[發明專利]一種帶冷卻結構的S彎收擴噴管

有效

• 申請號: 202110246196.2
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113006964B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 惠中豪;史經緯;周莉;王占學
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F02K1/06
• 分類號: F02K1/06;F02K1/78
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 云燕春

1.一種帶冷卻結構的S彎收擴噴管，沿氣流方向依次包括第一噴管段和第二噴管段，所述第一噴管段的入口為S彎收擴噴管的進氣口；其特征在于：所述第一噴管段和第二噴管段為收斂段，從第一噴管段的入口到第二噴管段的出口呈逐漸收斂的結構，第二噴管段的出口為噴管喉道；

所述S彎收擴噴管還包括擴張段和氣膜冷卻結構；

所述擴張段的入口同軸套裝于所述收斂段的噴管喉道外圍，其出口作為S彎收擴噴管的排氣口，從入口到出口呈逐漸擴張的結構；擴張段的入口內壁與噴管喉道外壁沿軸向有重疊部分，之間形成的環形間隙為氣膜冷卻狹縫；

所述氣膜冷卻結構包括環狀冷卻氣通道、冷卻通道支板、氣膜冷卻孔和氣膜冷卻狹縫；所述冷卻通道外壁面通過多個冷卻通道支板沿周向固定于噴管的收斂段和擴張段外圍，噴管外壁面和冷卻通道外壁面之間的封閉環形空腔形成環狀冷卻氣通道；所述環狀冷卻氣通道位于進氣口一側設置有冷卻通道供氣管道，用于通入冷卻氣體；所述氣膜冷卻孔設置于收斂段的外壁面上；冷卻氣流通過氣膜冷卻孔和氣膜冷卻狹縫流入噴管內、并覆蓋于高溫噴管內壁面上；采用氣膜冷卻狹縫的結構引入冷卻氣，因為冷卻氣出流面積大，能規避掉擴張段激波抑流作用，而且該冷卻方式下產生的氣膜層對噴管壁面能產生更有效的覆蓋與保護作用；

所述擴張段的入口內壁與噴管喉道外壁重疊部分的軸向長度為進氣口直徑的120，狹縫的徑向高度為重合部分軸向長度的13。

2.根據權利要求1所述帶冷卻結構的S彎收擴噴管，其特征在于：所述收斂段的第一噴管段和第二噴管段均為S形，擴張段的中心線位于收斂段的中心線上。

3.根據權利要求1所述帶冷卻結構的S彎收擴噴管，其特征在于：所述收斂段的第一噴管段與第二噴管段在軸向的長度比在2:3至2:5之間。

4.根據權利要求1所述帶冷卻結構的S彎收擴噴管，其特征在于：所述氣膜冷卻孔均布于第一噴管段的中心軸前半部分和第二噴管段的中心軸前半部分；均布方式為，沿著S彎收擴噴管軸向均勻布置多排，相鄰兩排通孔以順排或者叉排的方式布置。

5.根據權利要求1所述帶冷卻結構的S彎收擴噴管，其特征在于：所述氣膜冷卻孔的孔徑為d，每排內相鄰孔之間的間距為2d～6d，相鄰兩排孔之間的間距為3d～12d。

6.根據權利要求1所述帶冷卻結構的S彎收擴噴管，其特征在于：所述氣膜冷卻孔的軸向與其所在位置的S彎噴管壁面之間的夾角為0°到90°，氣膜冷卻孔為雙扇形孔、水滴形孔或簸箕形孔。

7.根據權利要求1所述帶冷卻結構的S彎收擴噴管，其特征在于：所述收斂段與擴張段軸向長度比在1.5至3之間。

8.根據權利要求1所述帶冷卻結構的S彎收擴噴管，其特征在于：所述擴張段的排氣口的截面寬高比在1.2至2之間，排氣口的徑向截面積與噴管喉道出口的徑向截面積比大于1.7。

9.根據權利要求1所述帶冷卻結構的S彎收擴噴管，其特征在于：所述冷卻通道支板是扇形片狀結構，沿軸向在冷卻通道內設置4-8處，每處位置在冷卻通道的上、下、左、右四個方位各布置一片冷卻通道支板。