一種徑向點火的蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及航空動力推進系統(tǒng)領域，具體涉及一種徑向點火的蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器，這是一種針對加力/沖壓燃燒室的火焰穩(wěn)定器，能夠在低溫高速條件下可靠點火，并穩(wěn)定燃燒。
【背景技術】
[0002]火焰穩(wěn)定器是航空發(fā)動機加力燃燒室和沖壓發(fā)動機燃燒室的核心組件，它的結構很大程度上決定了燃燒室的點火性能和火焰穩(wěn)定性。
[0003]加力燃燒室具有內(nèi)涵進口來流速高、外涵進口來流溫度低的特點，因此其點火及火焰穩(wěn)定問題與火焰穩(wěn)定器設計密切相關。沖壓發(fā)動機由于沒有壓氣機和渦輪，只有進氣道、燃燒室和尾噴管，使得燃燒室的進口氣流速度高、溫度低、壓力低，從而造成點火困難和火焰穩(wěn)定性降低。因此，在加力/沖壓燃燒室中，廣泛采用具有優(yōu)秀點火性能及貧熄性能的值班火焰穩(wěn)定器，即蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器，以改善點火性能和火焰穩(wěn)定性。
[0004]盡管傳統(tǒng)的蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器已經(jīng)在俄羅斯AL-31F加力燃燒室和英國斯貝發(fā)動機加力燃燒室得到了成功的應用，但是更低的溫度和更高的速度分別對蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器的燃油霧化和火焰穩(wěn)定非常不利，因此對其點火性能和穩(wěn)定燃燒提出了很大的挑戰(zhàn)。
[0005]基于上述，有人提出了一種改型的蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器(專利號:201410231619.X)，將圓形蒸發(fā)管改為月牙形蒸發(fā)管，并指出在相對低溫(450K — 650K)和高速氣流(Ma =0.1-0.4)的來流條件下較大幅度的提升了蒸發(fā)式穩(wěn)定器的貧油點熄火性能。但是，該穩(wěn)定器一方面仍采用展向點火方式，與工程實際的徑向點火需求不符，另一方面其點火溫度仍不夠低，不能應對更加極端的點火條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術問題是:克服現(xiàn)有的技術不足，提供一種能夠實現(xiàn)徑向點火和更低溫度可靠點火的蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器，同時兼顧結構簡單、易于維修。
[0007]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:在傳統(tǒng)蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器基礎上，設計一種與工程實際結合的、點火允許溫度更低的徑向點火的蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器，其特征在于:
[0008]穩(wěn)定器加裝了徑向點火基座，點火電嘴通過徑向點火基座伸入穩(wěn)定器內(nèi)部進行徑向點火；
[0009]徑向點火基座由上下蓋板組成，上下蓋板之間有可移動環(huán)形滑塊，對點火電嘴起到了密封作用；
[0010]穩(wěn)定器翼板后增加了適當長度的流向裙板，起到支撐點火電嘴以及減少主流對點火區(qū)域干擾的作用；
[0011]采用直射式噴油桿，噴油孔的燃油相對氣流方向呈角度噴射。
[0012]進一步的，流向裙板的長度根據(jù)點火基座的大小和氣動狀況選取，避免過長所帶來的阻力損失和重量增加。
[0013]本發(fā)明的原理如下:
[0014]氣流通過進氣管和穩(wěn)定器頭部進氣孔進入穩(wěn)定器內(nèi)部，并在蒸發(fā)管后方形成回流區(qū)，燃油通過噴油桿以一定的角度噴入進氣管，經(jīng)過多次氣動霧化和擋濺霧化從蒸發(fā)管出氣孔噴出進入回流區(qū)剪切層，點火電嘴通過點火基座伸入穩(wěn)定器內(nèi)部回流區(qū)的剪切層，在油滴濃度相對較高的剪切層進行點火，增加的流向裙板起到了支撐點火電嘴以及減少主流對點火區(qū)域干擾的作用，使得點火性能更加優(yōu)越。
[0015]本發(fā)明所具有的優(yōu)點包括:
[0016](I)、本發(fā)明加裝了點火基座，實現(xiàn)了穩(wěn)定器的徑向剪切層點火。
[0017](2)、本發(fā)明在不明顯增加穩(wěn)定器重量和流阻的前提下，通過增加適當長度的流向裙板和剪切層點火，實現(xiàn)了高速氣流下的常溫可靠點火。
[0018](3)、本發(fā)明在點火基座的設計上，采用上下蓋板，中間夾著環(huán)形可移動滑塊，起到了密封作用，結構簡單實用，維修方便，也可對點火基座外形進行流線型優(yōu)化，進一步降低流阻。
[0019](4)、本發(fā)明采用直射式噴油桿，噴油孔的燃油相對氣流方向呈角度噴射，使穩(wěn)定器結構得到了簡化。
【附圖說明】
[0020]圖1是傳統(tǒng)蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器簡圖。
[0021]圖2是本發(fā)明徑向點火蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器簡圖。
[0022]圖3是本發(fā)明蒸發(fā)式穩(wěn)定器的局部供油霧化過程示意圖。
[0023]附圖標記說明:圖2中的I是直射式噴管，2是進氣管，3是點火基座下蓋板，4是點火基座上蓋板，5是滑塊，6是流向裙板，7是蒸發(fā)管，8是穩(wěn)定器頭部及翼板。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖及【具體實施方式】詳細介紹本發(fā)明。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對傳統(tǒng)蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器(見圖1)進行改造設計，相比中國專利申請201310390933.X以及201410231619.X，增加了用于徑向點火的點火基座，同時采用直射式噴嘴對進氣管呈角度噴射和適當長度的流向裙板(見圖2)。點火基座焊接于穩(wěn)定器上，由穩(wěn)定器翼板和流向裙板支撐，展向和流向位置不做限定，為方便點火電嘴的安裝，點火基座的孔徑略大于點火電嘴，點火基座上下蓋板間的環(huán)形可移動滑塊可起密封作用，同時，流向裙板的長度根據(jù)點火基座的大小和氣動狀況適當選取，避免過長所帶來的重量增加，起到支撐點火電嘴以及減少主流對點火區(qū)域干擾的作用。
[0026]圖3示意的是蒸發(fā)式穩(wěn)定器供油霧化過程，燃油通過噴油桿以一定的角度噴入進氣管，利用進氣管的管壁對燃油進行一次噴濺式的霧化，將一部分燃油先打碎成為較細的顆粒；然后進入進氣管的空氣再對燃油進行第一級剪切霧化并與進入蒸發(fā)管進氣管的空氣進行第一次摻混，進入蒸發(fā)管的燃油部分蒸發(fā)，從蒸發(fā)管上下兩側的出氣孔噴出后，再利用從穩(wěn)定器頭部進氣孔流入的空氣對油氣混氣進行第二次氣動剪切霧化，并進行二次摻混；同時由于撞擊了穩(wěn)定器后緣翼板和流向裙板，故又起到冷卻穩(wěn)定器后緣翼板和流向裙板的作用，經(jīng)過多次氣動霧化和擋濺霧化從蒸發(fā)管出氣孔噴出進入回流區(qū)剪切層，點火電嘴通過點火基座伸入穩(wěn)定器內(nèi)部回流區(qū)的剪切層，在油滴濃度相對較高的剪切層進行點火，使該穩(wěn)定器具有更為優(yōu)秀的點火性能，可實現(xiàn)0.3Ma數(shù)下的常溫可靠點火。
[0027]上述描述只是說明，而非限定。在不脫離權利要求書所限定的本發(fā)明的前提下，可以對本實施例進行各種修改。
【主權項】
1.一種徑向點火的蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器，其特征在于: 穩(wěn)定器加裝了徑向點火基座，點火電嘴通過徑向點火基座伸入穩(wěn)定器內(nèi)部進行徑向點火； 徑向點火基座由上下蓋板組成，上下蓋板之間有可移動環(huán)形滑塊，起到密封的作用；穩(wěn)定器翼板后增加了適當長度的流向裙板，起支撐點火電嘴以及減少主流對點火區(qū)域干擾的作用； 采用直射式噴油桿，噴油孔的燃油相對氣流方向呈角度噴射。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種徑向點火的蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器，其特征在于:流向裙板的長度根據(jù)點火基座的大小和氣動狀況選取，避免過長帶來的阻力損失和重量增加。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種徑向點火的蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器，該穩(wěn)定器是對傳統(tǒng)蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器進行改型，在穩(wěn)定器上增加了適當長度的流向裙板，并在流向裙板上加裝了點火基座，點火電嘴穿過點火基座在穩(wěn)定器內(nèi)部點火。點火基座內(nèi)部夾有可移動滑塊，可以起到密封的作用。取消了濺油板，采用直射式噴油桿，噴油孔的燃油相對氣流方向呈角度噴射。本發(fā)明在不明顯增加流動阻力的前提下，能夠實現(xiàn)高速氣流中的低溫可靠點火并穩(wěn)定燃燒，從而可拓寬飛行包線。
【IPC分類】F23R3-18
【公開號】CN104819484
【申請?zhí)枴緾N201510185350
【發(fā)明人】劉玉英, 高昭, 謝奕, 劉廣海, 金捷
【申請人】北京航空航天大學
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月20日