CN106801649A - 一种塞式轴对称喷管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种塞式轴对称喷管，包括轴对称喷管壁面以及设置在该轴对称喷管壁面内腔轴线上的塞锥组件，塞锥组件包括塞锥(6)、支板(7)、格栅(8)，塞锥(6)为一端设置圆锥体半壳(61)另一端设置伞形半壳(62)的轴对称薄壁封闭壳体，在两半壳之间通过过渡段(63)相连，该塞锥(6)通过支板(7)连接到轴对称喷管壁面上，在该塞锥(6)内部的过渡段(63)上设置有网格状的格栅(8)，同时在该圆锥体半壳(61)与该伞形半壳(62)上均设置有孔洞。本发明所提供的塞式轴对称喷管，通过采用先进陶瓷基复合材料、对塞锥进行气膜冷却、加装带转角的格栅等来实现塞式喷管的红外和雷达双重隐身功能。

Description

一种塞式轴对称喷管
技术领域
本发明属于航空发动机喷管领域，具体涉及一种塞式轴对称喷管。
背景技术
塞式轴对称喷管是是一种新型喷管，这种喷管结构简单、可靠性高、推力矢量控制性能优越，喉道面积调节范围宽广。但是喷管的高排气温度使塞锥自身产生的红外辐射较大，不利于发动机红外隐身；同时由于塞锥后向可视面积大，被电磁波照射后将产生很强的后向散射，不利于发动机雷达隐身。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塞式轴对称喷管，克服或减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
本发明的目的通过如下技术方案实现：一种塞式轴对称喷管，包括轴对称喷管壁面以及设置在该轴对称喷管壁面内腔轴线上的塞锥组件，所述塞锥组件包括塞锥、支板、格栅，所述塞锥为一端设置圆锥体半壳另一端设置伞形半壳的轴对称薄壁封闭壳体，其中，在两半壳之间通过过渡段相连，该塞锥通过所述支板连接到所述轴对称喷管壁面上，在该塞锥内部的所述过渡段上设置有网格状的所述格栅，同时在该圆锥体半壳与该伞形半壳上均设置有孔洞。
优选地是，所述轴对称喷管壁面为筒形结构由进口段、球面段、平直段、扩张段和收敛段依次对接而成；所述塞锥中的所述伞形半壳设置于所述扩张段处，所述过渡段以及所述圆锥体半壳设置于所述收敛段处；所述收敛段与所述过渡段之间通过多个所述支板连接，其中，该所述支板为薄壁空心结构，并且该支板内腔与所述塞锥相通。
优选地是，所述支板为三个，且均匀布置于所述塞锥与所述轴对称喷管壁面之间。
优选地是，所述格栅垂直所述塞锥轴线设置，该格栅由沿该塞锥轴线周向均布的多条环形栅以及与该环形栅相交的多条呈发散分布的径向直线栅构成。
优选地是，所述格栅中的所述环形栅以及所述直线栅与所述塞锥轴线呈5°～85°角度设置。
优选地是，多个所述环形栅与多个所述直线栅相交构成的单个格子的最小弦长小于入射电磁波长1/4，使得透过所述塞锥的电磁波无法穿过所述格栅。
优选地是，所述圆锥体半壳上的所述孔洞与所述伞形半壳上的所述孔洞均沿所述塞锥轴线周向均布。
优选地是，所述塞锥为陶瓷基复合材料。
本发明所提供的一种塞式轴对称喷管的有益效果在于，通过采用先进陶瓷基复合材料、对塞锥进行气膜冷却、加装带转角的格栅等来实现塞式喷管的红外和雷达双重隐身功能。
附图说明
图1为本发明塞式轴对称喷管的结构示意图；
图2为图1的本发明塞式轴对称喷管的A向剖视图；
图3为图1的本发明塞式轴对称喷管的B向示意图；
图4为本发明塞式轴对称喷管中格栅的沿发动机方向视图；
图5为图4的本发明塞式轴对称喷管中格栅的剖视图；
图6为本发明塞式轴对称喷管中格栅的沿垂直发动机方向视图。
附图标记：
1-进口段、2-球面段、3-平直段、4-扩张段、5-收敛段、6-塞锥、7-支板、8-格栅、61-圆锥体半壳、62-伞形半壳、63-过渡段。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明的塞式轴对称喷管做进一步详细说明。
如图1所示，一种塞式轴对称喷管，包括轴对称喷管壁面和塞锥组件，两者共同构成喷管内流道面。其中，轴对称喷管壁面为筒形结构并且由进口段1、球面段2、平直段3、扩张段4和收敛段5依次对接而成。塞锥组件设置在该轴对称喷管壁面内腔轴线上，该塞锥组件包括塞锥6、支板7、格栅8三部分，塞锥6为一端设置圆锥体半壳61另一端设置伞形半壳62的轴对称薄壁封闭壳体，其中，在两半壳之间通过过渡段63相连，伞形半壳62设置于扩张段4处，过渡段63以及圆锥体半壳61设置于收敛段5处，并且该轴对称的塞锥6的轴线与轴对称喷管壁面的轴线共线设置，见图2所示。该塞锥6通过支板7连接到轴对称喷管壁面上，该支板7具体选择设置在收敛段5与过渡段63之间，为了确保固定支撑稳定，该支板7数量选择多处，优选三个，相邻两处支板7呈120°设置，即三个支板7周向均匀布置于塞锥6与轴对称喷管壁面之间，见图3所示，该支板7选择为薄壁空心结构，并且该支板7内腔与塞锥6相通，可使外涵道引气到塞锥6之中，用于实现对塞锥6表面的气膜冷却。
在该塞锥6内部的过渡段63上设置有网格状的格栅8，该格栅8垂直塞锥6轴线设置，并且该格栅8由沿塞锥6轴线周向均布的多条环形栅以及与该环形栅相交的多条呈发散分布的径向直线栅构成，该多个环形栅与该多个直线栅相交构成的单个格子的最小弦长选择小于入射电磁波长1/4设置，例如选择单个格子的最小弦长为2mm或者1mm，使得透过塞锥6的电磁波无法穿过格栅8向发动机内部照射，见图4和图6所示。并且该格栅8中的环形栅以及直线栅选择与塞锥6轴线呈5°～85°(即图5中α)角度设置，例如选择角度50°或者60°，可实现照射到格栅8的电磁波向非主要威胁方向散射，从而减少喷管后向散射回波，达到雷达隐身的目的。
在圆锥体半壳61与伞形半壳62上还都设置有孔洞，该孔洞均沿塞锥6轴线周向均布，孔洞对塞锥6表面进行气膜冷却，降低其表面温度，减少固体壁面红外辐射，从而实现红外隐身功能，见图2和图3所示。
本发明中的塞锥6选用陶瓷基复合材料，具体可以选择吸收率等于0.2、透过率等于0.7、反射率小于等于-9dB的陶瓷基复合材料，也可以选择吸收率等于0.25、透过率等于0.6、反射率小于等于-10dB的陶瓷基复合材料，这种材料的使用可实现在红外波段减少热部件的红外辐射量，在雷达波段减少喷管腔体后向散射回波，而透过塞锥6的这部分电磁射线的隐身任务可由格栅8来完成。
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 (8)

1.一种塞式轴对称喷管，包括轴对称喷管壁面以及设置在该轴对称喷管壁面内腔轴线上的塞锥组件，其特征在于，所述塞锥组件包括塞锥(6)、支板(7)、格栅(8)，所述塞锥(6)为一端设置圆锥体半壳(61)另一端设置伞形半壳(62)的轴对称薄壁封闭壳体，其中，在两半壳之间通过过渡段(63)相连，该塞锥(6)通过所述支板(7)连接到所述轴对称喷管壁面上，在该塞锥(6)内部的所述过渡段(63)上设置有网格状的所述格栅(8)，同时在该圆锥体半壳(61)与该伞形半壳(62)上均设置有孔洞。
2.根据权利要求1所述的塞式轴对称喷管，其特征在于，所述轴对称喷管壁面为筒形结构由进口段(1)、球面段(2)、平直段(3)、扩张段(4)和收敛段(5)依次对接而成；所述塞锥(6)中的所述伞形半壳(62)设置于所述扩张段(4)处，所述过渡段(63)以及所述圆锥体半壳(61)设置于所述收敛段(5)处；所述收敛段(5)与所述过渡段(63)之间通过多个所述支板(7)连接，其中，该所述支板(7)为薄壁空心结构，并且该支板(7)内腔与所述塞锥(6)相通。
3.根据权利要求2所述的塞式轴对称喷管，其特征在于，所述支板(7)为三个，且均匀布置于所述塞锥(6)与所述轴对称喷管壁面之间。
4.根据权利要求1所述的塞式轴对称喷管，其特征在于，所述格栅(8)垂直所述塞锥(6)轴线设置，该格栅(8)由沿该塞锥(6)轴线周向均布的多条环形栅以及与该环形栅相交的多条呈发散分布的径向直线栅构成。
5.根据权利要求4所述的塞式轴对称喷管，其特征在于，所述格栅(8)中的所述环形栅以及所述直线栅与所述塞锥(6)轴线呈5°～85°角度设置。
6.根据权利要求4所述的塞式轴对称喷管，其特征在于，多个所述环形栅与多个所述直线栅相交构成的单个格子的最小弦长小于入射电磁波长1/4，使得透过所述塞锥(6)的电磁波无法穿过所述格栅(8)。
7.根据权利要求1所述的塞式轴对称喷管，其特征在于，所述圆锥体半壳(61)上的所述孔洞与所述伞形半壳(62)上的所述孔洞均沿所述塞锥(6)轴线周向均布。
8.根据权利要求1所述的塞式轴对称喷管，其特征在于，所述塞锥(6)为陶瓷基复合材料。
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