一种翼板可调式火焰稳定器及加力燃烧室制造技术

本发明专利技术提供一种翼板可调式火焰稳定器，包括：火焰稳定器头部以及从头部向后延伸的主体部，该主体部呈中空的壳体结构且内部引入有冷却气体；呈中空板状结构的翼板，其前端角度可调地铰接于主体部的内部，后端向主体部的后方伸出，且设有用以连通主体部内部冷却气体的开口；以及作动机构，设置于主体部内部，并与翼板相互作用，以驱动翼板进行角度调整

【技术实现步骤摘要】
一种翼板可调式火焰稳定器及加力燃烧室


[0001]本专利技术属于航空发动机领域，涉及变循环发动机，具体涉及一种翼板可调式火焰稳定器及加力燃烧室
。

技术介绍

[0002]变循环发动机
(Variable Cycle Engine
，
VCE)
是目前军用航空发动机领域的重要研究方向，其能够根据飞行工况来改变自身部件的结构形状或位置，实现不同工作模态的相互切换，从而全面改善军用战机的机动性并有效扩大其飞行包线，使战机在不同飞行工况下均具有良好工作性能
。
[0003]战机飞行高度不断上升
、
飞行速度不断加大，这导致了加力燃烧室进口气流温度和速度大幅增加，使得加力燃烧室设计出现新的技术难点：其一，极高的加力燃烧室进口温度已经超过镍基单晶合金的耐受温度，喷油杆和火焰稳定器面临着严重的烧蚀和结焦问题；其二，喷油杆和火焰稳定器一体化设计，导致燃油喷嘴与火焰稳定器尾缘间距小，燃油雾化
、
掺混
、
燃烧性能差；其三，火焰稳定器尾缘突扩的形状导致了加力燃烧室非加力状态下流动损失大
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种翼板可调式火焰稳定器及加力燃烧室，其能够一体化地实现喷油
、
火焰稳定和冷却以及尽可能减少流动损失，从而有效解决变循环发动机加力燃烧室中稳焰困难
、
流阻大
、
烧蚀和结焦等问题
。
[0005]在本专利技术的一个方面，提供一种翼板可调式火焰稳定器，其特征在于，包括：
[0006]火焰稳定器，包括头部以及从所述头部向后延伸的主体部，所述主体部呈中空的壳体结构且内部引入有冷却气体；
[0007]翼板，呈中空的板状结构，其前端角度可调地铰接于所述主体部的内部，后端向所述主体部的后方伸出，且所述翼板的前端设有开口，用以连通所述主体部内部的冷却气体；以及
[0008]作动机构，设置于所述主体部内部，并与所述翼板相互作用，以驱动所述翼板进行角度调整
。
[0009]优选地，所述主体部的侧面开设有冷却气体进气口，用于向所述火焰稳定器内部引入冷却气体，所述作动机构包括：
[0010]驱动装置，从所述冷却气体进气口伸入所述主体部的内部，用于提供沿轴向作动的驱动力；以及
[0011]多连杆装置，设置于所述主体部的内部，连接于所述驱动装置与所述翼板之间，用于将所述驱动装置沿轴向作动的驱动力转换为所述翼板的旋转动力
。
[0012]优选地，所述多连杆装置包括：
[0013]主动杆，沿轴向设置，且其前端与所述驱动装置固定连接；
[0014]从动杆，其前端铰接于所述主动杆的后端；以及
[0015]推杆，其前端铰接于所述从动杆的后端，其后端与所述翼板固定连接
。
[0016]优选地，所述翼板包括沿径向间隔地设置于所述火焰稳定器的后部的第一翼板和第二翼板，且所述第一翼板和所述第二翼板分别由对应的所述多连杆装置驱动，从而以对称的方式进行角度调整；
[0017]其中，所述第一翼板对应的推杆和所述第二翼板对应的推杆共同铰接于铰接点
。
[0018]优选地，所述多连杆装置被构造为：
[0019]在所述主动杆沿轴向移动至其前止点时，所述多连杆装置驱动所述第一翼板和所述第二翼板的后端相互接触而处于闭合状态；以及
[0020]在所述主动杆沿轴向移动至其后止点时，所述多连杆装置驱动所述第一翼板和所述第二翼板沿轴向平行分布而处于打开状态
。
[0021]优选地，所述翼板前端的所述开口呈沿周向延伸的狭缝状结构，所述翼板后端设有沿周向排布的多个冷却孔，以使冷却气体从所述翼板的前端向后端流动而排出所述翼板
。
[0022]优选地，所述开口的内侧设有使所述翼板铰接于所述主体部的铰接轴，所述开口的外侧设有以所述铰接轴为圆心的圆弧过渡面
。
[0023]优选地，所述第一翼板和所述第二翼板在闭合状态与打开状态之间进行切换时，所述主体部的内壁面与所述圆弧过渡面之间具有恒定宽度的第一缝隙，以确保有充足的冷却气体从所述第一缝隙流出而对所述第一翼板和所述第二翼板的外侧面进行冷却
。
[0024]优选地，所述主体部的后侧板与所述翼板的内侧面之间具有第二狭缝，当所述第一翼板和所述第二翼板处于闭合状态时，所述主体部的后侧板与所述翼板的内侧面接触而封堵所述第二狭缝，当所述第一翼板和所述第二翼板处于打开状态时，所述主体部的后侧板与所述翼板的内侧面间隔设置而使所述第二狭缝处于最大状态
。
[0025]在本专利技术的另一个方面，提供一种加力燃烧室，其特征在于，包括如前文任一项实施方式所述的火焰稳定器
。
[0026]基于此，本专利技术在火焰稳定器的后部构造出翼板，将火焰稳定器的主体部设置为中空的壳体结构，并将翼板构造为与主体部连通的中空板状结构，使得冷却气体能够被引入火焰稳定器的主体部并由主体部进一步流动至翼板的内部，从而使冷却气体分股对火焰稳定器及翼板进行充分冷却，并且在火焰稳定器的尾缘形成冷却气体空腔，使得火焰稳定器尾缘与回流区分离，避免了火焰稳定器的烧蚀与结焦问题
。
并且，本专利技术利用多连杆装置控制火焰稳定器尾缘的翼板开合状态，实现非加力状态下火焰稳定器的尾缘空腔闭合，加力状态下火焰稳定器的尾缘空腔打开，保证火焰稳定器在非加力状态下能够尽可能地减小流动损失，并在加力状态下增大流阻以提高稳焰性能
。
附图说明
[0027]附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制
。
[0028]图1为本专利技术提供的翼板可调式火焰稳定器沿垂直于周向剖面的立体结构示意图；
[0029]图2为本专利技术提供的翼板可调式火焰稳定器沿垂直于径向剖面的立体结构示意图；
[0030]图3为本专利技术提供的翼板可调式火焰稳定器在闭合状态的示意图；
[0031]图4为本专利技术提供的翼板可调式火焰稳定器在打开状态的示意图；
[0032]图5为本专利技术提供的翼板可调式火焰稳定器的多连杆装置在闭合状态下的作动原理示意图；
[0033]图6为本专利技术提供的翼板可调式火焰稳定器的多连杆装置在打开状态下的作动原理示意图；
[0034]图7为本专利技术提供的翼板可调式火焰稳定器在打开状态的流动状态示意图
。
[0035]附图标记：
[0036]1‑
火焰稳定器，
11
‑
头部，
12
‑
主体部，
121
‑
冷却气体进气口；
[0037]2‑
翼板，
21
‑
开口，
22
‑
第一翼板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种翼板可调式火焰稳定器，其特征在于，包括：火焰稳定器
(1)
，包括头部
(11)
以及从所述头部
(11)
向后延伸的主体部
(12)
，所述主体部
(12)
呈中空的壳体结构且内部引入有冷却气体；翼板
(2)
，呈中空的板状结构，其前端角度可调地铰接于所述主体部
(12)
的内部，后端向所述主体部
(12)
的后方伸出，且所述翼板
(2)
的前端设有开口
(21)
，用以连通所述主体部
(12)
内部的冷却气体；以及作动机构
(3)
，设置于所述主体部
(12)
内部，并与所述翼板
(2)
相互作用，以驱动所述翼板
(2)
进行角度调整
。2.
根据权利要求1所述的火焰稳定器，其特征在于，所述主体部
(12)
的侧面开设有冷却气体进气口
(121)
，用于向所述火焰稳定器内部引入冷却气体，所述作动机构
(3)
包括：驱动装置
(31)
，从所述冷却气体进气口
(121)
伸入所述主体部
(12)
的内部，用于提供沿轴向作动的驱动力；以及多连杆装置
(32)
，设置于所述主体部
(12)
的内部，连接于所述驱动装置
(31)
与所述翼板
(2)
之间，用于将所述驱动装置
(31)
沿轴向作动的驱动力转换为所述翼板
(2)
的旋转动力
。3.
根据权利要求2所述的火焰稳定器，其特征在于，所述多连杆装置
(32)
包括：主动杆
(321)
，沿轴向设置，且其前端与所述驱动装置
(31)
固定连接；从动杆
(322)
，其前端铰接于所述主动杆
(321)
的后端；以及推杆
(323)
，其前端铰接于所述从动杆
(322)
的后端，其后端与所述翼板
(2)
固定连接
。4.
根据权利要求3所述的火焰稳定器，其特征在于，所述翼板
(2)
包括沿径向间隔地设置于所述火焰稳定器的后部的第一翼板
(22)
和第二翼板
(23)
，且所述第一翼板
(22)
和所述第二翼板
(23)
分别由对应的所述多连杆装置
(32)
驱动，从而以对称的方式进行角度调整；其中，所述第一翼板
(22)
对应的推杆
(323)
和所述第二翼板
(23)

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉英，赵昶，刘广海，张权，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：