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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明公开了一种基于超临界煤油的供油、火焰稳定和冷却一体化加力燃烧室。由加力燃烧室、外涵道壁、燃油供油管、阀门、接力喷嘴、喷油杆、壁式稳定器、中心锥、多级涡轮叶片、整流支板、喷油孔、凹腔驻涡稳定器、再生冷却系统、冷却油管、冷却空气管、气膜孔、换热器和电嘴组成。燃油通过喷油杆分区供给以满足变加力比需求。再生冷却在降低壁温的同时，提高煤油温度至超临界态向外喷出，减小流阻损失，提高掺混效果和燃烧效率。油气在整流支板外壁两侧完成掺混，在后端组织燃烧。凹腔驻涡稳定器保证值班火焰稳定可靠。整流支板集供油、火焰稳定与冷却系统一体化，该方案提高了空间利用率与发动机巡航状态的经济性。

主权项：1.一种基于超临界煤油的供油、火焰稳定和冷却一体化加力燃烧室，该一体化加力燃烧室由加力燃烧室、外涵道壁、燃油供油管、阀门、接力喷嘴、喷油杆、壁式稳定器、中心锥、多级涡轮叶片、整流支板、喷油孔、凹腔驻涡稳定器、再生冷却系统、冷却油管、冷却空气管、气膜孔、换热器和电嘴组成。将基于超临界煤油的供油、火焰稳定和冷却一体化加力燃烧室置于外涵道壁内部并固定确保其方向正确，整流支板需呈流线型，以优化空气与燃油流动路径。供油系统由燃油供油管、阀门、接力喷嘴、喷油杆和整流支板构成。将阀门安装于多根燃油供油管中，燃油供油管竖直安装在外涵道壁内壁面前端，燃油供油管末端为接力喷嘴，接力喷嘴分布在多级涡轮叶片前后与之间，多根喷油杆倾斜排布在多级涡轮叶片后的整流支板中，并延伸至中心锥上的凹腔驻涡稳定器附近，喷油杆采用独立模块化设计，分区独立供油，满足变加力比需求，喷油杆上均匀排布喷油孔。壁式稳定器固定在喷油杆与外涵道壁之间。冷却系统由整流支板、再生冷却系统、冷却油管、冷却空气管、气膜孔和换热器组构成。整流支板板壁内有两条盘绕的再生冷却管，即靠内壁面的冷却油管和靠外壁面的冷却空气管，与气膜孔和换热器组成气膜冷却与再生冷却系统。在整流支板外壁面均匀的开出喷油杆上的喷油孔，其余均匀开小尺寸的气膜孔。换热器固定在整流支板内中段和后段，换热器、燃油供油管和冷却供油管之间盘绕换热管使热量充分交换。火焰稳定系统由壁式稳定器、中心锥、整流支板和凹腔驻涡稳定器构成。中心锥上与喷油杆同竖直方向上开凹腔，即凹腔驻涡稳定器，喷油杆中喷出燃油，在多根喷油杆之间有少部分冷却空气通过气膜孔喷出，在喷油与空气处固定电嘴用于稳定点火。壁式稳定器固定在整流支板与外涵道壁之间，壁式稳定器外壁面开均匀小尺寸气膜孔，稳定器中通有从外涵气引入整流支板内部的冷却空气。喷油杆布置在整流支板内部，在流线型整流支板后端壁形成回流区，燃油和燃气在整流支板外壁两侧完成掺混，在后端组织燃烧。径向稳定器、壁式稳定器和凹腔驻涡稳定器进行一体化耦合。再生冷却油管通道处在冷却空气管内测，避免燃油与热壁直接接触，有效抑制结焦。同时，引入的外涵空气径向进入整流支板，大部分空气对喷油杆冷却后从支板外壁和后端壁的气膜孔渗出，完成对整流支板的冷却；小部分空气进入凹腔驻涡稳定器。壁式稳定器在内壁开孔，同样将外涵空气引入壁式稳定器的外壁空隙中，再从内壁的气膜孔渗出，以达到冷却效果。在小于等于3.5Ma较低飞行速度时，采用综合冷却的方法，即气膜冷却和再生冷却；在大于等于5.0Ma较高飞行速度时，主要依靠煤油的再生冷却。

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