diǎn)是為了獲得渦輪平均半徑處反動(dòng)度的裝置，此反動(dòng)度大于達(dá)到渦輪峰值級(jí)效率所參照的平均半徑的反動(dòng)度R。如圖2圖6和圖9所示，第一反動(dòng)裝置包含有葉片形狀包括葉片角定向都用來(lái)獲得較高的高壓渦輪平均半徑處的反動(dòng)度R1，使它大于所參照峰值級(jí)效率的反動(dòng)度 0。
同樣，為了獲得使低壓渦輪42的平均半徑處反動(dòng)度R0大于達(dá)到低壓渦輪峰值效率的一相應(yīng)參照的平均半徑處反動(dòng)度R0，使用了第二反動(dòng)裝置，該第二反動(dòng)裝置包含有如圖2所示的低壓渦輪葉片52的形狀包括葉片的角定向，低壓渦輪的葉片狀和角定向相似于高壓渦輪40的葉片44，渦輪葉片總的形狀可由給定的平均半徑處反動(dòng)度或速度向量或公開(kāi)的角定向所決定。
按照本發(fā)明的一附加優(yōu)點(diǎn)是消除了常規(guī)方法壓氣機(jī)的排氣密封并減小了的軸向推力差，因此不需要相對(duì)來(lái)說(shuō)較大的推力軸承，更具體地說(shuō)，一壓氣機(jī)排氣密封典型地用在圖1標(biāo)號(hào)為114的地方，在高壓壓氣機(jī)14和燃燒室36之間，壓氣機(jī)的排氣密封相似于圖1所示的密封116，該密封116阻止和減小了氣流通過(guò)在高壓渦輪噴管60和燃燒室36下方之間的區(qū)域。
大家知道高壓壓氣機(jī)14的排氣端壓縮空氣的壓力比位于高壓渦輪噴管60和高壓渦輪40之間的燃?xì)鈮毫σ鄬?duì)較高，壓氣機(jī)的排氣壓力以向前方向，作用在高壓壓縮機(jī)的葉片18之后向面上和在114區(qū)域的第一軸20上而燃?xì)鈮毫σ韵蚝蠓较颍饔迷诟邏簻u輪葉片44和渦輪盤(pán)50的前向面上，壓力乘在這些位置的面積結(jié)果形成一軸向推力，其中在高壓壓氣機(jī)有以向前方向和在高壓渦輪40以向后方向都作用在軸20上，由于向前推力典型地比向后推力大，存在一凈推力差，這個(gè)推力差則要求使用一壓氣機(jī)的排氣密封來(lái)減小推力負(fù)載，這樣這軸向推力才能被一普通的止推軸承所適應(yīng)，在常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承76還包含有一適應(yīng)這些力的一止推軸承，然而，考慮到本發(fā)明，高壓渦輪40的比較高的平均半徑處反動(dòng)度R1結(jié)果形成在高壓渦輪噴管60和高壓渦輪40之間的一比較高的壓力和流過(guò)高壓渦輪40的壓降增加，它們可以予先地達(dá)到一相對(duì)較低的軸承止推力而去除壓氣機(jī)的排氣端密封。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)10可予先使用較高的高壓渦輪40的反動(dòng)度以達(dá)到一軸向推力的凈減小，所以常規(guī)的壓氣機(jī)排氣端的密封可以便淘汰或更可簡(jiǎn)化成較小的推力負(fù)載差。
如圖11所示是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)118的原理示意圖，發(fā)動(dòng)機(jī)118的前部一般相似于圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)10的前部而且包括燃燒室36，高壓渦輪噴管60和一單級(jí)的高壓渦輪40，并對(duì)相似圖1所示的部件都用相同的標(biāo)號(hào)。高壓渦輪40包括連到單轉(zhuǎn)子渦輪盤(pán)上的葉片44，一個(gè)二級(jí)中壓渦輪120用在本發(fā)明的此實(shí)施例中，中壓渦輪120包括一前轉(zhuǎn)子122，該前轉(zhuǎn)子有若干裝在前渦輪盤(pán)126的轉(zhuǎn)子葉片124而渦輪盤(pán)126安裝到軸28上，一后轉(zhuǎn)子128包括若干適合連到一后轉(zhuǎn)子渦輪盤(pán)132的轉(zhuǎn)子葉片130，渦輪盤(pán)132也連到軸28上為了與前轉(zhuǎn)子122共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一常規(guī)的固定噴管134安置在第一轉(zhuǎn)子122和第二轉(zhuǎn)子128之間，其中還包括若干周向間隔開(kāi)的定子葉片。
發(fā)動(dòng)機(jī)118也包括一低壓渦輪136來(lái)驅(qū)動(dòng)反轉(zhuǎn)螺旋漿138和140，低壓渦輪136包括徑向向內(nèi)延伸的葉片排144，這些葉柵固定地連到前螺旋漿138上，葉片排142和144在沒(méi)有插進(jìn)中間的固定噴咀情況下交錯(cuò)對(duì)插地安置。
圖11所示的發(fā)動(dòng)機(jī)118也是通過(guò)使用平均半徑處的反動(dòng)度和速度向量圖來(lái)加以確定。
在本發(fā)明此實(shí)施例中，任何一個(gè)或全部反動(dòng)度都可大于達(dá)到對(duì)應(yīng)級(jí)峰值效率的參照反動(dòng)度值。例如，高壓渦輪葉片44一般說(shuō)來(lái)可達(dá)到較高反動(dòng)度R1如本發(fā)明實(shí)施例圖1所示的說(shuō)明。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中的反動(dòng)度可大于在給定渦輪級(jí)所形成峰值效率的反動(dòng)度，這種較高的反動(dòng)度可用在任意一渦輪級(jí)或所有的渦輪級(jí)中，而其中一明顯的限止是整個(gè)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的總效率。本發(fā)明的一個(gè)新的優(yōu)點(diǎn)是允許具體渦輪級(jí)的效率降低而帶來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)總效率的增大所附加的折衷辦法。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是消除了渦輪轉(zhuǎn)子之間的定子噴管，結(jié)果形成相對(duì)地尺寸較短，較輕或較簡(jiǎn)單的發(fā)動(dòng)機(jī)，這就排除了會(huì)引起效率降低的冷卻空氣的需要，否則冷卻空氣對(duì)噴管是需要的，從而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，較大的反動(dòng)度可用來(lái)減小止推軸承的尺寸，該止推軸承用在連接高壓壓氣機(jī)和高壓渦輪之間的軸上而且也排除或減小了其它平衡推力所需的更復(fù)雜的裝置諸如一推力平衡密封。
根據(jù)本發(fā)明還有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)可加以利用，這要取決于具體發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)所想要達(dá)到的具體目的，從此中的解決方案來(lái)看，很明顯本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明可以作出其它修改，并希望能體現(xiàn)在下面的權(quán)利要求內(nèi)，只要所有這些修改都符合本發(fā)明的構(gòu)思精神都落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，更具體地說(shuō)，例如沒(méi)有上游噴管的另一低壓渦輪可以安置在實(shí)施例圖1的低壓渦輪42和出口導(dǎo)向葉片110之間。在此安置中低壓渦輪42有大的反動(dòng)度和比C1更大的速度向量W2，在另一個(gè)實(shí)例中，雖然低壓渦輪42工作中連到一低壓壓氣機(jī)22，它也可以連到任何為獲取功的任意普通結(jié)構(gòu)上，諸如一同扇或一輸出軸。
因此，通過(guò)此美國(guó)專(zhuān)利想要獲得的，也就是本發(fā)明所要保護(hù)的可從下面的權(quán)利要求中加以闡明。
權(quán)利要求
1.一燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包含有第一壓縮空氣裝置；用于把從第一壓縮空氣裝置來(lái)的壓縮空氣與燃料混合并產(chǎn)生燃?xì)獾难b置；一第一渦輪轉(zhuǎn)子包括其葉根安裝在一按第一方向轉(zhuǎn)的第一渦輪盤(pán)外周上的若干第一葉柵，上述第一葉柵與上述燃燒裝置流動(dòng)聯(lián)通為了接納上述燃?xì)鈦?lái)轉(zhuǎn)動(dòng)上述第一渦輪轉(zhuǎn)子；連結(jié)第一壓縮空氣裝置到第一渦輪轉(zhuǎn)子的裝置為了一起轉(zhuǎn)動(dòng)；一第二渦輪轉(zhuǎn)子包括其葉根安裝在一與第一方向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的第二渦輪盤(pán)外周上的若干第二葉柵，上述第二葉柵與上述第一葉柵直接流動(dòng)聯(lián)通為了接納上述燃?xì)鈦?lái)轉(zhuǎn)動(dòng)上述第二渦輪轉(zhuǎn)子；在至少第一渦輪轉(zhuǎn)子和第二渦輪轉(zhuǎn)子之一的出口以及相對(duì)于其葉柵，用于獲取上述氣體的平均半徑處的速度(W2)的裝置，該出口的速度(W1)大于渦輪轉(zhuǎn)子葉片的進(jìn)口處氣體在平均半徑處的絕對(duì)速度(C1)，上述渦輪轉(zhuǎn)子的葉片在平均半徑處弦的安裝角(Y)大于30°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)其特征在于上述取得速度裝置在至少一渦輪轉(zhuǎn)子的葉片的入口處進(jìn)一步達(dá)到一平均半徑處燃?xì)馑俣萕1，該相對(duì)于至少一渦輪轉(zhuǎn)子的葉片的燃?xì)馑俣?W1)小于上述平均半徑處的燃?xì)獬隹谒俣?W2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)其特征在于上述取得速度裝置包含有上述一渦輪轉(zhuǎn)子的渦輪葉片形狀，其中還包括葉片的角度定向。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)其特征在于上述取得速度裝置還包括用于獲取大于達(dá)到相應(yīng)渦輪級(jí)峰值效率的平均半徑處參照反動(dòng)度之上述渦輪轉(zhuǎn)子平均半徑處反動(dòng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)還包括一安置在上述燃燒裝置和上述第一渦輪轉(zhuǎn)子之間并成串聯(lián)流動(dòng)聯(lián)通的一固定噴管，上述第一渦輪轉(zhuǎn)子和上述噴管確定了一第一渦輪級(jí)，其特征在于上述反動(dòng)裝置包含有獲取一大于上述第一渦輪級(jí)所參照的平均半徑處反動(dòng)度(R0)之第一平均半徑處反動(dòng)度R1的第一反動(dòng)裝置，第一渦輪級(jí)包括上述第一渦輪葉片的一予定形狀，而上述第一平均半徑處反動(dòng)度R1表示發(fā)生在第一渦輪轉(zhuǎn)子并流過(guò)上述第一渦輪級(jí)的燃?xì)忪o燴降的百分?jǐn)?shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)其特征在于上述第一平均半徑處反動(dòng)度R由以下公式確定R1＝(Hs2-Hs3)/(Hs1-Hs3)×100%此處Hs2表示在第一渦輪轉(zhuǎn)子入口處的靜焓Hs3表示在第一渦輪轉(zhuǎn)子出口處的靜焓Hs1表示在燃燒裝置出口處的靜焓
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)其特征在于上述第一平均半徑處反動(dòng)度R1大于50%。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)其特征在于上述第一平均半徑處反動(dòng)度R1約為76%。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)其特征在于上述第一渦輪每個(gè)葉片分別有比較厚的前緣部分和比較薄的后緣部分，上述第一渦輪轉(zhuǎn)子是上述一個(gè)渦輪轉(zhuǎn)子而上述第一渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速度至少和上述第二渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一樣大。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)其特征在于上述第一渦輪每個(gè)葉片分別有比較厚的前緣部分和比較薄的后緣部分，葉片的形狀為了獲得一大于50°絕對(duì)排氣角(s)。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)還包括第二壓縮空氣裝置安置在上述第一壓縮空氣裝置的上游并與第一壓縮空氣裝置流動(dòng)聯(lián)通，和把第二壓縮空氣裝置連到第二渦輪轉(zhuǎn)子的裝置為了一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)還包括為獲取上述第二渦輪轉(zhuǎn)子的一第二平均半徑處反動(dòng)度R2的第二反動(dòng)裝置，上述第二平均半徑處反動(dòng)度R2大于上述第二渦輪轉(zhuǎn)子參照的平均半徑處反動(dòng)度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于上述第一和第二反動(dòng)裝置還包含有上述第一和第二渦輪葉柵中的相鄰二葉片分別被間隔成一收斂通道為加速氣流通過(guò)位于其靠近后緣處的一喉部最小面積。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于第一和第二渦輪的葉片形狀為了在第一和第二渦輪葉柵葉根處分別有反動(dòng)度最小值并向著第一和第二渦輪葉柵的頂部其數(shù)值隨之增加。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于空氣從上述第一壓縮空氣裝置在出口壓力下排放而燃?xì)鈴纳鲜鋈紵b置有一入口壓力下通到上述第一渦輪，上述第一壓縮空氣裝置有一出口面積而上述第一渦輪有一入口面積，上述第一平均半徑處反動(dòng)度R有一有效值，用來(lái)平衡作用在上述出口面積的出口壓力和作用在上述入口面積的入口壓力所產(chǎn)生的推力。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)其特征在于上述第一渦輪轉(zhuǎn)子只有一單一的轉(zhuǎn)子。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)其特征在于上述第二渦輪轉(zhuǎn)子包含有前級(jí)和后級(jí)其中分別包括前后共軸轉(zhuǎn)子，每個(gè)轉(zhuǎn)子有若干渦輪葉片，而渦輪葉片的葉根裝在其周邊上，而一固定的渦輪噴管安置在上述前后渦輪轉(zhuǎn)子葉柵之間并且處在流動(dòng)聯(lián)通中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，還包括第二壓縮空氣裝置，安置在第一壓縮空氣裝置的上游并與第一壓縮空氣裝置流動(dòng)聯(lián)通;和把第二壓縮空氣裝置連到上述前和后渦輪轉(zhuǎn)子為了共軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
19.一燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包含有第一壓縮空氣裝置;第二壓縮空氣裝置安置在第一壓縮空氣裝置上游并與第一壓縮空氣裝置流動(dòng)聯(lián)通;接納從第一壓縮空氣裝置來(lái)的壓縮空氣與燃油一起燃燒的裝置并產(chǎn)生燃?xì)?一第一固定噴管安置在上述燃燒裝置的下游并與燃燒裝置流動(dòng)聯(lián)通;一第一渦輪轉(zhuǎn)子包括若干第一葉柵其葉根裝在第一渦輪圓盤(pán)的周邊上并按第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，上述第一葉柵與接納轉(zhuǎn)動(dòng)上述第一渦輪的燃?xì)獾纳鲜龅谝粐姽芟嗔鲃?dòng)聯(lián)通，上述第一噴管和第一渦輪轉(zhuǎn)子確定了第一渦輪級(jí);把第一壓縮空氣裝置連到上述第一渦輪轉(zhuǎn)子的裝置為了一起轉(zhuǎn)動(dòng);一第二渦輪轉(zhuǎn)子包括若干第二葉柵，其葉根裝在一第二渦輪盤(pán)的周邊上并以與第一方向相反的第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)，上述第二葉柵與上述接納轉(zhuǎn)動(dòng)第二渦輪的燃?xì)獾牡谝蝗~柵處于直接流動(dòng)聯(lián)結(jié);把上述第二壓縮空氣裝置連到上述第二渦輪的裝置為了一起轉(zhuǎn)動(dòng);在至少上述第一和第二渦輪轉(zhuǎn)子之一的出口，相對(duì)于至少上述第一和第二渦輪轉(zhuǎn)子之一的葉柵，獲取一平均半徑處燃?xì)馑俣?W2)的裝置，該速度(W2)大于在至少一渦輪轉(zhuǎn)子葉柵進(jìn)口處燃?xì)庠谄骄霃教幍慕^對(duì)速度(C1);獲取上述第一渦輪轉(zhuǎn)子的第一平均半徑處反動(dòng)度R1的第一反動(dòng)裝置包含有上述第一渦輪葉片的予定形狀以及上述第一反動(dòng)度R1表示發(fā)生在第一渦輪轉(zhuǎn)子并流過(guò)第一渦輪級(jí)的燃?xì)忪o燴降百分比;獲取上述第二渦輪轉(zhuǎn)子的第二平均半徑處反動(dòng)度R2的第二反動(dòng)裝置包含有上述第二渦輪葉片的予定形狀和定向;至少上述第一反動(dòng)度R1和第二反動(dòng)度R2之一，分別大于達(dá)到第一和第二渦輪轉(zhuǎn)子峰值效率的參照平均半徑處反動(dòng)度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于上述第一平均半徑處反動(dòng)度R由下式確定R1＝(Hs2-Hs3)/(Hs1-Hs3)×100%此外Hs2表示上述第一渦輪轉(zhuǎn)子入口處的靜焓;Hs3表示上述第一渦輪轉(zhuǎn)子出口處的靜焓;Hs1表示上述燃燒裝置出口處的靜焓;其特征在于上述第二平均半徑處反動(dòng)度R由下式確定R2＝(Hs3-Hs4)/(
-Hs4)×100%此處Hs4表示上述第二渦輪轉(zhuǎn)子出口處的靜燴
表示上述第二渦輪轉(zhuǎn)子入口處的總燴其中至少一反動(dòng)度是上述第一反動(dòng)度R而且第一反動(dòng)度大于50%。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)其特征在于R1有一達(dá)到約76%的值而R2有約為52%的值。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于上述第一和第二反動(dòng)裝置還分別包含有上述第一和第二渦輪葉柵的相鄰葉片，相鄰葉片之間的空間限定了一收斂通道用來(lái)加速氣體流過(guò)通道以及限定了位于其靠近后緣的喉部最小面積。
23.用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的一渦輪葉片，其中燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)具有第一和第二相鄰且轉(zhuǎn)向相反的渦輪轉(zhuǎn)子，第一渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)地連到壓縮裝置，至少上述第一和第二渦輪轉(zhuǎn)子之一包括若干的上述葉片，每個(gè)葉片有前緣和后緣，上述二相鄰葉片之間相互形成的空間限定了接納燃?xì)獾倪M(jìn)口和排出燃?xì)獾某隹?，上述葉片還包括獲取一在上述出口處和相對(duì)于上述葉片之平均半徑處速度(W2)的裝置，該速度(W2)大于入口處的燃?xì)庠谄骄霃教幍慕^對(duì)速度(C1)，上述葉片具有大于30°的在平均半徑處弦的安裝角(Y)。
24.根據(jù)權(quán)利要求24所述的渦輪葉片，其特征在于速度取得裝置在入口處和相對(duì)于上述葉片達(dá)到了一平均半徑處的燃?xì)膺^(guò)度(W1)，該速度(W1)小于在出口處平均半徑的相對(duì)速度(W2)。
25.根據(jù)權(quán)利要求25所述的渦輪葉片，其特征在于速度取得裝置包含有渦輪葉片的形狀其中包括角度定向。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的渦輪葉片，其特征在于速度取得裝置還包括取得一至少一渦輪轉(zhuǎn)子平均半徑處反動(dòng)度的裝置，該反動(dòng)度大于達(dá)到相應(yīng)渦輪級(jí)峰值效率所參照的平均半徑處反動(dòng)度。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的渦輪葉片其特征在于至少一渦輪轉(zhuǎn)子包含有第一渦輪轉(zhuǎn)子而上述發(fā)動(dòng)機(jī)還包括一安置在燃燒裝置與第一渦輪轉(zhuǎn)子之間的一固定噴管并與它們串聯(lián)流動(dòng)相聯(lián)，上述第一渦輪轉(zhuǎn)子和噴管確定了第一渦輪級(jí)，其特征在于上述反動(dòng)裝置包含有取得第一平均半徑處反動(dòng)度R1的第一反動(dòng)裝置，此反動(dòng)度R1大于第一渦輪級(jí)的參照反動(dòng)度R0(平均半徑處)，第一渦輪級(jí)包括上述渦輪葉片的予定形狀而上述第一平均半徑處反動(dòng)度R1表示發(fā)生的在渦輪轉(zhuǎn)子并流過(guò)一渦輪級(jí)時(shí)燃?xì)忪o燴降的百分比。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的渦輪葉片其特征在于第一平均半徑處反動(dòng)度R由下式確定。R＝(Hs2-Hs3)/(Hs1-Hs3)×100%此處Hs2表示渦輪轉(zhuǎn)子入口處的靜焓Hs3表示渦輪轉(zhuǎn)子出口處的靜焓Hs1表示燃燒裝置出口處的靜焓
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的渦輪葉片其特征在于第一平均半徑處反動(dòng)度R 1 大于50%。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的渦輪葉片，其特征在于第一平均半徑處反動(dòng)度R1約為76%。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的渦輪葉片還分別包括比較厚和比較薄的前后緣部分。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的渦輪葉片還分別包括比較厚和比較薄的前后緣部分，葉片的形狀用來(lái)獲取大于50°的絕對(duì)排氣角(S)。
33.根據(jù)權(quán)利要求26所述的渦輪葉片，其特征在于上述速度取得裝置包含有渦輪葉片的形狀，其中包括葉片角度定向。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的渦輪葉片，其特征在于上述渦輪葉片形狀用在第一渦輪轉(zhuǎn)子。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的渦輪葉片，其特征在于上述第一渦輪轉(zhuǎn)子只包含有一單一轉(zhuǎn)子。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的渦輪葉片，其特征在于上述渦輪葉片形狀用在第二渦輪轉(zhuǎn)子。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的渦輪葉片，其特征在于上述第二渦輪轉(zhuǎn)子包含有前和后級(jí)分別包括前后共軸的轉(zhuǎn)子，每級(jí)具有若干渦輪葉片，而葉片的葉根裝在其周邊上，而一固定的渦輪噴管安置在前和后渦輪轉(zhuǎn)子的葉片之間并處于流動(dòng)聯(lián)通。
38.根據(jù)權(quán)利要求26所述的渦輪葉片，其特征在于上述反動(dòng)裝置包含有葉片的予定形狀而相鄰二葉片之間的空間限定了一收斂通道用來(lái)加速氣流流過(guò)通道并在位于靠近后緣處限定了最小面積的喉部。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的渦輪葉片，其特征在于葉片的形狀使葉片葉根處獲得最小反動(dòng)度值，并向著葉片頂端反動(dòng)度值隨之增加。
40.一燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包含有一第一渦輪轉(zhuǎn)子包括若干第一葉片，葉片葉根裝在以第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)的第一環(huán)形件的周邊上，上述第一葉柵與燃燒裝置流動(dòng)聯(lián)通為了接納從燃燒裝置來(lái)的燃?xì)庖赞D(zhuǎn)動(dòng)第一渦輪轉(zhuǎn)子;一第二渦輪轉(zhuǎn)子包括若干第二葉片，葉片葉根裝在以第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)的第二環(huán)形件的周邊上，上述第二葉柵與第一葉柵直接流動(dòng)聯(lián)通為了接納燃?xì)鈦?lái)轉(zhuǎn)動(dòng)第二渦輪轉(zhuǎn)子;在至少上述第一和第二渦輪轉(zhuǎn)子之一的出口，相對(duì)于至少上述第一和第二渦輪轉(zhuǎn)子之一的葉柵，獲取一平均半徑處燃?xì)馑俣?W2)的裝置，該速度(W2)大于在至少一渦輪轉(zhuǎn)子葉柵進(jìn)口處燃?xì)庠谄骄霃教幍慕^對(duì)速度(C1);上述速度取得裝置還包括取得一渦輪轉(zhuǎn)子平均半徑處反動(dòng)度的裝置，該反動(dòng)度大于達(dá)到相應(yīng)渦輪級(jí)峰值效率所參照的平均半徑處反動(dòng)度。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于上述速度取得裝置在入口處和相對(duì)于上述至少一渦輪轉(zhuǎn)子的葉片達(dá)到了一平均半徑處的燃?xì)馑俣?W1)，該速度(W1)小于在出口處平均半徑處的相對(duì)速度(W2)。
42.根據(jù)權(quán)利要求41的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于上述速度取得裝置包含有上述一渦輪轉(zhuǎn)子的渦輪葉片的形狀其中包括葉片角度定向。
43.根據(jù)權(quán)利要求40的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)還包括第一壓縮空氣裝置;燃燒壓縮空氣與燃油的裝置接納來(lái)自第一壓縮裝置的壓縮空氣并產(chǎn)生燃?xì)?把第一壓縮裝置連到第一渦輪轉(zhuǎn)子的裝置為了一起轉(zhuǎn)動(dòng);一固定噴管安置在燃燒裝置和第一渦輪轉(zhuǎn)子之間并與它們處于串聯(lián)流動(dòng)聯(lián)通。上述第一渦輪轉(zhuǎn)子和上述噴管確定了一第一渦輪級(jí);其特征在于上述反動(dòng)裝置包含有取得一第一平均半徑處反動(dòng)度R1的第一反動(dòng)裝置，該反動(dòng)度R1大于第一渦輪級(jí)參照的平均半徑處反動(dòng)度，第一渦輪級(jí)包括第一渦輪葉片的予定形狀，而上述第一平均半徑處反動(dòng)度表示燃?xì)饬鬟^(guò)發(fā)生在第一渦輪轉(zhuǎn)子的第一渦輪級(jí)靜燴降的白分?jǐn)?shù)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)其特征在于第一平均半徑處反動(dòng)度R由下式確定R1＝(Hs2-Hs3)/(Hs1-Hs3)×100%此處，Hs2表示第一渦輪轉(zhuǎn)子入口處的靜焓Hs3表示第一渦輪轉(zhuǎn)子出口處的靜焓Hs1表示燃燒裝置出口處的靜焓
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)其特征在于第一平均半徑處反動(dòng)度R1大于50%。
46.根據(jù)權(quán)利要求43所述的燃?xì)鉁u動(dòng)機(jī)其特征在于第一平均半徑處反動(dòng)度R1約為76%。
47.根據(jù)權(quán)利要求43所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于第一渦輪葉柵的每個(gè)葉片分別有較厚的前緣和較薄的后緣部分，上述第一渦輪轉(zhuǎn)子是一渦輪轉(zhuǎn)子，上述第一渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速至少和第二渦輪轉(zhuǎn)子一樣大。
48.根據(jù)權(quán)利要求43所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于第一渦輪葉柵每個(gè)葉片分別有較厚的前緣和較薄的后緣，葉片形狀為了取得一大于50°的絕對(duì)排氣角(S)。
49.根據(jù)權(quán)利要求43所述的燃?xì)鉁u輪反動(dòng)機(jī)還包括第二壓縮空氣裝置安裝在第一壓縮裝置的上游并與之成流動(dòng)聯(lián)通;和把第二壓縮裝置連到第二渦輪轉(zhuǎn)子的裝置使一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)還包括獲取第二渦輪轉(zhuǎn)子的第二平均半徑處反動(dòng)度R2的第二反動(dòng)裝置，上述第二平均半徑處反動(dòng)度R2大于第二渦輪轉(zhuǎn)子的一參照平均半徑處反動(dòng)度。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于第一和第二反動(dòng)裝置還包括有第一和第二渦輪葉柵的相鄰葉片之間空間限定了一收斂通道來(lái)加速燃?xì)饬鬟^(guò)通道并限定位于靠近其后緣的喉部最小面積。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于第一和第二渦輪葉片形狀分別使第一和第二渦輪葉柵的葉根取得最小反動(dòng)度值并向著第一和第二葉柵的頂端其反動(dòng)度值隨之增加。
53.根據(jù)權(quán)利要求43所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于空氣在出口壓力下從第一壓縮裝置排出而燃?xì)鈴娜紵b置在入口壓力下通到第一渦輪，上述第一壓縮裝置有一出口面積而上述第一渦輪有一入口面積，上述第一平均半徑處反動(dòng)度R有一有效值用來(lái)平衡由作用在出口面積上的出口壓力和作用在入口面積上的入口壓力所產(chǎn)生的推力。
54.根據(jù)權(quán)利要求43所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于第一渦輪轉(zhuǎn)子只包含有一單一轉(zhuǎn)子。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于第二渦輪轉(zhuǎn)子分別包含有前和后級(jí)其中包括前和后共軸轉(zhuǎn)子，每個(gè)級(jí)有若干渦輪葉片，其葉根裝在其周邊上，一固定渦輪噴咀安置在前和后渦輪轉(zhuǎn)子葉柵之間并與它們流動(dòng)聯(lián)通。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)還包括第二壓縮空氣裝置安置在第一壓縮裝置的上游，并與之成流動(dòng)聯(lián)通;和把第二壓縮裝置連到上述前和后端輪轉(zhuǎn)子為了一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
57.根據(jù)權(quán)利要求40所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于上述一渦輪轉(zhuǎn)子的葉片具有大于30°的在平均半徑處弦的安裝角(Y)。
58.燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的一渦輪葉片，其中燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)有一包括若干葉片的渦輪轉(zhuǎn)子，每個(gè)葉片有前緣和后緣，相鄰葉片之間形成的空間限定了接納燃?xì)獾倪M(jìn)口和排出燃?xì)獾某隹?，上述葉片還包括獲取一在上述出口處和相對(duì)于上述葉片平均半徑處速度(W2)的裝置。上述速度取得裝置還包括取得一渦輪轉(zhuǎn)子平均半徑處反動(dòng)度的裝置，該反動(dòng)度大于達(dá)到相應(yīng)渦輪級(jí)峰值效率所參照的平均半徑處反動(dòng)度。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于速度取得裝置在入口處和相對(duì)于上述葉片達(dá)到了一平均半徑處的燃?xì)馑俣?W1)，該速度(W1)小于出口處平均半徑的相對(duì)速度(W2)。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的渦輪葉片，其特征在于速度取得裝置包含有渦輪葉片的形狀，其中包括葉片角度的定向。
61.根據(jù)權(quán)利要求58所述的渦輪葉片，其特征在于上述發(fā)動(dòng)機(jī)還包括一固定噴管安置在燃燒裝置和渦輪轉(zhuǎn)子之間并與它們串聯(lián)流通相聯(lián)，上述渦輪轉(zhuǎn)子和噴管限定了第一渦輪級(jí)而其中上述反動(dòng)裝置包含有第一反動(dòng)裝置用于獲取大于第一渦輪級(jí)參照的平均半徑處反動(dòng)度(R0)的第一平均半徑處反動(dòng)度R1，該第一渦輪級(jí)包括渦輪葉片的予定形狀而上述第一平均半徑處反動(dòng)度R1表示燃?xì)饬鬟^(guò)發(fā)生在渦輪轉(zhuǎn)子上，第一渦輪級(jí)的靜燴降之百分比。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的渦輪葉片，其特征在于上述第一平均半徑處反動(dòng)度R1由下式限定R1＝(Hs2-Hs3)/(Hs1-Hs3)×100%此處Hs2表示渦輪轉(zhuǎn)子入口處的靜焓Hs3表示渦輪轉(zhuǎn)子出口處的靜焓Hs1表示燃燒裝置出口處的靜焓
63.根據(jù)權(quán)利要求61所述的渦輪葉片，其特征在于第一平均半徑處反動(dòng)度R1大于50%。
64.根據(jù)權(quán)利要求61所述的渦輪葉片，其特征在于第一平均半徑處反動(dòng)度R1約為76%。
65.根據(jù)權(quán)利要求61所述的渦輪葉片，還分別包括較厚的前緣部分和較薄的后緣部分。
66.根據(jù)權(quán)利要求61所述的渦輪葉片還分別包括較厚的前緣部分和較薄的后緣部分，上述葉片形狀為了取得大于50°的絕對(duì)排氣角(S)。
67.根據(jù)權(quán)利要求59所述的渦輪葉片，其特征在于上述渦輪轉(zhuǎn)子是一第一渦輪轉(zhuǎn)子而上述發(fā)動(dòng)機(jī)包括轉(zhuǎn)動(dòng)方向與第一渦輪轉(zhuǎn)子相反的第二渦輪轉(zhuǎn)子，其特征在于渦輪葉片的形狀用于至少上述第一和第二渦輪轉(zhuǎn)子之一。
68.根據(jù)權(quán)利要求67所述的渦輪葉片，其特征在于上述渦輪葉片形狀用在第一渦輪轉(zhuǎn)子。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于渦輪轉(zhuǎn)子只含有一單一的轉(zhuǎn)子。
70.根據(jù)權(quán)利要求67所述的渦輪葉片，其特征在于上述渦輪葉片形狀用在第二渦輪轉(zhuǎn)子。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的渦輪葉片，其特征在于上述第二渦輪轉(zhuǎn)子包含有前和后級(jí)，其中分別包括前和后共軸轉(zhuǎn)子，每個(gè)級(jí)有若干葉片，葉片葉根裝在其的周邊上而一固定的渦輪噴管安置在前和后渦輪轉(zhuǎn)子的葉柵之間并與它們成流動(dòng)聯(lián)通。
72.根據(jù)權(quán)利要求59所述的渦輪葉片，其特征在于上述反動(dòng)裝置包含有葉片一予定形狀，而上述相鄰葉片之間空間限定了一收斂通道用來(lái)加速氣流流過(guò)通道并限定位于靠近后緣的喉部最小面積。
73.根據(jù)權(quán)利要求72所述的渦輪葉片，其特征在于渦輪葉片形狀使葉片的葉根處取得最小反動(dòng)值并向著葉片頂端，其數(shù)值隨之增加。
74.根據(jù)權(quán)利要求58所述的渦輪葉片，其特征在于上述葉片在平均半徑處的弦有大于30°的安裝角。
全文摘要
公開(kāi)了一改進(jìn)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括共軸的第一和第二渦輪轉(zhuǎn)子而沒(méi)有在中間插進(jìn)噴管，也公開(kāi)了取得在平均半徑處相對(duì)出口速度的裝置，該速度大于至少轉(zhuǎn)子之一在平均半徑處絕對(duì)入口速度。在一實(shí)施例中，至少轉(zhuǎn)子中一個(gè)的反動(dòng)度大于達(dá)到一渦輪峰值效率的參照反動(dòng)度，優(yōu)點(diǎn)包括改進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)總效率和減輕重量，減小了冷卻氣量和簡(jiǎn)化了發(fā)動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)F01D5/14GK1041815SQ8810711
公開(kāi)日1990年5月2日 申請(qǐng)日期1988年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月10日
發(fā)明者羅林·喬治·吉芬, 迪安·托馬斯·利納恩 申請(qǐng)人:通用電氣公司