一种反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法制造方法及图纸

技术编号：42059483 阅读：7 留言：0更新日期：2024-07-19 16:45

本申请属于反推力装置设计领域，为一种反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法，先确定排气角度下限函数，获取当前环境高度、温度以及发动机进气流量确定进气流管半径R，而后获取对应发动机的短舱前缘任意点半径r和叶栅前缘距短舱前缘的轴向距离L，再通过几何三角函数关系计算得到排气角度下限；确定排气角度上限函数取发动机进气流量、发动机涵道比和外涵落压比、目标反推力和流量以计算轴向排气速度V<subgt;x</subgt;，根据轴向排气速度V<subgt;x</subgt;计算发动机反向要求推力F<subgt;rev</subgt;，最后根据排气角度上限函数确定排气角度上限；进而确定导流叶栅的排气角度范围，不需要迭代计算，大幅节省精力与周期。

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【技术实现步骤摘要】

本申请属于反推力装置设计领域，特别涉及一种反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法。

技术介绍

1、航空发动机反推力装置作为飞机动力装置的一部分，主要功能是在飞机着陆减速滑跑过程中将发动机气流反向排出，进而产生反向推力，以缩短飞机着陆滑跑距离，提高飞机着陆过程中的安全裕度与控制能力，尤其是在湿滑结冰的跑道上，其作用更加显著。

2、大涵道比涡扇发动机通常配装叶栅式反推力装置，主要通过导流叶栅实现气流的加速及折转，进而产生反向推力。导流叶栅的气动性能直接决定了反推力装置的反推力及反推效率，导流叶栅的排气方向与发动机轴线的夹角定义为反推力装置排气角度。排气角度的设计与反推效率及发动机安全性相关。该角度越小，则相同条件下产生的反推力越大，反推效率越高。但过小的排气角度可能导致排气气流被发动机再吸入，造成发动机进气流场出现畸变，影响发动机气动稳定性。因此设计过程中合理确定排气角极为重要。

3、目前并没有关于导流叶栅排气角度的设计通用的经验公式作为设计指导，设计过程依赖于大量数值计算结果，完成流场及性能分析并制定优化改进方向，需要大量的串行式迭代设计，占用精力大，周期长，高度依赖设计工程师的经验。

4、因此如何准确地得到导流叶栅的排气角度范围是一个需要解决的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供了一种反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法，以解决现有技术中需要通过串行式迭代设计来得到导流叶栅排气角度，使得占用精力大、周期长、高度依赖设计工程师的经验的问题。</p>

2、本申请的技术方案是：一种反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法，包括：

3、进行发动机进气流管结构分析确定排气角度下限函数β1＝f(r,r,l)，为发动机进气流管半径r、短舱前缘任意点半径r和叶栅前缘距短舱前缘的轴向距离l的函数，获取当前环境高度、温度以及发动机进气流量确定进气流管半径r，而后获取对应发动机的短舱前缘任意点半径r和叶栅前缘距短舱前缘的轴向距离l，再通过几何三角函数关系计算得到排气角度下限；

4、根据反推力要求条件确定排气角度上限函数β2＝f(frev,w,bpr,pr)，为发动机反向要求推力frev、风扇外涵压比pr、发动机进气流量w和涵道比的函数bpr，获取发动机进气流量、发动机涵道比和外涵落压比、目标反推力和流量以计算轴向排气速度vx，根据轴向排气速度vx计算发动机反向要求推力frev，最后根据排气角度上限函数确定排气角度上限；

5、根据排气角度上限和排气角度下限确定导流叶栅的排气角度范围。

6、优选地，所述进气流管半径r确定的方法为：

7、根据环境压力ps，环境温度ts，反推力装置使用临界速度m，进行发动机进气截面总温tt、总压pt的计算，公式为：

8、

9、

10、根据总压与静压、总温与静温之比及发动机进气流量函数q，计算发动机入口处流管的面积a，为：

11、

12、进而求得流管半径为：

13、

14、优选地，所述排气角度下限的计算方法为：

15、将进气流管半径r加长至b点，与叶栅前缘c、短舱前缘a构成三角型，进行排气角度的求解，根据几何三角函数关系，求得排气角度下限的计算公式为：

16、

17、优选地，所述轴向排气速度vx的获取方法为：

18、由风扇外涵压比转换得到反推排气马赫数mrev，为：

19、

20、则轴向排气速度为：

21、

22、其中k＝1.4，r＝287.06。

23、优选地，所述发动机反向要求推力frev计算方法为：

24、先获取外涵流量为：

25、

26、结合外涵流量计算得到发动机反向要求推力frev为：

27、

28、其中k＝1.4，r＝287.06。

29、优选地，所述排气角度上限的计算公式为：

30、

31、其中k＝1.4，r＝287.06。

32、本申请的反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法，先确定排气角度下限函数，获取当前环境高度、温度以及发动机进气流量确定进气流管半径r，而后获取对应发动机的短舱前缘任意点半径r和叶栅前缘距短舱前缘的轴向距离l，再通过几何三角函数关系计算得到排气角度下限；确定排气角度上限函数取发动机进气流量、发动机涵道比和外涵落压比、目标反推力和流量以计算轴向排气速度vx，根据轴向排气速度vx计算发动机反向要求推力frev，最后根据排气角度上限函数确定排气角度上限；进而确定导流叶栅的排气角度范围，不需要迭代计算，大幅节省精力与周期。

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【技术保护点】

1.一种反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法，其特征在于，所述进气流管半径R确定的方法为：

3.如权利要求1所述的反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法，其特征在于，所述排气角度下限的计算方法为：

4.如权利要求1所述的反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法，其特征在于，所述轴向排气速度Vx的获取方法为：

5.如权利要求1所述的反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法，其特征在于，所述发动机反向要求推力Frev计算方法为：

6.如权利要求1所述的反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法，其特征在于，所述排气角度上限的计算公式为：

【技术特征摘要】

1.一种反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法，其特征在于，所述进气流管半径r确定的方法为：

3.如权利要求1所述的反推力装置导流叶栅排气角度的设计方法，其特征在于，所述排气角度下限的计算方法为：

4.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄敬杰，张鑫，李长晖，
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：

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