本發明專利技術涉及航空發動機技術領域，具體涉及一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，包括：筒體、環狀隔板以及預旋供氣管，筒體套設于高壓渦輪盤和低壓渦輪盤之間的高壓渦輪軸和低壓渦輪軸上；兩個環狀隔板套裝固定于筒體端部的徑向，環狀隔板外周端的軸向與發動機機匣連接，每個環狀隔板與對應的渦輪盤之間形成間隙，且環狀隔板外周端與對應的渦輪盤的外周端之間形成氣流出口；筒體、發動機機匣以及兩個環狀隔板之間形成供氣腔；多個預旋供氣管傾斜設置于兩個環狀隔板的相對面上，其中，靠近對應渦輪盤的環狀隔板上的預旋供氣管的出口方向和該渦輪盤的旋轉方向相同。本裝置減小了氣流與渦輪盤之間的相對運動速度，進而減小風阻溫升。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及航空發動機，具體涉及一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構。
技術介紹
1、渦輪盤是航空發動機中的關鍵部件，其工作環境非常惡劣，不僅要承受高溫高壓，而且要經歷高速旋轉和振動?？刂茰u輪盤的溫度，使其處于材料的長期使用許用范圍以內，是非常重要的設計指標。
2、對轉盤腔是指在高壓渦輪盤和低壓渦輪盤之間的空腔，典型對轉盤腔流體域三維圖如圖5所示，為方便顯示，選取了周向1/72扇段。高壓渦輪盤軸與低壓渦輪盤軸組件反向高速旋轉，地面起飛狀態最大相對轉速可達到25000rpm。風阻溫升是指高速旋轉的渦輪盤與盤腔內部氣流摩擦生熱導致的溫度升高。風阻溫升在入口流量較小時，會達到很高的量級，影響高壓渦輪盤的溫度控制與使用安全。抑制風阻溫升是保證渦輪盤工作在適宜溫度區間的重要保障。
3、由于對轉盤腔的相對轉速大，因此，對轉盤腔的風阻溫升往往更高，抑制風阻溫升的需求就更加緊迫。對轉盤腔內部的氣流流動非常復雜。典型對轉盤腔子午面流線圖如圖5所示，由于高壓盤的轉速更高，對氣流施加的離心力更大，因此，通常會在高半徑處形成一個子午面的順時針大渦，其余位置渦系受到擠壓影響，會形成對渦結構。對轉盤腔內部的封閉渦系會導致氣流在盤腔內長時間駐留，從而產生大量的風阻熱，造成盤腔溫度高。這在對轉盤腔進口流量較小時，風阻溫升影響會更加嚴峻。此時，現有的典型對轉盤腔結構難以避免對轉盤腔的風阻溫升，如何降低風阻溫升是急需要解決的問題。
4、因此，需要提供一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構以解決上述問題。
>技術實現思路1、本專利技術提供一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，以解決隨著航空發動機設計指標的不斷提升，來流溫度更高、進口流量更小，現有的典型對轉盤腔結構難以避免對轉盤腔的風阻溫升過大的問題。
2、本專利技術的一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構采用如下技術方案，包括：
3、筒體，套設于高壓渦輪盤和低壓渦輪盤之間的高壓渦輪軸和低壓渦輪軸上；
4、兩個環狀隔板，分別套裝固定于筒體端部的徑向，環狀隔板外周端的軸向與發動機機匣連接，每個環狀隔板與對應的渦輪盤之間形成間隙，且環狀隔板外周端與對應的渦輪盤的外周端之間形成氣流出口；筒體、發動機機匣以及兩個環狀隔板之間形成供氣腔；
5、以及多個預旋供氣管，其傾斜設置于兩個環狀隔板的相對面上，其用于連通間隙與供氣腔；其中，靠近高壓渦輪盤的環狀隔板上的預旋供氣管的出口方向和高壓渦輪盤的旋轉方向相同；靠近低壓渦輪盤的環狀隔板上的預旋供氣管的出口方向和低壓渦輪盤的旋轉方向相同。
6、優選地，所有預旋供氣管均設置于環狀隔板的外周面到環狀隔板的目標徑向環面之間，其中，目標徑向環面為環狀隔板的外周到中心的二分之一位置所在的環面。
7、優選地，從環狀隔板的外周面到目標徑向環面之間預旋供氣管的數量遞減。
8、優選地，背離發動機機匣的環狀隔板外周端的徑向設置有限位環狀隔板，限位環狀隔板與對應的高壓渦輪盤的外周端的徑向之間形成環狀的第一氣流出口，且第一氣流出口的出口方向垂直高壓渦輪軸；限位環狀隔板與對應的低壓渦輪盤的外周面之間形成環狀的第二氣流出口，第二氣流出口的出口方向與高壓渦輪軸平行。
9、優選地，預旋供氣管的孔徑為1mm。
10、優選地，預旋供氣管的傾斜角度為預旋供氣管與軸向的夾角，該夾角為75°。
11、優選地，環狀隔板與對應的渦輪盤之間的軸向距離為15mm。
12、優選地，筒體的內壁與高壓渦輪軸的距離為15mm；筒體的內壁與低壓渦輪軸的距離為13mm。
13、優選地，兩個環狀隔板的外周面相對側設置有連接耳，連接耳通過螺釘與發動機機匣連接。
14、優選地，高壓渦輪軸和低壓渦輪軸的端部錯開形成第三氣流出口。
15、本專利技術的有益效果是：
16、通過設置筒體和兩個環狀隔板，通過環狀隔板連接筒體和發動機機匣，使得環狀隔板、筒體以及發動機機匣內壁之間形成供氣腔，且兩個環狀隔板的相對側面上設置連通空腔和渦輪盤與對應環狀隔板之間形成的間隙的預旋供氣管，氣流從發動機機匣上的總進氣孔進入供氣腔后，然后由預旋供氣管進入環狀隔板和渦輪盤之間的間隙，然后，從環狀隔板外周端與對應的渦輪盤的外周端之間形成氣流出口流出，該過程中環狀隔板上設置預旋供氣管使渦輪盤之間的渦系消失，從而減小動量摻混，減小風阻溫升，且由于傾斜的預旋供氣管的出口方向與對應的渦輪盤的旋轉方向相同，使得流體流動更為順暢，從而減小氣流與渦輪盤之間的相對運動速度，進而減小風阻溫升。
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【技術保護點】
1.一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，其特征在于，所有預旋供氣管（9）均設置于環狀隔板的外周面到環狀隔板的目標徑向環面之間，其中，目標徑向環面為環狀隔板的外周到中心的二分之一位置所在的環面。
3.根據權利要求2所述的一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，其特征在于，從環狀隔板的外周面到目標徑向環面之間預旋供氣管（9）的數量遞減。
4.根據權利要求1所述的一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，其特征在于，背離發動機機匣（1）的環狀隔板外周端的徑向設置有限位環狀隔板，限位環狀隔板與對應的高壓渦輪盤（3）的外周端的徑向之間形成環狀的第一氣流出口（101），且第一氣流出口（101）的出口方向垂直高壓渦輪軸（4）；限位環狀隔板與對應的低壓渦輪盤（7）的外周面之間形成環狀的第二氣流出口（102），第二氣流出口（102）的出口方向與高壓渦輪軸（4）平行。
5.根據權利要求1所述的一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，其特征在于，預旋供氣管（9）的孔徑為0.5mm~1mm。
6.根據權利要求1所述的一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，其特征在于，預旋供氣管（9）的傾斜角度為預旋供氣管（9）與軸向的夾角，該夾角為60°-75°。
7.根據權利要求1所述的一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，其特征在于，環狀隔板與對應的渦輪盤之間的軸向距離為10mm~20mm。
8.根據權利要求1所述的一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，其特征在于，筒體（5）的內壁與高壓渦輪軸（4）的距離為10mm~20mm；筒體（5）的內壁與低壓渦輪軸（6）的距離為8mm~18mm。
9.根據權利要求1所述的一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，其特征在于，兩個環狀隔板的外周面相對側設置有連接耳，連接耳通過螺釘與發動機機匣（1）連接。
10.根據權利要求1所述的一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，其特征在于，高壓渦輪軸（4）和低壓渦輪軸（6）的端部錯開形成第三氣流出口（103）。
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【技術特征摘要】
1.一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，其特征在于，所有預旋供氣管（9）均設置于環狀隔板的外周面到環狀隔板的目標徑向環面之間，其中，目標徑向環面為環狀隔板的外周到中心的二分之一位置所在的環面。
3.根據權利要求2所述的一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，其特征在于，從環狀隔板的外周面到目標徑向環面之間預旋供氣管（9）的數量遞減。
4.根據權利要求1所述的一種航空發動機對轉盤腔風阻溫升抑制結構，其特征在于，背離發動機機匣（1）的環狀隔板外周端的徑向設置有限位環狀隔板，限位環狀隔板與對應的高壓渦輪盤（3）的外周端的徑向之間形成環狀的第一氣流出口（101），且第一氣流出口（101）的出口方向垂直高壓渦輪軸（4）；限位環狀隔板與對應的低壓渦輪盤（7）的外周面之間形成環狀的第二氣流出口（102），第二氣流出口（102）的出口方向與高壓渦輪軸（4）平行。
5.根據權利要求1所述的一種航空發動機對轉盤腔...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李宗超，劉存良，王海潮，葉林，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：發明
國別省市：
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