[发明专利]一种外涵火焰稳定器、后涵道可变面积引射器及加力燃烧室

说明书

本发明提供了一种外涵火焰稳定器、后涵道可变面积引射器及加力燃烧室。本发明提供的外涵火焰稳定器利用进气环和分流环之间的内涵进气狭缝，将内涵的高温燃气引入外涵火焰稳定器内部并在外涵火焰稳定器尾部构建局部高温区域，其间在外涵火焰稳定器内部供给燃油，使得燃油在高温燃气的作用下快速蒸发并从稳定器尾部的数个出气狭缝流出，最后进入到外涵火焰稳定器尾部的回流区中完成点火。并且，本发明还提出了一种与上述外涵火焰稳定器适配的后涵道可变面积引射器，通过在外筒体内壁上设置平动式滑块来控制外涵出口面积。此外，本发明还提供了一种采用了上述后涵道可变面积引射器的自适应循环发动机加力燃烧室。

技术领域

本申请涉及自适应循环发动机加力燃烧室技术领域，具体涉及一种外涵火焰稳定器、后涵道可变面积引射器及加力燃烧室。

背景技术

自适应循环发动机(Adaptive Cycle Engine，ACE)使用可动部件实时调节内外涵的压比和涵道比等工作参数，从而在不同的工作场景下取得优良性能。因此，自适应循环发动机的加力燃烧室必须能在剧烈变化的进口工况下实现低流阻、稳定点火和高效燃烧。

在小涵道比模态时，自适应循环发动机加力燃烧室进口工况与传统小涵道比涡扇发动机的加力燃烧室进口工况类似，此时能较为容易地实现外涵组织燃烧；但在大涵道比模态时，自适应循环发动机加力燃烧室低温外涵进口的流量和速度会大幅增加，给外涵的组织燃烧带来了显著的困难。

自适应循环发动机的加力燃烧室中通常需要布置后涵道可变面积引射器来控制内涵和/或外涵的出口面积，保证内涵、外涵的静压平衡，以降低流动损失。当前针对自适应循环发动机加力燃烧室的外涵组织燃烧研究较少，尤其是在大涵道比模态时的外涵组织燃烧面临显著的困难。与此同时，现有的自适应循环发动机后涵道引射器在设计上并未考虑与火焰稳定器的结合使用，没有考虑火焰稳定器与后涵道引射器之间的相互影响问题，而这在实际的自适应循环发动机加力燃烧室设计中十分重要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种适用于自适应循环发动机加力燃烧室外涵组织燃烧的外涵火焰稳定器及与其相结合的后涵道可变面积引射器，以及采用了二者的自适应循环发动机加力燃烧室。外涵火焰稳定器通过将内涵的高温燃气引入，用于燃油的蒸发，并通过尾部的多个出气狭缝流出，在外涵构建稳定的值班点火区域，由此，降低了大涵道比来流工况下外涵组织燃烧的难度。与此同时，在外筒体上设置可平动的滑块来作为后涵道可变面积引射器，该滑块介于两个外涵稳定器之间，与外涵火焰稳定器配合能在非常大的堵塞范围内调节外涵的流道面积，且不会对外涵的组织燃烧产生较大的不利影响。

在本发明的第一方面，提供一种外涵火焰稳定器，设置于分流环的后侧，其包括：

进气环，同轴设置在所述分流环的内侧；

稳定器外壳，连接于所述分流环的后端并位于所述分流环的外侧，其包括外壳前壁面、外壳上壁面和外壳两侧壁面；以及

稳定器凹腔，设置于所述稳定器外壳和所述进气环之间，呈由凹腔前壁面、凹腔上壁面、凹腔两侧壁面和凹腔下壁面围合而成的后方开口的箱式结构；

其中，所述分流环与所述进气环之间形成内涵进气狭缝，所述凹腔上壁面与所述外壳上壁面之间形成上出气狭缝，所述凹腔两侧壁面与所述外壳两侧壁面之间形成两侧出气狭缝，所述进气环与所述凹腔下壁面之间形成下出气狭缝；

并且其中，所述上出气狭缝和所述两侧出气狭缝通过位于所述外壳前壁面和所述凹腔前壁面之间的第一倾斜通道与所述内涵进气狭缝相连通，所述下出气狭缝通过位于进气环上升壁面与分流环上升壁面之间的第二倾斜通道与所述内涵进气狭缝相连通，所述第一倾斜通道和所述第二倾斜通道被构造为相对于轴向向外且向后地延伸。