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第461章 高性能气膜冷却,突破涡轮前温度(第2/2页)

    这边先汇报一下情况吧。”

    短暂的冷场过后,一名看上去大约五十来岁的工程师率先开了口。

    殷永泽,涡扇10的几名副总设计师之一,也是燃烧室技术研发和设计工作过的负责人。

    他在涡喷14项目里就参与设计了我国第一个环形燃烧室,虽然单论纸面性能而言,那个尚且不太成熟的设计并不比过去的环管形燃烧室好多少,但由于火焰筒是一个整体的环形腔,因此空间利用率更高,出口流场分布均匀而且所需要的冷却压力比较小。

    简单来说,潜力更大。

    也正是考虑到殷永泽的经验,常浩南才敢把燃烧室这个核心机三大件之一放手交给他。

    “上次跟您汇报的时候,我们已经把燃烧室高压试验平台给搭起来了,这段时间也进行了一些参数化设计的准备工作,预计可以把高压试验次数压缩到过去大概一半的水平,下一步准备开始做计算模型开发和参数化系统,不过我们现在确定下来的燃烧功率实在有点大,对于冷却强度的要求很高,不知道压气机那边能不能再多68的进气流量”

    殷永泽说着把手中的一份资料沿着桌面滑到常浩南面前。

    后者仔细翻阅了一下,发现是对一个环形燃烧室进行参数化几何建模的相关资料。

    “前处理工作完成的不错,另外,记得后面开发计算模型的时候,雾化模型除了标准的离心喷嘴之外,顺便也可以做一下离心甩油盘的结构。”

    由于人类对于燃烧过程的认识还相对不够清晰,因此在燃烧空气动力学和结构方面,数值计算能够发挥的作用相对较小,而且对于燃烧室结构的研究基础就不如压气机和涡轮,殷永泽能做到这个参数化水平,确实已经相当不错了。

    “甩油盘”

    常浩南的要求让殷永泽一愣

    “我们的设计”

    不过说到一半就被常浩南打断了

    “涡扇10这样的大推当然是要用离心喷嘴,但是未来喷气动力肯定要普及开来,像巡航导弹还有无人机这些地方需要小型航空发动机,甩油盘的供油压力低、不容易堵,最关键的是便宜,正好趁着现在的机会顺便打个地基。”

    相比于这个年代华夏其他的航发研究人员,常浩南最大的优势除了开挂以外,就是更加长远的规划能力。

    “好的,我们到时候会留意。”

    殷永泽打开面前的笔记本,把这个要求记了下来

    “那常总,进气流量的事情”

    “68实在太多了。”

    常浩南当即摇头

    “现在总体设计层面已经基本把结构确定为2811结构或者3711结构,这样每一级留出来的余量都很小,6到8那几乎要再多加一级高压,肯定不行。”

    “但是我们这边对于冷却空气流量的需求确实大了很多,如果不增加的话”

    气膜冷却可以说是航空发动机研发史上具有里程碑意义的技术,不过利用气体进行主动冷却也不是没有代价的,这些用作冷却的气体无法被用于推进,相当于损失掉了相当一部分压气机功率。

    因此,尽管理论上只需要提高冷却气体的用量就可以实现更好的效果,但在实际航发设计中,还是要考虑到气体损失率的问题。

    如果一个燃烧室内壁就要消耗掉至少6的话,那再算上冷却压力更大的涡轮

    还玩个锤子。

    压气机累死累活送进来的空气,你直接放跑将近五分之一,或许对于涡桨和涡轴这种输出轴功率的发动机来说还可以接受,但对于涡扇发动机来说,基本就是废了。

    而如果再加一级高压,那就要变成3811,跟眼下的a31f根本拉不开差距。

    a31f的性能当然是够用的,但潜力就不行了。

    毕竟是70年代末的设计。

    “你们燃烧室出口温度设定的上限是多少”

    涡扇10的涡轮前温度也就是燃烧室出口温度设定在12001250c,这是常浩南亲自做出的决定,但冷却系统肯定要留一定余量,留多少就是殷永泽他们的工作了。

    “留5余量,1325c。”

    这个余量当然是按照开氏温度计算的。

    紧接着殷永泽又补充了一句

    “这个冷却要求实在太高,我们只能用槽缝冷却代替涡喷14上的圆孔冷却,气流量的需求就上来了。”

    这下常浩南终于知道问题出在哪了;

    “别用槽缝冷却,我下一步计划就是研究涡轮部分的高效率成型孔冷却方案,用异形孔代替圆孔,理论上可以实现跟开缝冷却接近的效果,用气量还不会增加,你们先继续按照1325c算其它结构,具体的冷却方案,等我把异形孔的多孔介质模型开发出来再定。”

    尽管燃烧室出口的温度毫无疑问是整个发动机最高的部分,但最终把高能气体的能量转化为机械功还是需要依靠涡轮,后者不仅工作环境高温高压,甚至还需要高速旋转并承受外部过载,因此对于材料和冷却技术的要求反而更高。

    如果一个冷却技术能用在涡轮上面,那么搬到燃烧室侧壁一般问题不大。

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