CN106184777B - 一种变结构二维超音速进气道调节机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变结构二维超音速进气道调节机构，由前体压缩板、喉道上面板、燃烧室上面板、连杆机构、伸缩机构、液压机构组成，前体压缩板和燃烧室上面板与喉道上面板通过伸缩机构连接，两组连杆机构位于喉道上面板表面平行对称安装,两组液压机构固定在两组连杆机构相对的一侧。通过液压机构实现连杆机构、伸缩机构的运动，伸缩机构运动改变前体压缩板、燃烧室上面板的倾斜角度，同时使喉道上面板上下处于水平移动，保证进入燃烧室空气气流的稳定性；前体压缩板使来流空气在进气道内减速增压，喉道上面板移动改变喉道高度，保证进气道在宽马赫数范围正常起动，并处于较佳的工作状态，提高了进气道的工作效率和气动性能。

Description

一种变结构二维超音速进气道调节机构

技术领域

本发明涉及一种超音速进气道调节机构，具体地说，涉及一种变结构二维超音速进气道调节机构。

背景技术

对于宽马赫数Ma3-8范围工作的高超音速吸气式飞行器的进气道而言，处于设计点下的优良气动性能不能保证其在所工作的范围下均能正常稳定地工作，处于非设计点时能否正常起动并为燃烧室提供优良品质要求的空气，均是进气道设计中需要重点考虑的因素。对于吸气式发动机而言，进入发动机的空气品质是其工作的前提条件，倘若气流较为紊乱，发动机无法处于最佳的工作状态，从而会影响飞行器的总体性能。

对于二维超音速进气道而言，压缩面在低马赫数下的压缩角较小，而在高马赫数下压缩角较大，采用固定结构进气道会影响进气道的性能，甚至导致进气道不起动。

发明专利CN 103790710 A中提出“一种火箭基组合循环发动机变结构进气道”，能较好的实现变结构进气道的设计，通过分级调节，可达到起动性能要求、发动机燃烧室正常工作，但是机构零件较多，机构设计较为繁琐，机械结构较为复杂，加工较难，在工程上不易实现；在发明专利CN 103939217 A中公开了“矩形截面高超声速变几何进气道及设计方法与工作方式”是通过唇罩可调侧的转动，从而增大或减小进气道流量，但是该方式不能改变压缩面对应压缩角的大小，易导致进入燃烧室的气流不稳定，从而影响发动机的性能；在发明专利GB 2242402 A中提出“一种变结构超音速飞机的进气道系统”，其为了实现变结构的目的，采用的机械结构装置较为复杂，且无法保证进入发动机中的空气气流的品质。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种变结构二维超音速进气道调节机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括前体压缩板、喉道上面板、燃烧室上面板、连杆机构、伸缩机构、液压机构，前体压缩板和燃烧室上面板与喉道上面板通过伸缩机构连接，两组连杆机构和两组液压机构分别固定在喉道上面板上，两组连杆机构平行对称安装，且两组连杆机构中轴线分别与喉道上面板轴线垂直，两组液压机构分别位于两组连杆机构相对的一侧，且与喉道上面板同轴安装；

所述伸缩机构包括固定筒、伸缩杆、第一固定座，多个固定筒分别对称固定在前体压缩板和燃烧室上面板上，伸缩杆一端与固定筒配合安装，另一端与喉道上面板上两侧边固定的第一固定座铰链连接；

所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第二固定座、凸轮、固定底座，两个第一连杆位于第二连杆与第三连杆的外侧，且与第二连杆一端、第三连杆一端分别通过凸轮连接，第二连杆另一端与第三连杆另一端铰链连接，第二连杆与固定在飞行器机体上的固定底座铰链连接，第三连杆与固定在喉道上面板上的第二固定座铰链连接；

所述液压机构包括活塞筒、活塞杆、第三固定座，第三固定座安装在喉道上面板上，活塞杆一端与第三固定座连接，活塞杆另一端与活塞筒配合上下移动，并通过第三固定座带动喉道上面板上下平动。

有益效果

本发明提出的一种变结构二维超音速进气道调节机构，由前体压缩板、喉道上面板、燃烧室上面板和连杆机构、伸缩机构、液压机构组成，前体压缩板和燃烧室上面板与喉道上面板通过伸缩机构连接，两组连杆机构和两组液压机构分别固定在喉道上面板上，两组连杆机构平行对称安装，且两组连杆机构中轴线分别与喉道上面板轴线垂直；两组液压机构分别安装在两组连杆机构相对的一侧，且与喉道上面板同轴安装。通过液压机构实现连杆机构、伸缩机构的运动，伸缩机构运动改变前体压缩板、燃烧室上面板的倾斜角度，同时使喉道上面板上下水平移动，保证进入燃烧室空气气流的稳定性；前体压缩板使来流空气在进气道内减速增压，喉道上面板移动改变喉道高度，保证进气道在宽马赫数范围正常起动，并处于较佳的工作状态，提高了进气道的工作效率和气动性能。

本发明变结构二维超音速进气道调节机构结构简单，工程应用实现性强；采用调节机构可保证进入发动机喉道处气流是燃烧室正常工作所需；当飞行器飞行迎角为0°时，喉道上底板始终处于水平状态，保证了气流的稳定性；通过改变进气道压缩角的大小以及喉道高度，同时调节进入燃烧室的内部气流品质和空气流量大小，解决了宽马赫数范围工作的进气道起动问题，并保证进气道正常工作。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种变结构二维超音速进气道调节机构作进一步详细说明。

图1为本发明变结构二维超音速进气道调节机构轴测图。

图2为本发明变结构二维超音速进气道调节机构主视图。

图3为本发明变结构二维超音速进气道调节机构俯视图。

图4为本发明的喉道上面板、连杆机构及液压机构位置示意图。

图5为本发明的喉道上面板示意图。

图6为本发明的连杆机构示意图。

图中:

1.前体压缩板 2.喉道上面板 3.燃烧室上面板 4.固定筒 5.伸缩杆 6.活塞筒7.活塞杆 8.第一固定座 9.第二固定座 10.第三固定座 11.凸轮 12.固定底座 13.第一连杆 14.第二连杆 15.第三连杆

具体实施方式

本实施例是一种变结构二维超音速进气道调节机构。进气道根据高超音速吸气式飞行器的飞行状态改变前体压缩板的压缩角大小和喉道高度，保证宽马赫数范围工作的进气道起动性能及较佳的工作状态。对于起动性能而言，进气道需要有足够的收缩比来保证进气道的压缩性，但收缩比过大会造成进气道产生壅塞，此时改变前体压缩板压缩角的大小或者喉道高度，可有效地解决收缩比的问题；在保证起动性能的同时，确保进气道在工作过程中处于较佳的工作状态，通过调节前体压缩板压缩角的大小或者喉道高度来保证足够的进气量，同时通过进气道进入燃烧室中的气流需要一定的稳定性，二维超音速进气道调节机构可确保进入燃烧室气流的稳定性。

参阅图1～图6，本实施例变结构二维超音速进气道调节机构，由前体压缩板1、喉道上面板2、燃烧室上面板3和连杆机构、伸缩机构、液压机构组成；其中，前体压缩板1和燃烧室上面板3与喉道上面板2通过伸缩机构连接，两组连杆机构和两组液压机构分别固定在喉道上面板2上，两组连杆机构平行对称安装，且两组连杆机构中轴线分别与喉道上面板2轴线垂直；两组液压机构分别安装在两组连杆机构相对的一侧，且与喉道上面板2同轴安装。通过液压机构实现连杆机构、伸缩机构正常工作，通过伸缩机构的伸缩杆5在固定筒4中移动改变前体压缩板1、燃烧室上面板3的倾斜角度，同时使喉道上面板2上下水平移动，保证进入燃烧室空气气流的稳定性；前体压缩板1使来流空气在进气道内减速增压，喉道上面板2的移动改变喉道高度，从而影响进气道的起动性能。

本实施例中,伸缩机构包括固定筒4、伸缩杆5、第一固定座8，多个固定筒4分别对称固定在前体压缩板1和燃烧室上面板3上,伸缩杆5一端与固定筒4配合安装，伸缩杆5另一端与喉道上面板2上两侧边固定的多个第一固定座8通过铰链连接。

连杆机构由第一连杆13、第二连杆14、第三连杆15、第二固定座9、凸轮11、固定底座12组成，两个第一连杆13安装在第二连杆14与第三连杆15的外侧，且与第二连杆14一端、第三连杆15一端分别通过凸轮11连接，第二连杆14另一端与第三连杆15另一端通过铰链连接，第二连杆14与固定在飞行器机体上的固定底座12通过铰链连接，第三连杆15与固定在喉道上面板2上的第二固定座9通过铰链连接。

液压机构包括活塞筒6、活塞杆7、第三固定座10，第三固定座10安装在喉道上面板2上，活塞杆7一端与第三固定座10连接，活塞杆7另一端与活塞筒6配合上下移动，并通过与活塞杆7固定连接的喉道上面板2上的第三固定座10带动喉道上面板2上下平动，与喉道上面板2连接的第三连杆15转动，通过凸轮11固定连接的第一连杆13随之转动；同时喉道上面板2一直处于水平状态上下运动，此时与喉道上面板2通过第一固定座8铰链连接的前体压缩板1、燃烧室上面板3转动。前体压缩板1的压缩角发生变化，喉道高度同时发生改变，可解决宽马赫数范围的进气道起动问题，并能保证进气道正常工作。即可保证飞行器在全飞行包线中飞行时，其进气道前体压缩板的压缩角是连续可调，可有效地改变进入燃烧室中空气气流的品质，喉道上底板2的上下水平移动可影响进气道的起动性能，同时一直处于水平状态，保证了空气气流的稳定性。

Claims (1)

1.一种变结构二维超音速进气道调节机构，其特征在于:包括前体压缩板、喉道上面板、燃烧室上面板、连杆机构、伸缩机构、液压机构，前体压缩板和燃烧室上面板与喉道上面板通过伸缩机构连接，两组连杆机构和两组液压机构分别固定在喉道上面板上，两组连杆机构平行对称安装，且两组连杆机构中轴线分别与喉道上面板轴线垂直，两组液压机构分别位于两组连杆机构相对的一侧，且与喉道上面板垂直安装；

所述伸缩机构包括固定筒、伸缩杆、第一固定座，多个固定筒分别对称固定在前体压缩板和燃烧室上面板上，伸缩杆一端与固定筒配合安装，另一端与喉道上面板上两侧边固定的第一固定座铰链连接；

所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第二固定座、凸轮、固定底座，两个第一连杆位于第二连杆与第三连杆的外侧，且与第二连杆一端、第三连杆一端分别通过凸轮连接，第二连杆另一端与第三连杆另一端铰链连接，第二连杆与固定在飞行器机体上的固定底座铰链连接，第三连杆与固定在喉道上面板上的第二固定座铰链连接；

所述液压机构包括活塞筒、活塞杆、第三固定座，第三固定座安装在喉道上面板上，活塞杆一端与第三固定座连接，活塞杆另一端与活塞筒配合上下移动，并通过第三固定座带动喉道上面板上下平动。