[實(shí)用新型]航空發(fā)動機(jī)預(yù)旋系統(tǒng)及其孔型預(yù)旋噴嘴

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922245058.3
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN211116274U
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 常騏越;呂劍波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)商用航空發(fā)動機(jī)有限責(zé)任公司
• 主分類號: F02C7/18
• 分類號: F02C7/18
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 喻學(xué)兵

本實(shí)用新型提供一種孔型預(yù)旋噴嘴，包括沿周向分布的多個氣動流道，每個氣動流道包括流道進(jìn)口、流道出口、沿周向位于兩側(cè)的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，孔型預(yù)旋噴嘴具有周向截面，第一側(cè)壁在周向截面上投影形成第一側(cè)向曲線，第一側(cè)向曲線由位于流道出口側(cè)的第一直線和位于流道進(jìn)口側(cè)的第一貝塞爾曲線光滑連接而成；并且第二側(cè)壁在周向截面上投影形成第二側(cè)向曲線，第二側(cè)向曲線由位于流道出口側(cè)的第二直線和位于流道進(jìn)口側(cè)的第二貝塞爾曲線光滑連接而成。本實(shí)用新型還提供一種包括上述孔型預(yù)旋噴嘴的航空發(fā)動機(jī)預(yù)旋系統(tǒng)。上述孔型預(yù)旋噴嘴，可以利于實(shí)現(xiàn)孔型預(yù)旋噴嘴的參數(shù)化設(shè)計；而且氣動流道可以減少流動損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種航空發(fā)動機(jī)預(yù)旋系統(tǒng)，特別地，涉及一種孔型預(yù)旋噴嘴。

背景技術(shù)

現(xiàn)代航空渦輪發(fā)動機(jī)為了獲取更高的推重比和熱效率，不斷提高渦輪前燃?xì)鉁囟葴囟取Ｄ壳皽u輪前燃?xì)鉁囟纫呀?jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過葉片材料的許用工作溫度，必須采用復(fù)雜的冷卻技術(shù)來保證渦輪葉片的正常工作。預(yù)旋系統(tǒng)為發(fā)動機(jī)空氣系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是為發(fā)動機(jī)渦輪葉片提供適宜壓力、溫度的冷卻氣體對渦輪葉片進(jìn)行冷卻，從而延長葉片的使用壽命及可靠性。

預(yù)旋降溫的原理是氣流經(jīng)過預(yù)旋噴嘴偏轉(zhuǎn)并膨脹加速，產(chǎn)生和渦輪轉(zhuǎn)子葉盤旋轉(zhuǎn)方向相同的周向分速度，降低氣流靜溫以及與渦輪盤的相對速度，從而降低氣流相對于渦輪盤及轉(zhuǎn)子葉片的相對總溫。

出現(xiàn)了葉片式預(yù)旋噴嘴，然而，由于預(yù)旋噴嘴尺寸一般較小，葉片式預(yù)旋噴嘴制造難度較大，葉型精度不易保證。

也出現(xiàn)了孔型預(yù)旋噴嘴，早期設(shè)計的孔型預(yù)旋噴嘴主要是直圓孔型噴嘴，直圓孔型噴嘴在入口處會產(chǎn)生較大的流動分離，氣流的流動損失大，加速性差。通過對直圓孔的進(jìn)口截面進(jìn)行一定的擴(kuò)張，可以形成氣動孔型預(yù)旋噴嘴。然而，目前對氣動孔型未進(jìn)行參數(shù)化，不便于設(shè)計和后續(xù)自動優(yōu)化。

本實(shí)用新型意在設(shè)計一種孔型預(yù)旋噴嘴，可以利于后期的參數(shù)化設(shè)計，而且，可以氣動性能較好，減少流動損失。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的一個目的是提供一種孔型預(yù)旋噴嘴，可以利于實(shí)現(xiàn)孔型預(yù)旋噴嘴的參數(shù)化設(shè)計。

本實(shí)用新型的另一目的是提供一種孔型預(yù)旋噴嘴，提供一種氣動流道，可以減少流動損失。

本實(shí)用新型提供一種孔型預(yù)旋噴嘴，包括沿周向分布的多個氣動流道，每個氣動流道包括流道進(jìn)口、流道出口、沿周向位于兩側(cè)的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述孔型預(yù)旋噴嘴具有周向截面，所述第一側(cè)壁在所述周向截面上投影形成第一側(cè)向曲線，所述第一側(cè)向曲線由位于流道出口側(cè)的第一直線和位于流道進(jìn)口側(cè)的第一貝塞爾曲線光滑連接而成；并且所述第二側(cè)壁在所述周向截面上投影形成第二側(cè)向曲線，所述第二側(cè)向曲線由位于流道出口側(cè)的第二直線和位于流道進(jìn)口側(cè)的第二貝塞爾曲線光滑連接而成。

在一個實(shí)施方式中，所述第一貝塞爾曲線和所述第二貝塞爾曲線均為二階貝塞爾曲線。

在一個實(shí)施方式中，所述第一直線和所述第二直線平行。

在一個實(shí)施方式中，所述第一貝塞爾曲線通過下式進(jìn)行表示：

B1_x＝2t(1-t)(L1-W1 tan(90-∝₁))+t²L1

B1_y＝t²W1

其中，t∈[0，1]；

所述第二貝塞爾曲線通過下式進(jìn)行表示：

B2_x＝2t(1-t)(L2-W2 tan(90-∝₁))+t²L2

B2_y＝(1-t)²W3+2t(1-t)W3+t²(W2+W3)