[发明专利]一种可灵活拆换和装配的回流燃烧室模型试验件

说明书

一种可灵活拆换和装配的回流燃烧室模型试验件，属于航空发动机燃烧室模型件设计应用领域。不同回流燃烧室结构差异很小，主体结构一致，仅在火焰筒结构上存在差异。本发明将回流燃烧室模型试验件分为主机匣、机匣盖板、火焰筒组件、头部挡板和旋流器，并通过主机匣内壁的巧妙布置，将各部件搭接在主机匣上，通过螺丝加垫片的连接方式保证各部件间气密性，实现灵活拆换和装配不同结构火焰筒并组成不同结构的回流燃烧室模型件，在保证不同结构的回流燃烧室模型试验件的环道流体域的一致性的同时，相比传统一体加工方式可大幅度缩短加工周期并降低经济成本。本发明的灵活拆卸装配试验件的方式亦可用于航空领域其他类型燃烧室模型试验件上。

技术领域

本发明涉及一种可灵活拆换和装配的回流燃烧室模型试验件，属于航空发动机燃烧室模型试验件设计应用领域。

技术背景

自20世纪80年代以来，小型发动机燃烧室大都采用回流燃烧室，采用回流燃烧室缩短了压气机与涡轮之间的轴向长度，从而使发动机的轴向尺寸大幅度减小，不仅减轻了发动机的重量，同时其与压气机也达到了很好的配合，进而使发动机的总体布局更加紧凑合理。由于其紧凑的总体布局，随之造成了探究不同结构回流燃烧室的流场及燃烧组织特性时，往往需要设计多套不同结构的回流燃烧室模型件。

然而，该型不同结构的回流燃烧室间只是火焰筒结构有差异，即其上分布的主燃孔、掺混孔位置及孔径、个数等不同，而主体结构完全一致，从而设计加工多套不同结构的回流燃烧室模型件会造成不必要的资源及成本的浪费，且不同回流燃烧室模型件的独立加工会引起相对更大的模型误差，对探究火焰筒结构对该回流燃烧室模型件性能的影响规律时不利。

此外，由于回流燃烧室特殊的结构，头部进气流道、内外环流道、头部旋流器、气流出口流道等呈十分紧凑的分布形式，受到空间的限制且对于气密性的严格要求，通常情况下，回流燃烧室的设计加工都是采取一体设计加工的方式。针对不同火焰筒结构的回流燃烧室模型件，传统的独立一体化加工形式在加工时间周期、成本等方面都不具优势。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种可灵活拆换和装配的回流燃烧室模型试验件，该回流燃烧室模型试验件只在一套燃烧室主机匣的基础上通过主机匣内壁的巧妙布置，将各部件搭接在主机匣上，在各部件间气密性得到保障的同时，灵活拆换和装配不同结构火焰筒以实现不同结构的回流燃烧室模型件，这样既能保证不同结构的回流燃烧室模型试验件的环道流体域的一致性，又能大幅度缩短加工周期和经济成本，具有重大的实际意义。

本发明的技术方案为：

一种可灵活拆换和装配的回流燃烧室模型试验件，其特征在于，回流燃烧室模型试验件为分体式结构，包括主机匣、机匣盖板、火焰筒组件、头部挡板和旋流器；

所述主机匣为敞开结构，具有气流进口和气流出口；

所述机匣盖板与主机匣连接，形成与所述气流进口和气流出口相连通的机匣内部空间；

所述机匣内部空间用于容纳所述头部挡板、火焰筒组件和旋流器，所述头部挡板定位安装所述火焰筒组件和旋流器；

所述旋流器位于所述头部挡板与机匣盖板之间，所述旋流器的通孔、机匣盖板上的燃油喷嘴定位安装座通孔和头部挡板上的旋流器定位安装孔同轴线；

所述主机匣、机匣盖板、头部挡板和旋流器为共用件。

优选地，所述火焰筒组件包括内环火焰筒和外环火焰筒；

所述机匣盖板包括内环道盖板和外环道盖板，所述内环道盖板上有燃油喷嘴定位安装座；

所述头部挡板通过位于其上的头部挡板定位凸台与所述主机匣上的头部挡板定位槽匹配定位在主机匣上并固定密封，头部挡板下缘与内环火焰筒内搭接装配段搭接，头部挡板上缘与外环火焰筒内搭接装配段搭接，头部挡板上的旋流器定位安装孔用于安装固定旋流器；