本發(fā)明屬于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種在整流支板內(nèi)設(shè)計(jì)氣流通道的加力燃燒室。

背景技術(shù)：

加力燃燒室是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件。雖然其質(zhì)量只占發(fā)動(dòng)機(jī)總質(zhì)量的20％左右，但卻能大幅增大發(fā)動(dòng)機(jī)推力。渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)采用加力燃燒室，推力增大比可達(dá)40％～50％；渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)采用加力燃燒室，推力增大比可達(dá)60％～70％甚至更高。采用加力燃燒室能大幅增大發(fā)動(dòng)機(jī)的單位迎面推力和推重比，全面改善飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性并擴(kuò)大飛行包線，提高戰(zhàn)斗機(jī)的制空能力。因此，加力燃燒室在軍用飛機(jī)的發(fā)展中占有重要地位。然而，由于加力燃燒室是利用主燃燒室過(guò)來(lái)的燃?xì)膺M(jìn)行噴油復(fù)燃，燃?xì)饬髦械暮趿恐挥姓？諝獾募s2/3～3/4，故其燃燒效率較低。另外，由于加力燃燒室多采用直射式噴嘴，燃油直接噴入氣流中，燃油霧化效果較差，與氣流混合的不夠均勻，進(jìn)一步降低了燃燒效率。

20世紀(jì)40年代，德國(guó)首先在JUMO-004E發(fā)動(dòng)機(jī)上采用加力燃燒室，此后加力燃燒室被廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力裝置上。其設(shè)計(jì)技術(shù)隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高而不斷發(fā)展。上世紀(jì)90年代，有人提出了一種渦輪后框架的加力燃燒室一體化設(shè)計(jì)的方案，采用徑向支板/穩(wěn)定器與內(nèi)外涵之間的壁式火焰穩(wěn)定器的組合是該方案的最大創(chuàng)新之處。燃油噴桿位于火焰穩(wěn)定器內(nèi)部，向外噴油。采用這種方案會(huì)大幅度降低流體損失、減小加力燃燒室的長(zhǎng)度，減輕質(zhì)量，但仍然沒(méi)有解決燃燒效率較低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種在整流支板內(nèi)設(shè)計(jì)氣流通道的加力燃燒室，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本方案的優(yōu)點(diǎn)是在整流支板火焰穩(wěn)定器表面開設(shè)小孔，內(nèi)外涵道混合氣流由表面小孔進(jìn)入整流支板火焰穩(wěn)定器內(nèi)部，沿內(nèi)部隔板形成的氣流通道流動(dòng)，途中對(duì)燃油通道內(nèi)的油料進(jìn)行加熱，最后由開設(shè)在支板后槽的噴氣小孔噴出，與同樣在后方噴射的燃油進(jìn)行混合燃燒。這樣的設(shè)計(jì)可以提高高溫氣流對(duì)燃油的加熱效果，有利于燃油的霧化蒸發(fā)及與氣流的混合，同時(shí)氣流在通道內(nèi)部流速降低，由噴嘴噴出后，不僅對(duì)燃油噴射軌跡造成一定的擾動(dòng)，也延長(zhǎng)了油氣混合的時(shí)間，進(jìn)一步增強(qiáng)了燃油霧化及油氣混合均勻程度，進(jìn)而提高了燃燒效率。同時(shí)該設(shè)計(jì)可以在較小的油氣比條件下實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火和燃燒，能夠有較寬的工作范圍。

技術(shù)方案

本發(fā)明的目的在于提供一種在整流支板內(nèi)設(shè)計(jì)氣流通道的加力燃燒室。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種在整流支板內(nèi)設(shè)計(jì)氣流通道的加力燃燒室，包括：整流支板火焰穩(wěn)定器尺寸及布置方式，整流支板火焰穩(wěn)定器內(nèi)部燃油通道的形式，整流支板火焰穩(wěn)定器表面進(jìn)氣小孔的排布形式及火焰穩(wěn)定器表面噴油小孔和噴氣小孔的排布。其特征在于：整流支板火焰穩(wěn)定器固定在加力內(nèi)錐和后涵道引射器之間，周向均勻排列，設(shè)置8～12片，每片整流支板火焰穩(wěn)定器長(zhǎng)度300～400mm，厚30～50mm，尾部火焰穩(wěn)定器呈弧形，半徑40～80mm。燃油由外部輸油管道進(jìn)入整流支板火焰穩(wěn)定器內(nèi)部的燃油通道，燃油通道形狀與支板形狀近似相同，壁面厚度為2～3mm，在支板表面兩側(cè)開設(shè)進(jìn)氣小孔，小孔直徑1～3mm，開設(shè)2～4排，采用順排或者錯(cuò)排的方式。在弧形火焰穩(wěn)定器表面中心開設(shè)噴油小孔，在噴油小孔左右兩側(cè)對(duì)稱開設(shè)噴氣小孔，孔徑為0.5～2mm，氣流沿弧形表面法向噴射。在整流支板火焰穩(wěn)定器內(nèi)部設(shè)置關(guān)于燃油通道對(duì)稱的隔板，隔板厚1～2mm，與中心面成5～10°的夾角。燃油經(jīng)后部噴嘴噴入低速回流穩(wěn)定區(qū)，與氣體混合后，在整流支板火焰穩(wěn)定器后方燃燒。

該方案設(shè)計(jì)的加力燃燒室，其優(yōu)點(diǎn)在于引入較高溫度的氣流進(jìn)入整流支板火焰穩(wěn)定器內(nèi)部，在氣流通道中減速后對(duì)燃油管道內(nèi)的燃油加熱，后由弧形火焰穩(wěn)定器表面開設(shè)的噴氣小孔沿表面法向噴向后方，對(duì)火焰穩(wěn)定器表面噴油小孔噴出的燃油進(jìn)行擾動(dòng)混合，又由于噴出的氣流速度較低，油氣在后方低速區(qū)內(nèi)擾動(dòng)混合時(shí)間較長(zhǎng)，燃油進(jìn)一步受熱蒸發(fā)，增強(qiáng)油氣混合均勻程度，提高燃燒效率。同時(shí)本方案可以在較小的油氣比條件下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定著火，能適應(yīng)較惡劣的工作條件，擴(kuò)大了著火油氣比范圍。

附圖說(shuō)明

圖1：一種在整流支板內(nèi)設(shè)計(jì)氣流通道的加力燃燒室整體示意圖

圖2：一種在整流支板內(nèi)設(shè)計(jì)氣流通道的加力燃燒室頭部示意圖

圖3：整流支板火焰穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)示意圖

圖1中1-殼體2-后涵道引射器3-加力內(nèi)錐4-整流支板火焰穩(wěn)定器

圖2中1-隔熱屏2-整流支板火焰穩(wěn)定器3-加力內(nèi)錐4-后涵道引射器

圖3中1-內(nèi)部隔板2-進(jìn)氣小孔3-噴油小孔4-噴氣小孔5-燃油通道

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

結(jié)合圖1、圖2、圖3，本發(fā)明提供了一種新型的增設(shè)整流支板火焰穩(wěn)定器內(nèi)部氣流通道，提高燃燒效率的一體化加力燃燒室。圖1為一種在整流支板內(nèi)設(shè)計(jì)氣流通道的加力燃燒室整體示意圖，圖2為一種在整流支板內(nèi)設(shè)計(jì)氣流通道的加力燃燒室頭部示意圖，圖3為整流支板火焰穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)示意圖。

由內(nèi)外涵道來(lái)的氣流通過(guò)圖1(2)所示滑動(dòng)擋板式的后涵道引射器在整流支板火焰穩(wěn)定器葉片間進(jìn)行混合，圖1(4)所示整流支板火焰穩(wěn)定器周向均勻排列，氣流通過(guò)圖3(2)所示整流支板火焰穩(wěn)定器兩側(cè)表面開設(shè)的進(jìn)氣小孔進(jìn)入支板內(nèi)部，經(jīng)過(guò)圖3(1)所示隔板與壁面形成的氣流通道，匯集到整流支板火焰穩(wěn)定器頭部，然后進(jìn)入內(nèi)層通道向尾部流動(dòng)，途中速度降低，并對(duì)圖3(5)燃油通道中的燃油進(jìn)行加熱，后由圖3(4)尾部火焰穩(wěn)定器表面開設(shè)的噴氣小孔向中心噴出，燃油通過(guò)供油管道進(jìn)入整流支板火焰穩(wěn)定器內(nèi)部的燃油通道，受熱后經(jīng)圖3(3)所示連接火焰穩(wěn)定器表面中心的噴油小孔噴出，燃油受多股氣流擾動(dòng)，進(jìn)一步受熱并與之混合，在后方低速回流區(qū)進(jìn)行燃燒。由于燃油受熱霧化蒸發(fā)效果較好，且被氣流擾動(dòng)，在低速區(qū)油氣混合時(shí)間也較長(zhǎng)，使得油氣混合效果較好，能夠提高燃燒效率，同時(shí)可以在較小油氣比條件下實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火和穩(wěn)定燃燒。