CN105756806A - 一种带有加力燃烧功能的轴对称喷管 - Google Patents

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Abstract

一种带有加力燃烧功能的轴对称喷管，包括喷管外壁筒体、喷管外壁收敛段、喷管外壁收敛段、喷管内壁筒体、喷油环及点火装置、火焰稳定器、喷管内壁收敛段、喷管内壁扩张段；喷管外壁筒体、喷管外壁收敛段和喷管外壁收敛段通过法兰安装边相互连接组成环形的外壁通道壁面，喷管内壁筒体、喷管内壁收敛段、喷管内壁扩张段通过法兰安装边连接成环形的内壁通道壁面，喷油环及点火装置、火焰稳定器在外壁通道壁面和内壁通道壁面所围成的环形通道I内。本发明的优点：能够缩短发动机排气系统长度达到50％，发动机喷管及加力部件减轻重量达到50％，同时具有较高的推重比和零件数量少，可靠性高等优点。

Description

一种带有加力燃烧功能的轴对称喷管
技术领域
本发明涉及航空发动机喷管及加力燃烧室设计技术领域，特别涉及了一种带有加力燃烧功能的轴对称喷管。
背景技术
现有航空发动机的喷管和加力燃烧室是两个部件，加力燃烧室在喷管的前部，由加力燃烧室和喷管组成发动机的排气系统，但此类发动机会造成发动机在加力燃烧室不工作时，气流阻力大，推力损失较大，通过将加力燃烧室和喷管部件的并行安装设计，可以实现发动机在加力燃烧室不工作时，发动机推力损失较小，也可以实现发动机需要推力时，在喷管的环形通道内使加力燃烧室工作，提高了发动机的推力。同时，还可以大幅度的缩短发动机排气系统的长度，可以使发动机喷管和加力部件的总重量降低50％以上。这类喷管可以应用于高推重比发动机上，具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提出一种带有加力燃烧功能的轴对称喷管，这类喷管能够缩短发动机排气系统长度达到50％，发动机喷管及加力部件减轻重量达到50％，发动机加力燃烧室不工作时推力增大1％以上，同时具有较高的推重比。这类喷管可以应用于高推重比发动机上，具有重要意义。
本发明提供了一种带有加力燃烧功能的轴对称喷管，其特征在于：所述的带有加力燃烧功能的轴对称喷管，包括喷管外壁筒体1、喷管外壁收敛段2、喷管外壁收敛段3、喷管内壁筒体4、喷油环及点火装置5、火焰稳定器6、喷管内壁收敛段7、喷管内壁扩张段8；
喷管外壁筒体1、喷管外壁收敛段2和喷管外壁收敛段3通过法兰安装边相互连接组成环形的外壁通道壁面，喷管内壁筒体4、喷管内壁收敛段7、喷管内壁扩张段8通过法兰安装边连接成环形的内壁通道壁面，喷油环及点火装置5、火焰稳定器6在外壁通道壁面和内壁通道壁面所围成的环形通道I内。
在发动机工作时，该环形通道I内流通发动机外涵冷空气，内壁通道壁面围成的通道Ⅱ内流通发动机内涵热燃气，当发动机需要提升推力性能时，通过喷油环及点火装置5在环形通道内喷射燃油并组织燃烧形成发动机推力的增加。
所述的喷管外壁筒体1、喷管外壁收敛段2、喷管外壁收敛段3是喷管外壁的重要组成部件，其中喷管外壁筒体1的形状为圆柱形，喷管外壁收敛段2的形状为圆锥形，喷管外壁收敛段3的形状为圆锥形。
所述的喷管外壁筒体1长度为L1＝300～600mm,半径R1＝300～1400mm；喷管外壁收敛段2前安装边与喷管外壁筒体1相连，长度L2＝400～800mm，后安装边半径R2＝0.5～0.9R1；喷管外壁收敛段3前安装边与喷管外壁收敛段2相连，L3＝200～400mm，R3＝0.5～0.9R2。
所述的喷管内壁筒体4、喷管内壁收敛段7、喷管内壁扩张段8是喷管内壁的组成部件，其中喷管内壁筒体4为圆柱形，喷管内壁收敛段7为收敛的圆锥形、喷管内壁扩张段8为扩张的圆锥形。
喷管内壁筒体4前端面与喷管外壁筒体1前端面对齐，其长度L4＝0～0.4L1，R4＝0.4～0.8R1；喷管内壁收敛段7前端面与喷管内壁筒体4相连，且其长度L5＝0～1.5L1，R5＝0.3～0.9R4；喷管内壁扩张段8前端面与喷管内壁收敛段7相连，L6＝0.5～1.5L5，R6＝1.2～1.5R5；
喷油环及点火装置5、火焰稳定器6在发动机喷管外壁和喷管内壁组成的环形通道内形成加力燃烧室，喷油环及点火装置5为圆环形，火焰稳定器6为U型。
本发明的优点：
本发明所述的带有加力燃烧功能的轴对称喷管，能够缩短发动机排气系统长度达到50％，发动机喷管及加力部件减轻重量达到50％，发动机加力燃烧室不工作时推力增大1％以上，同时具有较高的推重比和零件数量少，可靠性高等优点。这类喷管可以应用于高推重比发动机上，具有重要意义。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为带有加力燃烧功能的轴对称喷管的轴侧图；
图2为外形结构尺寸示意图；
图3为结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种带有加力燃烧功能的轴对称喷管，其特征在于：所述的带有加力燃烧功能的轴对称喷管，包括喷管外壁筒体1、喷管外壁收敛段2、喷管外壁收敛段3、喷管内壁筒体4、喷油环及点火装置5、火焰稳定器6、喷管内壁收敛段7、喷管内壁扩张段8；
喷管外壁筒体1、喷管外壁收敛段2和喷管外壁收敛段3通过法兰安装边相互连接组成环形的外壁通道壁面，喷管内壁筒体4、喷管内壁收敛段7、喷管内壁扩张段8通过法兰安装边连接成环形的内壁通道壁面，喷油环及点火装置5、火焰稳定器6在外壁通道壁面和内壁通道壁面所围成的环形通道I内。
在发动机工作时，该环形通道I内流通发动机外涵冷空气，内壁通道壁面围成的通道Ⅱ内流通发动机内涵热燃气，当发动机需要提升推力性能时，通过喷油环及点火装置5在环形通道内喷射燃油并组织燃烧形成发动机推力的增加。
所述的喷管外壁筒体1、喷管外壁收敛段2、喷管外壁收敛段3是喷管外壁的重要组成部件，其中喷管外壁筒体1的形状为圆柱形，喷管外壁收敛段2的形状为圆锥形，喷管外壁收敛段3的形状为圆锥形。
所述的喷管外壁筒体1长度为L1＝300～600mm,半径R1＝300～1400mm；喷管外壁收敛段2前安装边与喷管外壁筒体1相连，长度L2＝400～800mm，后安装边半径R2＝0.5～0.9R1；喷管外壁收敛段3前安装边与喷管外壁收敛段2相连，L3＝200～400mm，R3＝0.5～0.9R2。
所述的喷管内壁筒体4、喷管内壁收敛段7、喷管内壁扩张段8是喷管内壁的组成部件，其中喷管内壁筒体4为圆柱形，喷管内壁收敛段7为收敛的圆锥形、喷管内壁扩张段8为扩张的圆锥形。
喷管内壁筒体4前端面与喷管外壁筒体1前端面对齐，其长度L4＝0～0.4L1，R4＝0.4～0.8R1；喷管内壁收敛段7前端面与喷管内壁筒体4相连，且其长度L5＝0～1.5L1，R5＝0.3～0.9R4；喷管内壁扩张段8前端面与喷管内壁收敛段7相连，L6＝0.5～1.5L5，R6＝1.2～1.5R5；
喷油环及点火装置5、火焰稳定器6在发动机喷管外壁和喷管内壁组成的环形通道内形成加力燃烧室，喷油环及点火装置5为圆环形，火焰稳定器6为U型。

Claims (4)

1.一种带有加力燃烧功能的轴对称喷管，其特征在于：所述的带有加力燃烧功能的轴对称喷管，包括喷管外壁筒体(1)、喷管外壁收敛段(2)、喷管外壁收敛段(3)、喷管内壁筒体(4)、喷油环及点火装置(5)、火焰稳定器(6)、喷管内壁收敛段(7)、喷管内壁扩张段(8)；
喷管外壁筒体(1)、喷管外壁收敛段(2)和喷管外壁收敛段(3)通过法兰安装边相互连接组成环形的外壁通道壁面，喷管内壁筒体(4)、喷管内壁收敛段(7)、喷管内壁扩张段(8)通过法兰安装边连接成环形的内壁通道壁面，喷油环及点火装置(5)、火焰稳定器(6)在外壁通道壁面和内壁通道壁面所围成的环形通道I内。
2.按照权利要求1所述的带有加力燃烧功能的轴对称喷管，其特征在于：所述的喷管外壁筒体(1)、喷管外壁收敛段(2)、喷管外壁收敛段(3)是喷管外壁的重要组成部件，其中喷管外壁筒体(1)的形状为圆柱形，喷管外壁收敛段(2)的形状为圆锥形，喷管外壁收敛段(3)的形状为圆锥形。
3.按照权利要求1所述的带有加力燃烧功能的轴对称喷管，其特征在于：所述的喷管外壁筒体(1)长度为L1＝300～600mm,半径R1＝300～1400mm；喷管外壁收敛段(2)前安装边与喷管外壁筒体(1)相连，长度L2＝400～800mm，后安装边半径R2＝0.5～0.9R1；喷管外壁收敛段(3)前安装边与喷管外壁收敛段(2)相连，L3＝200～400mm，R3＝0.5～0.9R2。
4.按照权利要求1所述的带有加力燃烧功能的轴对称喷管，其特征在于：所述的喷管内壁筒体(4)、喷管内壁收敛段(7)、喷管内壁扩张段(8)是喷管内壁的组成部件，其中喷管内壁筒体(4)为圆柱形，喷管内壁收敛段(7)为收敛的圆锥形、喷管内壁扩张段(8)为扩张的圆锥形；
喷管内壁筒体(4)前端面与喷管外壁筒体(1)前端面对齐，其长度L4＝0～0.4L1，R4＝0.4～0.8R1；喷管内壁收敛段(7)前端面与喷管内壁筒体(4)相连，且其长度L5＝0～1.5L1，R5＝0.3～0.9R4；喷管内壁扩张段(8)前端面与喷管内壁收敛段(7)相连，L6＝0.5～1.5L5，R6＝1.2～1.5R5；
喷油环及点火装置(5)、火焰稳定器(6)在发动机喷管外壁和喷管内壁组成的环形通道内形成加力燃烧室，喷油环及点火装置(5)为圆环形，火焰稳定器(6)为U型。
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