一种变高度扰流肋及应用其的涡轮冷却叶片及飞机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及飞机结构设计技术领域，具体而言，涉及一种变高度扰流肋及应用其的涡轮冷却叶片及飞机。
【背景技术】
[0002]在涡轮冷却叶片的内部冷却通道内增加肋状结构用于强化换热是目前常用的涡轮冷却叶片设计技术，可以在同样冷却气用量的情况下提高冷却效果，降低叶片的使用温度，同时延长使用寿命。目前的扰流肋均采用等高度设计，即对于一条扰流肋来说，其各位置上相对通道壁面突起的高度均相同。等高度扰流肋会导致冷气通道内狭窄区域冷气流量密度偏低进而影响冷却效果的问题。典型的气冷叶片结构如图2所示，在其内部通过隔墙5等分割出一系列冷气通道，并在其中的叶背2侧和叶盆3侧布置有等高度扰流肋，该肋顶部距叶片通道内壁的距离沿叶片型面均匀，在其起到强化冷却作用的同时，也改变了通道内不同位置处的冷气流量密度(单位流通面积上气流流量)。对于叶片的前缘等狭窄区域，由于扰流肋的高度相对于通道截面来说所占比例要大于宽阔区域，因此流动阻力较大，使得冷却气在此区域流量密度减小，削弱了冷却，而如前缘又是燃气对叶片冲刷和加热集中的区域，将会导致该区域的冷却相对不足，降低了叶片的使用寿命，并且增加了的发动机运转时的危险。
[0003]现在亟需解决的问题是如何设计一种扰流肋来解决上述现有技术中存在的问题，以便更好地应用到涡轮冷却叶片及飞机上。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的第一目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种变高度扰流肋。
[0005]本实用新型的目的通过如下技术方案实现:一种变高度扰流肋，用于涡轮冷却叶片中强化换热，其特征在于，扰流肋设置于涡轮冷却叶片的内部，并且贴合涡轮冷却叶片，扰流肋相对于涡轮冷却叶片内壁的高度为预定设置的。
[0006]上述方案中优选的是，扰流肋的高度根据冷气通道高度的变化而变化，定义:扰流肋的高度为H，涡轮叶片内冷气通道的高度为D，其中，所述扰流肋与冷气通道的比值，即H/D的值不变。
[0007]上述任一方案中优选的是，同一涡轮冷却叶片内扰流肋的高度与冷气通道高度的比值Η/D取值为20 %?50 %中的任意一特定值。
[0008]上述任一方案中优选的是，同一涡轮冷却叶片内扰流肋的高度与冷气通道的高度的比值Η/D取值为20 %?50 %中的任意一特定值，且涡轮叶片的前缘区域内壁处的扰流肋的高度为O。
[0009]本实用新型的第二目的在于提供一种涡轮冷却叶片。
[0010]本实用新型的第二目的通过如下技术方案实现:本实用新型所提供的涡轮冷却叶片的内壁设置有扰流肋，其中，扰流肋为上述任一方案中所述的变高度扰流肋。
[0011]本实用新型的第三目的在于提供一种飞机。
[0012]本实用新型的第三目的通过如下方案实现:一种飞机，具有涡轮冷却叶片，其中，所述涡轮冷却叶片为上述任一方案中所述的涡轮冷却叶片。
[0013]本实用新型所提供的变高度扰流肋的有益效果在于，有效减小涡轮冷却叶片前缘等狭窄区域的流动阻力，提高冷却气的流量密度，起到强化冷却的作用，并且更加符合燃气对叶片的加热情况结构简单。具有变高度扰流肋的涡轮冷却叶片，提高了冷却效果，制造方便，装置稳定性高，安全可靠，延长了使用寿命。具有变高度扰流肋的涡轮冷却叶片的飞机，提高了飞机的使用安全。
【附图说明】
[0014]图1是涡轮冷却叶片的结构示意图，其中包括内部结构；
[0015]图2是图1的A-A剖面的结构示意图，其中扰流肋为现有技术中的等高度扰流肋；
[0016]图3是图1的A-A剖面的结构示意图，其中扰流肋为本实用新型提供的变高度扰流肋；
[0017]图4是涡轮冷却叶片通过调整扰流肋高度来改善冷却效果的原理图。
[0018]附图标记:
[0019]1-前缘、2-叶背、3-叶盆、4-等高度扰流肋、5-隔墙、6-冷气通道、7_变高度扰流肋。
【具体实施方式】
[0020]为了更好地理解按照本实用新型方案的一种变高度扰流肋及应用其的涡轮冷却叶片及飞机，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
[0022]如图1、图3、图4所示，本实用新型提供的变高度扰流肋，用于涡轮冷却叶片中强化换热，变高度扰流肋7设置于涡轮冷却叶片的内部，并且贴合涡轮冷却叶片，变高度扰流肋7相对于涡轮冷却叶片内壁的高度为预定设置的。采用该种方式设计的扰流肋，可根据涡轮冷却叶片的叶片的冷气通道6的高度D对涡轮叶片内壁上的变高度扰流肋7的高度H进行设定。在冷气通道6内，由于涡轮冷却叶片的结构形状并不是规则的长方体、球体等，而是根据气体流道的变化而设计的多种构型的组合体。因此，要将涡轮冷却叶片内壁上的变高度扰流肋7的高度根据涡轮冷却叶片内的冷气通道6的高度D设定，以提高涡轮冷却叶片的冷却效率，减少了用于冷却等高度扰流肋涡轮冷却叶片的热能使用量，可以在同样冷却气用量的情况下提高冷却效果，降低涡轮冷却叶片的使用温度。由于在涡轮冷却叶片内壁上的变高度扰流肋7的高度H与对应位置处的涡轮冷却叶片内部的冷气通道6的高度D的比值为定值，所以，在涡轮冷却叶片冷却的过程中涡轮冷却叶片各女部分达到的冷却效果相同，避免了由于受到不均匀冷气对涡轮冷却叶片的结构强度造成一定的损伤。采用本实用新型提供的变高度扰流肋设置于涡轮冷却叶片的内壁上，可使涡轮冷却叶片的内壁的各个部分达到的冷却效果相同。并且，在相同型号的涡轮冷却叶片中，采用本实用新型提供的变高度扰流肋设置在冷却叶片的内壁上，变高度扰流肋7的高度H与涡轮冷却叶片的内的冷气通道6的高度D的比值不变，为定值，这就保障了不同冷气通道6不同的