一种多吸收频率的双层壁加力燃烧室防振屏制造技术

本申请属于航空发动机设计领域，为一种多吸收频率的双层壁加力燃烧室防振屏，包括同轴设置的加力燃烧室机匣、外层防振屏和内层防振屏；当加力燃烧室工作时，通过结构变化产生不同模态的燃烧脉动，通过外层防振屏上开设的外吸振孔和内层防振屏上开设的内吸振孔形成2种亥姆霍茨吸振腔体的结构；当内吸振孔对应外层防振屏的壁面时，其吸振腔体高度为双层防振屏间距“H

【技术实现步骤摘要】
一种多吸收频率的双层壁加力燃烧室防振屏


[0001]本申请属于航空发动机设计领域，特别涉及一种多吸收频率的双层壁加力燃烧室防振屏。

技术介绍

[0002]加力燃烧室是军用飞机航空发动机的重要部件，能够短时间增加发动机推力，提高飞机的加速性及机动性。加力燃烧室作为航空发动机点火和组织燃烧的低压部件，在燃烧过程中容易发生燃烧脉动的现象，严重时会发展为振荡燃烧，危害硬件结构。它的产生与加力燃烧室本身固有声场模态和加力燃烧释热的耦合有关，其机理较为复杂。为减小加力燃烧脉动的影响，通常在加力燃烧室设置防振屏，通过其多孔薄壁结构与机匣共同组成多个类似亥姆霍兹吸振腔体的组合结构，以吸收脉动。
[0003]随着航空发动机加力燃烧室的发展，其结构变化带来了包括固有声场模态、燃油雾化、油珠蒸发、点火燃烧、湍流混合、火焰稳定器漩涡脱落等等改变，这些都会导致加力燃烧产生不同模态的燃烧脉动，且一般会同时产生多个频率波段的脉动，增加了使用风险。
[0004]传统的航空发动机加力燃烧室防振屏多为单层多孔薄壁结构，其结构特性决定了它只能通过调整开孔来对某一特定频率的脉动进行主动吸收，而对其他频率波段的脉动则无明显抑制效果，已无法满足先进航空发动机加力燃烧室对多频率波段脉动吸收的需求。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供了一种多吸收频率的双层壁加力燃烧室防振屏，以解决现有航空发动机加力燃烧室无法对多频率波段进行脉动吸收的问题。
[0006]本申请的技术方案是：一种多吸收频率的双层壁加力燃烧室防振屏，包括同轴设置的加力燃烧室机匣、外层防振屏和内层防振屏；所述外层防振屏设于内层防振屏和燃烧室机匣之间，所述外层防振屏与加力燃烧室机匣之间形成外涵冷却通道，所述内层防振屏内侧为高温内涵通道；所述外层防振屏上开设有外吸振孔，所述内层防振屏上开设有内吸振孔，所述内吸振孔的数量大于外吸振孔的数量，一部分所述内吸振孔与外吸振孔径向对应设置，另一部分所述内吸振孔与外层防振屏的壁面对应设置，所述外层防振屏与内层防振屏之间形成第一吸振腔体，所述内层防振屏与加力燃烧室机匣之间形成第二吸振腔体；所述外层防振屏与加力燃烧室机匣之间连接有防振屏支架，所述外层防振屏与内层防振屏之间连接有防振屏支撑环。
[0007]优选地，所述外吸振孔与内吸振孔的直径相同，所述内吸振孔的数量为外吸振孔数量的一倍。
[0008]优选地，所述防振屏支架设于外层防振屏的前端和后端，所述防振屏支架沿着外层防振屏的周向间隔布置有多组，每组所述防振屏支架的均为梯形结构并且防振屏支架宽度较大的一侧与外层防振屏相连。
[0009]优选地，所述外层防振屏的轴向长度大于内层防振屏的轴向长度，所述防振屏支
撑环设于内层防振屏的前端与后端，所述防振屏支撑环沿周向方向设置为波浪形圆环结构，所述防振屏支撑环沿轴向方向形成阶梯型结构。
[0010]优选地，所述外吸振孔的直径小于内吸振孔的直径。
[0011]本申请的一种多吸收频率的双层壁加力燃烧室防振屏，包括同轴设置的加力燃烧室机匣、外层防振屏和内层防振屏；当加力燃烧室工作时，通过结构变化产生不同模态的燃烧脉动，通过外层防振屏上开设的外吸振孔和内层防振屏上开设的内吸振孔形成2种亥姆霍茨吸振腔体的结构；当内吸振孔对应外层防振屏的壁面时，其吸振腔体高度为双层防振屏间距“H
1”，对应体积为“V
1”，能够对f1频率的脉动具有明显的吸收效果；当内层防振屏的吸振孔与外层防振屏的吸振孔角向位置对应时，近似延长了吸振腔体，吸振腔体高度为“H1+H
2”，能够对f2频率的脉动具有明显的吸收效果。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0013]图1为本申请整体结构示意图；
[0014]图2为本申请防振屏截面结构示意图；
[0015]图3为本申请外吸振孔排布结构示意图；
[0016]图4为本申请内吸振孔排布结构示意图；
[0017]图5为本申请防振屏冷却气体流通结构示意图。
[0018]1、加力燃烧室机匣；2、外层防振屏；3、内层防振屏；4、防振屏支撑环；5、防振屏支架；6、外吸振孔；7、内吸振孔。
具体实施方式
[0019]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0020]一种多吸收频率的双层壁加力燃烧室防振屏，通过设置双层壁间距以及机匣壁面的距离设计，使双层壁防振屏与机匣壁面共同形成2种类似海姆霍斯吸振腔体的组合结构，可吸收加力燃烧产生的2种频率波段的脉动。
[0021]如图1
‑
2所示，包括同轴设置的加力燃烧室机匣1、外层防振屏2和内层防振屏3；外层防振屏2设于内层防振屏3和燃烧室机匣之间，外层防振屏2与加力燃烧室机匣1之间形成外涵冷却通道，内层防振屏3内侧为高温内涵通道。
[0022]结合图3
‑
4，外层防振屏2上开设有外吸振孔6，内层防振屏3上开设有内吸振孔7，内吸振孔7的数量大于外吸振孔6的数量，一部分内吸振孔7与外吸振孔6径向对应设置，另一部分内吸振孔7与外层防振屏2的壁面对应设置，外层防振屏2与内层防振屏3之间形成第一吸振腔体，内层防振屏3与加力燃烧室机匣1之间形成第二吸振腔体。
[0023]外层防振屏2与加力燃烧室机匣1之间连接有防振屏支架5，外层防振屏2与内层防振屏3之间连接有防振屏支撑环4。
[0024]结合图5，当加力燃烧室工作时，通过结构变化产生不同模态的燃烧脉动，通过外层防振屏2上开设的外吸振孔6和内层防振屏3上开设的内吸振孔7形成2种亥姆霍茨吸振腔
体的结构，通过公式(1)，可计算其相应的吸振频率：
[0025][0026]式中，f为亥姆霍兹吸振腔吸振频率，Hz；c为当地声速；m/s；S为颈或开口截面积，m2；L为颈的长度，m；d为颈或开口的直径，m；V是腔体容积，m3。
[0027]当内吸振孔7对应外层防振屏2的壁面时，第一吸振腔体高度为双层防振屏间距“H
1”，对应体积为“V
1”。依据公式(1)可知，该吸振腔体可对频率的脉动具有明显的吸收效果。
[0028]当内层防振屏3的吸振孔与外层防振屏2的吸振孔角向位置对应时，近似延长了第二吸振腔体，第二吸振腔体高度为“H1+H
2”，其中H2为外层防振屏2与加力燃烧室机匣1的距离，第二吸振腔体体积为“V
2”。依据公式(1)可知，该吸振腔体可对频率的脉动具有明显的吸收效果。
[0029]通过调节双层壁防振屏壁厚、壁间距、开孔孔径、与加力燃烧室机匣1的距离以及开孔率等参数，可以针对加力燃烧室内存在的2种主要频率波段脉动同时进行主动吸收，从而减弱加力燃烧脉动的影响，有效避免加力振荡燃烧的发生。
[0030]防振屏支架本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多吸收频率的双层壁加力燃烧室防振屏，其特征在于：包括同轴设置的加力燃烧室机匣(1)、外层防振屏(2)和内层防振屏(3)；所述外层防振屏(2)设于内层防振屏(3)和燃烧室机匣之间，所述外层防振屏(2)与加力燃烧室机匣(1)之间形成外涵冷却通道，所述内层防振屏(3)内侧为高温内涵通道；所述外层防振屏(2)上开设有外吸振孔(6)，所述内层防振屏(3)上开设有内吸振孔(7)，所述内吸振孔(7)的数量大于外吸振孔(6)的数量，一部分所述内吸振孔(7)与外吸振孔(6)径向对应设置，另一部分所述内吸振孔(7)与外层防振屏(2)的壁面对应设置，所述外层防振屏(2)与内层防振屏(3)之间形成第一吸振腔体，所述内层防振屏(3)与加力燃烧室机匣(1)之间形成第二吸振腔体；所述外层防振屏(2)与加力燃烧室机匣(1)之间连接有防振屏支架(5)，所述外层防振屏(2)与内层防振屏(3)之间连接有防振屏支撑环(4)。2.如权利要求1所述的多吸收频率的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志学，高源，王建培，马宏宇，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：