[發(fā)明專利]中介機匣和航空發(fā)動機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110097190.3
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN114790944A
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉佳駿;楊小賀;鄭尚楠;裴小萌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)商用航空發(fā)動機有限責任公司
• 主分類號: F02C7/04
• 分類號: F02C7/04;F02C7/057;F02K3/04;F04D29/40;F04D27/00
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 許柱山

本公開涉及一種中介機匣和航空發(fā)動機。其中，中介機匣，包括：機匣外環(huán)；內(nèi)機匣；多個內(nèi)涵支板，分布在機匣外環(huán)和內(nèi)機匣形成的增壓級出口內(nèi)，并將增壓級出口分隔為多個通道；多個放氣風斗，設(shè)置在機匣外環(huán)上并可向內(nèi)轉(zhuǎn)動進入各通道；以及調(diào)節(jié)機構(gòu)，被配置為調(diào)節(jié)放氣風斗在機匣外環(huán)上的向內(nèi)轉(zhuǎn)動角度α；其中，向內(nèi)轉(zhuǎn)動角度α的最大值被配置為13°～22°。本公開通過對放氣風斗的向內(nèi)轉(zhuǎn)動角度進行合理選取，有效降低了內(nèi)涵在放氣風斗后的分離，減小了可調(diào)放氣活門對高壓壓氣機進口流動的影響，有效地改善了增壓級低轉(zhuǎn)速裕度。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種中介機匣和航空發(fā)動機。

背景技術(shù)

這里的陳述僅提供與本公開有關(guān)的背景信息，而不必然地構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

大涵道比渦扇發(fā)動機是當前民機的主流動力裝置，并將在未來相當長的時期內(nèi)維持這一現(xiàn)狀。為降低耗油率，渦扇發(fā)動機涵道比不斷增大。隨著涵道比的不斷增加，增壓級切線速度不斷降低，且增壓級無可調(diào)靜葉，在整個飛行剖面內(nèi)保持氣動穩(wěn)定極為困難。大涵道比渦輪風扇發(fā)動機增壓級在低轉(zhuǎn)速下由于與核心機匹配工作，其裕度通常較小，當轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，增壓級容易進入喘振；另外，風扇增壓級在工作中易吸入地面附近的砂石、冰塊等異物，當這些異物進入高壓壓氣機后會損傷壓氣機葉片，甚至帶來比較嚴重的后果為了提高增壓級在低轉(zhuǎn)速的裕度。為了提高增壓級在低轉(zhuǎn)速下的裕度，排出進入增壓級的異物，需要在增壓級出口增加可調(diào)放氣機構(gòu)。

可調(diào)放氣機構(gòu)采用內(nèi)開式可調(diào)放氣活門(VBV)，內(nèi)開式可調(diào)放氣活門工作開度較大時，會使得增壓級內(nèi)涵在活門風斗后產(chǎn)生較大的分離流動，導致內(nèi)涵支板出口總壓沿徑向的不均勻性增大，對高壓壓氣機進口流動有較大影響，故內(nèi)開式可調(diào)放氣活門的工作開度不應過大。

內(nèi)開式可調(diào)放氣活門工作開度、轉(zhuǎn)軸參數(shù)和周向?qū)挾韧瑫r約束了其所能提供的放氣量，在后兩個參數(shù)不變的情況下，內(nèi)開式可調(diào)放氣活門工作在小開度下會使得放氣量偏小，對增壓級裕度的提高較小。而且由于中介機匣內(nèi)結(jié)構(gòu)復雜，可調(diào)放氣活門的轉(zhuǎn)軸參數(shù)和周向?qū)挾冗x取存在限制，影響可調(diào)放氣活門的放氣量。

發(fā)明內(nèi)容

本公開所要解決的一個技術(shù)問題是：提供一種中介機匣和航空發(fā)動機，能夠有效地改善增壓級低轉(zhuǎn)速裕度。

根據(jù)本公開的一些實施例提供的一種中介機匣，包括：機匣外環(huán)；內(nèi)機匣；多個內(nèi)涵支板，分布在機匣外環(huán)和內(nèi)機匣形成的增壓級出口內(nèi)，并將增壓級出口分隔為多個通道；多個放氣風斗，設(shè)置在機匣外環(huán)上并可向內(nèi)轉(zhuǎn)動進入各通道；以及調(diào)節(jié)機構(gòu)，被配置為調(diào)節(jié)放氣風斗在機匣外環(huán)上的向內(nèi)轉(zhuǎn)動角度α；其中，向內(nèi)轉(zhuǎn)動角度α的最大值被配置為13°～22°。

在一些實施例中，放氣風斗的尺寸比例符合如下關(guān)系式：

2*tanα*X*U*L/(F+1)≤預設(shè)放氣比例

其中，X為放氣風斗軸向最前端至其轉(zhuǎn)軸的軸向距離x1與內(nèi)涵支板的軸向長度x2的比值；U為放氣風斗的前緣周向長度u1與相鄰兩個內(nèi)涵支板的周向間距u2的比值；軸向徑向比L＝x2/(r2-r1)，r1為內(nèi)涵支板的前緣的內(nèi)緣徑向高度，r2為內(nèi)涵支板的前緣的外緣徑向高度；內(nèi)涵支板的前緣徑向高度比F＝r1/r2。

在一些實施例中，向內(nèi)轉(zhuǎn)動角度α的最大值被配置為13°～18°。

在一些實施例中，放氣風斗的尺寸比例被配置為：X＝0.5～0.7，U＝0.7～0.95。

在一些實施例中，向內(nèi)轉(zhuǎn)動角度α的最大值被配置為15°，放氣風斗的尺寸比例被配置為：X＝0.55，U＝0.74，L＝3.06；F＝0.81，預設(shè)放氣比例為35％。

在一些實施例中，向內(nèi)轉(zhuǎn)動角度α的最大值被配置為18°～22°。

在一些實施例中，放氣風斗的尺寸比例被配置為：X＝0.35～0.5，U＝0.6～0.8。