發(fā)動機(jī)過渡段以及航空發(fā)動機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及航空發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)動機(jī)過渡段W及設(shè)置該發(fā)動機(jī) 過渡段的航空發(fā)動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 潤輪級間機(jī)匯又稱為"過渡段"（英文可譯為；TRANSITION DUCT)，它位于高壓潤 輪、低壓潤輪之間，起導(dǎo)流作用，是航空發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵部件之一。過渡段上接高壓潤輪出口、 其出口連接低壓潤輪入口（或稱：低壓潤輪進(jìn)口），因此，過渡段的氣動性能強(qiáng)烈影響著低 壓潤輪的氣動性能。過渡段由支板、上端壁（或稱；外端壁）W及下端壁（或稱；內(nèi)端壁） 構(gòu)成，其氣動設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是對輪穀（即內(nèi)端壁）、機(jī)匯（即外端壁）和支板型線的設(shè)計(jì)、優(yōu) 化。一般地，當(dāng)上游高壓潤輪的出口氣流流入過渡段時，過渡段內(nèi)部的承力結(jié)構(gòu)會采用外包 支板對流經(jīng)過渡段的氣流進(jìn)行導(dǎo)流。
[0003] 本申請人發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)有技術(shù)至少存在W下技術(shù)問題：
[0004] 由于現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)過渡段內(nèi)部的承力結(jié)構(gòu)采用外包支板對流經(jīng)過渡段的氣流進(jìn) 行導(dǎo)流的過程中，流入過渡段的氣流容易在支板尾緣（英文可譯為；TRAILNG邸G巧附近產(chǎn) 生分離，送個分離會影響過渡段本身的氣動特性，降低過渡段的總壓恢復(fù)性能、提高過渡段 的壓力損失，隨著分離氣流的發(fā)展會直接影響過渡段出口的氣流品質(zhì)，也影響了下游低壓 潤輪進(jìn)口的氣動性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的其中一個目的是提出一種發(fā)動機(jī)過渡段W及設(shè)置該發(fā)動機(jī)過渡段的航 空發(fā)動機(jī)，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在過渡段的氣動性能較差的技術(shù)問題。本發(fā)明提供的諸多技 術(shù)方案中的優(yōu)選技術(shù)方案所能產(chǎn)生的諸多技術(shù)效果詳見下文闡述。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了 W下技術(shù)方案：
[0007] 本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)動機(jī)過渡段，包括外端壁、內(nèi)端壁W及設(shè)置在所述外端壁 與所述內(nèi)端壁之間的支板，其中：
[0008] 所述支板上設(shè)置有貫穿所述支板的氣流通道，從所述支板的壓力面流過的氣流能 經(jīng)過所述氣流通道流向所述支板的吸力面并帶動所述吸力面周圍的低能流體流向下游。
[0009] 在優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述氣流通道為氣流縫隙形成，所述氣流縫隙將所述 支板分隔為前支板和后支板。
[0010] 在優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述前支板和所述后支板各自均為葉片形，所述前支 板形成主翼，所述后支板形成襟翼，所述氣流通道設(shè)置在所述支板的尾緣。
[0011] 在優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述襟翼的弦長為所述支板的弦長的5%~45%。
[0012] 在優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述襟翼的弦長為所述支板的弦長的10%~30%。
[0013] 在優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述襟翼的壓力面上與所述主翼的壓力面上斜率相同 的點(diǎn)與所述襟翼的前緣點(diǎn)之間的最小距離為所述襟翼在所述發(fā)動機(jī)軸向方向上的長度的 25%~35%。
[0014] 在優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述主翼的尾緣設(shè)置有導(dǎo)流平面，所述導(dǎo)流平面形成 所述氣流縫隙位置相對的兩個側(cè)壁中的其中一個側(cè)壁。
[0015] 在優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述導(dǎo)流平面與所述主翼的壓力面的連接處W及所述 導(dǎo)流平面與所述主翼的吸力面的連接處均設(shè)置有圓角或倒角。
[0016] 在優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述襟翼表面上與所述主翼的尾緣表面上斜率相同的 點(diǎn)與所述襟翼的前緣點(diǎn)之間的表面的外輪廓線為曲線，所述曲線符合楠圓方程或拋物線方 程：所述楠圓方程為y 2+ax2+b巧+CX = 0,其中；x為曲線上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)值，y為曲線上各 點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，a、K C為自設(shè)定系數(shù)。
[0017] 在優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述a、所述b、所述C各自的取值均為-5~5。
[0018] 在優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述氣流通道為氣流通孔。
[0019] 在優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述氣流通孔設(shè)置在所述支板接近所述外端壁的部 分、設(shè)置在所述支板接近所述內(nèi)端壁的部分或者設(shè)置在所述支板沿所述發(fā)動機(jī)徑向方向上 的中部位置。
[0020] 本發(fā)明實(shí)施例提供的航空發(fā)動機(jī)，包括本發(fā)明任一技術(shù)方案提供的發(fā)動機(jī)過渡 段，所述外端壁為外周機(jī)匯的內(nèi)表面，所述內(nèi)端壁為輪穀的外表面。
[0021] 在優(yōu)選或可選地實(shí)施例中，所述氣流通道為氣流縫隙形成，所述氣流縫隙將所述 支板分隔為前支板和后支板，所述航空發(fā)動機(jī)還包括冷卻氣體輸入裝置，所述冷卻氣體輸 入裝置的冷卻氣體輸出口朝向所述氣流通道接近所述外端壁或所述內(nèi)端壁的位置。
[0022] 基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例至少可W產(chǎn)生如下技術(shù)效果：
[0023] 由于本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)動機(jī)過渡段內(nèi)的支板上（優(yōu)選為支板的尾緣處）設(shè)置 有貫穿支板的氣流通道，當(dāng)上游氣流（例如；高壓潤輪出口氣流）流入過渡段時，由于氣流 通道（優(yōu)選為襟翼和主翼之間的縫隙形成）的存在，壓力面的氣流會經(jīng)過氣流通道流動至 吸力面，
[0024] 由于流動至吸力面的流體具有較大的動能，其可W帶動吸力面的低能流體流向下 游，避免了在支板的尾緣處發(fā)生流動分離，所W提升了過渡段的氣動性能，解決了現(xiàn)有技術(shù) 存在過渡段的氣動性能較差的技術(shù)問題。
【附圖說明】
[0025] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0026] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)動機(jī)過渡段的支板外表面氣流流線的示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的發(fā)動機(jī)過渡段的支板的葉型的示意圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的發(fā)動機(jī)過渡段的支板外表面氣流流線的示意圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例所提供的發(fā)動機(jī)過渡段的支板的襟翼的葉型的放大示意圖；
[0030] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例所提供的發(fā)動機(jī)過渡段的支板的葉型的放大示意圖；
[0031] 圖6為圖5所示襟翼的葉型的放大示意圖；
[0032] 附圖標(biāo)記；1、支板；11、主翼；12、襟翼；13、氣流通道；121、導(dǎo)流平面；14、圓角，E、 點(diǎn)；F、點(diǎn)；G、點(diǎn)；H、點(diǎn)；I、點(diǎn)；J、點(diǎn)；K、點(diǎn)；L、點(diǎn)；M、點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面可W參照附圖圖1~圖6 W及文字內(nèi)容理解本發(fā)明的內(nèi)容W及本發(fā)明與現(xiàn)有 技術(shù)之間的區(qū)別點(diǎn)。下文通過附圖W及列舉本發(fā)明的一些可選實(shí)施例的方式，對本發(fā)明的 技術(shù)方案（包括優(yōu)選技術(shù)方案）做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是：本實(shí)施例中的任何 技術(shù)特征、任何技術(shù)方案均是多種可選的技術(shù)特征或可選的技術(shù)方案中的一種或幾種，為 了描述簡潔的需要本文件中無法窮舉本發(fā)明的所有可替代的技術(shù)特征W及可替代的技術(shù) 方案，也不便于每個技術(shù)特征的實(shí)施方式均強(qiáng)調(diào)其為可選的多種實(shí)施方式之一，所W本領(lǐng) 域技術(shù)人員應(yīng)該知曉：可W將本發(fā)明提供的任一技術(shù)手段進(jìn)行替換或?qū)⒈景l(fā)明提供的任意 兩個或更多個技術(shù)手段或技術(shù)特征互相進(jìn)行組合而得到新的技術(shù)方案。本實(shí)施例內(nèi)的任何 技術(shù)特征W及任何技術(shù)方案均不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該包括本領(lǐng) 域技術(shù)人員不付出創(chuàng)造性勞動所能想到的任何替代技術(shù)方案W及本領(lǐng)域技術(shù)人員將本發(fā) 明提供的任意兩個或更多個技術(shù)手段或技術(shù)特征互相進(jìn)行組合而得到的新的技術(shù)方案。
[0034] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種可W改善、抑制流動分離，氣動性能較為理想的發(fā)動機(jī) 過渡段W及設(shè)置該發(fā)動機(jī)過渡段的航空發(fā)動機(jī)。
[0035] 下面結(jié)合圖2~圖6對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行更為詳細(xì)的闡述。
[0036] 如圖2~圖6所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的發(fā)動機(jī)過渡段，包括外端壁、內(nèi)端壁W 及設(shè)置在外端壁與內(nèi)端壁之間的如圖2所示支板1，其中：
[0037] 支板1上（優(yōu)選為支板1的尾緣處）設(shè)置有貫穿支板1的氣流通道13,從支板1 的壓力面流過的氣流能經(jīng)過氣流通道13流向支板1的吸力面并帶動吸力面周圍的低能流 體流向下游。
[003引由于本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)動機(jī)過渡段中支板1上（優(yōu)選為支板1的尾緣處）設(shè) 置有貫穿支板1的氣流通道13,當(dāng)上游氣流（例如；高壓潤輪出口氣流）流入過渡段時，由 于氣流通道13 (優(yōu)選為襟翼12和主翼11之間的縫隙形成）的存在，壓力面的氣流會經(jīng)過 氣流通道13流動至吸力面，流動至吸力面的流體具有較大的動能，其可W帶動吸力面的低 能流體流向下游，避免了在支板1的尾緣處發(fā)生流動分離，所W提升了過渡段的氣動性能。
[0039] 作為優(yōu)選或可選地實(shí)施方式，氣流通道13為氣流縫隙形成，氣流縫隙將支板1分 隔為前支板和后支板。氣流縫隙不僅口徑較大，對經(jīng)過的氣流造成的氣動損失較少，而且便 于設(shè)置，可W節(jié)省支板1耗費(fèi)的材料。
[0040] 作為優(yōu)選或可選地實(shí)施方式，前支板和后支板各自均為葉片形，前支板形成主翼 11，后支板形成襟翼12。氣流通道13設(shè)置在支板1的尾緣。葉片形結(jié)構(gòu)對經(jīng)過的氣流造成 的氣動損失較少，且對氣流的導(dǎo)向作用較好。
[0041] 作為優(yōu)選或可選地實(shí)施方式，襟翼12的弦長為支板1的弦長的5%~45%，襟翼 12的弦長優(yōu)選為支板1的弦長的10%~30%。上述尺寸值可W確保氣流通道13的出流口 的位置接近支板1周圍氣流發(fā)生流動分離較為嚴(yán)重的區(qū)域，由此可W更為有效地抑制流動 分離造成的危害。
[0042] 作為優(yōu)選或可選地實(shí)施方式，襟翼12的壓力面（接近氣流通道13的進(jìn)流口的一 側(cè)表面）上與主翼11的壓力面（優(yōu)選為主翼11的尾緣表面）上斜率相同的點(diǎn)與襟翼12 的前緣點(diǎn)之間的最小距離為襟翼12在發(fā)動機(jī)軸向方向上的長度的25%~35%。上述尺寸 值可W確保氣流通道13的寬度尺寸較為理想，進(jìn)而確保氣流通道13對氣流造成的流動損 失較少的情況下，有效地抑制流動分離造成的危害。
[0043] 作為優(yōu)選或可選地實(shí)施方式，主翼11的尾緣設(shè)置有導(dǎo)流平面121，導(dǎo)流平面121形 成氣流縫隙位置相對的兩個側(cè)壁中的其中一個側(cè)壁。
[0044] 導(dǎo)流平面121便于制造、加工，而且對流經(jīng)的氣流造成的氣動損失較少。
[0045] 作為優(yōu)選或可選地實(shí)施方式，導(dǎo)流平面121與主翼11的壓力面的連接處W及導(dǎo)流 平面121與吸力面的連接處均設(shè)置有圓角1