具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室的制作方法

1.本发明涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室。

背景技术：

2.变循环发动机通过改变发动机某些几何尺寸或者位置来改变发动机的热力循环，主要的可调机构有三个：模式选择阀、前涵道引射器、后涵道引射器，对于加力燃烧室部件的可调机构就是后涵道引射器。为了实现更高的涵道比的变化范围，在变循环发动机的基础上会在最外层增加了一个新的涵道用来通过气流。由于涵道的增加，会带来可调机构的布置、多层机匣的设计以及外置式的燃油喷杆穿过多层机匣的结构设计问题等，亟需对变循环发动机加力燃烧室提出一种新的结构布局方案。

技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供一种具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室，以对变循环发动机加力燃烧室进行控制。
4.本发明提供以下技术方案：一种具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室，包括双层支板段前机匣、双层支板段后机匣、后涵道引射器双层机匣，后涵道引射器双层机匣内设置有第一涵道，双层支板段后机匣与后涵道引射器双层机匣之间形成第二涵道，具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室还包括后涵道引射器调节机构，设置在后涵道引射器双层机匣的入口端部，后涵道引射器调节机构能够沿气体流动方向滑动，后涵道引射器调节机构能够控制进入第一涵道的气体流量。
5.进一步地，后涵道引射器调节机构包括：
6.曲柄，沿径向方向穿设在双层支板段前机匣处，曲柄的一端置于双层支板段前机匣的外侧，曲柄的另一端置于双层支板段前机匣的内侧；
7.摇臂，与曲柄的一端并能够带动曲柄转动；
8.连杆，一端与曲柄的另一端连接；
9.环形密封阀，设置在后涵道引射器双层机匣的入口端部，环形密封阀与连杆的另一端连接，并且环形密封阀能够在摇臂的作用下沿轴向往复运动。
10.进一步地，具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室还包括作动筒，作动筒与摇臂连接并能够驱动摇臂运动。
11.进一步地，环形密封阀包括沿竖直方向设置的前端面和沿倾斜方向设置的后端面，前端面和后端面均开设有多个气膜孔。
12.进一步地，前端面的气膜孔面积与后端面的气膜孔面积的比值范围是0.25～0.5。
13.进一步地，后涵道引射器调节机构具有开启位置和关闭位置，在关闭位置，后涵道引射器调节机构与后涵道引射器双层机匣的入口端部抵接，在开启位置，后涵道引射器调节机构与后涵道引射器双层机匣的入口端间隔设置，并形成与第一涵道连通的导流通道。
14.进一步地，导流通道的轴线与第一涵道的轴线之间的夹角范围是35
°
至45
°
。
15.进一步地，第二涵道内设置有垂直于气体流动方向的圆环状节流板，节流板上开设有多个节流孔。
16.进一步地，具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室还包括燃油喷杆，燃油喷杆沿径向依次穿过双层支板段后机匣、后涵道引射器双层机匣和支板扩压段。
17.进一步地，双层支板段前机匣包括双层支板段前机匣外层和双层支板段前机匣内层，双层支板段后机匣包括双层支板段后机匣外层和双层支板段后机匣内层，双层支板段前机匣外层与双层支板段后机匣外层通过法兰固定连接，双层支板段前机匣内层与双层支板段后机匣内层采用搭接密封。
18.与现有技术相比，本发明采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：通过可调的后涵道引射器调节机构将内侧气流分成两路，通过第二涵道的空气前60％通过机匣通道，以总压进气的方式平行进内涵道；后40％穿过后涵道引射器机匣的内机匣和扩压外环，以静压掺混的方式进内涵道，从而达到对变循环发动机加力燃烧室进行控制的目的。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
20.图1为多涵道变循环加力燃烧室示意图；
21.图2为周向驱动源分布示意图；
22.图3为后涵道引射器调节机构及双层机匣示意图；
23.图4为后涵道引射器双层机匣及环形密封阀配合关系示意图。
24.图中附图标记：1、作动筒；2、双层支板段前机匣；3、双层支板段后机匣；4、后涵道引射器双层机匣；5、后涵道引射器调节机构；6、支板扩压段；7、平直段外机匣；8、圆转方外机匣；9、平直段内机匣；10、圆转方内机匣；11、平直段隔热屏；12、圆转方隔热屏；13、喷杆；14、支板稳定器；21、双层支板段前机匣外层；22、双层支板段前机匣支撑；23、双层支板段前机匣内层；31、双层支板段后机匣外层；32、双层支板段后机匣支撑；33、双层支板段后机匣内层；41、后涵道引射器双层机匣外层；42、后涵道引射器双层机匣支撑；43、后涵道引射器双层机匣内层；44、节流孔；45、前环形密封环；46、后环形密封环；51、摇臂；52、曲柄；53、连杆；54、环形密封阀；541、前端面；542、后端面；543、c型弹性密封圈；61、扩压外环。
具体实施方式
25.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
27.如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室，包括双层支板段前机匣2、双层支板段后机匣3、后涵道引射器双层机匣4，后涵道引射器双层机匣4内设置有第一涵道，双层支板段后机匣3与后涵道引射器双层机匣4之间形成
第二涵道，具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室还包括后涵道引射器调节机构5，设置在后涵道引射器双层机匣4的入口端部，后涵道引射器调节机构5能够沿气体流动方向滑动，后涵道引射器调节机构5能够控制进入第一涵道的气体流量。
28.通过可调的后涵道引射器调节机构5将内侧气流分成两路，通过第二涵道的空气前60％通过机匣通道，以总压进气的方式平行进内涵道；后40％穿过后涵道引射器机匣的内机匣和扩压外环，以静压掺混的方式进内涵道，从而达到对变循环发动机加力燃烧室进行控制的目的。
29.需要说明的是，本发明实施例还包括平直段外机匣7，圆转方外机匣8，平直段内机匣9，圆转方内机匣10，平直段隔热屏11，圆转方隔热屏12，由于上述特征均与现有技术特征相同或者相似，此处不再赘述。
30.本发明实施例能够使得结构更为紧凑，实现较大涵道比变化的能力，在此掺混方案的基础上优化了联动环的导流角度以及在联动环上开设气膜孔以满足最小气流流动及预防燃气倒灌的要求。
31.后涵道引射器调节机构5包括曲柄52、摇臂51、连杆53和环形密封阀54。曲柄52沿径向方向穿设在双层支板段前机匣2处，曲柄52的一端置于双层支板段前机匣2的外侧，曲柄52的另一端置于双层支板段前机匣2的内侧；摇臂51，与曲柄52的一端并能够带动曲柄52转动；连杆53，一端与曲柄52的另一端连接；环形密封阀54，设置在后涵道引射器双层机匣4的入口端部，环形密封阀54与连杆53的另一端连接，并且环形密封阀54能够在摇臂51的作用下沿轴向往复运动。
32.其中，曲柄52为两个，两个曲柄52穿过两个双层支板段前机匣支撑22将摇臂51的转动传递到两层机匣内部，并通过连杆53带动环形密封阀54沿轴向移动。两个曲柄52呈180
°
对称分布。
33.本实施例中，将支板段机匣分段设计，由双层支板段前机匣2、双层支板段后机匣3组成，都采用双层设计，双层支板段前机匣外层21通过16个双层支板段前机匣支撑22与双层支板段前机匣内层23相连；类似的，双层支板段后机匣外层31通过16个双层支板段后机匣支撑32与双层支板段后机匣内层33相连，两段间通过外层法兰连接，内层采用搭接密封。
34.具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室还包括作动筒1，作动筒1与摇臂51连接并能够驱动摇臂51运动。本实施例可以采用两个作动筒1进行闭环控制。上述作动筒1为液压驱动部件，根据不同需要和选择可以换成其他部件，此处不对其进行限定。
35.环形密封阀54包括沿竖直方向设置的前端面541和沿倾斜方向设置的后端面542，前端面541和后端面542均开设有多个气膜孔。前端面541的气膜孔面积与后端面542的气膜孔面积的比值范围是0.25～0.5。如此设置可以保证关闭状态下涵道内的最小流通面积以及进入内涵道的气流均匀性。
36.后涵道引射器调节机构5具有开启位置和关闭位置，在关闭位置，后涵道引射器调节机构5与后涵道引射器双层机匣4的入口端部抵接，在开启位置，后涵道引射器调节机构5与后涵道引射器双层机匣4的入口端间隔设置，并形成与第一涵道连通的导流通道。导流通道的轴线与第一涵道的轴线之间的夹角范围是35
°
至45
°
；第二涵道内设置有垂直于气体流动方向的圆环状节流板，节流板上开设有多个节流孔44。
37.环形密封阀54和后涵道引射器双层机匣外层41前段通过面贴合密封，考虑气流流
动将配合角度设置为40
°
,后涵道引射器双层机匣外层41后段开设一圈方形节流孔44控制此涵道内的流量，环形密封阀54向上游打开，开口增大，流通能力增强，打开最大位置最内侧涵道流量占主流比例不超过40％，反之向下游移动，流通面积减小，流道内流量降低，环形密封阀54前端面541和后端面542开设圆形气膜直孔，开孔面积比在0.25～0.5，保证关闭状态下涵道内的最小流通面积以及进入内涵道的气流均匀性；环形密封阀54下端面设置两个凹槽并采用c型弹性密封圈543和后涵道引射器双层机匣内层43上面实现密封；后涵道引射器双层机匣内层43下端面采用前环形密封环45和后环形密封环46与扩压外环61实现密封。
38.优选地，后涵道引射器双层机匣4外层前段采用40
°
折角与环形密封阀54适应性设计，对气流导流至最内侧涵道，后涵道引射器双层机匣外层41和双层支板段后机匣内层33构成的第二涵道用于让气流以总压平行进气的方式进入，通过矩形周向均布节流孔44的设计控制此涵道的流量，节流孔44构成的整环向上弯曲与双层支板段后机匣内层33铆接进行固定。
39.本实施例中双层支板段后机匣3、后涵道引射器双层机匣4中的连接支撑都为空心设计，为了满足外置的喷油杆插入到稳定器中，穿过双层支板段后机匣、后涵道引射器双层机匣、一层扩压外环，共计五层机匣。
40.进一步地，双层支板段前机匣支撑22满足曲柄52的安装设置为菱形、双层支板段后机匣支撑32、后涵道引射器双层机匣支撑42满足气流损失要求进而采用流线型设计。
41.更优选地，具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室还包括燃油喷杆13，燃油喷杆13沿径向依次穿过双层支板段后机匣3、后涵道引射器双层机匣4和支板扩压段6。
42.本发明实施例工作时：摇臂51将作动筒1的平直运动转换为曲柄52的旋转运动进而推动连杆53使得环形密封阀54做水平运动，内涵气流在此处分离为两股气流如黑箭头所示；双层支板段后机匣3在双层支板段前机匣2后段通过外环法兰连接，双层支板段后机匣内层33搭接在双层支板段前机匣内层23上方。后涵道引射器双层机匣4和双层支板段后机匣3通过后端铆钉实现连接，让三个双层机匣和后涵道引射器调节机构5构成整个单元体，燃油喷杆13穿过双层支板段后机匣3、后涵道引射器双层机匣4、扩压外环61共计五层机匣后伸入支板稳定器14内。
43.以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

技术特征：

1.一种具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室，包括双层支板段前机匣(2)、双层支板段后机匣(3)、后涵道引射器双层机匣(4)，后涵道引射器双层机匣(4)内设置有第一涵道，双层支板段后机匣(3)与后涵道引射器双层机匣(4)之间形成第二涵道，具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室还包括后涵道引射器调节机构(5)，设置在后涵道引射器双层机匣(4)的入口端部，后涵道引射器调节机构(5)能够沿气体流动方向滑动，后涵道引射器调节机构(5)能够控制进入所述第一涵道的气体流量。2.根据权利要求1所述的具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室，其特征在于，后涵道引射器调节机构(5)包括：曲柄(52)，沿径向方向穿设在双层支板段前机匣(2)处，曲柄(52)的一端置于双层支板段前机匣(2)的外侧，曲柄(52)的另一端置于双层支板段前机匣(2)的内侧；摇臂(51)，与曲柄(52)的一端并能够带动曲柄(52)转动；连杆(53)，一端与曲柄(52)的另一端连接；环形密封阀(54)，设置在后涵道引射器双层机匣(4)的入口端部，环形密封阀(54)与连杆(53)的另一端连接，并且环形密封阀(54)能够在摇臂(51)的作用下沿轴向往复运动。3.根据权利要求2所述的具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室，其特征在于，具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室还包括作动筒(1)，作动筒(1)与摇臂(51)连接并能够驱动摇臂(51)运动。4.根据权利要求2所述的具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室，其特征在于，环形密封阀(54)包括沿竖直方向设置的前端面(541)和沿倾斜方向设置的后端面(542)，前端面(541)和后端面(542)均开设有多个气膜孔。5.根据权利要求2所述的具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室，其特征在于，前端面(541)的气膜孔面积与后端面(542)的气膜孔面积的比值范围是0.25～0.5。6.根据权利要求1所述的具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室，其特征在于，后涵道引射器调节机构(5)具有开启位置和关闭位置，在所述关闭位置，后涵道引射器调节机构(5)与后涵道引射器双层机匣(4)的入口端部抵接，在所述开启位置，后涵道引射器调节机构(5)与后涵道引射器双层机匣(4)的入口端间隔设置，并形成与所述第一涵道连通的导流通道。7.根据权利要求6所述的具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室，其特征在于，所述导流通道的轴线与所述第一涵道的轴线之间的夹角范围是35
°
至45
°
。8.根据权利要求1所述的具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室，其特征在于，所述第二涵道内设置有垂直于气体流动方向的圆环状节流板，所述节流板上开设有多个节流孔(44)。9.根据权利要求1所述的具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室，其特征在于，所述具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室还包括燃油喷杆，所述燃油喷杆沿径向依次穿过双层支板段后机匣(3)、后涵道引射器双层机匣(4)和支板扩压段(6)。10.根据权利要求1所述的具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室，其特征在于，双层支板段前机匣(2)包括双层支板段前机匣外层(21)和双层支板段前机匣内层(23)，双层支板段后机匣(3)包括双层支板段后机匣外层(31)和双层支板段后机匣内层(33)，双层支板段前机匣外层(21)与双层支板段后机匣外层(31)通过法兰固定连接，双层支板段前机匣
内层(23)与双层支板段后机匣内层(33)采用搭接密封。

技术总结

本发明提供一种具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室，包括双层支板段前机匣、双层支板段后机匣、后涵道引射器双层机匣，后涵道引射器双层机匣内设置有第一涵道，双层支板段后机匣与后涵道引射器双层机匣之间形成第二涵道，具有可变几何的多涵道变循环加力燃烧室还包括后涵道引射器调节机构，设置在后涵道引射器双层机匣的入口端部，后涵道引射器调节机构能够沿气体流动方向滑动，后涵道引射器调节机构能够控制进入第一涵道的气体流量。本发明实施例能够达到对变循环发动机加力燃烧室进行控制的目的。行控制的目的。行控制的目的。