專利名稱：推力增強裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及渦輪發動機，更特別而言涉及渦輪發動機推力增強裝置。
背景技術：
加力燃燒室或推力增強裝置在工業中眾所周知。已有多種構型。在一種典型構型中，來自渦輪的廢氣經過一推力增強裝置中心體。額外的燃料被引入接近中心體處并且燃燒以便提供額外的推力。在一些構型中，推力增強裝置中心體與渦輪中心體形成一體。在其它構型中，推力增強裝置中心體與渦輪中心體分開，一條導管環繞著兩者之間的空間。這種分離式推力增強裝置構型可用于需要將發動機適當置于排放噴嘴前方的軍事應用中。由于需要儲存燃料和控制零件磨損，因而只有當任務需要時才使用發動機推力增強作用。為此原因，有效、可靠地點燃推力增強裝置在軍事應用中非常關鍵并且與其它性能因素權衡考慮。
發明內容
相應地，本發明的一個方面涉及一種渦輪發動機。一中心體位于一氣流路徑內并且具有一下游尾錐和一接近尾錐的上游端的導向器。一火焰穩定器置于流徑內的中心體外側。導向器具有一沿下游方向擴張的第一表面。在各種實現方式中，第一表面可為截頭錐形。導向器可包括一具有上游和下游緣的通道。通道底部離所述上游和下游緣的閉合器的深度可介于25mm和75mm之間，通道可用于對導向流進行重定向以便產生得以增強的混合作用，其能有效地將火焰傳播沿著火焰穩定器沿徑向向外保持好。中心體可具有許多在接近下游緣處沿徑向向外送出空氣射流的空氣管道。燃料噴射器可置于延伸穿過火焰穩定器的元件的相關噴管的內側端。點火器可置于元件之內以便點燃來自相關一些燃料噴射器的燃料。
在另一個方面中，本發明的目的在于一種沿著一條中心軸線從上游向下游延伸的渦輪發動機中心體。從上游向下游來看，中心體具有一鼻部、一徑向擴張的前表面、一頂端區域、一導向器、以及一徑向會聚的尾錐。導向器具有一沿徑向會聚的上游表面、一底部表面、以及一沿徑向擴張的下游表面。在不同實現方式中，可有接近導向器的下游表面的空氣管道，用于將空氣射流從中心體沿徑向向外送出，以便增強導向器內的流動再循環作用。
本發明的一個或更多實施例的細節在附圖和以下描述中進行陳述。通過以下描述和附圖，以及通過權利要求，將可清楚了解本發明的其它特征、目的和優點。
圖1為一飛行器動力裝置的示意性縱向剖視圖。
圖2為一用于圖1的動力裝置中的第一推力增強裝置的部分半示意性縱向剖視圖。
圖3為一用于圖1的動力裝置中的第二推力增強裝置的部分半示意性縱向剖視圖。
圖4為一用于圖1的動力裝置中的第三推力增強裝置的部分半示意性縱向剖視圖。
在各個圖中，相同的參考數字和標識指示的是相同的元件。
具體實施例方式
圖1示出了一具有一條中心縱向軸線500的動力裝置20。從上游向下游來看，動力裝置包括一具有一下游渦輪排放箱(TEC)24的渦輪發動機22。導管延伸部分26從TEC 24延伸出來以與一推力增強裝置32的外殼30相連接。一推力導向噴嘴組件34從外殼30向下游延伸。推力增強裝置32包括一利用火焰穩定器40安裝于氣流路徑內中心處的中心體38。
中心體38基本上環繞著軸線500對稱。中心體具有一前尖端50，一連續彎曲的凸形前體或尖頂部52從前尖端50向后延伸，直到到達鄰近火焰穩定器40的縱向或近似縱向過渡區54為止。在過渡區的后部，中心體表面限定了一導向器通道56。一尾錐表面58在后面從導向器延伸至中心體的后端。
圖2示出了示例性導向器的更多細節。一環形通道由一截頭錐形表面60形成，該接頭錐形表面60從與表面54的連接處向后、沿徑向向內延伸。表面60形成環形通道的前(上游)壁，而連接處形成前緣。一縱向表面62在后面從與表面60的內側端的連接處延伸并且形成通道的底部。一截頭錐形后壁表面64從與表面62的連接處向后、沿徑向向外延伸，并且形成通道的后壁。一縱向緣表面66在后面從與表面64的連接處延伸，其限定了一通道后緣。表面66提供了向尾錐表面58的過渡。燃料的射流70通過位于一適當管道中的噴嘴72送至導向器。圖示的示例性管道是一安裝于火焰穩定器元件主體82內的噴管80。噴管80具有多個從主體82的兩側送出燃料射流的側向噴嘴(圖中未示出)。噴嘴72在噴管的端部成一定斜角。在操作時，導向器通道用于使來自主(主要)流602的通常再循環中的導向流600轉向。燃料射流70被引入流600中并且由來自相關點火器84的電火花產生燃燒。燃料還通過上述的噴管側向噴嘴被送至主流602。流600中的燃燒后/燃燒中的燃料/空氣混合物環繞著導向器通道56傳播，使火焰穩定并將火焰沿徑向向外傳播至火焰穩定器主體82。任選地，中心體可以提供有若干用于噴射空氣射流606的管道90。在一示例性實施例中，有一圈這種具有位于表面66上的出口的管道。管道90可從一根或更多根穿過或沿著火焰穩定器延伸的管道(圖中未示出)通向位于導向器前方的中心體。空氣射流用于增強流600的再循環。
圖3示出了一種替代導向器156，除了通道后壁164基本沿徑向因而表面162相應地相對于表面62延伸以便接合表面164之外，其它方面都與導向器56相似。表面164的徑向方位還可進一步增強再循環。
圖4示出了一導向器256，其中導向器56的表面臺階62和64由一單個截頭錐形表面263取代。此外，示出的緣表面266位于表面66的較徑向內側，因而位于主體過渡表面254的徑向內側。這種構型可用來減輕重量和/或提高耐用性。
以上描述了本發明的一個或多個實施例。然而，應當理解，在不背離本發明的精神及范圍的情況下，可以做出各種改動。例如，發明的導向器可應用于另外已有的發動機的改型或重新設計中。在這種情況下，導向器的各種性能將會受到已有發動機的結構的影響。在任一種實現方式中，穩定性因素可與其它性能因素權衡考慮。所需的特定權衡方案可能會影響可能實現方式的細節。相應地，其它實施例在以下權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種渦輪發動機，包括一中心體，位于一從上游向下游的氣流路徑內，并且具有一下游尾錐和一接近尾錐的上游端的導向器；以及一火焰穩定器，置于氣流路徑內的中心體外側，其中導向器具有一沿下游方向擴張的第一表面。
2.如權利要求1所述的發動機，其特征在于，第一表面為截頭錐形。
3.如權利要求1所述的發動機，其特征在于，導向器包括一具有上游和下游緣的通道和一底部，該底部離所述上游和下游緣的閉合器的深度介于25mm和75mm之間。
4.如權利要求1所述的發動機，其特征在于，中心體還包括多個在接近下游緣處從中心體沿徑向向外送出空氣射流的空氣管道。
5.如權利要求1所述的發動機，還包括多個燃料噴射器，位于延伸穿過火焰穩定器的元件的相關噴管的內側端。
6.如權利要求5所述的發動機，還包括多個點火器，置于火焰穩定器的元件之內以便點燃來自相關一些燃料噴射器的燃料。
7.一種渦輪發動機中心體，沿著一條中心軸線從上游向下游延伸，并且從上游向下游來看具有一鼻部；一徑向擴張的前表面；一頂端區域；一導向器，具有一沿徑向會聚的上游表面、一底部表面、以及一沿徑向擴張的下游表面；以及一徑向會聚的尾錐。
8.如權利要求7所述的中心體，還包括多個空氣管道，用于在接近導向器的下游表面處將空氣射流從中心體沿徑向向外送出，以便增強導向器內的流動再循環作用。
9.一種渦輪發動機推力增強裝置，包括一火焰穩定器，置于氣流路徑內；以及一中心體，在氣流路徑內大致從前向后延伸，并且具有一上游鼻部；一下游尾錐；以及用于對導向流進行重定向以便產生得以增強的混合作用從而有效地沿著火焰穩定器徑向向外保持火焰傳播的裝置。
10.如權利要求9所述的推力增強裝置，其中該裝置包括一位于中心體內的凹槽，并且推力增強裝置還包括一燃料噴射器，置于火焰穩定器內，用于將燃料引導至凹槽內；以及一點火器，置于火焰穩定器內，用于點燃所述燃料。
全文摘要
一種渦輪發動機具有一位于一氣流路徑內的中心體和一下游尾錐和一位于尾錐的上游端處的導向器。一火焰穩定器置于流徑內的中心體外側。導向器具有一沿下游方向擴張的第一表面。
文檔編號F23R3/34GK1538047SQ20041002872
公開日2004年10月20日 申請日期2004年3月12日 優先權日2003年3月13日
發明者J·R·比伊, J R 比伊, J·M·邦內爾, 邦內爾 申請人:聯合工藝公司