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……”
“6%-8%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2-8-1-1结构或者3-7-1-1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3-8-1-1,跟眼下的AL31F根本拉不开差距。
AL31F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1200-1250℃,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,1325℃。”
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1325℃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。