高负荷“外骨骼”高压转子的可行性

所谓“外骨骼”高压转子，可以理解为和传统的动静结构正好相反（图中黑色为静子，白色为转子）。就是将传动轴包裹在压气机叶片、燃烧室和涡轮叶片之外，叶尖固定在传动轴的内壁，叶根固定在中环上，中环内壁和不动的中间轴间为传统的封严结构，转动时由叶尖带动叶根。静子和燃烧室则安装、固定在中间轴上，前几排静子的角度调节装置也在中间轴内，中间轴的支撑在转子的前后端，跨度虽然有点大，但中间轴直径较大，且固定不动，刚性应有保证。风扇传动轴从中间轴内穿过。采用这种结构的好处是
完全消除线速度最大的动叶叶尖间隙和振动，杜绝叶尖和机匣的碰撞，可靠性增加，
消除线速度最大的动叶尖气流损失，可采用前后掠叶片、效率高，
转子压气机前半部分可采用碳纤维复合材料，重量轻，燃烧室、涡轮部分采用耐热合金，增加刚性。彩图为涡轮研究院研制的高负荷双级风扇，扇叶间采用类似的箍，压比高达4.27，重量比常规设计还轻40%-50%
涡轮叶片的冷却空气，可以从“外骨骼”与机匣间狭窄的缝隙引入，这股气流流过燃烧室外壁，温度较高，粘度较大，承载能力较高，再加上转子圆周较大，气流流量大，设计好的话，转子可能只用前面一个止推轴承加后面的空气轴承让支撑简化。
当然此结构也存在惯量较高，转速较低的缺点，不过随着材料科学的进步，进一步降低“外骨骼”质量的可能性还是很大的





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