ФОРСАЖНАЯ КАМЕРА СГОРАНИЯ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВУХКОНТУРНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2010 года по МПК F02K3/10 

Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно к конструкции элементов форсажных камер турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДД).

Известна форсажная камера ТРДД, содержащая корпус с теплозащитным экраном, образующие канал охлаждения, и смеситель потоков наружного и внутреннего контуров двигателя, установленный с зазором относительно корпуса камеры (см. патент RU №33617, кл. F02K 3/10, опубл. в 2003 г.).

Недостатком известной форсажной камеры является низкая эффективность смешения потоков наружного и внутреннего контуров двигателя, что приводит к неравномерности поля параметров в камере. Повышение эффективности смесеобразования требует увеличения длины смесителя, что приведет к повышению температуры воздуха в канале охлаждения, а также к увеличению массы смесителя.

Задачей изобретения является улучшение смешения потоков наружного и внутреннего контуров двигателя без снижения эффективности охлаждения корпуса форсажной камеры.

Указанная задача достигается тем, что в известной форсажной камере сгорания ТРДД, содержащей корпус с теплозащитным экраном, образующие канал охлаждения, и смеситель потоков наружного и внутреннего контуров двигателя, установленный с зазором относительно корпуса камеры, согласно изобретению торец смесителя снабжен козырьком, размещенным по его наружной поверхности напротив теплозащитного экрана, причем высота козырька составляет 0,5-3,0, а его длина - 2,5-7,0 высоты канала охлаждения.

Такое выполнение устройства приводит к увеличению длины зоны смешения потоков наружного и внутреннего контуров двигателя и повышению эффективности их смешения. Кроме того, наличие козырька препятствует попаданию в тракт охлаждения высокотемпературного потока внутреннего контура и позволяет уменьшить массу смесителя и форсажной камеры в целом.

На чертеже показан продольный разрез форсажной камеры ТРДД.

Форсажная камера содержит корпус 1, теплозащитный экран 2, образующий с корпусом канал охлаждения 3, смеситель 4 с козырьком 5, размещенным по его наружной поверхности напротив теплозащитного экрана 2, и затурбинный обтекатель 6, образующий с теплозащитным экраном 2 диффузор 7, в котором установлено фронтовое устройство 8.

Высота h козырька 5 составляет 0,5-3,0 высоты Н канала охлаждения. При высоте козырька h, меньшей 0,5Н значительно снижается его прочность, а также возможно подмешивание горячих газов в тракт охлаждения, а при высоте h, большей 3Н, значительно увеличивается масса козырька и снижается эффективность смешения в окружном направлении.

Длина козырька должна составлять 2,5-7,0 высоты Н канала охлаждения. При выполнении длины козырька менее 2,5Н снижается эффективность смешения из-за уменьшения длины зоны, смешения до фронтового устройства, а при выполнении >7,0 Н возможно подмешивание горячих газов в тракт охлаждения и снижается эффективность смешения из-за уменьшения радиальной глубины проникновения струй воздуха в карманы смесителя.

Во время работы двигателя потоки наружного и внутреннего контуров на входе в форсажную камеру объединяются.

Форма каналов лепесткового смесителя обеспечивает дробление потоков каждого контура на радиальные струи и их взаимное проникновение, чем достигается увеличение площади взаимодействия и интенсификации смешения потоков контуров за торцем смесителя 4 и соответственно повышение равномерности потока перед фронтовым устройством 8.

Выходящий из кольцевой щели смесителя воздух поступает в канал охлаждения 3.

Наличие козырька 5 на торце смесителя 4 приводит к увеличению длины зоны смешения потоков контуров, повышению степени смешения и соответственно равномерности поля параметров перед фронтовым устройством 8, препятствует попаданию в канал охлаждения 3 высокотемпературного потока внутреннего контура и позволяет уменьшить массу смесителя и форсажной камеры в целом.

Изобретение позволяет повысить эффективность и надежность работы форсажной камеры и двигателя.

Форсажная камера сгорания турбореактивного двухконтурного двигателя содержит корпус с теплозащитным экраном, образующие канал охлаждения, и смеситель потоков наружного и внутреннего контуров двигателя, установленный с зазором относительно корпуса камеры. Торец смесителя снабжен козырьком, размещенным по его наружной поверхности напротив теплозащитного экрана. Высота козырька составляет 0,5-3,0, а его длина - 2,5-7,0 высоты канала охлаждения. Изобретение способствует увеличению длины зоны смешения потоков наружного и внутреннего контуров двигателя и повышению эффективности их смешения без снижения эффективности охлаждения корпуса, что позволяет повысить эффективность работы камеры и двигателя в целом. 1 ил.

Форсажная камера сгорания турбореактивного двухконтурного двигателя, содержащая корпус с теплозащитным экраном, образующие канал охлаждения, и смеситель потоков наружного и внутреннего контуров двигателя, установленный с зазором относительно корпуса камеры, отличающаяся тем, что торец смесителя снабжен козырьком, размещенным по его наружной поверхности напротив теплозащитного экрана, причем высота козырька составляет 0,5-3,0, а его длина - 2,5-7,0 высоты канала охлаждения.