用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置，抑制压气机静叶分离流，其包括相互间隔的至少一个射流开口、至少一个抽吸开口、开闭阀门和驱动机构，所述射流开口和所述抽吸开口设置在压气机静子叶片的流向上，且所述抽吸开口处的压力高于所述射流开口处的压力；所述射流开口和对应的所述抽吸开口之间通过流路连接，所述开闭阀门安装在所述流路中，通过所述驱动机构带动所述开闭阀门进行周期性开合，从而在所述压气机的不同叶高的叶背处产生非定常的脉冲射流。本发明专利技术具有调整不同叶高处脉冲射流的频率和相位功能，拓宽了常规脉冲射流器的使用功能，具有结构简单、工作可靠、无需外接气路等优点。

【技术实现步骤摘要】
用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置
本专利技术涉及航空发动机压气机气动领域，特别涉及一种用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置。
技术介绍
在航空发动机压气机气动领域中，压气机作为航空发动机的主要部件，其压缩能力和效率决定着航空发动机的整机性能水平。在压气机通道内，粘性效应影响较大且存在着较大的逆压力梯度，容易在压气机叶背产生流动分离现象，造成流动损失的增加。严重时会引起压气机的失速和喘振，通过采取简单便捷且高能效比的流动控制手段对叶背分离流进行抑制是压气机气动领域研究中遇到的难题。相比于定常的流动控制手段，非定常流动控制方法利用分离流的不稳定性，在取得相同的控制效果时其所消耗的能量通常比定常控制方法小的多，是当前学术的研究前沿。目前，关于叶背分离的非定常激励研究只利用了叶背分离流一个方向的不稳定性，如脉冲射流，常规的脉冲射流将叶背分离流近似处理成二维流场，对其进行非定常激励作用。在实际的平面叶栅或者压气机流动中，受端壁的影响，在叶栅的不同高度位置，其最不稳定频率（脱落涡频率）会发生变化，表现为接近端壁区域脱落涡频率高而叶中区域脱落涡频率低的特点，常规的脉冲射流装置无法对其叶高不同位置的频率和相位进行调节。因此，现有技术中脉冲射流装置存在如下诸多问题：一、沿不同叶高方向的周期性非定常射流频率控制问题：已有的脉冲射流器将叶背分离流的控制问题处理成二维问题，无法调节不同叶高方向的脉冲射流频率。二、沿不同叶高方向的周期性非定常射流相位控制问题：与上述第一点类似，当前的脉冲射流装置尚不具备调节脉冲射流的相位功能。三、射流引气源的问题。四、脉冲射流波形的控制问题。有鉴于此，本领域技术人员研制了一种用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置，以期克服上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中脉冲射流装置无法对叶高不同位置的频率和相位进行调节的缺陷，提供一种用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置，抑制压气机静叶分离流，其特点在于，所述脉冲射流装置包括相互间隔的至少一个射流开口、至少一个抽吸开口、开闭阀门和驱动机构，所述射流开口和所述抽吸开口设置在压气机静子叶片的流向上，且所述抽吸开口处的压力高于所述射流开口处的压力；所述射流开口和对应的所述抽吸开口之间通过流路连接，所述开闭阀门安装在所述流路中，通过所述驱动机构带动所述开闭阀门进行周期性开合，从而在所述压气机的不同叶高的叶背处产生非定常的脉冲射流；所述射流开口和所述抽吸开口均设置在压气机流向上的叶背上，且所述抽吸开口位于所述射流开口的下游；所述流路包括引气流路和射流流路，所述引气流路连接所述抽吸开口和所述开闭阀门，所述射流流路连接所述射流开口和所述开闭阀门；所述引气流路呈收缩式，所述引气流路包括相连的引气过渡段和引气平直段，所述抽吸开口与所述引气过渡段连接，所述引气平直段与所述开闭阀门连接，所述抽吸开口的宽度大于所述引气平直段的宽度，所述引气过渡段的宽度大于所述引气平直段的宽度，从所述抽吸开口到所述引气平直段之间通过曲线进行光滑连接过渡，所述引气过渡段为光滑的曲线段。根据本专利技术的一个实施例，所述开闭阀门为旋转缝栅，所述旋转缝栅的外表面上开设有相互间隔的具有相位差的多组缝栅开口，每一组所述缝栅开口贯通所述旋转缝栅，当所述缝栅开口与所述流路对应时，所述射流开口和所述抽吸开口通过所述流路连通。根据本专利技术的一个实施例，所述流路中间开设有缝栅接口，所述缝栅接口贯穿所述压气机的静子叶片，位于所述压气机的叶背和叶盆之间，所述旋转缝栅穿设在所述缝栅接口中。根据本专利技术的一个实施例，所述开闭阀门包括相互连接的曲柄连杆机构和缝栅，所述缝栅上开设有多个相互间隔的具有相位差的缝栅开口，所述缝栅开口贯通所述缝栅，所述曲柄连杆机构安装在发动机压气机的机匣上；所述流路中间开设有缝栅接口，所述缝栅接口贯穿所述压气机的静子叶片，位于所述压气机的叶背和叶盆之间，所述缝栅穿设在所述缝栅接口中；通过所述曲柄连杆机构的转动，带动所述缝栅在所述缝栅接口内来回运动，当所述缝栅开口与所述流路对应时，所述射流开口和所述抽吸开口通过所述流路连通。根据本专利技术的一个实施例，所述射流开口包括第一射流开口和第二射流开口，所述第一射流开口和所述第二射流开口在所述压气机的叶背上沿叶高方向分布；所述抽吸开口包括第一抽吸开口和第二抽吸开口，所述第一抽吸开口和所述第二抽吸开口在所述压气机的叶背上沿叶高方向分布。根据本专利技术的一个实施例，所述射流开口和所述抽吸开口之间的距离大于等于10%弦长。根据本专利技术的一个实施例，所述射流流路包括相连的射流过渡段和射流平直段，所述射流开口与所述射流过渡段连接，所述射流平直段与所述缝栅接口连通。根据本专利技术的一个实施例，所述射流过渡段呈“C”型。根据本专利技术的一个实施例，所述旋转缝栅的中心为空心结构，多组所述缝栅开口沿所述旋转缝栅的周向布置，每一组所述缝栅开口包括四条中心对称分布的缝栅开口；当所述缝栅开口与所述引气流路、所述射流流路连通时产生脉冲射流；当所述缝栅开口与所述引气流路、所述射流流路完全错位时无气体通过。根据本专利技术的一个实施例，所述缝栅开口的长度和宽度大于等于所述射流开口和所述抽吸开口的长度和宽度。根据本专利技术的一个实施例，所述射流开口和所述抽吸开口为缝或孔结构。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置具有调整不同叶高处脉冲射流的频率和相位功能，拓宽了常规脉冲射流器的使用功能，具有结构简单、工作可靠、无需外接气路等优点。所述用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置可以实现更高能效比的分离流控制方法，平面叶栅分离流的数值模拟结果显示，采用所述用于航空发动机压气机的脉冲射流装置能够使流场的相对总压损失系数降低17.1%，在耗费相同的动量系数情况下（0.8%），常规的二维脉冲射流控制方式使流场总压损失降低约为11.6%。附图说明本专利技术上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：图1为本专利技术用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置的结构示意图。图2为本专利技术用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置的流向压差驱动射流示意图。图3为本专利技术用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置中旋转缝栅的结构示意图。图4为图3中沿A-A线剖开的剖视图。图5为本专利技术用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置中旋转缝栅的单个缝栅开口的结构示意图。图6为本专利技术用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置中曲柄连杆驱动的缝栅结构示意图。图7为图6中沿B-B线剖开的剖视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置，抑制压气机静叶分离流，其特征在于，所述脉冲射流装置包括相互间隔的至少一个射流开口、至少一个抽吸开口、开闭阀门和驱动机构，所述射流开口和所述抽吸开口设置在压气机静子叶片的流向上，且所述抽吸开口处的压力高于所述射流开口处的压力；/n所述射流开口和对应的所述抽吸开口之间通过流路连接，所述开闭阀门安装在所述流路中，通过所述驱动机构带动所述开闭阀门进行周期性开合，从而在所述压气机的不同叶高的叶背处产生非定常的脉冲射流；/n所述射流开口和所述抽吸开口均设置在压气机流向上的叶背上， 且所述抽吸开口位于所述射流开口的下游；/n所述流路包括引气流路和射流流路，所述引气流路连接所述抽吸开口和所述开闭阀门，所述射流流路连接所述射流开口和所述开闭阀门；/n所述引气流路呈收缩式，所述引气流路包括相连的引气过渡段和引气平直段，所述抽吸开口与所述引气过渡段连接，所述引气平直段与所述开闭阀门连接，所述抽吸开口的宽度大于所述引气平直段的宽度，所述引气过渡段的宽度大于所述引气平直段的宽度，从所述抽吸开口到所述引气平直段之间通过曲线进行光滑连接过渡，所述引气过渡段为光滑的曲线段。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置，抑制压气机静叶分离流，其特征在于，所述脉冲射流装置包括相互间隔的至少一个射流开口、至少一个抽吸开口、开闭阀门和驱动机构，所述射流开口和所述抽吸开口设置在压气机静子叶片的流向上，且所述抽吸开口处的压力高于所述射流开口处的压力；
所述射流开口和对应的所述抽吸开口之间通过流路连接，所述开闭阀门安装在所述流路中，通过所述驱动机构带动所述开闭阀门进行周期性开合，从而在所述压气机的不同叶高的叶背处产生非定常的脉冲射流；
所述射流开口和所述抽吸开口均设置在压气机流向上的叶背上，且所述抽吸开口位于所述射流开口的下游；
所述流路包括引气流路和射流流路，所述引气流路连接所述抽吸开口和所述开闭阀门，所述射流流路连接所述射流开口和所述开闭阀门；
所述引气流路呈收缩式，所述引气流路包括相连的引气过渡段和引气平直段，所述抽吸开口与所述引气过渡段连接，所述引气平直段与所述开闭阀门连接，所述抽吸开口的宽度大于所述引气平直段的宽度，所述引气过渡段的宽度大于所述引气平直段的宽度，从所述抽吸开口到所述引气平直段之间通过曲线进行光滑连接过渡，所述引气过渡段为光滑的曲线段。


2.如权利要求1所述的用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置，其特征在于，所述开闭阀门为旋转缝栅，所述旋转缝栅的外表面上开设有相互间隔的具有相位差的多组缝栅开口，每一组所述缝栅开口贯通所述旋转缝栅，当所述缝栅开口与所述流路对应时，所述射流开口和所述抽吸开口通过所述流路连通。


3.如权利要求2所述的用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置，其特征在于，所述流路中间开设有缝栅接口，所述缝栅接口贯穿所述压气机的静子叶片，位于所述压气机的叶背和叶盆之间，所述旋转缝栅穿设在所述缝栅接口中。


4.如权利要求1所述的用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置，其特征在于，所述开闭阀门包括相互连接的曲柄连杆机构和缝栅，所述缝栅上开设有多个相互间隔的具有相位差的缝栅开口，所述缝栅开口贯通所述缝栅，所述曲柄连杆机构安装在发动机压气机的机匣...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进春，曹传军，翟志龙，姜逸轩，赵一，
申请(专利权)人：中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司，中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海;31