【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空发动机加力燃烧室设计，具体涉及一种自适应变循环发动机加力燃烧室。
技术介绍
1、随着现代航空发动机技术的进步，新一代航空发动机普遍需求能够兼顾短时间内的高推力与长期巡航时的高经济性两种要求，这种需求下，自适应变循环发动机(adaptivecycle engine,ace)成为第六代航空发动机的一个主要研究方向。变循环发动机可根据不同的任务需求，改变可调机构的位置，进而该改变热力循环曲线，使发动机在飞行包线内不同速度和高度点获得较优的性能。
2、现有的相关研究表明，目前的双外涵自适应循环发动机可以实现根据外涵流量采用小涵道比或中等涵道比的加力燃烧室方案，在此基础上，为了进一步提高自适应循环发动机的变循环能力，目前的三外涵自适应循环发动机具有双外涵工作模式和三外涵工作模式。如图1、图2所示，图中b1、b2、b3分别为第一、二、三外涵，三个外涵道中各自有调节机构控制外涵的开闭，从而调整发动机热力循环。如图1所示，在双外涵工作模式下，第二外涵通道关闭，内涵气流与第一外涵的低温气流在壁式稳定器后混合；如图2所示，在三外涵工作模式下，第一外涵和第二外涵低温气流共同流入加力燃烧室外涵，此时涵道比的变化范围过大，容易造成燃烧不稳定等不良的工作状态。
技术实现思路
1、要解决的技术问题：
2、为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提供一种使用平板式引射器的自适应变循环发动机加力燃烧室，将喷油稳定器、支板稳定器、壁式稳定器集成于燃烧室机匣内壁与中心锥之间；其中
3、本专利技术的技术方案是：一种自适应变循环发动机加力燃烧室，包括机匣、中心锥及位于两者之间的分流环，燃烧室入口处由机匣、中心锥构成环形进气腔，通过分流环将环形进气腔分为内涵区域和外涵区域；
4、所述分流环上耦合有喷油稳定器、支板稳定器、壁式稳定器；
5、所述喷油稳定器和支板稳定器为沿周向交错分布于分流环内周面的径向稳定器，其两侧径向侧壁上均开有多个沿周向喷射的喷油孔，能够在内涵区域形成均匀的液雾；
6、所述壁式稳定器是由分流环的轴向末端向下游延伸、并向外侧突扩后形成的后台阶结构，其内外环壁面之间的空腔内置有供油系统，通过设置于壁式稳定器外环壁面上的喷油孔向外涵区域喷射油雾，并在其内环壁面的环形台阶处形成周向回流区。
7、本专利技术的进一步技术方案是：所述分流环上样周向开有多个缺口，并在缺口位于燃烧室入口侧的一边铰接有平板结构，构成平板式引射器，通过平板式引射器控制外涵区域气流流向内涵区域的通断；当平板式引射器将缺口封闭，外涵气流仅沿外涵区域流动，适应于发动机工作的双外涵模式；当平板式引射器向分流环内转动将缺口打开，外涵气流被引入内涵区域，适应于发动机工作的三外涵模式。
8、本专利技术的进一步技术方案是：所述平板式引射器的周向位置位于喷油稳定器和支板稳定器之间，轴向位置与喷油稳定器和支板稳定器一致。
9、本专利技术的进一步技术方案是：所述喷油稳定器呈径向火焰稳定器形式，其内设置有供油系统，并采用两种喷油雾化机制分别在喷油稳定器两侧的前部和中后部喷射油雾；喷油稳定器的一端连接于分流环内周面，另一端悬置，与中心锥之间形成气流间隙。
10、本专利技术的进一步技术方案是：所述支板稳定器呈径向火焰稳定器形式，其内设置有供油系统，并采用两种喷油雾化机制分别在支板稳定器两侧的前部和中后部喷射油雾；支板稳定器的一端连接于分流环内周面，另一端连接于中心锥的外周面。
11、本专利技术的进一步技术方案是：所述喷油稳定器和支板稳定器的头部型面采用na0015翼型。
12、本专利技术的进一步技术方案是：所述喷油稳定器内供油系统包括挡溅喷射部和气动雾化喷嘴，喷油稳定器两侧前部的油雾由挡溅喷射部喷出，喷油稳定器两侧中后部的油雾由气动雾化喷嘴喷出；
13、所述支板稳定器与喷油稳定器的喷油结构和原理均一致。
14、本专利技术的进一步技术方案是：所述挡溅喷射部包括两个内挡溅板、挡溅缝隙、挡溅喷油杆，通过两个内挡溅板将喷油稳定器头部内腔分隔为三个空间；所述挡溅喷油杆位于两个内挡溅板之间，其喷油口朝向位于喷油稳定器头部的内挡溅板；所述挡溅缝隙沿径向开设于喷油稳定器侧壁上，并位于远离喷油稳定器头部的内挡溅板内侧根部；由挡溅喷油杆向位于头部的内挡溅板喷射燃料，经其对燃油的挡溅作用将燃油改流至挡溅缝隙喷出。
15、本专利技术的进一步技术方案是：所述气动雾化喷嘴设置于喷油稳定器或支板稳定器内腔的中后部，在喷油稳定器或支板稳定器的两侧径向壁面上开有若干燃油喷注孔，所述燃油喷注孔与气动雾化喷嘴的位置相对，将燃料沿周向喷出。
16、本专利技术的进一步技术方案是：所述壁式稳定器的前缘与支板稳定器、喷油稳定器的后缘处于同一轴向位置。
17、有益效果
18、本专利技术的有益效果在于：
19、针对传统加力燃烧室无法适应变循环发动机涵道比变化较大(0.2～1.0)的特点，本专利技术对加力燃烧室结构进行了优化设计，通过分流环上平板式引射器的开闭控制外涵内外涵混合位置，对于双外涵模式外涵流量较小的情况，关闭平板式引射器使外涵区域的气流全由壁式稳定器后进入内涵；对于三外涵模式下外涵流量较大的情况开启平板式引射器，使外涵的高含氧量气流在火焰稳定器前进入内涵，提高加力性能。
20、本专利技术设计采用径向稳定器与壁式稳定器共同工作的方式稳定燃烧，相比于传统的加力燃烧室，本专利技术对供油系统、涡轮后框架(即起支架作用的支板稳定器)、喷油稳定器进行了一体化设计，使加力燃烧室结构更加紧凑。壁式稳定器的结构提供了值班火焰稳定器与传焰的功能，在后涵道引射器打开的状态下有较理想的点/熄火性能。
21、本专利技术设计对支板稳定器、喷油稳定器进行了一定的创新设计，使其具备了两种喷油雾化机制，一种为稳定器中后方的侧向喷注，另一种为稳定器前方的挡溅雾化机制，两种机制配合使得燃油沿周向粒径分布更加均匀，同时适当提高了冷态回流区当量比，利于点火、稳焰。
22、本专利技术在设计侧喷燃油喷嘴时选取气动雾化喷嘴设计，在燃油喷嘴处设置横向气体射流，在非加力状态关闭射流，减少流动损失，在加力状态开启气体射流，产生额外回流区并辅助燃油雾化。
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1.一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：包括机匣、中心锥及位于两者之间的分流环，燃烧室入口处由机匣、中心锥构成环形进气腔，通过分流环将环形进气腔分为内涵区域和外涵区域；
2.根据权利要求1所述一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：所述分流环上沿周向开有多个缺口，并在缺口位于燃烧室入口侧的一边铰接有平板结构，构成平板式引射器，通过平板式引射器控制外涵区域气流流向内涵区域的通断；当平板式引射器将缺口封闭，外涵气流仅沿外涵区域流动，为双涵模式；当平板式引射器向分流环内转动将缺口打开，外涵气流被引入内涵区域，形成三涵模式。
3.根据权利要求2所述一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：所述平板式引射器的周向位置位于喷油稳定器和支板稳定器之间，轴向位置与喷油稳定器和支板稳定器一致。
4.根据权利要求1-3任一项所述一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：所述喷油稳定器呈径向火焰稳定器形式，其内设置有供油系统，并采用两种喷油雾化机制分别在喷油稳定器两侧的前部和中后部喷射油雾；喷油稳定器的一端连接于分流环内周面，另一端悬置，与中
5.根据权利要求4所述一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：所述支板稳定器呈径向火焰稳定器形式，其内设置有供油系统，并采用两种喷油雾化机制分别在支板稳定器两侧的前部和中后部喷射油雾；支板稳定器的一端连接于分流环内周面，另一端连接于中心锥的外周面。
6.根据权利要求5所述一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：所述喷油稳定器和支板稳定器的头部型面采用NA0015翼型。
7.根据权利要求6所述一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：所述喷油稳定器内供油系统包括挡溅喷射部和气动雾化喷嘴，喷油稳定器两侧前部的油雾由挡溅喷射部喷出，喷油稳定器两侧中后部的油雾由气动雾化喷嘴喷出；
8.根据权利要求7所述一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：所述挡溅喷射部包括两个内挡溅板、挡溅缝隙、挡溅喷油杆，通过两个内挡溅板将喷油稳定器头部内腔分隔为三个空间；所述挡溅喷油杆位于两个内挡溅板之间，其喷油口朝向位于喷油稳定器头部的内挡溅板；所述挡溅缝隙沿径向开设于喷油稳定器侧壁上，并位于远离喷油稳定器头部的内挡溅板内侧根部；由挡溅喷油杆向位于头部的内挡溅板喷射燃料，经其对燃油的挡溅作用将燃油改流至挡溅缝隙喷出。
9.根据权利要求7所述一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：所述气动雾化喷嘴设置于喷油稳定器或支板稳定器内腔的中后部，在喷油稳定器或支板稳定器的两侧径向壁面上开有若干燃油喷注孔，所述燃油喷注孔与气动雾化喷嘴的位置相对，将燃料沿周向喷出。
10.根据权利要求7所述一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：所述壁式稳定器的前缘与支板稳定器、喷油稳定器的后缘处于同一轴向位置。
...【技术特征摘要】
1.一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：包括机匣、中心锥及位于两者之间的分流环，燃烧室入口处由机匣、中心锥构成环形进气腔，通过分流环将环形进气腔分为内涵区域和外涵区域；
2.根据权利要求1所述一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：所述分流环上沿周向开有多个缺口，并在缺口位于燃烧室入口侧的一边铰接有平板结构，构成平板式引射器，通过平板式引射器控制外涵区域气流流向内涵区域的通断；当平板式引射器将缺口封闭，外涵气流仅沿外涵区域流动，为双涵模式；当平板式引射器向分流环内转动将缺口打开，外涵气流被引入内涵区域，形成三涵模式。
3.根据权利要求2所述一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：所述平板式引射器的周向位置位于喷油稳定器和支板稳定器之间，轴向位置与喷油稳定器和支板稳定器一致。
4.根据权利要求1-3任一项所述一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：所述喷油稳定器呈径向火焰稳定器形式，其内设置有供油系统，并采用两种喷油雾化机制分别在喷油稳定器两侧的前部和中后部喷射油雾；喷油稳定器的一端连接于分流环内周面，另一端悬置，与中心锥之间形成气流间隙。
5.根据权利要求4所述一种自适应变循环发动机加力燃烧室，其特征在于：所述支板稳定器呈径向火焰稳定器形式，其内设置有供油系统，并采用两种喷油雾化机制分别在支板稳定器两侧的前部和中后部喷射油雾；支板稳定器的一端连接于分流环内...
【专利技术属性】
技术研发人员：王森，宋文艳，韦泉，李肇杰，张少华，李建平，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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