[發明專利]一種徑向傳焰加力燃燒室供油規律設計方法

有效

• 申請號: 202110469306.1
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113202634B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 曹茂國;程榮輝;姜雨;尚守堂;馬宏宇;徐興平;游慶江;陳砥;劉寶;鮑占洋
• 申請（專利權）人: 北京清軟創想信息技術有限責任公司;中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: F02C9/26
• 分類號: F02C9/26;F02C7/22
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本申請屬于發動機控制技術領域，涉及一種徑向傳焰加力燃燒室供油規律設計方法，所述方法包括：進行油路劃分及噴嘴布局設計，設計四路供油管路；確定飛行包線內的多個狀態點的氧氣濃度分布規律，構建傳焰槽外側氧氣濃度比例與加力燃燒室進口截面外內涵的氣流流量之間的關系；確定四個油路在傳焰槽外側的供油量占比；基于全加力狀態下各角向加力推力均勻，確定點火扇區油路及負油路的油量之比；根據所述負油路與主油路互為分壓的關系，設定所述負油路與主油路的總量為y，確定所述負油路與主油路的油量與所述y之間的關系；基于已知的總的加力油量，計算四個油路的供油目標值。本申請拓寬了加力燃燒室組織燃燒形式的可選范圍。

技術領域

本申請屬于發動機控制技術領域，特別涉及一種徑向傳焰加力燃燒室供油規律設計方法。

背景技術

對于外涵面積特別小的航空渦扇發動機，其加力燃燒室不論是從幾何空間的角度還是從隔熱屏近壁面熱負荷的角度考慮，都沒有在最外圈布置環形穩定器的可能，因而設計了一種由徑向穩定器和氣冷傳焰槽組織燃燒的徑向傳焰加力燃燒室。由于取消了環形穩定器，所以不得不采用扇區點火，這給供油規律的設計帶來了前所未有的困難。

現有技術中，未見關于徑向傳焰加力燃燒室供油規律設計的方法。對于傳統渦扇發動機加力燃燒室而言，開展供油系統設計時，通常會將加力燃燒室劃分成點火區(主環形穩定器)、內涵區和外涵區，再根據各區的氧氣分布來分配加力燃油。而對于徑向傳焰的加力燃燒室而言，不僅沒有環形穩定器，而且在組織燃燒的截面已經沒有明確的外內涵的界限，所以現有的加力燃燒室供油規律設計方法根本不適用于此類加力燃燒室。

發明內容

為了解決上述技術問題，本申請提供了一種徑向傳焰加力燃燒室供油規律設計方法，主要包括：

進行油路劃分及噴嘴布局設計，包括將所述徑向傳焰加力燃燒室加力油路劃分為點火扇區油路、副油路、主油路及補充油路，其中，所述點火扇區油路的出口與副油路的出口位于第一截面，所述主油路的出口位于第二截面，所述補充油路的出口位于第三截面，且沿氣流流動方向，所述第二截面位于所述第一截面之前，所述第三截面位于所述第二截面與所述第一截面之間，所述副油路與主油路互為分壓，所述點火扇區油路的出口形成小扇區，所述副油路的出口形成大扇區，所述大扇區與所述小扇區在所述第一截面互補，所述點火扇區的出口在所述小扇區內具有布置在傳焰槽外側的第一噴口，所述補充油路在傳焰槽外側具有第二噴口，所述第二噴口在投影到第一截面上時，能夠與所述第一噴口組成一完整的環形噴口，所述主油路的出口在第二截面內分布于傳焰槽內外兩側；

確定飛行包線內的多個狀態點的氧氣濃度分布規律，構建傳焰槽外側氧氣濃度比例與加力燃燒室進口截面外內涵的氣流流量之間的關系；

確定四個油路在傳焰槽外側的供油量占比；

基于全加力狀態下各角向加力推力均勻，確定點火扇區油路及副油路的油量之比；

根據所述副油路與主油路互為分壓的關系，設定所述副油路與主油路的總量為y，確定所述副油路與主油路的油量與所述y之間的關系；

基于已知的總的加力油量，計算四個油路的供油目標值。

優選的是，構建傳焰槽外側氧氣濃度比例與加力燃燒室進口截面外內涵的氣流流量之間的關系為f_cyc(x)，其中，x＝W_a16/(W_a16+W_g6)，W_a16與W_g6分別為加力燃燒室進口截面外內涵的氣流流量。

優選的是，確定四個油路在傳焰槽外側的供油量占比為a、b、c、d，其中d＝1。

優選的是，確定點火扇區油路及副油路的油量之比之前，進一步包括確定點火扇區油路及副油路的出口噴嘴數量。

優選的是，計算四個油路的供油目標值包括：