CN112796840B - 一种节流整流式双级协调涡轮导向器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种节流整流式双级协调涡轮导向器，其特征在于，包括第0级可调导叶、蜂窝格栅、第1级可调导叶，所述第0级可调导叶包括第一旋转销钉和第一叶片，第一旋转销钉位于第0级可调导叶的前缘，所述第1级可调导叶包括第二旋转销钉和第二叶片，所述蜂窝格栅位于第0级可调叶和第1级可调导叶之间，起到整流效果。本发明可以根据发动机不同工况需求进行协动调整，使得涡轮既具有调节发动机流量的功能，亦保证了非设计点工况的效率。

Description

一种节流整流式双级协调涡轮导向器
技术领域
本发明涉及一种节流整流式双级协调涡轮导向器，属于航空技术领域的高速冲压发动机的涡轮导向器方向。
背景技术
高速冲压发动机需要有较宽的工作域，流量变化范围大，通常设计发动机涡轮时以最大流量状态为设计点，小流量状态则作为非设计点。常规的设计方法是通过进气道节流来调整流量，同时调节导向器以适应非设计点工况，保证涡轮效率。然而进气道内的流动复杂，不适合布置作动机构，且与涡轮导向器间距较远，靠机械方式难实现协同调节。采用一种节流整流式的双级协调涡轮导向器，通过第0级导向器节流，控制发动机进入涡轮的流量；第1 级导向器协动可调，使其可与下级涡轮叶轮气动匹配，即起到大幅度调节工况的功能，亦保证了小流量状态涡轮的气动效率，提高涡轮整体的宽工况适应性。
发明内容
针对冲压发动机宽工况调节、高气动效率的需求，本发明的目的是提供一种节流整流式双级协调涡轮导向器，该导向器根据发动机不同工况需求进行协动调整，使得涡轮既具有调节发动机流量的功能，亦保证了非设计点工况的效率。
本发明通过如下技术方案实现。
一种节流整流式双级协调涡轮导向器，其特征在于，包括第0级可调导叶、蜂窝格栅、第1级可调导叶，所述第0级可调导叶包括第一旋转销钉和第一叶片，第一旋转销钉位于第0级可调导叶的前缘，所述第1级可调导叶包括第二旋转销钉和第二叶片，所述蜂窝格栅位于第0级可调叶和第1级可调导叶之间，起到整流效果。
作为进一步优选的实施方案，蜂窝格栅为正六边形，边长a不大于叶片弦长的1/2，轴向长度b不大于叶片弦长的1/4。
作为进一步优选的实施方案，所述第1级可调导叶的第二叶片由前半叶片和后半叶片组成。
作为进一步优选的实施方案,前半叶片的厚度由薄逐渐增加到厚，后半叶片的厚度则由厚逐渐减薄，前半叶片和后半叶片的叶型相同或者不同，前半叶片和后半叶片位于第二旋转销钉的一端(前半叶片和后半叶片中间位置，即图3所示虚线)厚度相等并完成叶片表面的自然过渡。
与现有技术相比，本发明的优点是：
第一，使导向器具备大范围调节流量的能力。第0级可调导叶通过不断减小通流面积来大幅度调整进气流量，不需要在发动机其他位置再布置节流装置。
第二，两级导向器协同工作，使得涡轮工作大幅度变化时仍具有高效率。在第0级可调导叶大幅减小进气流量时，其出口气流将出现激波，通过蜂窝格栅对气流整流后，进入第1级可调导叶，可调导叶协同调整保证下游气流满足涡轮转子的工作需求，保持涡轮较高效率。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的蜂窝格栅侧视图和正视图；
图3为本发明的第二叶片俯视图；
图4为本发明在最大流量状态的俯视图；
图5为本发明在最小流量状态的俯视图；
图中：1、第0级可调导叶，2、蜂窝格栅，3、第1级可调导叶，；
101、第一旋转销钉，102、第一叶片；
301、第二旋转销钉，302、第二叶片，302a、前半叶片，302b、后半叶片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1至图5所示，一种节流整流式双级协调涡轮导向器，其特征在于，包括第0级可调导叶1、蜂窝格栅2、第1级可调导叶3，所述第0级可调导叶1包括第一旋转销钉101和第一叶片102，第一旋转销钉101位于第0级可调导叶1的前缘，所述第1级可调导叶3包括第二旋转销钉301和第二叶片 302，所述蜂窝格栅2位于第0级可调叶1和第1级可调导叶3之间，起到整流效果。
作为进一步优选的实施方案，蜂窝格栅2为正六边形，边长a不大于叶片弦长的1/2，轴向长度b不大于叶片弦长的1/4。
作为进一步优选的实施方案，所述第1级可调导叶3的第二叶片302由前半叶片302a和后半叶片302b组成。
作为进一步优选的实施方案,前半叶片302a的厚度由薄逐渐增加到厚，后半叶片302b的厚度则由厚逐渐减薄，前半叶片302a和后半叶片302b的叶型相同或者不同，前半叶片302a和后半叶片302b位于第二旋转销钉301的一端(前半叶片302a和后半叶片302b中间位置，即图3所示虚线)厚度相等并完成叶片表面的自然过渡。
工作原理及工作状态：
发动机流量最大时，第0级可调导叶1呈图4所示状态，此时第1级协调导叶3的状态如图4所示；当发动机流量减小时，第0级可调导叶1将调整某一角度如图5所示，此时第1级协调导叶3的状态将协动调整至图5所示。
发动机流量减少时，第0级可调导叶1出口产生的激波将被蜂窝格栅2 削弱和整流，气流进入第1级协调导叶3时先被前半叶片302a加速，起到进一步整流效果，再进入后半叶片302b偏转合适角度，以供下游涡轮转子工作。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种节流整流式双级协调涡轮导向器，其特征在于，包括第0级可调导叶(1)、蜂窝格栅(2)、第1级可调导叶(3)，所述第0级可调导叶(1)包括第一旋转销钉(101)和第一叶片(102)，第一旋转销钉(101)位于第0级可调导叶(1)的前缘，所述第1级可调导叶(3)包括第二旋转销钉(301)和第二叶片(302)，所述蜂窝格栅(2)位于第0级可调导 叶(1)和第1级可调导叶(3)之间，起到整流效果；蜂窝格栅( 2) 为正六边形，边长(a)不大于叶片弦长的1/2，轴向长度(b)不大于叶片弦长的1/4。
2.根据权利要求1所述的节流整流式双级协调涡轮导向器，其特征在于，所述第1级可调导叶(3)的第二叶片(302)由前半叶片(302a)和后半叶片(302b)组成。
3.根据权利要求2所述的节流整流式双级协调涡轮导向器，其特征在于,前半叶片(302a)和后半叶片(302b)的叶型相同或者不同，前半叶片(302a)和后半叶片(302b)位于第二旋转销钉(301)的一端厚度相等并完成前半叶片(302a)和后半叶片(302b)表面的自然过渡。
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