[发明专利]加力燃烧室隔热屏与机匣之间的低约束高阻尼连接结构

说明书

本发明涉及航空发动机技术领域，特别提供了一种加力燃烧室隔热屏与机匣之间的低约束高阻尼连接结构，包括套筒、侧环、下柔性块、上柔性块、顶盖和中心轴，套筒下部底壁与隔热屏固定连接，侧环外壁与套筒内壁上端固定连接，且侧环内壁上设有环形凸台，中心轴下端设有倒置伞盖型的底罩，顶盖为伞盖结构，下柔性块和上柔性块为相对设置的半球型结构，且下柔性块和上柔性块的中央均设通孔，下柔性块设置在环形凸台下方与底罩之间，上柔性块设置在环形凸台上方与顶盖之间，中心轴穿过下柔性块、上柔性块和顶盖后，与机匣固定连接。本发明可有效释放隔热屏在各方向上的约束，并解决现有连接结构气流脉动激励下减振能力不足的问题。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，特别提供了一种加力燃烧室隔热屏与机匣之间的低约束高阻尼连接结构。

背景技术

加力燃烧室是航空发动机中安装于涡轮和尾喷管之间、通过将燃油喷入燃气流中、利用燃气中剩余的氧气再次燃烧从而产生额外推力的部件，是目前高速高机动飞行器的发动机中不可或缺的基本组成部件。由于加力燃烧室是对950-1000K的高温燃气进行二次点燃，且后方无转动件，不受其材料性能的限制，因此，加力燃烧室中的温度可达2200k以上。为避免高温气体造成机匣损伤，需要在机匣和高温燃气间设计隔热屏，通过在隔热屏和机匣间通入冷却空气，降低高温燃气向机匣的热量传递，避免机匣温度过高。而隔热屏作为薄壁壳体，在高温环境下将发生较大的热膨胀，若约束结构设计不当，则可能使得隔热屏热膨胀受阻，进而产生较大的热应力，导致隔热屏出现裂纹。因此，在隔热屏设计中，往往只对其施加部分约束，并预留有一定的间隙，保证隔热屏热膨胀的释放。

但是，由于加力燃烧室细长且缺少减振机制，在加力燃烧室中易发生振荡燃烧现象，气流产生压力脉动，其波动幅度大，频率成分丰富，对隔热屏产生激励作用，造成隔热屏颤振、开裂甚至连接松脱。因此，抑制隔热屏在气流脉动下的振动，是提高其工作可靠性的关键。

目前关于加力燃烧室隔热屏与机匣连接结构的设计中，大多聚焦于热膨胀的释放上，而对于气流脉动激励下振动的抑制关注较少，专利JP2009023956A提出了一种采用截面为U形或C形的薄片连接隔热屏与机匣的设计，薄片具有良好弹性，既可避免过度约束，也可提供一定的阻尼作用，起到减振效果。但是，金属自身的内阻尼较小，能量耗散效果有限，在大气流脉动环境下的减振效果不佳。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种加力燃烧室隔热屏与机匣之间的低约束高阻尼连接结构，可有效释放隔热屏在各方向上的约束，并解决现有连接结构气流脉动激励下减振能力不足的问题。

本发明是这样实现的，提供一种加力燃烧室隔热屏与机匣之间的低约束高阻尼连接结构，包括套筒、侧环、下柔性块、上柔性块、顶盖和中心轴，套筒上部开放，下部封闭，下部底壁与隔热屏固定连接，上部开口距离机匣有一定距离，侧环外壁与套筒内壁上端固定连接，侧环内壁为球形，且侧环内壁上设有环形凸台，中心轴下端设有倒置伞盖型的底罩，顶盖为伞盖结构，下柔性块和上柔性块为相对设置的半球型结构，且下柔性块和上柔性块的中央均设通孔，下柔性块设置在环形凸台下方与底罩之间，上柔性块设置在环形凸台上方与顶盖之间，中心轴穿过下柔性块、上柔性块和顶盖后，与机匣固定连接。

优选的，所述侧环顶端与所述顶盖底端之间留有间隙，侧环底端与所述中心轴的底罩顶端之间留有间隙，中心轴底端与所述套筒底壁之间留有间隙，所述环形凸台靠近中心轴的一侧与中心轴外侧留有间隙。

进一步优选，、、、满足如下条件：

；；；，

其中，为所述隔热屏自身重量造成的所述上柔性块的径向变形量，为隔热屏径向最大热变形量，为隔热屏的径向最大振动量，为隔热屏自身重量造成的所述下柔性块的径向变形量，为隔热屏轴向或周向最大热变形量，为隔热屏轴向或周向最大振动量。

进一步优选，所述下柔性块、所述上柔性块为金属橡胶材质。