本發(fā)明涉及高溫高壓燃燒室試驗件設(shè)計，尤其涉及一種扇形燃燒室試驗件單元及燃燒室試驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、航空發(fā)動機燃燒室技術(shù)從紙面設(shè)計至應(yīng)用于核心機/整機試車需要通過單頭部、多頭部至全環(huán)燃燒室試驗開展技術(shù)驗證。單頭部燃燒室試驗一般用于燃燒室多方案篩選，從多個方案中篩選出一個至數(shù)個綜合性能較好的方案，繼續(xù)在扇形燃燒室乃至全環(huán)燃燒室開展進一步的試驗驗證。

2、燃燒室試驗件一般在燃燒試驗器上開展試驗，試驗件安裝在試驗器的進氣管和排氣管之間。為了保證試驗器強度，并滿足其使用壽命，試驗器的供氣管路和排氣管路均采用圓管結(jié)構(gòu)。但是，試驗器在搭建過程中，受到廠房搭建、供/排氣管道試制等偏離情況，或者是在試驗器長期使用過程中，供/排氣管道結(jié)構(gòu)變形的情況下，供/排氣管道之間會存在/發(fā)生周向角度偏移的情況。此時，試驗件的安裝結(jié)構(gòu)需要能滿足這種角度偏移。上述周向角度偏移的情況，對于圓管型單頭部燃燒室或全環(huán)燃燒室來說，沒有技術(shù)設(shè)計難度，因為圓管型單頭部燃燒室和環(huán)形燃燒室都是軸對稱結(jié)構(gòu)，允許周向偏轉(zhuǎn)。而對于單扇形燃燒室或多頭部扇形燃燒室而言，存在安裝困難或無法安裝的情況，因為扇形燃燒室是面對稱，而不是軸對稱結(jié)構(gòu)。

3、常規(guī)的方法是增加適配段結(jié)構(gòu)(放置在進氣管和試驗件之間)，通過現(xiàn)場配焊，使得試驗件與試驗器可以滿足周向角度偏移的情況。但這種方法帶來的問題是增加了試制成本，另外，還占用了試驗件設(shè)計的可利用空間范圍。

4、故亟需提供一種扇形燃燒室試驗件，能夠節(jié)省試驗成本。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種扇形燃燒室試驗件單元，能夠節(jié)省試驗成本。

2、為實現(xiàn)前述目的的扇形燃燒室試驗件單元，用于燃燒室試驗系統(tǒng)，所述燃燒室試驗系統(tǒng)中包括進氣管以及排氣管，其特征在于，包括至少一個扇形法蘭面，所述扇形法蘭面中設(shè)置有多個連接孔；

3、其中，所述連接孔為弧形孔，所述弧形孔在所述扇形法蘭面中具有延伸方向，所述延伸方向為與所述進氣管法蘭連接面在所述扇形法蘭面所在截面正投影的圓心和/或所述排氣管法蘭連接面在所述扇形法蘭面所在截面正投影的圓心同心的圓弧。

4、在一個或多個實施例中，所述扇形法蘭面由內(nèi)環(huán)壁以及外環(huán)壁圍出；

5、所述內(nèi)環(huán)壁包括內(nèi)環(huán)外側(cè)型面、內(nèi)環(huán)內(nèi)側(cè)型面以及內(nèi)環(huán)連接型面，所述內(nèi)環(huán)連接型面在所述內(nèi)環(huán)壁的兩側(cè)連接所述內(nèi)環(huán)外側(cè)型面與內(nèi)環(huán)內(nèi)側(cè)型面；

6、所述外環(huán)壁包括外環(huán)外側(cè)型面、外環(huán)內(nèi)側(cè)型面以及外環(huán)連接型面，所述外環(huán)連接型面在所述外環(huán)壁的兩側(cè)連接所述外環(huán)外側(cè)型面與外環(huán)內(nèi)側(cè)型面；

7、其中，在所述扇形法蘭面所在截面中，所述內(nèi)環(huán)外側(cè)型面所形成的圓弧、所述內(nèi)環(huán)內(nèi)側(cè)型面所形成的圓弧、所述外環(huán)外側(cè)型面所形成的圓弧以及所述外環(huán)內(nèi)側(cè)型面所形成的圓弧同心設(shè)置。

8、在一個或多個實施例中，在所述扇形法蘭面所在截面中，所述內(nèi)環(huán)外側(cè)型面所形成的圓弧、所述內(nèi)環(huán)內(nèi)側(cè)型面所形成的圓弧、所述外環(huán)外側(cè)型面所形成的圓弧、所述外環(huán)內(nèi)側(cè)型面所形成的圓弧、所述進氣管法蘭連接面的正投影所在圓心以及所述排氣管法蘭連接面的正投影所在圓心同心設(shè)置。

9、在一個或多個實施例中，在所述扇形法蘭面所在截面中，所述內(nèi)環(huán)外側(cè)型面所形成的圓弧、所述內(nèi)環(huán)內(nèi)側(cè)型面所形成的圓弧、所述外環(huán)外側(cè)型面所形成的圓弧以及所述外環(huán)內(nèi)側(cè)型面所形成的圓弧與所述進氣管法蘭連接面的正投影所在圓心以及所述排氣管法蘭連接面的正投影所在圓心偏心設(shè)置。

10、另一方面，根據(jù)本申請的一些實施例還提供了一種燃燒室試驗系統(tǒng)，包括沿進氣方向依次連接地設(shè)置有進氣管、燃燒室以及排氣管，所述燃燒室由權(quán)利要求1至4任一項所述的扇形燃燒室試驗件單元連接而成；

11、其中，所述扇形燃燒室試驗件單元之間通過所述扇形法蘭面連接。

12、在一個或多個實施例中，沿進氣方向，所述燃燒室包括依次連接的前轉(zhuǎn)接段、前測量段、試驗段、后測量段以及后轉(zhuǎn)接段；

13、其中，所述前轉(zhuǎn)接段與所述前測量段連接的一側(cè)設(shè)置有所述扇形法蘭面，另一側(cè)配置為環(huán)形法蘭面；所述后轉(zhuǎn)接段與所述后測量段連接的一側(cè)設(shè)置有所述扇形法蘭面，另一側(cè)配置為環(huán)形法蘭面；所述前測量段、所述試驗段以及所述后測量段的兩側(cè)均配置為所述扇形法蘭面。

14、在一個或多個實施例中，所述弧形孔的兩端配置為圓弧段，兩所述圓弧段的圓心與所述弧形孔延伸方向所在圓的圓心的連線之間具有第一夾角；

15、其中，所述第一夾角滿足如下公式(1)：

16、

17、其中，θi為第一夾角，n為組成燃燒室的扇形燃燒室試驗件單元個數(shù)，θ為所述進氣管法蘭與所述排氣管法蘭之間的周向角度偏差。

18、在一個或多個實施例中，在組成燃燒室的多個所述扇形燃燒室試驗件單元中，每個所述扇形法蘭面中的所述第一夾角相等，則具有：

19、

20、在一個或多個實施例中，所述弧形孔具有寬度，所述圓弧段的直徑與所述弧形孔的寬度相同。

21、在一個或多個實施例中，所述試驗段上安裝有火焰筒組件、燃油噴嘴以及點火電嘴，所述前測量段上設(shè)置有進口測試受感部，所述后測量段上設(shè)置有出口測試受感部。

22、本發(fā)明的有益效果在于：

23、通過設(shè)置具有本扇形法蘭面構(gòu)型的扇形燃燒室試驗單元，使得通過扇形法蘭面配合連接的扇形燃燒室試驗單元彼此時間具備周向角度偏移的功能，使得燃燒室整體能適應(yīng)存在周向角偏移的試驗器實物狀態(tài)。同時，在燃燒室試驗系統(tǒng)中，燃燒室由多個扇段組成，各扇段的扇形法蘭均具有周向角度偏移的功能，使得燃燒室的整體周向角度偏移的范圍可以擴大，使得燃燒室能適應(yīng)周向角偏移量較大的試驗器實物狀態(tài)，以匹配試驗器廠房進/排氣管發(fā)生周向角度偏移的現(xiàn)場情況。

24、通過該扇形燃燒室試驗單元及其組成的燃燒室試驗系統(tǒng)，無須增加適配段結(jié)構(gòu)，降低試制和試驗成本；節(jié)省出多余的空間用于試驗件設(shè)計。同時完善了高溫高壓扇形燃燒室試驗件設(shè)計流程和體系，解決了冷熱極不協(xié)調(diào)下的結(jié)構(gòu)強度問題。

25、上述說明僅是本申請技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本申請的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本申請的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本申請的具體實施方式。

技術(shù)特征：

1.一種扇形燃燒室試驗件單元，用于燃燒室試驗系統(tǒng)，所述燃燒室試驗系統(tǒng)中包括進氣管以及排氣管，其特征在于，包括至少一個扇形法蘭面，所述扇形法蘭面中設(shè)置有多個連接孔；

2.如權(quán)利要求1所述的扇形燃燒室試驗件單元，其特征在于，所述扇形法蘭面由內(nèi)環(huán)壁以及外環(huán)壁圍出；

3.如權(quán)利要求2所述的扇形燃燒室試驗件單元，其特征在于，在所述扇形法蘭面所在截面中，所述內(nèi)環(huán)外側(cè)型面所形成的圓弧、所述內(nèi)環(huán)內(nèi)側(cè)型面所形成的圓弧、所述外環(huán)外側(cè)型面所形成的圓弧、所述外環(huán)內(nèi)側(cè)型面所形成的圓弧、所述進氣管法蘭連接面的正投影所在圓心以及所述排氣管法蘭連接面的正投影所在圓心同心設(shè)置。

4.如權(quán)利要求2所述的扇形燃燒室試驗件單元，其特征在于，在所述扇形法蘭面所在截面中，所述內(nèi)環(huán)外側(cè)型面所形成的圓弧、所述內(nèi)環(huán)內(nèi)側(cè)型面所形成的圓弧、所述外環(huán)外側(cè)型面所形成的圓弧以及所述外環(huán)內(nèi)側(cè)型面所形成的圓弧與所述進氣管法蘭連接面的正投影所在圓心以及所述排氣管法蘭連接面的正投影所在圓心偏心設(shè)置。

5.一種燃燒室試驗系統(tǒng)，其特征在于，包括沿進氣方向依次連接地設(shè)置有進氣管、燃燒室以及排氣管，所述燃燒室由權(quán)利要求1至4任一項所述的扇形燃燒室試驗件單元連接而成；

6.如權(quán)利要求5所述的燃燒室試驗系統(tǒng)，其特征在于，沿進氣方向，所述燃燒室包括依次連接的前轉(zhuǎn)接段、前測量段、試驗段、后測量段以及后轉(zhuǎn)接段；

7.如權(quán)利要求5所述的燃燒室試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述弧形孔的兩端配置為圓弧段，兩所述圓弧段的圓心與所述弧形孔延伸方向所在圓的圓心的連線之間具有第一夾角；

8.如權(quán)利要求7所述的燃燒室試驗系統(tǒng)，其特征在于，在組成燃燒室的多個所述扇形燃燒室試驗件單元中，每個所述扇形法蘭面中的所述第一夾角相等，則具有：

9.如權(quán)利要求7所述的燃燒室試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述弧形孔具有寬度，所述圓弧段的直徑與所述弧形孔的寬度相同。

10.如權(quán)利要求6所述的燃燒室試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述試驗段上安裝有火焰筒組件、燃油噴嘴以及點火電嘴，所述前測量段上設(shè)置有進口測試受感部，所述后測量段上設(shè)置有出口測試受感部。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的目的在于提供一種扇形燃燒室試驗件單元及燃燒室試驗系統(tǒng)，所述燃燒室試驗系統(tǒng)中包括進氣管以及排氣管，扇形燃燒室試驗件單元包括至少一個扇形法蘭面，所述扇形法蘭面中設(shè)置有多個連接孔。其中，所述連接孔為弧形孔，所述弧形孔在所述扇形法蘭面中具有延伸方向，所述延伸方向為與所述進氣管法蘭連接面在所述扇形法蘭面所在截面正投影的圓心和/或所述排氣管法蘭連接面在所述扇形法蘭面所在截面正投影的圓心同心的圓弧。通過本扇形燃燒室試驗件單元能夠節(jié)省試驗成本。

技術(shù)研發(fā)人員：秦皓,楊成龍,葛逸凡,易琪,李培
受保護的技術(shù)使用者：中國航發(fā)商用航空發(fā)動機有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19