本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)加力/沖壓燃燒室領(lǐng)域，目的是實(shí)現(xiàn)不同工作狀態(tài)下的高效燃燒和低流動(dòng)損失相平衡，以達(dá)到整體性能最優(yōu)的設(shè)計(jì)要求。

背景技術(shù)：

1、作為加力/沖壓燃燒室的重要構(gòu)件之一，火焰穩(wěn)定器起著在燃燒室高速氣流中形成穩(wěn)定點(diǎn)火源和維持穩(wěn)定燃燒的作用。氣流流過(guò)火焰穩(wěn)定器時(shí)，在穩(wěn)定器后形成低速回流區(qū)。燃油經(jīng)供油系統(tǒng)噴出后與空氣混合形成油氣混合物，在流經(jīng)穩(wěn)定器時(shí)被卷吸入回流區(qū)中并在回流區(qū)中被點(diǎn)燃。燃燒產(chǎn)生的高溫燃燒產(chǎn)物在回流區(qū)的作用下被運(yùn)輸?shù)缴嫌卫^續(xù)點(diǎn)燃新鮮的油氣混合物，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的燃燒。

2、為了滿足未來(lái)空天戰(zhàn)略的需求，需要飛行器向更高的飛行馬赫數(shù)和飛行高度的方向發(fā)展，因此要求加力或沖壓燃燒室具有更優(yōu)的燃燒性能。飛行器飛行馬赫數(shù)和飛行高度的提高使得燃燒室進(jìn)口條件變得更加惡劣，因此高性能加力或沖壓燃燒室火焰穩(wěn)定器設(shè)計(jì)面臨諸多挑戰(zhàn)：1、高進(jìn)口氣流速度下燃燒室難以維持高效穩(wěn)定燃燒。進(jìn)口氣流速度增大，會(huì)導(dǎo)致燃油液滴在燃燒室中隨氣流的運(yùn)動(dòng)速度增大，這會(huì)大大縮短燃油液滴在穩(wěn)定器回流區(qū)中的駐留時(shí)間。駐留時(shí)間的縮短會(huì)給穩(wěn)定器的點(diǎn)火及火焰穩(wěn)定帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。同時(shí)主流速度增加會(huì)使得穩(wěn)定器后回流區(qū)向主流的火焰?zhèn)鞑ズ臀镔|(zhì)交換變得更加困難，使得主流中的大量燃油液滴未能及時(shí)參與燃燒，從而導(dǎo)致燃燒效率低下。2、進(jìn)口氧含量的下降造成燃燒反應(yīng)速率下降，使得燃燒效率降低。飛行器飛行高度和加力或沖壓燃燒室進(jìn)口溫度的不斷增加造成燃燒室進(jìn)口氣流的含氧量急劇降低。在這種進(jìn)口條件下若想維持較高的燃燒效率，常規(guī)加力燃燒室穩(wěn)定器難以滿足設(shè)計(jì)要求。

3、為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定器在惡劣進(jìn)口條件下的高效燃燒，需要加強(qiáng)主流與值班級(jí)的摻混；但在來(lái)流條件支持穩(wěn)定器燃燒的情況下，強(qiáng)烈的主流與值班的摻混對(duì)燃燒效率的提高貢獻(xiàn)不大，反而會(huì)因?yàn)閺?qiáng)烈的摻混造成強(qiáng)烈的總壓損失。

4、因此有必要針對(duì)加力和沖壓燃燒室做出改進(jìn)，一方面，使其能夠在保持火焰穩(wěn)定性能的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化回流區(qū)與主流之間的物質(zhì)交換，增強(qiáng)主流的燃燒，從而在更惡劣的進(jìn)口條件下維持較高的燃燒效率；另一方面，在來(lái)流條件有利于燃燒進(jìn)行時(shí)，適當(dāng)減弱回流區(qū)與主流的混合，以降低流動(dòng)損失。最終，達(dá)到高效燃燒和低流阻損失性能相平衡的狀態(tài)工作，滿足未來(lái)先進(jìn)加力以及沖壓燃燒室的性能要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)背景技術(shù)中所涉及到的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，提供一種加強(qiáng)主流與值班摻混的尾緣可調(diào)節(jié)式火焰穩(wěn)定器。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：

3、一種尾緣可調(diào)的低阻高效火焰穩(wěn)定器，包括中心火焰穩(wěn)定器，第一調(diào)節(jié)模塊和第二調(diào)節(jié)模塊；

4、所述中心火焰穩(wěn)定器采用鈍體火焰穩(wěn)定器，包括頭部、第一壁板和第二壁板，第一壁板、第二壁板上游均與頭部固連，且第一壁板、第二壁板之間的距離從上游到下游逐漸變大；

5、所述第一調(diào)節(jié)模塊、第二調(diào)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)相同，均包括第一調(diào)節(jié)板、第二調(diào)節(jié)板、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、m個(gè)第一樞接環(huán)、m個(gè)第二樞接環(huán)、m個(gè)第三樞接環(huán)、復(fù)位彈簧和驅(qū)動(dòng)管，m為大于等于2的自然數(shù)；

6、所述第一調(diào)節(jié)板、第二調(diào)節(jié)板結(jié)構(gòu)相同，其尾緣均設(shè)有a個(gè)摻混結(jié)構(gòu)，a為大于等于3的自然數(shù)；

7、所述m個(gè)第一樞接環(huán)、m個(gè)第二樞接環(huán)、m個(gè)第三樞接環(huán)結(jié)構(gòu)相同，依次交錯(cuò)排列且均和所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸樞接；所述m個(gè)第一樞接環(huán)均和所述第一調(diào)節(jié)板的上游固連，m個(gè)第二樞接環(huán)均和所述第二調(diào)節(jié)板的上游固連，使得第一調(diào)節(jié)板、第二調(diào)節(jié)板能夠繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)；

8、所述第一調(diào)節(jié)板靠近第二調(diào)節(jié)板一側(cè)的中心設(shè)有第一復(fù)位盲孔，第二調(diào)節(jié)板靠近第一調(diào)節(jié)板一側(cè)的中心設(shè)有和所述第一復(fù)位盲孔對(duì)應(yīng)的第二復(fù)位盲孔；所述復(fù)位彈簧一端和所述第一復(fù)位盲孔的底端固連，另一端和所述第二復(fù)位盲孔的底端固連，呈拉伸狀態(tài)，使得第一調(diào)節(jié)板、第二調(diào)節(jié)板貼合；

9、所述驅(qū)動(dòng)管的橫截面為長(zhǎng)方形，包含第一端壁、第二端壁、以及首尾依次相連的第一至第四側(cè)壁；

10、所述驅(qū)動(dòng)管在其第一端壁的中心和第二端壁的中心之間設(shè)有直線狀的油路；

11、所述驅(qū)動(dòng)管沿其長(zhǎng)度方向在其第一側(cè)壁和油路之間等距設(shè)有p個(gè)第一活塞空腔，在其第二側(cè)壁和油路之間設(shè)有p個(gè)和所述第一活塞空腔一一對(duì)應(yīng)的第二活塞空腔，p為大于等于2的自然數(shù)；

12、所述第一活塞空腔、第二活塞空腔結(jié)構(gòu)相同，呈圓柱狀，軸線垂直于所述第一側(cè)壁，一端設(shè)有穿過(guò)驅(qū)動(dòng)管側(cè)壁和外界聯(lián)通的活塞孔，另一端設(shè)有和油路聯(lián)通的油孔；

13、所述第一活塞空腔、第二活塞空腔中均設(shè)有活塞，活塞的活塞頭和其側(cè)壁密閉滑動(dòng)相連，活塞的活塞桿從其活塞孔伸出至驅(qū)動(dòng)管外；

14、所述第一調(diào)節(jié)板靠近第二調(diào)節(jié)板的一側(cè)設(shè)有平行于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸、用于和所述驅(qū)動(dòng)管相配合的第一安置槽，第二調(diào)節(jié)板靠近第一調(diào)節(jié)板的一側(cè)設(shè)有平行于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸、用于和所述驅(qū)動(dòng)管相配合的第二安置槽；

15、所述第一調(diào)節(jié)模塊中m個(gè)第三樞接環(huán)均和所述第一壁板的下游固連；第一調(diào)節(jié)模塊的驅(qū)動(dòng)管兩端分別和燃燒室兩側(cè)壁面固連，位于第一調(diào)節(jié)模塊的第一安置槽、第二安置槽中，且第一調(diào)節(jié)模塊的驅(qū)動(dòng)管的油路兩端接入燃燒室的主流供油系統(tǒng)，用于控制第一調(diào)節(jié)模塊的第一調(diào)節(jié)板、第二調(diào)節(jié)板之間的開(kāi)合程度；

16、所述第二調(diào)節(jié)模塊中m個(gè)第三樞接環(huán)均和所述第二壁板的下游固連；第二調(diào)節(jié)模塊的驅(qū)動(dòng)管兩端分別和燃燒室兩側(cè)壁面固連，位于第二調(diào)節(jié)模塊的第一安置槽、第二安置槽中，且第二調(diào)節(jié)模塊的驅(qū)動(dòng)管的油路兩端接入燃燒室的主流供油系統(tǒng)，用于控制第二調(diào)節(jié)模塊的第一調(diào)節(jié)板、第二調(diào)節(jié)板之間的開(kāi)合程度；

17、所述第一調(diào)節(jié)模塊的第一調(diào)節(jié)板、第二調(diào)節(jié)板之間貼合時(shí)，厚度和所述第一壁板相同且和第一壁板共面；第二調(diào)節(jié)模塊的第一調(diào)節(jié)板、第二調(diào)節(jié)板之間貼合時(shí)，厚度和所述第二壁板相同且和第二壁板共面。

18、作為本發(fā)明一種尾緣可調(diào)的低阻高效火焰穩(wěn)定器進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述中心火焰穩(wěn)定器采用v型火焰穩(wěn)定器、蒸發(fā)槽火焰穩(wěn)定器、吸入式穩(wěn)定器以及薄膜蒸發(fā)穩(wěn)定器的任意一種。

19、作為本發(fā)明一種尾緣可調(diào)的低阻高效火焰穩(wěn)定器進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述摻混結(jié)構(gòu)采用波瓣、鋸齒、凸臺(tái)中的任意一種或幾種。

20、作為本發(fā)明一種尾緣可調(diào)的低阻高效火焰穩(wěn)定器進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述p取3。

21、本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，具有以下技術(shù)效果：

22、本發(fā)明可以根據(jù)不同的工作狀態(tài)來(lái)改變調(diào)節(jié)板的開(kāi)度，以實(shí)現(xiàn)在不同工作狀態(tài)下的高效燃燒和低流阻損失性能間的平衡，達(dá)到穩(wěn)定器整體性能較優(yōu)的設(shè)計(jì)需求。

23、本發(fā)明中驅(qū)動(dòng)管與燃燒室的主流供油系統(tǒng)相連接，可根據(jù)主流供油壓力大小來(lái)調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)板、第二調(diào)節(jié)板之間的開(kāi)度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)特征：

1.一種尾緣可調(diào)的低阻高效火焰穩(wěn)定器，其特征在于，包括中心火焰穩(wěn)定器，第一調(diào)節(jié)模塊和第二調(diào)節(jié)模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾緣可調(diào)的低阻高效火焰穩(wěn)定器，其特征在于，所述中心火焰穩(wěn)定器采用v型火焰穩(wěn)定器、蒸發(fā)槽火焰穩(wěn)定器、吸入式穩(wěn)定器以及薄膜蒸發(fā)穩(wěn)定器的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾緣可調(diào)的低阻高效火焰穩(wěn)定器，其特征在于，所述摻混結(jié)構(gòu)采用波瓣、鋸齒、凸臺(tái)中的任意一種或幾種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾緣可調(diào)的低阻高效火焰穩(wěn)定器，其特征在于，所述p取3。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種尾緣可調(diào)的低阻高效火焰穩(wěn)定器，包括中心火焰穩(wěn)定器，第一調(diào)節(jié)模塊和第二調(diào)節(jié)模塊；中心火焰穩(wěn)定器采用鈍體火焰穩(wěn)定器，包括頭部、第一壁板和第二壁板；第一調(diào)節(jié)模塊、第二調(diào)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)相同，均包括第一調(diào)節(jié)板、第二調(diào)節(jié)板、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、m個(gè)第一樞接環(huán)、m個(gè)第二樞接環(huán)、m個(gè)第三樞接環(huán)、復(fù)位彈簧和驅(qū)動(dòng)管。本發(fā)明能夠根據(jù)主流供油壓力大小來(lái)調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)模塊和第二調(diào)節(jié)模塊的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)在不同工作狀態(tài)下的高效燃燒和低流阻損失性能間的平衡，從而實(shí)現(xiàn)提高燃燒室整體性能的要求。

技術(shù)研發(fā)人員：魏杰立,于鎮(zhèn)潭,何小民
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/8/20