用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置。所述压气机包括轮缘和轮毂。所述喷气装置包括两组喷嘴、两组传感器、监控器和执行机构，所述两组喷嘴分别周向均匀地布置在所述轮缘和所述轮毂上，以用于将压气机下游的高压气体分别喷射到压气机叶尖流场位置和压气机叶根流场位置，所述两组传感器分别布置在所述轮缘和所述轮毂上，以用于分别获取压气机叶尖处和压气机叶根处的压力信号，所述执行机构连接至所述两组喷嘴，所述监控器与所述两组传感器和所述执行机构连接。本实用新型的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置能起到以下有益技术效果：能对叶尖失速和/或叶根失速的发动机/压气机都起到很好的扩稳效果。
【专利说明】用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置。
【背景技术】
[0002]对于设计良好的航空发动机而言，除了实现性能好、可靠性高的要求外，还要求在整个飞行包线范围内要有足够的可用稳定裕度。为了避免发动机/压气机进入不稳定的工作状态，工程上最常用的做法是使设计工作点与稳定边界点保持一定的距离，留有足够大的稳定裕度，但这通常会牺牲发动机的效率。如果在保证发动机/压气机不失稳的前提下采用适当的方法使工作点尽可能地靠近稳定边界，那么压气机的效率就能得到较大程度的利用。
[0003]现下采用的研究方法是空气喷射，由于在多数情况下压气机是叶尖先失速，因此，喷气装置通常被布置在轮缘上。但是，进气总压畸变、总温畸变等外部扰动也可能会造成轮毂角区流动分离，进一步引起叶根失速，此时，叶尖喷气不能取得良好的扩稳效果。
[0004]因此，希望能有一种用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置，其能对叶尖失速和/或叶根失速的发动机/压气机都起到很好的扩稳效果。
实用新型内容
[0005]本实用新型的一个目的在于，针对现有技术中喷气装置上述缺陷，提供一种用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置，其能对叶尖失速和/或叶根失速的发动机/压气机都起到很好的扩稳效果。
[0006]本实用新型的以上目的通过一种用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置来实现，其中，所述压气机包括轮缘和轮毂，所述喷气装置包括两组喷嘴、两组传感器、监控器和执行机构，所述两组喷嘴分别周向均匀地布置在所述轮缘和所述轮毂上，以用于将压气机下游的高压气体分别喷射到压气机叶尖流场位置和压气机叶根流场位置，所述两组传感器分别布置在所述轮缘和所述轮毂上，以用于分别获取压气机叶尖处和压气机叶根处的压力信号，所述执行机构连接至所述两组喷嘴，所述监控器与所述两组传感器和所述执行机构连接。
[0007]根据上述技术方案，本实用新型的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置能起到以下有益技术效果:能对叶尖失速和/或叶根失速的发动机/压气机都起到很好的扩稳效果。
[0008]较佳的是，所述两组喷嘴中的每组喷嘴包括多个喷嘴。
[0009]根据上述技术方案，本实用新型的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置能起到以下有益技术效果:通过设置合适的喷嘴数量，能使气体喷射较为均匀。
[0010]较佳的是，所述每组喷嘴包括八个喷嘴。
[0011]根据上述技术方案，本实用新型的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置能起到以下有益技术效果:通过设置合适的喷嘴数量，能使气体喷射更为均匀。
[0012]较佳的是，所述两组传感器中的每组传感器包括至少一个传感器。
[0013]根据上述技术方案，本实用新型的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置能起到以下有益技术效果:通过设置合适数量的传感器，能使获取的压力信号互相关性较好。
[0014]较佳的是，所述每组传感器包括两个传感器。
[0015]根据上述技术方案，本实用新型的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置能起到以下有益技术效果:通过设置合适数量的传感器，能使获取的压力信号互相关性更好。
[0016]较佳的是，所述两个传感器之间的夹角为10 - 180度。
[0017]根据上述技术方案，本实用新型的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置能起到以下有益技术效果:通过设置合适的传感器夹角，能进一步使获取的压力信号互相关性较好。
[0018]较佳的是，所述两个传感器之间的夹角为60度。
[0019]根据上述技术方案，本实用新型的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置能起到以下有益技术效果:通过设置合适的传感器夹角，能进一步使获取的压力信号互相关性更好。
[0020]较佳的是，所述两组传感器中的每个传感器是动态传感器。
[0021]根据上述技术方案，本实用新型的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置能起到以下有益技术效果:能实时地获取动态的压力信号。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型一实施例的可识别式喷气装置的示意图。
[0023]图2是本实用新型一实施例的可识别式喷气装置的、沿图1中A-A截面的截面图。
[0024]图3是本实用新型一实施例的可识别式喷气装置的喷气策略流程图。
[0025]附图标记列表:
[0026]1、轮缘；
[0027]2、轮毂；
[0028]3、执行机构；
[0029]4、监控器；
[0030]5、压气机试验件；
[0031]6、主轴；
[0032]7、喷嘴；
[0033]8、传感器；
[0034]9、进口；
[0035]10、出口；
【具体实施方式】
[0036]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。
[0037]图1是本实用新型一实施例的可识别式喷气装置的示意图。图2是本实用新型一实施例的可识别式喷气装置的、沿图1中A-A截面的截面图。
[0038]压气机包括轮缘I和轮毂2。本实用新型一实施例的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置包括两组喷嘴7、两组传感器8、监控器4和执行机构3，两组喷嘴7分别周向均匀地布置在轮缘I和轮毂2上，以用于将压气机下游(如图1中e所示)的高压气体分别喷射到压气机叶尖流场位置(如图1中al所示)和压气机叶根流场位置(如图1中a2所示)，两组传感器8分别布置在轮缘I和轮毂2上，以用于分别获取压气机叶尖处(如图1中bl所示)和压气机叶根处(如图1中b2所示)的压力信号，执行机构3连接至两组喷嘴7，监控器4与两组传感器8和执行机构3连接。
[0039]这样，能对叶尖失速和/或叶根失速的发动机/压气机都起到很好的扩稳效果。
[0040]轴流压气机试验台由电机驱动主轴6，带动双级压气机试验件5共同旋转。该双级压气机在轮缘I和轮毂2的壁面上布置了两组喷嘴7和两组传感器8。
[0041]较佳的是，两组喷嘴7中的每组喷嘴包括多个喷嘴7。例如，如图2所示，每组喷嘴7包括八个喷嘴7。
[0042]较佳的是，两组传感器8中的每组传感器包括至少一个传感器8。例如，如图2所示，每组传感器8包括两个传感器8。
[0043]当然，本领域技术人员在本实用新型公开内容的基础上可以理解，每组喷嘴、传感器也可采用其它数量的喷嘴、传感器。例如，每组喷嘴7包括四个、十二个或十六个喷嘴(仅仅是举例说明，非穷举)；每组传感器8包括一个、四个或八个传感器(仅仅是举例说明，非穷举)。上述变型同样落入本实用新型的保护范围之内。
[0044]较佳的是，如图2所示，每组两个传感器8之间的夹角为60度。
[0045]当然，本领域技术人员在本实用新型公开内容的基础上可以理解，每组两个传感器之间的夹角也可采用其它角度，例如10 - 180度，又例如30度、90度等，但60度是一个较佳的实施方式。上述变型同样落入本实用新型的保护范围之内。
[0046]较佳的是，两组传感器8中的每个传感器是动态传感器，以用于获取动态的压力信号。
[0047]图3是本实用新型一实施例的可识别式喷气装置的喷气策略流程图。
[0048]首先轮缘I和轮毂2壁面上的传感器8获取转子进口 9叶尖处bl和叶根处b2的压力信号，然后监控器4对两路信号进行处理分析，当发现图3所示的四种情况时采用相应的喷气策略。
[0049]情况1:当监控器4发现叶尖流场和叶根流场均未出现失速现象时，不启用喷嘴8 ；
[0050]情况2:当监控器4发现叶尖流场首先出现失速现象时，启用叶尖处的喷嘴8(即，布置在轮缘I上的喷嘴)；
[0051]情况3:当监控器4发现叶根流场首先出现失速现象时，启用叶根处的喷嘴(即，布置在轮毂2上的喷嘴)；
[0052]情况4:当监控器4发现叶尖流场和叶根流场同时出现失速现象时，同时启用叶尖处和叶根处的喷嘴。
[0053]也就是说，监控器4根据所获取的压力信号驱动执行机构3而启用两组喷嘴8中的至少一组喷嘴或不驱动执行机构3而不启用任何喷嘴8。
[0054]具体地说，在情况I的条件下，当叶尖处的压力信号和叶根处的压力信号均未出现表征压气机快要进入失稳的特征扰动时，监控器4不驱动执行机构3，不启用任何喷嘴8。
[0055]在情况2的条件下，当叶尖处的压力信号出现表征压气机快要进入失稳的特征扰动时，监控器4驱动执行机构3，启用叶尖处的喷嘴8，将压气机下游的高压气体喷射到压气机进口的叶尖流场位置al。
[0056]在情况3的条件下，当叶根处的压力信号出现表征压气机快要进入失稳的特征扰动时，监控器4驱动执行机构3，启用叶根处的喷嘴8，将压气机下游的高压气体喷射到压气机进口的叶根流场位置a2。
[0057]在情况4的条件下，当叶尖处的压力信号和叶根处的压力信号均出现表征压气机快要进入失稳的特征扰动时，监控器4驱动执行机构3，同时启用叶尖处和叶根处的喷嘴8，将压气机下游的高压气体同时喷射到压气机进口的叶尖流场位置al和叶根流场位置a2。
[0058]监控器4的构成例如可参考专利CN201110208774.X。较佳的是，监控器4包括基于DSP的控制器、A/D转换模块、D/A转换模块等。
[0059]以上对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但本领域技术人员将会理解，上述【具体实施方式】并不构成对本实用新型的限制，本领域技术人员可以在以上公开内容的基础上进行多种修改，而不超出本实用新型的范围。
【权利要求】
1.一种用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置，其中，所述压气机包括轮缘和轮毂，其特征在于，所述喷气装置包括两组喷嘴、两组传感器、监控器和执行机构，所述两组喷嘴分别周向均匀地布置在所述轮缘和所述轮毂上，以用于将压气机下游的高压气体分别喷射到压气机叶尖流场位置和压气机叶根流场位置，所述两组传感器分别布置在所述轮缘和所述轮毂上，以用于分别获取压气机叶尖处和压气机叶根处的压力信号，所述执行机构连接至所述两组喷嘴，所述监控器与所述两组传感器和所述执行机构连接。
2.如权利要求1所述的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置，其特征在于，所述两组喷嘴中的每组喷嘴包括多个喷嘴。
3.如权利要求2所述的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置，其特征在于，所述每组喷嘴包括八个喷嘴。
4.如权利要求1所述的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置，其特征在于，所述两组传感器中的每组传感器包括至少一个传感器。
5.如权利要求4所述的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置，其特征在于，所述每组传感器包括两个传感器。
6.如权利要求5所述的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置，其特征在于，所述两个传感器之间的夹角为10 - 180度。
7.如权利要求6所述的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置，其特征在于，所述两个传感器之间的夹角为60度。
8.如权利要求1所述的用于扩大压气机稳定性的可识别式喷气装置，其特征在于，所述两组传感器中的每个传感器是动态传感器。
【文档编号】F02K9/84GK204152672SQ201420471523
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】李亮, 解亚东, 刘晓锋 申请人:中航商用航空发动机有限责任公司