ФОРСАЖНАЯ КАМЕРА СГОРАНИЯ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВУХКОНТУРНОГО ДВИГАТЕЛЯ
AFTERBURNER COMBUSTION CHAMBER OF BYPASS TURBOJET ENGINE

Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно к конструкции элементов форсажных камер турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДД).
Известна форсажная камера ТРДД, содержащая корпус с теплозащитным экраном, образующие канал охлаждения, и смеситель потоков наружного и внутреннего контуров двигателя, установленный с зазором относительно корпуса камеры (см. патент RU №33617, кл. F02K 3/10, опубл. в 2003 г.).
Недостатком известной форсажной камеры является низкая эффективность смешения потоков наружного и внутреннего контуров двигателя, что приводит к неравномерности поля параметров в камере. Повышение эффективности смесеобразования требует увеличения длины смесителя, что приведет к повышению температуры воздуха в канале охлаждения, а также к увеличению массы смесителя.
Задачей изобретения является улучшение смешения потоков наружного и внутреннего контуров двигателя без снижения эффективности охлаждения корпуса форсажной камеры.
Указанная задача достигается тем, что в известной форсажной камере сгорания ТРДД, содержащей корпус с теплозащитным экраном, образующие канал охлаждения, и смеситель потоков наружного и внутреннего контуров двигателя, установленный с зазором относительно корпуса камеры, согласно изобретению торец смесителя снабжен козырьком, размещенным по его наружной поверхности напротив теплозащитного экрана, причем высота козырька составляет 0,5-3,0, а его длина - 2,5-7,0 высоты канала охлаждения.
Такое выполнение устройства приводит к увеличению длины зоны смешения потоков наружного и внутреннего контуров двигателя и повышению эффективности их смешения. Кроме того, наличие козырька препятствует попаданию в тракт охлаждения высокотемпературного потока внутреннего контура и позволяет уменьшить массу смесителя и форсажной камеры в целом.
На чертеже показан продольный разрез форсажной камеры ТРДД.
Форсажная камера содержит корпус 1, теплозащитный экран 2, образующий с корпусом канал охлаждения 3, смеситель 4 с козырьком 5, размещенным по его наружной поверхности напротив теплозащитного экрана 2, и затурбинный обтекатель 6, образующий с теплозащитным экраном 2 диффузор 7, в котором установлено фронтовое устройство 8.
Высота h козырька 5 составляет 0,5-3,0 высоты Н канала охлаждения. При высоте козырька h, меньшей 0,5Н значительно снижается его прочность, а также возможно подмешивание горячих газов в тракт охлаждения, а при высоте h, большей 3Н, значительно увеличивается масса козырька и снижается эффективность смешения в окружном направлении.
Длина козырька  должна составлять 2,5-7,0 высоты Н канала охлаждения. При выполнении длины козырька  менее 2,5Н снижается эффективность смешения из-за уменьшения длины зоны, смешения до фронтового устройства, а при выполнении >7,0 Н возможно подмешивание горячих газов в тракт охлаждения и снижается эффективность смешения из-за уменьшения радиальной глубины проникновения струй воздуха в карманы смесителя.
Во время работы двигателя потоки наружного и внутреннего контуров на входе в форсажную камеру объединяются.
Форма каналов лепесткового смесителя обеспечивает дробление потоков каждого контура на радиальные струи и их взаимное проникновение, чем достигается увеличение площади взаимодействия и интенсификации смешения потоков контуров за торцем смесителя 4 и соответственно повышение равномерности потока перед фронтовым устройством 8.
Выходящий из кольцевой щели смесителя воздух поступает в канал охлаждения 3.
Наличие козырька 5 на торце смесителя 4 приводит к увеличению длины зоны смешения потоков контуров, повышению степени смешения и соответственно равномерности поля параметров перед фронтовым устройством 8, препятствует попаданию в канал охлаждения 3 высокотемпературного потока внутреннего контура и позволяет уменьшить массу смесителя и форсажной камеры в целом.
Изобретение позволяет повысить эффективность и надежность работы форсажной камеры и двигателя.