[发明专利]一种用于等半径预旋供气系统的过预旋叶型接受孔

说明书

一种用于等半径预旋供气系统的过预旋叶型接受孔，多个过预旋叶型接受孔均布在预旋供气系统中盖板盘的表面。各过预旋叶型接受孔的入口至出口为在圆周方向上偏转弯曲的曲面，并由该曲面中一侧的凸曲面形成了叶型压力面，另一侧的凹曲面形成了叶型吸力面；两个侧表面的曲面呈收缩状，使各所述过预旋叶型接受孔横截面的面积逐渐减小。本发明气流流动损失小、使气流能够在经过预旋喷嘴偏转加速后直接进入接受孔，消除了突扩、突缩的型面损失，提高了等半径预旋供气系统的温降效果，并使喷嘴出口旋转比增大、系统温降提高，增加涡轮转子叶片的寿命，适于预旋喷嘴与叶片供气孔半径位置比为1的等半径预旋供气系统。

技术领域

本发明涉及航空发动机预旋供气系统应用领域，具体是一种用于等半径预旋供气系统的过预旋叶型接受孔。

背景技术

作为航空发动机空气系统极其重要的一个组成部分，预旋供气系统是为高速转动的涡轮转子叶片提供满足供气压力和供气流量需求的系统。同时，该预旋供气系统可以尽可能的降低供气的相对总温，一个设计合理的预旋供气系统可使冷气相对总温降低100K左右，能够大大增加航空发动机的运行安全性，延长发动机的工作寿命。

等半径预旋供气系统指的是预旋喷嘴和叶片供气孔半径位置比为1的预旋供气系统。在图1中，发动机主流4依次经过燃烧室1、涡轮导叶2和涡轮动叶3。等半径预旋供气系统位于燃烧室内环和第一级涡轮动叶之间，属于航空发动机的二次流系统。该系统由预旋喷嘴盘6、盖板盘9、涡轮盘12，和分别加工在各盘上的预旋喷嘴7、接受孔10、叶片供气孔13，以及预旋喷嘴盘6和盖板盘9之间围成的预旋腔8，和盖板盘9和涡轮盘12之间围成的盖板腔11组成。在等半径预旋供气系统中，发动机内的冷却气流5流经预旋喷嘴7偏转加速，然后进入预旋腔8，随后经过接受孔10、盖板腔11和叶片供气孔13进入涡轮盘12，最终进入涡轮动叶3。预旋喷嘴盘6是静盘，盖板盘9和涡轮盘12是转盘，图中打剖面线的转盘即为盖板盘9。从图中可以看出，预旋喷嘴7、接受孔10和叶片供气孔13的所在半径相等，这是等半径预旋供气系统的最主要特征。等半径预旋供气系统能够产生温降的主要原理是通过预旋喷嘴7加速气流并形成与转盘转动方向相同的周向速度分量，降低气流静温，从而达到降低气流相对总温的目的。

等半径预旋供气系统中影响喷嘴下游流动损失及预旋温降的重要元件是转动的接受孔10。接受孔的主要功能是接收经过预旋喷嘴7偏转的气流并输送到盖板腔11中。现有技术中的接受孔结构多为轴向直通跑道型接受孔，这种接受孔的进口及出口呈跑道型，其几何中心与预旋喷嘴出口的几何中心位于相同的半径位置，但进口及出口的径向尺寸不与预旋喷嘴出口的叶高相对应。图2是加工有轴向直通跑道型接受孔14的盖板盘15示意图。可以看出跑道型接受孔沿周向均匀分布在盖板盘15上。为了便于观察接受孔14的具体结构，选取一处A进行放大观察，能够看到每个接受孔14都有倒角16。