CN104847526A - 一种二元塞式混合膨胀喷管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发动机喷管领域，涉及一种二元塞式混合膨胀喷管，弥补了常规二元塞式喷管喉道面积不可调节的缺陷，同时可实现排气的混合膨胀功能。本发明的一种二元塞式混合膨胀喷管，主要由圆转方筒体、收敛段、混合膨胀段、塞锥体、连杆机构和作动筒组成。圆转方筒体前端与发动机连接，收敛板、塞锥体和侧壁板组成收敛段；塞锥体、侧壁板和平直板组成混合膨胀段；作动筒通过连杆机构带动塞锥中段实现喉道面积调节。该二元塞式混合膨胀喷管，保证了常规二元塞式喷管的结构形式，隐身性能好、外廓尺寸小，结构简单、可靠性高，弥补常规二元塞式喷管喉道面积不可调的缺陷，可实现排气的混合膨胀。
Description
技术领域
本发明涉及发动机喷管领域，涉及一种二元塞式混合膨胀喷管。
背景技术
空天飞机的发展导致发动机的工作包线范围非常宽广，工作马赫数越来越大，飞行高度越来越高，相对应的排气喷管的工作范围也越来越大，需要可调的喉道面积来满足宽广的工作包线内气动性能良好。二元塞式喷管具有外膨胀作用，能满足宽广的落压比范围内喷管气动性能良好，并且能遮挡发动机高温部件，具有良好的红外隐身作用，但是传统的航空发动机二元塞式喷管结构固定，无法满足发动机在状态变化时需要喉道面积可调的要求，所以为了宽广的落压比范围内喷管气动性能，需设计一种不影响常规二元塞式喷管的结构形式，并且具有喉道面积可调、混合膨胀功能的二元塞式喷管。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二元塞式混合膨胀喷管，弥补常规二元塞式喷管喉道面积不可调的缺陷，同时可实现排气的混合膨胀。
本发明提供的一种二元塞式混合膨胀喷管，包括：
圆转方筒体，一端与前端发动机连接；
收敛段，一端与所述圆转方筒体的远离发动机的一端连接，所述收敛段包括两块竖直且左右对称设置的侧壁板，以及上下对称设置在两块所述侧壁板之间的两块收敛板；
混合膨胀段，与所述收敛段远离所述圆转方筒体的一端连接，所述混合膨胀段包括所述两块侧壁板以及上下对称设置在所述两块侧壁板之间的两块平直板，所述侧壁板与所述收敛板以及所述平直板共同构成一内腔；
塞锥体，设置在所述内腔中，所述塞锥体包括前锥体、塞锥中段和后锥体，并且，所述收敛段与所述前锥体以及所述塞锥中段的靠近所述圆转方筒 体的端部共同构成收敛通道，所述混合膨胀段与所述塞锥中段的远离所述圆转方筒体的端部以及所述后锥体共同构成膨胀通道；
所述塞锥中段通过垂直于所述侧壁板的转轴设置在所述前锥体和后锥体之间，并通过光滑的圆弧面与所述前锥体和后锥体紧密搭接；
作动筒，一端与所述圆转方筒体连接；
连杆机构，与所述作动筒的另一端连接，所述连杆机构还与所述转轴另一端部连接，所述作动筒的通过所述连杆机构驱动所述转轴转动。
可选地，所述塞锥中段为两个，上下对称分布，每个所述塞锥中段的横截面类似于扇形，包括大、小两个圆弧，所述转轴位于所述塞锥中段的所述两个圆弧圆心处，且所述转轴靠近所述后锥体，所述塞锥中段的大圆弧端与所述前锥体连接，所述塞锥中段的小圆弧端与所述后锥体连接。
可选地，所述作动筒(8)为两个，对称分布在左右两个所述侧壁板(9)上；
同一侧的所述作动筒通过一个所述连杆机构与两个所述塞锥中段的转轴的端部连接。
可选地，在所述侧壁板上沿喷管轴向布置有一个固定滑槽，所述连杆机构滑动设置在所述固定滑槽内。
可选地，位于两块所述侧壁板上的两个所述固定滑槽左右对称分布。
可选地，所述后锥体外型面为曲面或直面。
可选地，所述前锥体和后锥体与所述侧壁板固定连接。
可选地，所述侧壁板和所述平直板在所述二元塞式混合膨胀喷管出口端呈锯齿状。
可选地，所述二元塞式混合膨胀喷管还包括：
整流罩，所述整流罩设置在所述收敛板外侧，左右两端与所述侧壁板连接，后端与所述平直板连接。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种二元塞式混合膨胀喷管，保证常规二元塞式喷管的结 构形式，弥补常规二元塞式喷管喉道面积不可调的缺陷，可实现排气的混合膨胀，同时兼具隐身性能好、外廓尺寸小，结构简单、可靠性高的优点。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明二元塞式混合膨胀喷管的立体图；
图2是本发明二元塞式混合膨胀喷管的主视图；
图3是图2小喉道面积时的剖视图；
图4是图2大喉道面积时的剖视图；
图5是图2的右视图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
如图1至图5所示，本发明的一种二元塞式混合膨胀喷管，包括圆转方筒体10、收敛段、混合膨胀段、塞锥体、作动筒8。
具体地，圆转方筒体10，一端与前端发动机连接，作为整个喷管的支撑构件。圆转方筒体10的远离发动机的一端与收敛段的一端固定连接。收敛段包括两块竖直且对称设置的侧壁板9以及上下对称设置在两块所述侧壁板9之间的两块收敛板2。收敛段远离圆转方筒体10的一端与混合膨胀段连接，混合膨胀段包括两块侧壁板9以及上下对称设置在两块侧壁板9之间的两块平直板11；上侧的收敛板2的端部与上侧平直板11的端部连接，同样，下侧的收敛板2的端部与下侧平直板11的端部连接，侧壁板9与收敛板2以及平直板11共同构成一内腔。
进一步，在内腔中设置有塞锥体，塞锥体可以包括由左到右依次布置的前锥体3、塞锥中段4和后锥体5，塞锥中段4通过垂直于侧壁板9的转轴6 设置在前锥体3和后锥体5之间，并通过光滑的圆弧面与前锥体3和后锥体5紧密搭接；并且，收敛段与前锥体3以及塞锥中段4的靠近圆转方筒体10的一部分(端部)共同构成收敛通道12(图中标记)，混合膨胀段与塞锥中段4的远离所述圆转方筒体10的一部分(端部)以及后锥体5共同构成膨胀通道13(图中标记)。
具体地，塞锥中段4为两个，沿竖直方向对称分布(上下对称分布)，每个塞锥中段4的横截面类似于扇形，包括大、小两个圆弧，转轴6位于塞锥中段4的所述两个圆弧圆心处，且转轴6靠近所述后锥体5，塞锥中段4的大圆弧端与前锥体3连接，塞锥中段4的小圆弧端与后锥体5连接。
本发明还包括连杆机构7，同一侧的连杆机构7与同侧的两个连接塞锥中段4的转轴6端部连接，以在连杆机构7运动过程中带动转轴6转动，从而带动塞锥中段4转动。需要说明的是，连杆机构7可以通过多种适合的方式与转轴连接，本实施例中，连杆机构7的平杆部分的上端和下端部分别通过两根连杆与上下两个转轴连接。
连杆机构7是通过作动筒8驱动。具体地，作动筒8为两个，对称分布在左右两个所述侧壁板9上；进一步，每个作动筒8沿水平布置，一端与圆转方筒体10固定连接，另一端与连杆机构7连接。特别如图3和图4所示，作动筒8通过连杆机构7带动塞锥中段4转动，以使得上下的塞锥中段4转动到各自的预定位置，实现喉道面积的调节。需要说明的是，可在每个侧壁板9上沿喷管轴向设置一个固定滑槽，连杆机构7滑动设置在固定滑槽内，实现准确约束作动筒8施力方向的作用；另外，位于两块侧壁板9上的两个固定滑槽左右对称分布。
本本发明提供的一种二元塞式混合膨胀喷管，保证常规二元塞式喷管的结构形式，弥补常规二元塞式喷管喉道面积不可调的缺陷，可实现排气的混合膨胀，同时兼具隐身性能好、外廓尺寸小，结构简单、可靠性高的优点。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易 想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种二元塞式混合膨胀喷管，其特征在于，包括：
圆转方筒体(10)，一端与前端发动机连接；
收敛段，一端与所述圆转方筒体(10)的远离发动机的一端连接，所述收敛段包括两块竖直且左右对称设置的侧壁板(9)，以及上下对称设置在两块所述侧壁板(9)之间的两块收敛板(2)；
混合膨胀段，与所述收敛段远离所述圆转方筒体(10)的一端连接，所述混合膨胀段包括所述两块侧壁板(9)以及上下对称设置在所述两块侧壁板(9)之间的两块平直板(11)，所述侧壁板(9)与所述收敛板(2)以及所述平直板(11)共同构成一内腔；
塞锥体，设置在所述内腔中，所述塞锥体包括前锥体(3)、塞锥中段(4)和后锥体(5)，并且，所述收敛段与所述前锥体(3)以及所述塞锥中段(4)的靠近所述圆转方筒体(10)的端部共同构成收敛通道(12)，所述混合膨胀段与所述塞锥中段(4)的远离所述圆转方筒体(10)的端部以及所述后锥体(5)共同构成膨胀通道(13)；
所述塞锥中段(4)通过垂直于所述侧壁板(9)的转轴(6)设置在所述前锥体(3)和后锥体(5)之间，并通过光滑的圆弧面与所述前锥体(3)和后锥体(5)紧密搭接；
作动筒(8)，一端与所述圆转方筒体(10)连接；
连杆机构(7)，与所述作动筒(8)的另一端连接，所述连杆机构(7)还与所述转轴(6)另一端部连接，所述作动筒(8)的通过所述连杆机构(7)驱动所述转轴(6)转动。
2.按照权利要求1所述的二元塞式混合膨胀喷管，其特征在于，所述塞锥中段(4)为两个，上下对称分布，每个所述塞锥中段(4)的横截面类似于扇形，包括大、小两个圆弧，所述转轴(6)位于所述塞锥中段(4)的所述两个圆弧圆心处，且所述转轴(6)靠近所述后锥体(5)，所述塞锥中段(4)的大圆弧端与所述前锥体(3)连接，所述塞锥中段(4)的小圆弧端与所述后锥体(5)连接。
3.按照权利要求2所述的二元塞式混合膨胀喷管，其特征在于，所述作动筒(8)为两个，对称分布在左右两个所述侧壁板(9)上；
同一侧的所述作动筒(8)通过一个所述连杆机构(7)与两个所述塞锥中段(4)的转轴(6)的端部连接。
4.按照权利要求3所述的二元塞式混合膨胀喷管，其特征在于，在所述侧壁板(9)上沿喷管轴向布置有一个固定滑槽，所述连杆机构(7)滑动设置在所述固定滑槽内。
5.按照权利要求4所述的二元塞式混合膨胀喷管，其特征在于，位于两块所述侧壁板(9)上的两个所述固定滑槽左右对称分布。
6.按照权利要求1所述的二元塞式混合膨胀喷管，其特征在于，所述后锥体(5)外型面为曲面或直面。
7.按照权利要求1所述的二元塞式混合膨胀喷管，其特征在于，所述前锥体(3)和后锥体(5)与所述侧壁板(9)固定连接。
8.按照权利要求1所述的二元塞式混合膨胀喷管，其特征在于，所述侧壁板(9)和所述平直板(11)在所述二元塞式混合膨胀喷管出口端呈锯齿状。
9.按照权利要求1所述的二元塞式混合膨胀喷管，其特征在于，还包括：
整流罩(1)，所述整流罩(1)设置在所述收敛板(2)外侧，左右两端与所述侧壁板(9)连接，后端与所述平直板(11)连接。
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