流动分离主动抑制的加力燃烧室扩压器结构的制作方法

本说明书涉及航空发动机，具体涉及一种流动分离主动抑制的加力燃烧室扩压器结构。

背景技术：

1、在军用航空发动机中，加力燃烧室扩压器位于加力燃烧室进口，扩压器用于对高速进口来流进行扩压，降低气流进入燃烧段的气流速度，保障加力燃烧室的可靠点火和组织燃烧，为实现上述过程，扩压器应满足下述几个特征：1)扩压损失小；2)扩压过程，流场均匀稳定，无显著低速区和流动分离；3)扩压器长度短。

2、随着军用航空发动机的技术发展，加力燃烧室的进口来流速逐渐提高，六代机加力燃烧室进口马赫数可高至0.5ma，这对扩压器在有限长度内的高效扩压设计提出了挑战。另外，进口马赫数的提高使得涡轮后支板的整流设计难度加大，支板出口局部气流余旋角偏大，余旋角越大，气流切向分速度越大，会使气流产生较大的离心力，高余旋气流进入扩压器的流动分离风险进一步加大，因此，恶劣来流条件下的扩压器设计显得尤为重要。目前，扩压器的设计主要以来流适应性设计为主，即对扩压器长度和扩压性能进行折中的优化设计，属于被动设计，其收益有限。

技术实现思路

1、有鉴于此，本说明书实施例提供一种流动分离主动抑制的加力燃烧室扩压器结构，以达到提高高速高余旋来流条件下加力燃烧室扩压器的环境适应性、扩压可靠性及结构紧凑性的目的。

2、本发明技术方案为：一种流动分离主动抑制的加力燃烧室扩压器结构，包括：扩压器前段和扩压器后段，扩压器前段和扩压器后段连接并形成扩压器，所述扩压器具有扩压器空腔，且扩压器前段和扩压器后段的连接处间隔设置并形成环缝，环缝的两端分别连接所述扩压器的外侧空间和扩压器空腔；支板，设置在扩压器前段外，支板具有支板空腔，所述支板空腔的入口与有扩压器空腔连接，所述支板空腔的出口设置于支板的后缘。

3、进一步地，支板的后缘设置有间隔布置的支板出口上表面和支板出口下表面，支板出口上表面和支板出口下表面之间形成所述支板空腔的出口，且支板出口上表面的高度大于10mm，支板出口下表面的高度大于10mm。

4、进一步地，环缝的长度为l，环缝的高度为h，其中，l/h≥2.5。

5、进一步地，扩压器前段包括第一直段，扩压器后段包括第二直段，第一直段和第二直段平行间隔设置且位置对应，第一直段和第二直段之间的环形空间形成环缝。

6、进一步地，扩压器前段还包括型面段和导流段，导流段的两端分别连接型面段和第一直段。

7、进一步地，导流段为直段或者曲段。

8、进一步地，支板为多个，沿扩压器前段的周向间隔均布。

9、进一步地，所有支板的最大截面积之和为a，相邻两个支板之间形成流道，所述流道的总面积为b，其中a/b≤0.1。

10、进一步地，环缝的起点与扩压器前段的起点之间的距离为l1，所述扩压器的长度为l2，其中，l1/l2≥0.5。

11、与现有技术相比，本说明书实施例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：本发明能够降低加力燃烧室扩压器表面的流动分离风险以及扩压器的流动损失，显著提高扩压器的扩压性能和可靠性，进一步保障了加力燃烧室的可靠点火和组织燃烧；同时，得益于扩压器性能和可靠性的提高，扩压器长度可进一步缩短，加力燃烧室结构更加紧凑。

技术特征：

1.一种流动分离主动抑制的加力燃烧室扩压器结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的流动分离主动抑制的加力燃烧室扩压器结构，其特征在于，支板(3)的后缘设置有间隔布置的支板出口上表面(13)和支板出口下表面(14)，支板出口上表面(13)和支板出口下表面(14)之间形成所述支板空腔的出口，且支板出口上表面(13)的高度大于10mm，支板出口下表面(14)的高度大于10mm。

3.根据权利要求1所述的流动分离主动抑制的加力燃烧室扩压器结构，其特征在于，环缝(9)的长度为l，环缝(9)的高度为h，其中，l/h≥2.5。

4.根据权利要求1所述的流动分离主动抑制的加力燃烧室扩压器结构，其特征在于，扩压器前段(2)包括第一直段(21)，扩压器后段(1)包括第二直段(11)，第一直段(21)和第二直段(11)平行间隔设置且位置对应，第一直段(21)和第二直段(11)之间的环形空间形成环缝(9)。

5.根据权利要求4所述的流动分离主动抑制的加力燃烧室扩压器结构，其特征在于，扩压器前段(2)还包括型面段(23)和导流段(22)，导流段(22)的两端分别连接型面段(23)和第一直段(21)。

6.根据权利要求5所述的流动分离主动抑制的加力燃烧室扩压器结构，其特征在于，导流段(22)为直段或者曲段。

7.根据权利要求1所述的流动分离主动抑制的加力燃烧室扩压器结构，其特征在于，支板(3)为多个，沿扩压器前段(2)的周向间隔均布。

8.根据权利要求7所述的流动分离主动抑制的加力燃烧室扩压器结构，其特征在于，所有支板(3)的最大截面积之和为a，相邻两个支板(3)之间形成流道，所述流道的总面积为b，其中a/b≤0.1。

9.根据权利要求1所述的流动分离主动抑制的加力燃烧室扩压器结构，其特征在于，环缝(9)的起点与扩压器前段(2)的起点之间的距离为l1，所述扩压器的长度为l2，其中，l1/l2≥0.5。

技术总结本发明提供一种流动分离主动抑制的加力燃烧室扩压器结构，包括：扩压器前段和扩压器后段，扩压器前段和扩压器后段连接并形成扩压器，所述扩压器具有扩压器空腔，且扩压器前段和扩压器后段的连接处间隔设置并形成环缝，环缝的两端分别连接所述扩压器的外侧空间和扩压器空腔；支板，设置在扩压器前段外，支板具有支板空腔，所述支板空腔的入口与有扩压器空腔连接，所述支板空腔的出口设置于支板的后缘。本发明能够降低加力燃烧室扩压器表面的流动分离风险以及扩压器的流动损失，显著提高扩压器的扩压性能和可靠性，进一步保障了加力燃烧室的可靠点火和高效组织燃烧；同时，扩压器长度可进一步缩短，加力燃烧室结构更加紧凑。技术研发人员：彭维康,钟世林,张飞,康玉东,邓远灏,李洋,孙闻,何陈,邓古华,王健,翟云超,王金涛,姜军,康松,刘洪侠,邱皓受保护的技术使用者：中国航发四川燃气涡轮研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/2