CN117232011A - 一种加力燃烧室径向稳定器布局结构 - Google Patents

Abstract

本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种加力燃烧室径向稳定器布局结构，机匣、合流环、内锥体以及安装在合流环与内锥体之间周向分布的多个支板；其中，支板的尾缘沿气流方向周向宽度逐渐变大的长径向稳定器，合流环在相邻长径向稳定器之间位置处设置有短支撑板，短支撑板的固定端固定合流环的内表面上，自由端径向向内延伸一定长度，短支撑板的尾缘具有沿气流方向周向宽度逐渐变大的短径向稳定器，短径向稳定器的固定端固定合流环的内表面上，自由端径向向内延伸一定长度；长径向稳定器的尾端与短径向稳定器的尾端轴向位置相同，本申请增大了稳定器尾端的回流区，有利于火焰径向传播燃烧。

Description

一种加力燃烧室径向稳定器布局结构

技术领域

本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种加力燃烧室径向稳定器布局结构。

背景技术

自适应变循环发动机具有高推重比、低油耗、强隐身、涵道比大范围可调等特点，对加力燃烧室提出了高气动、热力性能、低可探测性等要求。

稳定器是加力燃烧室的核心部件，通过利用钝体尾缘产生的低速回流区，喷油燃烧形成稳定火焰。为实现结构紧凑，降低流动损失，将点火稳定器与外壁面集成，形成外凹腔驻涡点火稳定器。利用径向支板尾缘联焰燃烧，将火焰传播至整个主流通道中；

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种加力燃烧室径向稳定器布局结构，包括：

机匣、合流环、内锥体以及安装在合流环与内锥体之间周向分布的多个支板；

其中，支板的尾缘沿气流方向周向宽度逐渐变大的长径向稳定器，所述长径向稳定器的外端与合流环连接，内端与内锥体连接，前端与支板的尾缘连接；

合流环在相邻长径向稳定器之间位置处设置有短支撑板，短支撑板的固定端固定合流环的内表面上，自由端径向向内延伸一定长度，短支撑板的尾缘具有沿气流方向周向宽度逐渐变大的短径向稳定器，短径向稳定器的固定端固定合流环的内表面上，自由端径向向内延伸一定长度；

长径向稳定器的尾端与短径向稳定器的尾端轴向位置相同。

优选的是、径向稳定器的尾端的周向宽度沿径向向内逐渐减小，短径向稳定器的周向宽度沿径向向内逐渐减小。

优选的是、支板具有用于遮挡相邻支板之间间隙的周向弯折。

优选的是、短支撑板具有遮挡相邻支板之间在径向外侧处的间隙。

优选的是、在径向稳定器的尾端与短径向稳定器的尾端轴向位置处的合流环具有径向向外凹陷形成的外凹腔稳定器。

优选的是、在径向稳定器与短径向稳定器均设置有喷油杆。

优选的是、喷油杆在短径向稳定器位置处径向向内延伸超出短径向稳定器端面。

优选的是、超出短径向稳定器的喷油杆具有喷杆隔热罩。

优选的是、喷杆隔热罩呈流线型。

本申请的优点包括：本申请增大了稳定器尾端的回流区，有利于火焰径向传播燃烧。周向宽度沿轴向以及径向梯度变化兼顾了稳定器的气动性能与燃烧性能，方便了外圈火焰的周向交联，有利于加力燃烧室高出口总温与高燃烧效率的实现，同时增加的短径向稳定器对外圈低涡转子形成遮挡，降低了支板造型的设计约束，大大提升自适应变循环发动机加力燃烧室的综合性能。

附图说明

图1是本申请一优选实施方式加力燃烧室径向稳定器布局结构侧视图；

图2是本申请一优选实施方式加力燃烧室径向稳定器布局结构正视图；

图3是本申请一优选实施方式喷杆隔热罩在一径向位置处的截面图；

图4本申请长径向稳定器与短径向稳定器在一径向位置处的截面图；

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。

针对支板尾缘宽度小、外圈周向联焰困难的问题，提出一种变槽宽长、短径向稳定器交错布局结构，通过增加支板尾缘宽度，增大尾缘回流区。通过改变沿径向方向的尾缘宽度由内向外宽度增加，并在外圈支板之间增加短稳定器，增强周向区域的联焰能力，解决自适应变循环发动机加力燃烧室热力性能提升困难的难题，本申请的加力燃烧室径向稳定器布局结构，包括：

机匣4、合流环5、内锥体6以及安装在合流环5与内锥体6之间周向分布的多个支板1；

其中，支板1的尾缘沿气流方向周向宽度逐渐变大的长径向稳定器2，所述长径向稳定器2的外端与合流环5连接，内端与内锥体6连接，前端与支板1的尾缘连接；

合流环5在相邻长径向稳定器2之间位置处设置有短支撑板，短支撑板的固定端固定合流环5的内表面上，自由端径向向内延伸一定长度，短支撑板的尾缘具有沿气流方向周向宽度逐渐变大的短径向稳定器7a，短径向稳定器7a的固定端固定合流环5的内表面上，自由端径向向内延伸一定长度；短径向稳定器7a解决相邻长径向稳定器2在径向向外位置处因为间隙过大导致其燃料浓度以及回流区小于径向向内位置处的问题；在支板之间增加的短径向稳定器，形成范围宽广的低速区，使得外圈火焰在周向交联，整个稳定器尾端形成饱满均匀的燃烧锋面，有利于燃烧效率与出口温度的提升；

长径向稳定器2的尾端与短径向稳定器7a的尾端轴向位置相同，便于长径向稳定器2的尾端与短径向稳定器7a的尾端形成的回流区周向方向上相接。

在一些可选实施方式中，长径向稳定器2的尾端的周向宽度沿径向向内逐渐减小，短径向稳定器7a的周向宽度沿径向向内逐渐减小，因为径向方向向外，长径向稳定器2之间的间隙逐步增大，通过使周向宽度沿径向向外逐渐变大，能够使长径向稳定器2下游形成的回流区逐渐周向衔接。

在一些可选实施方式中，支板1具有用于遮挡相邻支板1之间间隙的周向弯折。

在一些可选实施方式中，短支撑板具有遮挡相邻支板1之间在径向外侧处的间隙，此外，在支板之间增加短支撑板，对外圈涡轮转子形成一定的遮挡，提升了隐身性能，方便了支板外圈部分的造型设计，支板外圈进口气流角接近轴向，为了遮挡涡轮转子采用大弯扭角度造型，易产生流动分离。

在一些可选实施方式中，在径向稳定器2的尾端与短径向稳定器7a的尾端轴向位置处的合流环5具有径向向外凹陷形成的外凹腔稳定器3，外凹腔驻涡点火稳定器形成稳定回流区，可以周向联焰。

在一些可选实施方式中，在径向稳定器2与短径向稳定器7a均设置有喷油杆。

在一些可选实施方式中，喷油杆在短径向稳定器7a位置处径向向内延伸超出短径向稳定器7a端面。

在一些可选实施方式中、超出短径向稳定器7a的喷油杆具有喷杆隔热罩7b。

在一些可选实施方式中，喷杆隔热罩7b呈流线型，靠近内侧喷杆隔热罩7b用于保护喷油杆被内涵高温燃气灼烧，其流线型造型降低了流动损失，尾端全角低于20°降低了雷达散射。

本申请的优点包括：本申请增大了稳定器尾端的回流区，有利于火焰径向传播燃烧。周向宽度沿轴向以及径向梯度变化兼顾了稳定器的气动性能与燃烧性能，方便了外圈火焰的周向交联，有利于加力燃烧室高出口总温与高燃烧效率的实现，同时增加的短径向稳定器对外圈低涡转子形成遮挡，降低了支板造型的设计约束，大大提升自适应变循环发动机加力燃烧室的综合性能。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种加力燃烧室径向稳定器布局结构，其特征在于，包括：

机匣(4)、合流环(5)、内锥体(6)以及安装在合流环(5)与内锥体(6)之间周向分布的多个支板(1)；

其中，支板(1)的尾缘沿气流方向周向宽度逐渐变大的长径向稳定器(2)，所述长径向稳定器(2)的外端与合流环(5)连接，内端与内锥体(6)连接，前端与支板(1)的尾缘连接；

合流环(5)在相邻长径向稳定器(2)之间位置处设置有短支撑板，短支撑板的固定端固定合流环(5)的内表面上，自由端径向向内延伸一定长度，短支撑板的尾缘具有沿气流方向周向宽度逐渐变大的短径向稳定器(7a)，短径向稳定器(7a)的固定端固定合流环(5)的内表面上，自由端径向向内延伸一定长度；

长径向稳定器(2)的尾端与短径向稳定器(7a)的尾端轴向位置相同。

2.如权利要求1所述的加力燃烧室径向稳定器布局结构，其特征在于，径向稳定器(2)的尾端的周向宽度沿径向向内逐渐减小，短径向稳定器(7a)的周向宽度沿径向向内逐渐减小。

3.如权利要求1所述的加力燃烧室径向稳定器布局结构，其特征在于，支板(1)具有用于遮挡相邻支板(1)之间间隙的周向弯折。

4.如权利要求3所述的加力燃烧室径向稳定器布局结构，其特征在于，短支撑板具有遮挡相邻支板(1)之间在径向外侧处的间隙。

5.如权利要求1所述的加力燃烧室径向稳定器布局结构，其特征在于，在径向稳定器(2)的尾端与短径向稳定器(7a)的尾端轴向位置处的合流环(5)具有径向向外凹陷形成的外凹腔稳定器(3)。

6.如权利要求1所述的加力燃烧室径向稳定器布局结构，其特征在于，在径向稳定器(2)与短径向稳定器(7a)均设置有喷油杆。

7.如权利要求1所述的加力燃烧室径向稳定器布局结构，其特征在于，喷油杆在短径向稳定器(7a)位置处径向向内延伸超出短径向稳定器(7a)端面。

8.如权利要求6所述的加力燃烧室径向稳定器布局结构，其特征在于，超出短径向稳定器(7a)的喷油杆具有喷杆隔热罩(7b)。

9.如权利要求6所述的加力燃烧室径向稳定器布局结构，其特征在于，喷杆隔热罩(7b)呈流线型。