【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于小型燃气涡轮发动机，具体涉及一种用于燃烧室向心进气的组合式扩压器及其设计方法。
技术介绍
1、传统燃气涡轮发动机的主燃烧室进气是通过轴向扩压器，把来自压气机的轴向气流经扩压器减速扩压后，流入主燃烧室；新发展的向心式进气组合扩压器的来流为向心式，但是，由于来流为部分进气，气流流场较为紊乱，气流损失较大，不能够满足主燃烧室进口气流的设计边界要求，同时受结构尺寸和几何空间限制，也不能够满足结构功能多样性的要求。因此如何设计用于燃烧室向心进气的组合式扩压器，对能否满足主燃烧室进气边界要求与结构功能多样性要求非常重要。
2、当前，亟需发展一种用于燃烧室向心进气的组合式扩压器及其设计方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的一个技术问题是发展一种用于燃烧室向心进气的组合式扩压器，本专利技术所要解决的另一个技术问题是发展一种用于燃烧室向心进气的组合式扩压器的设计方法，用以克服现有技术的缺陷。
2、本专利技术的用于燃烧室向心进气的组合式扩压器包括同轴嵌套的弹性阻尼减振支撑单元体和向心转轴向通流的等流量分配扩压器，在弹性阻尼减振支撑单元体和向心转轴向通流的等流量分配扩压器之间具有连通的部分进气转向心通流组合腔体；
3、弹性阻尼减振承力单元体由主承力体、弹性阻尼器、排气机匣构成，主承力体通过弹性阻尼器固定在转子上，主承力体上套装向心转轴向通流的等流量分配扩压器，向心转轴向通流的等流量分配扩压器外环绕排气机匣；排气机匣通过沿周向中心对称分布的椭圆形支
4、向心转轴向通流的等流量分配扩压器由向心转轴向通流过渡段、等流量分配扩压器构成；向心转轴向通流过渡段包括位于等流量分配扩压器后缘的过渡段上唇边和过渡段内型边，以及位于等流量分配扩压器前缘的出口上型边和出口下型边；等流量分配扩压器由若干个沿周向均匀分布的复合倾斜叶型整流叶片构成；
5、部分进气转向心通流组合腔体包括沿气流流动方向顺序连通的进气圆管的内腔、环形圆管的等截面环腔、椭圆形支板的椭圆形支板腔和底部等截面环腔，底部等截面环腔与等流量分配扩压器连通。
6、本专利技术的用于燃烧室向心进气的组合式扩压器的设计方法，包括以下步骤：
7、s10.设计总体结构；
8、组合式扩压器包括弹性阻尼减振支撑单元体、部分进气转向心通流组合腔体和向心转轴向通流的等流量分配扩压器；
9、弹性阻尼减振承力单元体承担全系统的径向载荷和部分轴向载荷，转子的全部径向载荷经弹性阻尼器能量消耗及减振降幅后传给主承力体；来自压气机的主气流b经排气机匣排出；外界的气流a依次经进气圆管的内腔、环形圆管的等截面环腔、椭圆形支板的椭圆形支板腔和底部等截面环腔折转90°，进入等流量分配扩压器减速扩压、流场均匀化后进入主燃烧室；
10、要求总体技术方案满足主燃烧室进气的设计边界要求，同时保证主承力体满足包括强度、刚度、承载力在内的非线性力学设计要求；
11、s20.设计弹性阻尼减振支撑单元体；
12、弹性阻尼减振支撑单元体由主承力体、弹性阻尼器和排气机匣构成；弹性阻尼器由减振凸台、轴承钢套和螺母构成；
13、弹性阻尼器的外环面为m面，后端面为n面，内环面为k面；主承力体与弹性阻尼器在m面以0.03mm～0.08mm间隙进行柱面配合；在弹性阻尼器的n面，沿周向设计5个高度1.0mm、宽度3.0mm～5.0mm的减振凸台；轴承钢套与弹性阻尼器在k面以0.003mm～0.008mm的过盈圆柱面配合，通过过盈圆柱面配合承受径向载荷带来的径向微变形，降低和消除冲击力；轴承钢套通过前端通过螺母进行轴向压紧限位，同时，来自上游压气机的主气流b通过排气机匣，实现轴向通流；
14、s30.设计部分进气转向心通流组合腔体；
15、部分进气转向心通流组合腔体包括相互连通的进气圆管的内腔、环形圆管的等截面环腔、椭圆形支板的椭圆形支板腔和底部等截面环腔；其中，进气圆管有2根，直径50mm，呈180°中心对称分布；环形圆管的等截面环腔直径70mm；椭圆形支板支撑有12根，沿周向中心对称分布，椭圆形支板腔的截面面积48mm2；底部等截面环腔的截面直径35mm；
16、要求部分进气转向心通流组合腔体实现外界的气流a经管路经底部等截面环腔由轴向流动转为全环向向心通流；
17、s40.设计向心转轴向通流的等流量分配扩压器；
18、向心转轴向通流的等流量分配扩压器由向心转轴向通流过渡段、等流量分配扩压器构成；其中，过渡段上唇边的内型面线为直线，与轴线夹角α=12°；过渡段内型边的内型面线为二次曲线；复合倾斜叶型整流叶片有48片，沿周向中心对称分布，复合倾斜叶型整流叶片、出口上型边和出口下型边一体化成型；复合倾斜叶型整流叶片的进气边q、排气边p和截面叶型j均采用复合倾斜型线设计，出口上型边的内型面线为直线，与轴线夹角β为4°，出口下型边的内型面也为直线，与轴线夹角θ为6°；
19、要求过渡段内型边的内型面线实现气流a高效低损失流动；复合倾斜叶型整流叶片、出口上型边和出口下型边共同实现气流a减速扩压与流场均匀化。
20、本专利技术的用于燃烧室向心进气的组合式扩压器的设计方法为了实现向心转轴向均匀进气，采用等截面环腔、向心通流组合腔、轴向等流量分配的复合倾斜叶型整流叶片等结构，进行了管路转环腔、向心流动转轴向流动和等流量均匀排气设计；为了实现主流轴向通流的功能，采用轴向带整流叶型的支板环腔结构设计；为了降低高速转子的振动响应，支承单元体采用弹性阻尼减振设计，通过采用弹性阻尼器、改变支承单元体结构等措施，调整支承单元体的支承刚度，提升支承系统阻尼减振效果。
21、本专利技术的用于燃烧室向心进气的组合式扩压器具有主流轴向通流的功能，能够为主燃烧室提供由向心转轴向的均匀气流，同时作为主要承力的支承单元体，具有足够的强度和刚度，能够承受高速转子旋转过程引发的非周期性冲击振动。还具有结构简单紧凑、功能齐全、强度刚性高、承力稳定可靠、拆装维修方便的优点，能够满足小型燃气涡轮发动机主燃烧室对向心进气边界设计的迫切要求，具有工程实用价值。
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1.一种用于燃烧室向心进气的组合式扩压器，其特征在于，所述的组合式扩压器包括同轴嵌套的弹性阻尼减振支撑单元体（1）和向心转轴向通流的等流量分配扩压器（3），在弹性阻尼减振支撑单元体（1）和向心转轴向通流的等流量分配扩压器（3）之间具有连通的部分进气转向心通流组合腔体（2）；
2.一种用于燃烧室向心进气的组合式扩压器的设计方法，其用于权利要求1所述的组合式扩压器，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种用于燃烧室向心进气的组合式扩压器，其特征在于，所述的组合式扩压器包括同轴嵌套的弹性阻尼减振支撑单元体（1）和向心转轴向通流的等流量分配扩压器（3），在弹性阻尼减振支撑单元体（1）和向心转轴向通流...
【专利技术属性】
技术研发人员：李世峰，时培杰，岳少原，宗有海，黄康，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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