CN104033274B - 一种单作动系统的轴对称收扩喷管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种单作动系统的轴对称收扩喷管，主要由筒体(1)、作动筒(2)、拉杆(4)、收敛调节板(5)、扩张调节板(6)、第一支架(7)、外罩(8)、扩张密封板(9)、薄壁旋流中心体(10)、第二支架(11)和收敛密封板(12)组成。其中，筒体(1)作为整个喷管的支撑构件；作动筒(2)、拉杆(4)和收敛调节板(5)作为喉道面积调节机构，同时带动扩张调节板(6)运动，实现出口面积按固定规律变化；薄壁旋流中心体(10)用于对前端构件的遮挡。本发明优点在于，通过一套作动系统实现喉道面积和出口面积的调节，在不影响喉道面积调节范围的前提下使喷管具有良好的隐身能力，结构简单、可靠性高。

Description

一种单作动系统的轴对称收扩喷管
技术领域
本发明涉及属于航空发动机喷管领域，涉及一种单作动系统的轴对称收扩喷管，同时也适用于有需求的发动机喷管领域。
背景技术
传统的航空发动机轴对称收扩喷管由于内部中空结构，不能对前端热端构件进行有效遮挡，致使其隐身能力很弱。同时，传统的轴对称收扩喷管的出口面积为单独调节或通过气压平衡调节，出口面积单独调节的轴对称收扩喷管需要增加一套独立的作动系统，致使其重量增大和控制规律复杂，而气压平衡调节的轴对称收扩喷管的出口面积随动调节，受气动力载荷影响较大，基本不可控。传统的塞式轴对称收扩喷管仅是在喷管中心增加了封闭中心体，但是由于此种封闭中心体横截面积较大，严重影响了喷管喉道面积的调节范围，致使影响发动机的工作点。所以为了弥补常规轴对称收扩喷管和常规塞式轴对称收扩喷管的缺点，需设计一种单作动系统的轴对称收扩喷管。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单作动系统的轴对称收扩喷管，通过一套作动系统实现喷管喉道面积和出口面积调节，控制规律简单，结构可靠性高，同时具有良好的隐身功能。
本发明提供的一种单作动系统的轴对称收扩喷管，包括筒体1、驱动调节机构、密封构件、中心遮挡构件和外罩8。具体为：
筒体1前端与发动机连接，作为整个喷管的支撑构件。
驱动调节机构由作动筒2、拉杆4、收敛调节板5、扩张调节板6和第一支架7组成。其中，作动筒2沿喷管周向布置，前端通过机械连接方式连接在筒体1外壁上，后端通过转动副连接在拉杆4上；拉杆4沿喷管周向均布，另一端通过转动副与收敛调节板5外侧中段连接；收敛调节板5前端通过转动副与筒体1后端连接；扩张调节板6前端通过转动副连接在收敛调节板5后端，后段外侧通过滑槽与第一支架7末端连接；第一支架7前端与外罩8或筒体1外侧固定连接；作动筒2、拉杆4和收敛调节板5组成喉道面积调节机构，作动筒2驱动拉杆4带动收敛调节板5绕前端转动副转动，同时与喉道面积调节机构连接的扩张调节板6和第一支架7组成出口面积调节机构，收敛调节板5转动时带动扩张调节板6沿扩张调节板6和第一支架7之间的滑槽高副运动，实现喷管出口面积按固定规律调节。
密封构件主要由收敛密封板12和扩张密封板9组成，主要用于喷管内部气流的密封。收敛密封板12位于周向均布的收敛调节板5内侧和其之间，通过常规的协动压紧机构与相邻两侧收敛调节板5连接；扩张密封板9位于周向均布的扩张调节板6内侧和其之间，通过常规的协动压紧机构与相邻两侧扩张调节板6连接。
中心遮挡构件主要由薄壁旋流中心体10和第二支架11组成。薄壁旋流中心体10通过第二支架11固定连接在筒体1后段，主要用于对喷管以前热端构件的遮挡，从而实现良好的隐身功能。
该薄壁旋流中心体10在专利申请号为201310657386.9文件中有介绍。
外罩8主要用于喷管外侧气流的整流。
所述作动筒2和拉杆4之间增加同步调节环3，作动筒2后端连接在同步调节环3前端，同步调节环3后端通过转动副与拉杆4前端连接。
所述作动筒2沿喷管周向布置，数量为3～30个。
所述拉杆4沿喷管周向均布，数量为6～30个。
所述收敛调节板5沿喷管周向均布，数量为6～30个。
所述收敛密封板12沿喷管周向均布，数量为5～30个。
所述扩张密封板9沿喷管周向均布，数量为5～30个。
所述第一支架7沿喷管周向布置，数量为6～30个。
所述外罩8前端连接在同步调节环3上。
所述外罩8前端连接在筒体1上。
所述外罩8为整筒式结构。
所述外罩8为沿周向分段式结构，数量为2～30个，以方便装配。
所述扩张调节板6、扩张密封板9和外罩8末端进行隐身修型设计。
本发明提供的轴对称收扩喷管，其优点在于：通过一套作动系统实现喷管喉道面积和出口面积调节，控制规律简单，结构可靠性高，同时具有良好的隐身功能。
附图说明
图1一种单作动系统的轴对称收扩喷管主视图
图2一种单作动系统的轴对称收扩喷管剖视图
图3一种单作动系统的轴对称收扩喷管正等侧轴向视图
具体实施方式
实施例
一种单作动系统的轴对称收扩喷管，由筒体1、驱动调节机构、密封构件、中心遮挡构件和外罩8组成。具体为：
筒体1前端与发动机连接，作为整个喷管的支撑构件。
驱动调节机构由作动筒2、拉杆4、收敛调节板5、扩张调节板6和第一支架7组成。其中，作动筒2沿喷管周向布置，前端通过机械连接方式连接在筒体1外壁上，后端通过转动副连接在拉杆4上；拉杆4沿喷管周向均布，另一端通过转动副与收敛调节板5外侧中段连接；收敛调节板5前端通过转动副与筒体1后端连接；扩张调节板6前端通过转动副连接在收敛调节板5后端，后段外侧通过滑槽与第一支架7末端连接；第一支架7前端与外罩8或筒体1外侧固定连接；作动筒2、拉杆4和收敛调节板5组成喉道面积调节机构，作动筒2驱动拉杆4带动收敛调节板5绕前端转动副转动，同时与喉道面积调节机构连接的扩张调节板6和第一支架7组成出口面积调节机构，收敛调节板5转动时带动扩张调节板6沿扩张调节板6和第一支架7之间的滑槽高副运动，实现喷管出口面积按固定规律调节。
密封构件主要由收敛密封板12和扩张密封板9组成，主要用于喷管内部气流的密封。收敛密封板12位于周向均布的收敛调节板5内侧和其之间，通过常规的协动压紧机构与相邻两侧收敛调节板5连接；扩张密封板9位于周向均布的扩张调节板6内侧和其之间，通过常规的协动压紧机构与相邻两侧扩张调节板6连接。
中心遮挡构件主要由薄壁旋流中心体10和第二支架11组成。薄壁旋流中心体10通过第二支架11固定连接在筒体1后段，主要用于对喷管以前热端构件的遮挡，从而实现良好的隐身功能。
外罩8主要用于喷管外侧气流的整流。
所述作动筒2和拉杆4之间增加同步调节环3，作动筒2后端连接在同步调节环3前端，同步调节环3后端通过转动副与拉杆4前端连接。
所述作动筒2沿喷管周向布置，数量为3～30个。
所述拉杆4沿喷管周向均布，数量为6～30个。
所述收敛调节板5沿喷管周向均布，数量为6～30个。
所述收敛密封板12沿喷管周向均布，数量为5～30个。
所述扩张密封板9沿喷管周向均布，数量为5～30个。
所述支架7沿喷管周向布置，数量为6～30个。
所述外罩8前端连接在同步调节环3上。
所述外罩8前端连接在筒体1上。
所述外罩8为整筒式结构。
所述外罩8为沿周向分段式结构，数量为2～30个，以方便装配。
所述扩张调节板6、扩张密封板9和外罩8末端进行隐身修型设计。

Claims (7)

1.一种单作动系统的轴对称收扩喷管，其特征在于：包括筒体(1)、驱动调节机构、密封构件、中心遮挡构件和外罩(8)；
筒体(1)前端与发动机连接，作为整个喷管的支撑构件；
驱动调节机构由作动筒(2)、拉杆(4)、收敛调节板(5)、扩张调节板(6)和第一支架(7)组成；其中，作动筒(2)沿喷管周向布置，前端通过机械连接方式连接在筒体(1)外壁上，后端通过转动副连接在拉杆(4)上；拉杆(4)沿喷管周向均布，另一端通过转动副与收敛调节板(5)外侧中段连接；收敛调节板(5)前端通过转动副与筒体(1)后端连接；扩张调节板(6)前端通过转动副连接在收敛调节板(5)后端，后段外侧通过滑槽与第一支架(7)末端连接；第一支架(7)前端与外罩(8)或筒体(1)外侧固定连接；作动筒(2)、拉杆(4)和收敛调节板(5)组成喉道面积调节机构，作动筒(2)驱动拉杆(4)带动收敛调节板(5)绕前端转动副转动，同时与喉道面积调节机构连接的扩张调节板(6)和第一支架(7)组成出口面积调节机构，收敛调节板(5)转动时带动扩张调节板(6)沿扩张调节板(6)和第一支架(7)之间的滑槽高副运动，实现喷管出口面积按固定规律调节；
密封构件由收敛密封板(12)和扩张密封板(9)组成，用于喷管内部气流的密封；收敛密封板(12)位于周向均布的收敛调节板(5)内侧，同时位于收敛调节板(5)之间，通过常规的协动压紧机构与相邻两侧收敛调节板(5)连接；扩张密封板(9)位于周向均布的扩张调节板(6)内侧，同时位于相邻两侧扩张调节板(6)之间，通过常规的协动压紧机构与相邻两侧扩张调节板(6)连接；
中心遮挡构件由薄壁旋流中心体(10)和第二支架(11)组成；薄壁旋流中心体(10)通过第二支架(11)固定连接在筒体(1)后段，主要用于对喷管以前热端构件的遮挡，从而实现良好的隐身功能；
外罩(8)主要用于喷管外侧气流的整流。
2.按照权利要求1所述的单作动系统的轴对称收扩喷管，其特征在于：作动筒(2)和拉杆(4)之间增加同步调节环(3)，作动筒(2)后端连接在同步调节环(3)前端，同步调节环(3)后端通过转动副与拉杆(4)前端连接。
3.按照权利要求1或2所述的单作动系统的轴对称收扩喷管，其特征在于：作动筒(2)沿喷管周向布置，数量为3～30个；拉杆(4)沿喷管周向均布，数量为6～30个；收敛调节板(5)沿喷管周向均布，数量为6～30个；收敛密封板(12)沿喷管周向均布，数量为5～30个；扩张密封板(9)沿喷管周向均布，数量为5～30个；第一支架(7)沿喷管周向布置，数量为6～30个；外罩(8)为沿周向分段式结构，数量为2～30个。
4.按照权利要求2所述的单作动系统的轴对称收扩喷管，其特征在于：外罩(8)前端连接在同步调节环(3)上。
5.按照权利要求1或2所述的单作动系统的轴对称收扩喷管，其特征在于：外罩(8)前端连接在筒体(1)上。
6.按照权利要求1所述的单作动系统的轴对称收扩喷管，其特征在于：外罩(8)为整筒式结构。
7.按照权利要求1所述的单作动系统的轴对称收扩喷管，其特征在于：扩张调节板(6)、扩张密封板(9)和外罩(8)末端进行隐身修型设计。
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