[发明专利]航空发动机的环控引气结构及飞机

说明书

本发明公开了一种航空发动机的环控引气结构及飞机，用于从航空发动机中提取一股高温高压气体，以给飞机的环控系统提供压缩空气；航空发动机的燃烧室机匣与扩压器机匣连接，扩压器伸入燃烧室内，以通过扩压器的环形流道将气体输送至燃烧室内，环控引气结构包括用于将扩压器的外壁与燃烧室机匣之间的间隙进行封挡的密封结构，扩压器的外壁、燃烧室机匣、扩压器机匣以及密封结构四者围合形成密封的集气室，燃烧室机匣上设有与集气室连通的引气座，扩压器的外壁上开设有用于将扩压器内的流道与集气室连通的引气孔，通过引气孔将流道内的一部分气体引入集气室内，进而从引气座引出至飞机的环控系统。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，特别地，涉及一种航空发动机的环控引气结构及飞机。

背景技术

对于常规的军、民飞机，为了改善机舱通风和温度环境，一般需从航空燃气涡轮发动机中提取一股高温高压气体，为飞机的环控系统提供压缩空气，从而为飞机中的旅客提供安全、舒适的空中增压环境。而对于大型的民用客机和军用战斗机而言，一般通过辅助动力装置提供引气，通过带转主发动机起动空气涡轮起动机，完成发动机地面起动或高空再起动。发动机上的引气多种多样，按照飞机环控系统对引气温度、压力的需求，环控引气一般从发动机压气机部件引出或者从燃烧室部件引出，从压气机部件引出一般为P2.5引气，从扩压器出口或燃烧室中引气一般属于P3引气。

从目前的发动机引气形式来看，引P3空气主要有两种形式：一种是通过叶片式扩压器与燃烧室机匣之间的环形径向通道引走燃烧室二股通道内的空气，而引气接口一般位于扩压器机匣上或者燃烧室机匣上，因引气位置靠近扩压器出口主流，当引气流量较大时，由于引流作用会造成扩压器出口气流发生偏斜，将改变燃烧室二股通道内的流场结构，尤其是外二股通道的流场，使得二股通道中气流总压分布发生变化，继而影响火焰筒各排进气孔的进气流量，改变燃烧室的流量分配，使燃烧室性能偏离设计值，恶化燃烧室出口温度场。另一种形式则主要是对于管式扩压器而言，其引气接口位于管式扩压器上方，主要通过相邻两个管式扩压器之间的间隙引走燃烧室二股通道中的空气，尽管引气气流不直接从扩压器出口引走，而是从两个管式扩压器之间的间隙被抽走，但是由于引气接口在周向往往只有1～2个，所以引气会使二股通道内的气流周向分布不均，引气位置靠近火焰筒后端和排气弯管附近，容易造成引气接口附近进气气流减少，减少排气弯管局部冷却进气，造成局部壁温过高，或者是影响火焰筒周向掺混进气的不均，使得燃烧室出口周向温度分布变差。

发明内容

本发明提供了一种航空发动机的环控引气结构及飞机，以解决现有的航空发动机进行环控引气时容易影响燃烧室的流量分配而恶化燃烧室出口温度场的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种航空发动机的环控引气结构，用于从航空发动机中提取一股高温高压气体，以给飞机的环控系统提供压缩空气；航空发动机的燃烧室机匣与扩压器机匣连接，扩压器伸入燃烧室内，以通过扩压器的环形流道将气体输送至燃烧室内，环控引气结构包括用于将扩压器的外壁与燃烧室机匣之间的间隙进行封挡的密封结构，扩压器的外壁、燃烧室机匣、扩压器机匣以及密封结构四者围合形成密封的集气室，燃烧室机匣上设有与集气室连通的引气座，扩压器的外壁上开设有用于将扩压器内的流道与集气室连通的引气孔，通过引气孔将流道内的一部分气体引入集气室内，进而从引气座引出至飞机的环控系统。

进一步地，扩压器包括沿航空发动机的径向延伸的径流扩压段、沿航空发动机的轴向延伸的轴流扩压段以及将径流扩压段与轴流扩压段连接的中间连接段。

进一步地，引气孔开设于中间连接段上靠近径流扩压段的一端，以与径流扩压段的出口错开，从而防止径流扩压段沿径向流出的气流正对引气孔流入集气室内。

进一步地，密封结构将扩压器的外壁与燃烧室机匣的内壁连接，且密封结构靠近扩压器的出口处布设。

进一步地，引气座位于扩压器与燃烧室机匣之间的径向间隙的外侧并靠近密封结构布设，引气孔位于扩压器与扩压器机匣之间的轴向间隙的内侧并靠近扩压器机匣布设。