CN101158293A - 导向器及其调节喉道流通面积的方法及涡轮发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导向器及其调节喉道流通面积的方法及涡轮发动机，在导向器的导叶的压力面的尾部开有气孔，气孔距所述导叶的尾端的距离等于所述导叶的尾端与首端之间直线距离的4－12％。通过该气孔向导向器喉道的后部喷气，改变喉道的流通面积。喷气的总压可以连续变化，实现导向器喉道面积连续调节，避免叶尖泄漏流损失，减少吸力面分离，结构简单、效率高，尤其适用于变循环涡轮发动机等。

Description

导向器及其调节喉道流通面积的方法及涡轮发动机

技术领域

本发明涉及一种涡轮发动机，尤其涉及一种涡轮发动机的导向器及其调节喉道流通面积的方法及涡轮发动机。

背景技术

在飞行任务中包含广泛的马赫数，或者飞行包线中要求多个工作点有较好性能时，需要设计在不同工况热力循环下保持良好性能的变循环发动机。

变循环发动机一般依靠改变部件几何特征实现。涡轮发动机的导向器的喉道面积直接影响通过发动机的空气流量，这就使导向器的喉道面积成为主要调节的参数之一。

如图1所示，现有技术中的调节导向器的喉道面积的方式，是调节导叶1安装角。具体是在每个导叶1上径向安装转轴2，通过转轴2在周向上共同改变其安装角，从而改变导向器的喉道流通面积。

如图2所示，导叶1转动前喉道的宽度为h；导叶1转动后，喉道的宽度为h’。通过导叶1转动，改变喉道面积，进而改变流量，从而改变发动机推力。

上述现有技术至少存在以下缺点：由于周向传动零件的存在，使重量增加，结构复杂，且由于导叶1为动安装，存在间隙泄漏损失，效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、效率高的导向器及其调节喉道流通面积的方法及涡轮发动机。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的导向器，包括导叶，所述的导叶的压力面的尾部开有气孔。

本发明的上述的导向器调节喉道流通面积的方法，通过导叶的压力面的尾部的气孔向该导向器喉道的后部喷气，改变所述喉道的流通面积。

本发明的涡轮发动机，所述的涡轮发动机包括上述的导向器。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的导向器及其调节喉道流通面积的方法及涡轮发动机，由于导叶的压力面的尾部开有气孔，通过该气孔向该导向器喉道的后部喷气，改变所述喉道的流通面积。结构简单、效率高。

附图说明

图1为现有技术中导向器的导叶的安装结构局部示意图；

图2为现有技术中导叶转动改变导向器的喉道流通面积的状态示意图；

图3为本发明的导向器的导叶的结构示意图；

图4为本发明中导叶的尾端的局部结构示意图；

图5为图4的A向视图一；

图6为图4的A向视图二。

具体实施方式

本发明的导向器其较佳的具体实施方式如图3、图4所示，包括导叶1，导叶1的压力面的尾部开有气孔3。气孔3距导叶1的尾端5的距离等于导叶1的尾端5与首端4之间直线距离(弦长)的4-12％，可以是5％、7％、10％等，也可以是其它的距离。

如图5、图6所示，气孔3为长条形孔，长条形气孔3可以平行于导叶1的尾缘；也可以与导叶1的尾缘呈0-30°的夹角。

本发明的上述的导向器调节喉道流通面积的方法，通过导叶1的压力面的尾部的气孔3向该导向器喉道的后部喷气，改变喉道的流通面积。通过调节喷气的总压，调节喉道的流通面积，喷气的总压可以连续变化，变化范围可以为0-0.1MPa，可以为30000Pa、50000Pa、80000Pa等，也可以是其它的压力值。

本发明的涡轮发动机，包括上述的导向器。

本发明通过在导向器在导叶压力面尾缘附近开孔，通过开口向导叶的压力面尾缘附近喷气，实现导向器喉道面积连续调节，避免叶尖泄漏流损失，减少吸力面分离，结构简单、效率高，尤其适用于变循环发动机等。

可以由高压压气机引气进行喷气，通过改变喷气的总压，使得射流深度改变，从而改变喉道面积，其中喷气总压可以连续变化，自动适应不同飞行状况的需要。

具体实施例，如表1所示：

表1喷气得到喉道处流量变化

	流量(kg/m.s)	流量增加(％)
			没有挖孔和喷气	1.21
距尾端5％弦长挖孔，30000Pa喷气总压喷气	1.28	5.81
			距尾端5％弦长挖孔，50000Pa喷气总压喷气	1.26	4.06
距尾端10％弦长挖孔，30000Pa喷气总压喷气	1.24	2.75
			距尾端10％弦长挖孔，50000Pa喷气总压喷气	1.24	2.16

本发明实施过程中，可以通过数值模拟手段，根据模拟结果，分析流动控制机理与可以控制范围。分别针对导向器内部流动情况和飞行要求确定控制形式，得到喷气总压变化范围。还可以通过叶栅实验验证，给出需要的喷气处结构。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导向器，包括导叶，其特征在于，所述的导叶的压力面的尾部开有气孔。

2.根据权利要求1所述的导向器，其特征在于，所述的气孔为长条形孔。

3.根据权利要求2所述的导向器，其特征在于，所述长条形孔平行于所述导叶的尾缘。

4.根据权利要求2所述的导向器，  其特征在于，  所述长条形孔与所述导叶的尾缘呈0-30°的夹角。

5.根据权利要求1或2所述的导向器，其特征在于，所述的气孔距所述导叶的尾端的距离等于所述导叶的尾端与首端之间直线距离的4-12％。

6.根据权利要求5所述的导向器，其特征在于，所述的气孔距所述导叶的尾端的距离等于所述导叶的尾端与首端之间直线距离的5％或10％。

7.一种权利要求1至6所述的导向器调节喉道流通面积的方法，其特征在于，通过导叶的压力面的尾部的气孔向该导向器喉道的后部喷气，改变所述喉道的流通面积。

8.根据权利要求7所述的导向器调节喉道流通面积的方法，其特征在于，通过调节所述喷气的总压，调节所述喉道的流通面积，所述喷气的总压可以连续变化。

9.根据权利要求8所述的导向器调节喉道流通面积的方法，其特征在于，所述喷气的总压的变化范围为0-0.1MPa。

10.一种涡轮发动机，其特征在于，所述的涡轮发动机包括权利要求1至6所述的导向器。

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