[发明专利]一种有漩涡发生器的航空发动机涡轮气膜冷却孔

权利要求书

1.一种有漩涡发生器的航空发动机涡轮气膜冷却孔，叶片气膜冷却孔在各涡轮叶片上有多个，分别排布在各涡轮叶片于涡轮端壁上；位于涡轮叶片上的叶片气膜冷却孔沿所在涡轮叶片的展向排布，位于涡轮端壁上的叶片气膜冷却孔沿所述涡轮端壁的圆周排布；所述气膜冷却孔为扩张型气膜冷却孔和圆柱型气膜冷却孔；其特征在于，所述位于涡轮端壁上的叶片气膜冷却孔分为多个气膜冷却孔组，各气膜冷却孔组分别位于相邻的涡轮叶片之间；在所述各气膜冷却孔内固定有旋涡发生器；所述旋涡发生器为圆弧形板；该圆弧的半径为20D～25D，D为所述气膜冷却孔气流进口的直径；该旋涡发生器弧长两端之间的圆心角a＝3°～5°；所述旋涡发生器的下端面为弧面，该下端面的弧度与所配合的气膜冷却孔内表面的弧度相同；

当所述旋涡发生器安装在扩张型气膜冷却孔内时,该旋涡发生器安装在扩张段内下表面，并使该旋涡发生器前缘与尾缘之间的中点与该气膜冷却孔出口几何中心的距离为0.25L₁；所述旋涡发生器的前缘朝向该气膜冷却孔的气流进口，使该旋涡发生器的尾缘朝向该气膜冷却孔的气流出口；所述旋涡发生器前缘与尾缘之间中点的切线与该扩张段过气膜冷却孔几何中心的纵切面之间形成线面角θ，θ＝45°～65°；

所述旋涡发生器的凹面对应该气膜冷却孔的出口；

当所述旋涡发生器安装在圆柱型气膜冷却孔内时,所述旋涡发生器位于在该圆柱型气膜冷却孔内下表面，并使该旋涡发生器前缘与尾缘之间的中点与该气膜冷却孔出口处中心的距离为0.25L₂，并使该旋涡发生器的前缘朝向该气膜冷却孔的进口端，使该旋涡发生器的尾缘朝向该气膜冷却孔的出口端；所述旋涡发生器圆弧中点的切线与该扩张段过中心线的纵切面之间形成线面角γ为45°～65°；所述旋涡发生器的凹面对应该气膜冷却孔的出口；

所述位于两个涡轮叶片之间有两组气膜冷却孔中的中第一组端壁气膜冷却孔沿该端壁的周向排布；各相邻端壁气膜冷却孔之间的中心距为2.3D，并使该第一组中第一个端壁气膜冷却孔的中心距离叶片吸力面根部1.5D；所述第一组各端壁气膜冷却孔的中心位于该端壁的-10％C_X～15％C_X处，并在-10％C_X～15％C_X中任意布置；所述C_X为所述涡轮叶片的轴向弦长；第二组端壁气膜冷却孔分布位置：在排布第二组端壁气膜冷却孔时，使该第二组端壁气膜冷却孔中的各孔沿所述涡轮叶片的压力面排布；该组中第一个端壁气膜冷却孔的圆心距离该端壁进气端的距离为所述涡轮叶片的轴向弦长25C_X％，该组中其余各相邻端壁气膜冷却孔的中心距均为10C_X％；第二组中各端壁气膜冷却孔圆心至所述压力面的距离在1.5～2D的范围内任意分布；

所述位于涡轮叶片上的叶片气膜冷却孔有15排，每排叶片气膜冷却孔数量相同，为18～20个；其中第1～第6排分布在吸力面，第7～第15排分布在压力面，并使各叶片气膜冷却孔的气流出口分别与所在涡轮叶片吸力面与压力面之间的空腔贯通；位于所述吸力面的各排叶片气膜冷却孔中，第1排叶片气膜冷却孔的中心至第6排叶片气膜冷却孔的中心分别位于该涡轮叶片轴向弦长的20％C_X，16％C_X，12％C_X，4％C_X，2％C_X和1％C_X处；第7排叶片气膜冷却孔的中心至第15排叶片气膜冷却孔的中心分别位于该涡轮叶片轴向弦长的1％C_X，3％C_X，6％C_X，10％C_X，20％C_X，30％C_X，46％C_X，56％C_X和75％C_X处；所述涡轮叶片上第1排～第15排的气膜冷却孔的喷射角β依次为50.0°，43.5°，41.0°，90.0°，90.0°，90.0°，90.0°，90.0°，90.0°，34.0°，30.0°，40.0°，37.0°，30.0°，34.0°；

第1排至第4排中各列叶片气膜冷却孔的中心、第10排至第15排中各列叶片气膜冷却孔的中心在该涡轮叶片展向的位置相同，其中第1列叶片气膜冷却孔的中心位于该涡轮叶片展向的4％，其余各相邻叶片气膜冷却孔的中心距为该涡轮叶片展向的4.7％；

第5排至第9排中各列叶片气膜冷却孔交错排列，使交错的距离为该涡轮叶片展向的2.4％；所述第5排至第9排中第1列叶片气膜冷却孔圆心距端壁的距离为依次为该涡轮叶片展向的6.4％、4％、6.4％、4％、6.4％；

所述旋涡发生器一个侧边为该旋涡发生器的前缘；该前缘的高度为0.3D，该旋涡发生器另一个侧边为该旋涡发生器的尾缘；该尾缘的高度为0.5D；所述旋涡发生器的厚度为0.5mm。