第470章 通往下一代航發的鑰匙
“所以……”
這張圖,劉永全還是看懂了的:
“所以吹風比(冷卻氣流的動量)越大,主流越是難以壓制冷卻射流,冷卻氣會越早離開固壁表面,導致對下游的冷卻效果越差?”
常浩南點點頭,心說不愧是在原來的時間線上真正把渦扇10帶入成熟的人,儘管目前除了髮型比較大佬之外總體還略顯經驗不足,但基本功確實可以,只是看了幾眼便很快抓住了關鍵結論:
“沒錯,所以如果綜合考慮整個發動機的氣熱耦合效應,就會發現如果一味地提高冷卻氣用量,那麼越往後,冷卻效果的提升越不明顯,很快就會觸碰到一個上限,而且因為氣流損失太大,還會影響到發動機本身的性能,甚至是工作穩定性。”
“這一點,不做工程上的整體考量,而是隻研究對葉片的氣膜冷卻效果的話,是不可能發現的,我推測,這應該也是美國人那邊目前正在走彎路的原因之一。”
在自己的判斷被常浩南肯定之後,劉永全幾乎是下意識地想到了最直接的辦法:
“如果我們擴大氣膜孔的孔徑,不就可以在冷卻氣用量不變的情況下降低氣流流速,改善……”
但他很快就自己否定掉了:
“不對,單純增加氣膜孔孔徑會導致壓力損失變大,得不償失……”
“那常總,如果把冷卻孔從圓柱形改成錐形,進口面積小,出口面積大,不就可以改善氣流對葉片表面的覆蓋性了?”
這下子,常浩南確實對他有些刮目相看了。
異形孔的冷卻效果好於圓孔,這擱在20年後是任何一個相關專業本科生都會知道的事情,但是放在眼下,整個華夏對這方面的研究還處在一片空白。
前世是直到大概一年多以後,羅爾斯·羅伊斯公司到西北工大讚助了一個跟主動冷卻有關的研究課題,才讓華夏這邊意識到了這一點。
工程上的東西,有時候就像是一層窗戶紙,捅破了,看上去也就是那麼回事,但要是沒有人引導,那光是找窗戶在哪,就得花上不少時間。
而劉永全至少在很短的時間裡,就摸索到了正確的方向。
“思路沒錯,但可以更進一步。”
常浩南從旁邊取來紙筆,在紙上畫了個示意圖:
“其實冷卻孔本身沒有必要做大的改動,只要在出口部分,也就是孔的末端連接一個擴張段就可以了,這樣壓力損失更小,而氣膜孔出口處的流速還可以大幅度降低。”
“流速降低就是動量降低,冷卻氣幾乎不會發生吹離作用,壁附效應更好。”
“而且,主流與冷卻氣之間的相互作用較弱,射流兩側的腎形渦強度較弱,子午面區域會形成與反腎形渦對結構,還能增強了冷卻氣的橫向擴散作用,可以讓冷卻氣膜更加均勻!”