一种冲压燃烧室整流格栅的制作方法

本发明属于航空发动机技术领域，具体涉及一种冲压燃烧室整流格栅。

背景技术：

进气道流道内激波与附面层相互作用、飞行器攻角等因素会导致冲压燃烧室进口流动分离和流场分布不均匀。冲压燃烧室进口气流不均匀，将使冲压燃烧室内部的油气分布偏离有利于高效燃烧的油气比，使燃烧效率下降，稳定燃烧范围变窄，同时存在边区大面积燃烧的可能，给隔热屏的热防护带来困难；燃烧室进口流动分离，使燃烧可能出现在稳定器上游，这将使喷油杆和火焰稳定器拉杆等出现“挂火”现象，存在被局部烧蚀的可能。为了改善冲压发动机燃烧室流场品质，同时降低冲压发动机燃烧室进口流场压力和速度分布的不均匀性，需要在冲压燃烧室中设置整流格栅这一部件。

整流格栅设置在冲压燃烧室扩压器中，已有整流格栅的形式为单层均匀分布圆/方格栅孔的单层平板或者锥形板，通过格栅孔的堵塞作用强迫高速区气流向低速区流动。这种方式一般要求整流格栅具有很大的堵塞比才能具有较好的整流效果，但过大的堵塞比会造成极大的总压损失，对冲压燃烧室的性能有很大的影响。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的技术问题，现提出一种冲压燃烧室整流格栅，在扩压器进出口处设置前后两个整流格栅组合整流的冲压燃烧室整流格栅设计方案。克服现有冲压燃烧室整流格栅的缺点，使用在扩压器进出口处设置前后两个整流格栅组合整流的方式，相对传统单层格栅可以明显提升其整流能力，降低畸变气流不均匀度。同时由于前、后格栅的位置错开，同时堵塞面积小，可以有效降低格栅总压损失。新型的双格栅组合整流方案能够明显的提高整流格栅的工作性能。

为了达到上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：

一种冲压燃烧室整流格栅，包括前格栅和后格栅；所述前格栅设置在所述冲压燃烧室的扩压器进口，用于缓冲所述扩压器进口的高速气流，并将缓冲后的部分高速气流引流至所述扩压器的中心区域；

所述后格栅设置在所述冲压燃烧室的扩压器出口，用于缓冲所述扩压器的中心区域的气流，并将缓冲后的所述扩压器的中心区域的气流沿中心区域均匀向外扩散。

进一步的，所述前格栅为圆台曲面状，底部半径等于所述扩压器进口半径，顶部半径为所述底部半径的0.7～0.8倍；所述前格栅通过其底部固定在所述扩压器的进口。

进一步的，所述前格栅上的格栅孔均匀分布，为圆形格栅孔，半径为所述前格栅的底部半径的0.08～0.09倍。

进一步的，所述前格栅的底部与其顶部的轴向距离为其底部半径的0.2～0.3倍。

进一步的，所述后格栅的顶部为球面状，主体为圆台曲面状，顶部朝向所述前格栅，其底部半径大于所述前格栅的顶部半径；所述后格栅与所述前格栅同轴设置。

进一步的，所述后格栅上的格栅孔均匀分布，为圆形格栅孔；所述圆形格栅孔的半径与所述前格栅的格栅孔半径相等。

进一步的，所述后格栅的底部与其顶部的轴向距离为其底部半径的0.2～0.3倍。

进一步的，所述后格栅的顶部球面的半径为其底部半径的0.4-0.6倍。

采用上述技术方案，本发明能够带来以下有益效果：

本发明在扩压器进出口处设置前后两个整流格栅组合整流的冲压燃烧室整流格栅设计方案。能够有效提高冲压燃烧室整流格栅的降气流不均匀度能力，同时还可以提高整流格栅的总压恢复系数，可以以较低总压损失的代价，保证冲压燃烧室在进口气流畸变条件下的正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例中一种冲压燃烧室整流格栅安装在冲压燃烧室的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种冲压燃烧室整流格栅的结构示意图；

图3为本发明实施例中前格栅的左视图；

图4为本发明实施例中前格栅的正视图；

图5为本发明实施例中后格栅的左视图；

图6为本发明实施例中后格栅的正视图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

本公开实施例提供一种冲压燃烧室整流格栅，如图1或图2所示，包括前格栅1和后格栅2；前格栅1设置在冲压燃烧室的扩压器3的进口，用于缓冲扩压器3进口的高速气流，并将缓冲后的部分高速气流引流至扩压器3的中心区域；

后格栅2设置在冲压燃烧室的扩压器3出口，用于缓冲扩压器3的中心区域的气流，并将缓冲后的扩压器3的中心区域的气流沿中心区域均匀向外扩散。

在本实施例中，前格栅1为圆台曲面状，底部半径等于扩压器3进口半径，顶部半径为底部半径的0.7～0.8倍；前格栅1通过其底部固定在扩压器3的进口。其具体尺寸如图3或图4所示。

在本实施例中，前格栅1上的格栅孔均匀分布，为圆形格栅孔，半径为前格栅1的底部半径的0.08～0.09倍。其具体尺寸如图3或图4所示。

在本实施例中，前格栅1的底部与其顶部的轴向距离为其底部半径的0.2～0.3倍。其具体尺寸如图3或图4所示。

在本实施例中，如图1或图2所示，后格栅2的顶部为球面状，主体为圆台曲面状，顶部朝向前格栅1，其底部半径大于前格栅1的顶部半径；后格栅2与前格栅1同轴设置。

在本实施例中，后格栅2上的格栅孔均匀分布，为圆形格栅孔；圆形格栅孔的半径与前格栅1的格栅孔半径相等。其具体尺寸如图5或图6所示。

在本实施例中，后格栅2的底部与其顶部的轴向距离为其底部半径的0.2～0.3倍。其具体尺寸如图5或图6所示。

在本实施例中，后格栅2的顶部球面的半径为其底部半径的0.4-0.6倍。其具体尺寸如图5或图6所示。

在本实施例中，通常情况下，的冲压燃烧室进口处的气流存在不均匀性，其高速气流集中在靠近前格栅1底部附近，前格栅1顶部半径与底部半径的比值为0.7～0.8，可以较好的起到缓冲气流作用，同时避免了过大的堵塞，起到降低总压损失的作用。

圆形格栅孔的半径为前格栅1的底部半径的0.08～0.09倍，可以较好的起到缓冲作用，同时避免了格栅孔引起的局部不均匀。

前格栅1的底部与其顶部的轴向距离为其底部半径的0.2～0.3倍，可以较好的发挥引流作用，同时降低气流总压损失。

后格栅2的底部与其顶部的轴向距离为其底部半径的0.2～0.3倍，后格栅2的顶部球面半径为其底部半径的0.4-0.6倍，可以较好的发挥扩散作用，同时降低气流总压损失。

在本实施例中，如图1所示，扩压器3为直壁锥面通道，且扩压器进口与冲压燃烧室来流通道13相接，扩压器出口与冲压燃烧室燃烧段14相接，扩压器3的扩张角为7°～9°。

在本实施例中，如图1所示，前格栅1位于扩压器3进口，前格栅外环边22与扩压器3进口环边相接。格栅形式为环形的锥面格栅，格栅型面锥角为90°，格栅厚度为5mm，格栅环在扩压器轴向上的投影宽度为80mm。前格栅上设置三排前格栅孔6，前格栅孔开孔方向沿扩压器中心周向向后，前格栅孔6孔径30mm。三排前格栅孔按环形分布，三排孔之间的间隙17为2mm，每排内各孔之间的间隙23为2mm。最外层前格栅孔为半孔18，半孔圆心为前格栅外环22，最内层格栅孔与前格栅内环边15间隙19为1mm。

在本实施例中，如图1所示，后格栅2为小半径的反锥面格栅，后格栅半径16为前格栅内环边15半径减1倍格栅孔径30mm，格栅型面锥角为150°，格栅厚度为5mm，反锥面顶部为sr250的球面20。

在本实施例中，后格栅孔9开孔方向沿扩压器中心周向向后，格栅孔径30mm，格栅孔按60°交叉排布，格栅孔之间相互间隙24为4.1mm，与后格栅边缘交叉的格栅孔按半孔21处理。

在本实施例中，扩压器进口中心区5为低速气流，高速区气流通过前格栅1进入扩压器2内部时，大部分气流因前格栅1的阻挡作用沿前格栅的型面向扩压器中心流动，小部分气流通过前格栅格的格栅孔6，减速成为低速气流继续沿扩压器边缘区7向后流动。因前格栅1作用流向扩压器中心区的缓冲后的部分高速气流8运动到扩压器3出口处通过后格栅2时，部分气流通过后格栅的格栅孔9减速成为低速气流在冲压燃烧室进口中心区域10达到较均匀的分布，其余气流11因后格栅2的堵塞作用，沿后格栅型面向四周散开，在冲压燃烧室四周边缘区12达到较均匀的分布。通过前后格栅组合整流作用，使的进口不均匀气流达到较好的整流效果。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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