CN103047193A - 航空发动机压气机防喘结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种航空发动机压气机防喘结构，在压气机匣内部安装有静子环，静子环上设置有周向均布的静子叶片，压气机转子位于压气机匣1内并安装有转子叶片，位于静子环上的一周静子叶片位置，在每2片静子叶片中间开有径向放气孔，在压气机匣和中介机匣上对应位置上开有直径大于径向放气孔的放气孔。本发明除了冲角过大引起失速和发生喘振的可能性；流动条件也得到改善，从而可以有效地防止喘振。这种结构的优点是可改善压气机特性、扩大稳定工作范围，并可用于防止“前喘后涡”型喘振，同时具有加工方便，尺寸要求精度低，结构简单，成本低、减小气体损失的特点。

Description

航空发动机压气机防喘结构
技术领域
本发明涉及一种航空发动机压气机防喘结构。
背景技术
航空发动机的多级轴流压气机在变工况下工作时，当进口流量减小时，冲角为正值，气流在叶背侧会产生分离，在此区域内，分离一旦产生，就有继续发展下去的趋势，因此，过大的正冲角可使压气机的工作不稳定，从而引起喘振。当发动机转速小于设计转速时，前几级压气机由于冲角过大而产生喘振，而在末级中冲角减小，压升值和效率迅速降低，当工况偏离设计工况很大时，末级的压升值很可能变为负值，处于涡轮状态，以上的情况我们成为“前喘后涡”状态，是多级轴流压气机在偏离设计工况时容易发生的一种现象。
在现代高增压比的航空发动机的压气机上都有防喘振措施，防喘装置按机构形式可以分为：放气机构、设置可转进口导流叶片和可转静子叶片、设计可变弯度进口导流叶片、设计进气处理机匣结构和多转子发动机结构等，其中放气机构的原理是空气从压气机中间级或末级放出，此方法简单而有效，缺点是将增压后的空气白白放掉，会使压气机的效率降低；设置可转进口导流叶片和可转静子叶片是当压气机在非设计状态工作时，将进口导流叶片旋转一个角度，使压气机进口预旋量相应改变，这样就可以使第一级工作叶片的进气攻角恢复到接近设计状态的情况，消除了叶背上的气流分离，避免了喘振现象的发生；设计可变弯度的进口导流叶片，叶片由前、后两段组成，前段固定以适应来流的情况，后段可以连续调节以保证工作叶片所要求的进气攻角；设计进气处理机匣结构是指在压气机进气机匣处壁开窄缝、槽、孔等，可以延迟叶片的失速，扩大压气机的喘振裕度；双转子发动机由于它在相同增压比的情况上比单转子发动机具有工作范围宽，同样增压比下级数少，非设计状态效率高等优点。三转子的结构、支承、传力、润滑都较复杂，成本费用高。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单、高效的航空发动机压气机防喘结构，可改善压气机特性、扩大稳定工作范围，并可用于防止“前喘后涡”型喘振。
本发明的技术方案是：航空发动机压气机的防喘结构包括压气机匣、中介机匣和静子环，中介机匣安装在压气机匣上，压气机匣内部安装有静子环，静子环上设置有周向均布的静子叶片，压气机转子4位于压气机匣内并安装有转子叶片，转子叶片与静子叶片相互交错，形成内涵道，中介机匣外部为外涵道，位于静子环上的一周静子叶片位置，在每2片静子叶片中间开有径向放气孔，在压气机匣和中介机匣上对应位置上开有直径大于径向放气孔的放气孔，所述的静子叶片和径向放气孔为76个，所述的静子环上的放气孔的直径为5mm，压气机匣和中介机匣上的放气孔的直径为6mm。
本发明在使用时，压气机的内涵道中的气体通过静子环的放气孔进入静子环外环与压气机机匣之间的环形腔内，然后再通过压气机机匣和中介机匣的放气孔流入外涵道中。通过放气，首级压气机的流量增加，相应的轴向速度和流量系数增加，从而消除了冲角过大引起失速和发生喘振的可能性；由于首级压气机工作条件的改善以及压比和效率的提高，末级的空气密度增加，流动条件也得到改善，从而可以有效地防止喘振。这种结构的优点是可改善压气机特性、扩大稳定工作范围，并可用于防止“前喘后涡”型喘振，同时具有加工方便，尺寸要求精度低，结构简单，成本低、减小气体损失的特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图所示，航空发动机压气机的防喘结构包括压气机匣1、中介机匣2和静子环3，中介机匣2安装在压气机匣1上，压气机匣1内部安装有静子环3，静子环3上设置有周向均布的静子叶片6，压气机转子4位于压气机匣1内并安装有转子叶片5，转子叶片5与静子叶片6相互交错，形成内涵道10，中介机匣2外部为外涵道11，位于静子环3上的一周静子叶片6位置，在每2片静子叶片6中间开有径向放气孔7，在压气机匣1和中介机匣上对应位置上开有直径大于径向放气孔7的放气孔8，所述的静子叶片6和径向放气孔为76个，所述的静子环3上的放气孔7的直径为5mm，压气机匣1和中介机匣2上的放气孔7的直径为6mm。

Claims (3)

1.一种航空发动机压气机防喘结构，其特征是，所述的结构包括压气机匣[1]、中介机匣[]2和静子环[3]，中介机匣[2]安装在压气机匣[1]上，压气机匣[1]内部安装有静子环[3]，静子环[3]上设置有周向均布的静子叶片[6]，压气机转子[4]位于压气机匣[1]内并安装有转子叶片[5]，转子叶片[5]与静子叶片[6]相互交错，形成内涵道[10]，中介机匣[2]外部为外涵道[11]，位于静子环[3]上的一周静子叶片[6]位置，在每2]片静子叶片[6]中间开有径向放气孔[7]，在压气机匣[1]和中介机匣上对应位置上开有直径大于径向放气孔[7]的放气孔[8]。
2.如权利要求1所述的航空发动机压气机防喘结构，其特征是，所述的静子叶片[6]和径向放气孔为76个。
3.如权利要求1所述的航空发动机压气机防喘结构，其特征是，所述的静子环[3]上的放气孔[7]的直径为5mm，压气机匣[1]和中介机匣[2]上的放气孔[7]的直径为6mm。
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