CN113864240A - 一种航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件 - Google Patents

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国睿
刘杰
郭海宁
昌皓
吴松洋
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AECC Shenyang Engine Research Institute
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/403—Casings; Connections of working fluid especially adapted for elastic fluid pumps

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本申请属于航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件设计领域，具体涉及一种航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件，包括：低压压气机，低压压气机出口处的最后一排叶片为转子叶片；中介机匣部件，中介机匣部件的进口与低压压气机的出口对接，其内各个支板的前缘沿逆低压压气机出口处最后一排叶片的扭转方向弯曲；高压压气机，高压压气机的进口与中介机匣部件的出口对接。

Description

一种航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件
技术领域
本申请属于航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件设计领域，具体涉及一种航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件。
背景技术
航空发动机中压缩系统一般由同轴设置的低压压气机、高压压气机构成，其中，低压压气机出口的内外径高于高压压气机进口的内外径，为此在低压压气机出口、高压压气机进口之间设计有中介机匣部件，中介机匣部件中由外机匣、内机匣及其在外机匣与内机匣之间沿周向设置的支板构成的中介机匣流道，将自低压压气机出口流出的气流折转至高压压气机的进口，如图1所示，低压压气机中气流经最后一级转子叶片加压后，存在一个周向速度，流经最后一级静子叶片整流后，该周向速度大幅度减小，趋近于0，其后自出口流出，经中介机匣流道流向高压压气机的进口，如图2所示。
单涵道航空发动机中对于高低压气机及其中介机匣部件组成的结构，有以下定义：
Figure BDA0003324636280000011
其中：γ为中介机匣部件的紧凑程度；R1为低压压气机出口的平均半径；R2为高压压气机进口的平均进口半径；L为中介机匣流道的轴向长度。
中介机匣部件的紧凑程度γ越大，流经中介机匣流道的气流越容易发生流动分离，气动性能越低，为保证流经中介机匣流道内气流的气动性能，在低压压气机出口的平均半径R1、高压压气机进口的平均进口半径R2一定的情况下，受限于单涵道航空发动机中对于高低压气机及其中介机匣部件组成结构的气动流场特性，多需设计中介机匣流道的轴向长度L较长，即需设计中介机匣部件整体具有较长的长度，难以提高中介机匣部件的紧凑程度γ，使单涵道航空发动机的整体长度以及质量较大。
鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本申请的目的是提供一种航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣结构，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
本申请的技术方案是：
一种航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件，包括：
低压压气机，低压压气机出口处的最后一排叶片为转子叶片；
中介机匣部件，中介机匣部件的进口与低压压气机的出口对接，其内各个支板的前缘沿逆低压压气机出口处最后一排叶片的扭转方向弯曲；
高压压气机，高压压气机的进口与中介机匣部件的出口对接。
根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件中，中介机匣部件进口处的外机匣、内机匣为平直段。
根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件中，中介机匣部件出口处的外机匣、内机匣为平直段。
根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件中，各个支板前缘的弯曲部分的长度为总长度的1/3-1/2。
本申请至少具有以下有益技术效果：
提供一种航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件，其将原低压压气出口处最后一排静子叶片与中介机匣部件内各个支板进行了集成设计，使中介机匣部件中各个支板同时具有整流、导流作用，以此可在一定程度上降低单涵道航空发动机的整体长度以及质量，且使气流流动路径更为平缓，具有较大抵抗气流流动分离的能力，可设计中介机匣部件整体长度较短，提高中介机匣部件的紧凑程度。
附图说明
图1是现有航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件的示意图；
图2是现有航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件内气流流动示意图；
图3是本申请实施例提供的航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件的示意图；
图4是本申请实施例提供的航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件内气流流动的示意图；
其中：
1-低压压气机；2-中介机匣部件；3-支板；4-高压压气机；5-外机匣；6-内机匣。
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
下面结合附图1至图4对本申请做进一步详细说明。
一种航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件，包括：
低压压气机1，低压压气机1出口处的最后一排叶片为转子叶片；
中介机匣部件2，中介机匣部件2的进口与低压压气机1的出口对接，其内各个支板3的前缘沿逆低压压气机1出口处最后一排叶片的扭转方向弯曲；
高压压气机4，高压压气机4的进口与中介机匣部件2的出口对接。
对于上述实施例公开的航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件，领域内技术人员可以理解的是，其设计低压压气机1出口处的最后一排叶片为转子叶片，即取消了原低压压气1出口处最后一排静子叶片，以及设计中介机匣部件2内各个支板3的前缘沿逆低压压气机1出口处最后一排叶片的扭转方向弯曲，即沿低压压气机1出口处最后一排转子叶片的扭转方向弯曲，即是将原低压压气出口处最后一排静子叶片与中介机匣部件内各个支板进行了集成设计，使中介机匣部件2中各个支板3同时具有整流、导流作用，以此可在一定程度上降低单涵道航空发动机的整体长度以及质量。
对于上述实施例公开的航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件，领域内技术人员还可以理解的是，低压压气机1中气流经最后一级转子叶片加压后，具有周向的速度，直接流入到中介机匣流道中，会沿各个支板3发生周向的流动以及周向的折转，其后流向高压压气机4的进口，使气流流动路径更为平缓，具有较大抵抗气流流动分离的能力，如图4所示，在低压压气机1出口的平均半径R1、高压压气机2进口的平均进口半径R2一定的情况下，可设计中介机匣流道的轴向长度L较短，即设计中介机匣部件2整体长度较短，以此可提高中介机匣部件的紧凑程度γ，能够进一步降低单涵道航空发动机整体的长度以及质量。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件中，中介机匣部件2进口处的外机匣5、内机匣6为平直段，以使自低压压气机1出口流入中介机匣部件2进口的气流平滑流动，也可根据实际需求设计中介机匣部件2进口处的外机匣5、内机匣6具有一定斜率。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件中，中介机匣部件2出口处的外机匣5、内机匣6为平直段，以使自中介机匣部件2出口流入高压压气机2进口的气流平滑流动，也可根据实际需求设计中介机匣部件2出口处的外机匣5、内机匣6具有一定斜率。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件中，各个支板3前缘的弯曲部分的长度为总长度的1/3-1/2，在应用本申请公开的技术方案时，可根据具体实际，设计各个支板3前缘的弯曲部分的长度，可将弯曲部分的长度扩大到支板整个长度范围内。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件，其特征在于，包括：
低压压气机(1)，所述低压压气机(1)出口处的最后一排叶片为转子叶片；
中介机匣部件(2)，所述中介机匣部件(2)的进口与所述低压压气机(1)的出口对接，其内各个支板(3)的前缘沿逆所述低压压气机(1)出口处最后一排叶片的扭转方向弯曲；
高压压气机(4)，所述高压压气机(4)的进口与所述中介机匣部件(2)的出口对接。
2.根据权利要求1所述的航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件，其特征在于，
所述中介机匣部件(2)进口处的外机匣(5)、内机匣(6)为平直段。
3.根据权利要求1所述的航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件，其特征在于，
所述中介机匣部件(2)出口处的外机匣(5)、内机匣(6)为平直段。
4.根据权利要求1所述的航空发动机单涵道高低压气机及其中介机匣部件，其特征在于，
各个所述支板(3)前缘的弯曲部分的长度为总长度的1/3-1/2。
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