射流干预、不完全分级式高超音速压气机制造技术

本申请公开一种射流干预、不完全分级式高超音速压气机，主用于高超音速航空发动机的进气口压气机。将后端部分压缩气引入进气口与级间，利用气体射流干预进气口激波、进气口流场、级间流场，并使进气压力与级间导流强度提高、末级压力倍增、末级倍增压力反馈至进气口的立栅喷射器中、使进气压力进一步提高，构成自激。进气口一级压气叶轮使用冲压式叶片，叶片内腔冲压气体经叶面阵列小喷孔喷射形成射流集，利用气体射流干预叶面的附面层。通过三点排布的拨片，剥离叶尖附面层。通过进疏后密中过渡的叶片排布，配合螺旋风道的疏密排布，使进流阻力减少，压气机内的气体流速与系统匹配度提高，借助疏密排布实施压气分级。借助疏密排布实施压气分级。借助疏密排布实施压气分级。

【技术实现步骤摘要】
射流干预、不完全分级式高超音速压气机


[0001]本公开涉及气动机械
具体涉及射流干预、不完全分级式高超音速压气机技术。

技术介绍

[0002]高超音速航空发动机，主要使用高超音速冲压进气口。飞机起飞阶段，需要高增压比进气。飞机的高超音速突防，需要燃烧室的燃烧压力大于冲压压力，现阶段的高超音速压气机技术尚未完善。

技术实现思路

[0003]1.立式喷射栅高超音速进气口
[0004]受进气口激波与附面层影响，进气口有效截面积减小、进流阻力增加。为减小进流阻力，一级压气轮采用稀疏叶片结构，叶片线速度上限约为每秒300米、叶片之间空气流速上限约为每秒3500米，叶片与气流的相干度低，使叶片难以在短距离内有效做功。
[0005]将压气机末端的部分压缩气导入进气口立式喷射栅，压缩空气经喷射栅喷射形成顺向加速、偏向心气体射流集。立式喷射栅有侧吸动力，外倾立式喷射栅使进气口的进流范围扩大，气体射流集干预进气口激波与附面层，使进气口的进流阻力降低、每秒进气量增加。偏向心气体射流集构成强涡旋导向动力，使一级稀疏叶片式压气轮的压气效率提高、一级压缩比提高。
[0006]进气口射流集，使进气量与进气压力提高、后端压缩比倍增、倍增压缩气返入进气口立式喷射栅，使进气压力进一步提高，构成自激，利用自激为高超音速空气进流的偏转提供能量，利用自激为射流式级间导流提供动力。见图1.
[0007]2.冲压叶片；将压气叶片制作为中空形，叶片头部开口，叶片旋转运动使叶片内腔冲压、经叶面阵列喷孔喷射，形成射流集，以气体射流干预叶面附面层，使附面层厚度降低。见图2.
[0008]3.射流式级间导流
[0009]压气叶轮由螺旋风道环绕，螺旋风道内的压缩气向压气叶轮的叶间扩散，运动叶片将风道溢出气体压回风道，构成旋风式无级压气。稀疏螺旋风道与加密螺旋风道之间有阵列喷孔，后端反馈的压缩空气经阵列喷孔喷射，形成偏向心射流集，使风道气流向心偏转，构成射流式级间导流。见图3.
[0010]风道气流向心偏转使旋风式无级压气转变为斜流压气。射流强度与系统的自激强度关联，射流式级间导流属于不充分导流，射流式导流构成的分级属于不完全分级，压气机处于动态平衡状态。
[0011]4.射流干预、不完全分级式高超音速压气机
[0012]压气机进气口立式喷射栅构成进气增压、进气导流，进气口一级压气叶轮使用冲压式叶片，稀疏排布、剥离片式叶尖附面层剥离。自激强度较高时，进气流由轴向运动转变
为强涡旋运动，使一级压气叶轮叶片与气流的相干度提高、一级压气效率提高、一级压缩比提高。压气叶轮由螺旋风道环绕，螺旋风道内的压缩气溢出，进入压气叶轮的叶间，压气叶片运动、将螺旋通道的溢出气体压回，使气体能量提高，构成旋风式无级压气。自激强度提高时，级间射流式导流的射流能量提高，使级间气流产生向心偏转，旋风式无级压气在射流导流区，转变为斜流压气，使压缩比提高。
[0013]末级压气叶轮采用背置结构，逆向进气。进气量由自调滑阀控制，滑阀轴向移动改变了出气阻力，背置压气叶轮的进气量相应改变、压气机压缩比改变、自激用压缩气的比例改变、自激强度相应改变。
附图说明
[0014]图1.立式喷射栅。图中1.立栅。2.压缩空气输入口。3.喷孔。
[0015]图2.冲压叶片。图中1.冲压进气口。2.喷孔。3.叶片。
[0016]图3.机闸总成。图中1.加密螺旋风道。2.稀疏螺旋风道。3.内管。4. 喷孔。
[0017]图4.射流干预、不完全分级式高超音速压气机。图中1.立栅喷孔。2. 喷射立栅。3.进气口。4.喷射立栅配气室。5.一级压气叶片。6.疏布螺旋风道。7.压缩气返回通道。8.二级压气叶片。9.背置压气叶轮。10. 背置压气轮罩。11.导向片。12.滑阀。13.自调器。14.出气口。15.压气轮轴。16.叶尖附面层剥离片。17.喷孔。18.压缩空气进流孔。19.支承套。
[0018]具体实施方法
[0019]压气机自激强度提高、压缩比相应提高、压气机流阻损失增加、热损失增加。由一个专用压气叶轮执行自激供气，自激供气叶轮的进气口位于近轴心区，适宜强度的自激使末级压气叶轮的出气处于轴径复合流，自激供气叶轮的进气处于平衡态。当自激强度过高时，末级压气叶轮出气的径向分量提高，使自激供气叶轮的近轴心进气口的进气量减少，系统自激强度相应降低，构成自适应式自激。配置专用自激供气叶轮的压气机，可去除出气口滑阀。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.射流干预、不完全分级式高超音速压气机。2.立式喷射栅高超...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵渺，赵书柱，
申请(专利权)人：北京啮研科技有限公司，
类型：发明
国别省市：