本發(fā)明屬于燃氣渦輪發(fā)動機領域，具體涉及一種在整流支板內設計氣流通道的加力燃燒室。

背景技術：

加力燃燒室是航空發(fā)動機的重要部件。雖然其質量只占發(fā)動機總質量的20％左右，但卻能大幅增大發(fā)動機推力。渦噴發(fā)動機采用加力燃燒室，推力增大比可達40％～50％；渦扇發(fā)動機采用加力燃燒室，推力增大比可達60％～70％甚至更高。采用加力燃燒室能大幅增大發(fā)動機的單位迎面推力和推重比，全面改善飛機的機動性并擴大飛行包線，提高戰(zhàn)斗機的制空能力。因此，加力燃燒室在軍用飛機的發(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來的燃氣進行噴油復燃，燃氣流中的含氧量只有正常空氣的約2/3～3/4，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，進一步降低了燃燒效率。

20世紀40年代，德國首先在JUMO-004E發(fā)動機上采用加力燃燒室，此后加力燃燒室被廣泛應用于戰(zhàn)斗機動力裝置上。其設計技術隨著航空發(fā)動機性能的提高而不斷發(fā)展。上世紀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計的方案，采用徑向支板/穩(wěn)定器與內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)定器內部，向外噴油。采用這種方案會大幅度降低流體損失、減小加力燃燒室的長度，減輕質量，但仍然沒有解決燃燒效率較低的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提出一種在整流支板內設計氣流通道的加力燃燒室，與現(xiàn)有的技術相比，本方案的優(yōu)點是在整流支板火焰穩(wěn)定器表面開設小孔，內外涵道混合氣流由表面小孔進入整流支板火焰穩(wěn)定器內部，沿內部隔板形成的氣流通道流動，途中對燃油通道內的油料進行加熱，最后由開設在支板后槽的噴氣小孔噴出，與同樣在后方噴射的燃油進行混合燃燒。這樣的設計可以提高高溫氣流對燃油的加熱效果，有利于燃油的霧化蒸發(fā)及與氣流的混合，同時氣流在通道內部流速降低，由噴嘴噴出后，不僅對燃油噴射軌跡造成一定的擾動，也延長了油氣混合的時間，進一步增強了燃油霧化及油氣混合均勻程度，進而提高了燃燒效率。同時該設計可以在較小的油氣比條件下實現(xiàn)點火和燃燒，能夠有較寬的工作范圍。

技術方案

本發(fā)明的目的在于提供一種在整流支板內設計氣流通道的加力燃燒室。

本發(fā)明技術方案如下：

一種在整流支板內設計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)定器內部燃油通道的形式，整流支板火焰穩(wěn)定器表面進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)定器固定在加力內錐和后涵道引射器之間，周向均勻排列，設置8～12片，每片整流支板火焰穩(wěn)定器長度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入整流支板火焰穩(wěn)定器內部的燃油通道，燃油通道形狀與支板形狀近似相同，壁面厚度為2～3mm，在支板表面兩側開設進氣小孔，小孔直徑1～3mm，開設2～4排，采用順排或者錯排的方式。在弧形火焰穩(wěn)定器表面中心開設噴油小孔，在噴油小孔左右兩側對稱開設噴氣小孔，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)定器內部設置關于燃油通道對稱的隔板，隔板厚1～2mm，與中心面成5～10°的夾角。燃油經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。

該方案設計的加力燃燒室，其優(yōu)點在于引入較高溫度的氣流進入整流支板火焰穩(wěn)定器內部，在氣流通道中減速后對燃油管道內的燃油加熱，后由弧形火焰穩(wěn)定器表面開設的噴氣小孔沿表面法向噴向后方，對火焰穩(wěn)定器表面噴油小孔噴出的燃油進行擾動混合，又由于噴出的氣流速度較低，油氣在后方低速區(qū)內擾動混合時間較長，燃油進一步受熱蒸發(fā)，增強油氣混合均勻程度，提高燃燒效率。同時本方案可以在較小的油氣比條件下實現(xiàn)穩(wěn)定著火，能適應較惡劣的工作條件，擴大了著火油氣比范圍。

附圖說明

圖1：一種在整流支板內設計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設計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)定器結構示意圖

圖1中1-殼體2-后涵道引射器3-加力內錐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-加力內錐4-后涵道引射器

圖3中1-內部隔板2-進氣小孔3-噴油小孔4-噴氣小孔5-燃油通道

具體實施方式

現(xiàn)結合附圖對本發(fā)明作進一步描述：

結合圖1、圖2、圖3，本發(fā)明提供了一種新型的增設整流支板火焰穩(wěn)定器內部氣流通道，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設計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設計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)定器結構示意圖。

由內外涵道來的氣流通過圖1(2)所示滑動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，氣流通過圖3(2)所示整流支板火焰穩(wěn)定器兩側表面開設的進氣小孔進入支板內部，經過圖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，然后進入內層通道向尾部流動，途中速度降低，并對圖3(5)燃油通道中的燃油進行加熱，后由圖3(4)尾部火焰穩(wěn)定器表面開設的噴氣小孔向中心噴出，燃油通過供油管道進入整流支板火焰穩(wěn)定器內部的燃油通道，受熱后經圖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，進一步受熱并與之混合，在后方低速回流區(qū)進行燃燒。由于燃油受熱霧化蒸發(fā)效果較好，且被氣流擾動，在低速區(qū)油氣混合時間也較長，使得油氣混合效果較好，能夠提高燃燒效率，同時可以在較小油氣比條件下實現(xiàn)點火和穩(wěn)定燃燒。