[发明专利]一种抑制涡轮导向器叶片通道内二次流的主动控制结构

权利要求书

1.一种抑制涡轮导向器叶片通道内二次流的主动控制结构，包括燃烧室出口以及设置在所述燃烧室出口下游的高压涡轮导向器，所述高压涡轮导向器包括涡轮导向器环形端壁以及沿周向均匀布置在所述涡轮导向器环形端壁上的多个涡轮导向器叶片，所述涡轮导向器环形端壁包括轮毂侧环形端壁和机匣侧环形端壁，相邻两所述涡轮导向器叶片之间形成为涡轮导向器叶片通道，其特征在于，

所述涡轮导向器环形端壁的轮毂侧环形端壁和/或机匣侧环形端壁的上游段搭接套设在对应的所述燃烧室出口的环形固壁外，所述涡轮导向器环形端壁的上游段与所述燃烧室出口的环形固壁之间的搭接侵入长度L，且所述涡轮导向器环形端壁的上游段与所述燃烧室出口的环形固壁之间存在半径差H,使得所述涡轮导向器环形端壁的上游段与所述燃烧室出口的环形固壁之间的环形狭缝构造形成为冷气通道，所述燃烧室出口用于向所述涡轮导向器叶片通道内通入主流燃气，所述冷气通道用于向所述涡轮导向器叶片通道内通入二股气流，且所述冷气通道的出口与各所述涡轮导向器叶片的前缘之间具有一轴向距离S；

所述燃烧室出口的环形固壁包括一平直结构段以及一位于所述平直结构段下游并向外扩张的倾斜楔形结构段，所述倾斜楔形结构段的外壁面与主轴线之间具有第一倾斜角度β，所述倾斜楔形结构段的靠近主流燃气的内壁面与主轴线之间具有第二倾斜角度α，所述倾斜楔形结构段的尾缘为尖边或倒圆结构，所述倾斜楔形结构段的倾斜面用于诱导主流燃气产生垂直所述涡轮导向器环形端壁的速度分量，将主流燃气引导向所述涡轮导向器环形端壁的壁面；

所述涡轮导向器环形端壁的内壁面整体呈平直结构，其上游段的前缘部分形成为内壁面向外倾斜的楔形结构，且所述楔形结构的内壁面与主轴线之间具有第三倾斜角度θ；

所述冷气通道沿其进口至出口，整体形成为收敛通道。

2.根据权利要求1所述的抑制涡轮导向器叶片通道内二次流的主动控制结构，其特征在于，所述冷气通道的高度与长度比H/L不小于4。

3.根据权利要求1所述的抑制涡轮导向器叶片通道内二次流的主动控制结构，其特征在于，所述倾斜楔形结构段的第一倾斜角度β为1°～5°。

4.根据权利要求1所述的抑制涡轮导向器叶片通道内二次流的主动控制结构，其特征在于，所述倾斜楔形结构段的第二倾斜角度α不大于8°，以避免主流燃气在其通道内发生流动分离。

5.根据权利要求1所述的抑制涡轮导向器叶片通道内二次流的主动控制结构，其特征在于，所述倾斜楔形结构段的长度d与所述平直结构段的厚度h之比d/h不小于5。

6.根据权利要求1所述的抑制涡轮导向器叶片通道内二次流的主动控制结构，其特征在于，所述燃烧室出口的环形固壁的平直结构段与倾斜楔形结构段之间，为圆角r₁光滑过度。

7.根据权利要求1所述的抑制涡轮导向器叶片通道内二次流的主动控制结构，其特征在于，所述涡轮导向器环形端壁上游段的楔形结构与平直结构之间，为圆角r₂光滑过度。

8.根据权利要求1所述的抑制涡轮导向器叶片通道内二次流的主动控制结构，其特征在于，通过调节所述第一倾斜角度β与第二倾斜角度α的相对大小，确保所述倾斜楔形结构段的尾缘为尖边或倒圆结构，以减少尾迹影响。

9.根据权利要求1所述的抑制涡轮导向器叶片通道内二次流的主动控制结构，其特征在于，所述倾斜楔形结构段的尾缘的尖边厚度w不大于0.2mm，或所述倾斜楔形结构段的尾缘倒圆R不大于0.2mm。

10.根据权利要求1所述的抑制涡轮导向器叶片通道内二次流的主动控制结构，其特征在于，所述冷气通道入口的二股气流与主流燃气之间的动量比不小于4，二股气流经过所述冷气通道的收敛加速，在所述冷气通道的出口，二股气流与主流的动量比不小于6，同时二股气流附面层亦被显著抑制。