CN108757215A - 一种可调节收敛扩散性尾喷管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调节收敛扩散性的尾喷管，包括亚声速喷管、超声速喷管、带弹性的外调节片。亚声速喷管中的亚声速调节片和密封片分别与超声速喷管中的超声速调节片与密封片的前端相铰接。带弹性的外调节片是机身的延展部分，带弹性的外调节片中部固定有气压作动筒，后端通过凸耳搭放在超声速调节片尾端外侧的槽沟中，外调节片上的凸耳在槽中移动，限制喷管出口的截面面积。收敛形的亚声速喷管作为固定收敛段，多调节片式喷口在加力状态下张开形成扩散段。再采用液压的方法调节喷管尾部截面，调节片式喷口在加力状态时张开形成扩散段形尾喷管。本发明实现简化结构，减轻重量。保证燃气能充分膨胀，以减少推力损失，提高发动机的推力利用率。
Description
技术领域
本发明涉及尾喷管技术领域，具体为一种可调节收敛扩散性的尾喷管。
背景技术
尾喷管的功能主要是使涡轮后的燃气继续膨胀，将燃气中剩余的热焓充分转变为动能，使燃气以高速从喷口喷出。超声速飞机的发动机，燃气在尾喷管中的总膨胀比可达10--20以上。不可调节的收敛形尾喷管又称固定喷口的亚声速喷管，其结构最简单，重量最轻。但是当喷管的可用落差比大于临界落差比时，燃气在收敛形尾喷管内不能完全膨胀，只有在低速下损失能量较小，高速飞行下会造成很大的推力损失。因此超声速飞机尾喷管主要采用可调节的收敛扩散形尾喷管，其方案是尾喷管的收敛段和扩散段都用多块调节片进行调节，意味着需要两套机械操纵系统，并且要两套系统协调工作。同时，这种喷管的构造较为复杂，重量较大。故将尾喷管的收敛段固定不可调节，扩散段靠多块调节片调节，即将固定收敛形的亚声速喷管作为收敛段，多调节片式喷口在加力状态下张开形成扩散段。再采用液压的方法调节喷管尾部截面，调节片式喷口在加力状态时张开形成扩散段形尾喷管。不仅简化了结构，减轻了喷管的重量，还提高了推力的利用率，产生更高速的燃气。
中国专利号“201410404205.6”公开了一种航空发动机方形尾喷管的制造方法,该发明的有益效果：壁厚均匀,分料准确,保证了锻件成形后的壁厚均匀,提高了原材料利用率；优化了轧制及成型工艺,使锻件组织均匀、力学性能稳定、延长了使用寿命。但尾喷管结构欠缺合理性导致的推力损失大，结构复杂，重量大等问题并未解决。
发明内容
本发明解决的技术问题是：本发明的目的在于提供一种可调节收敛扩散形尾喷管，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的技术方案是：一种可调节收敛扩散性尾喷管，其特征在于，包括亚声速喷管、超声速喷管和外调节片；所述亚声速喷管包括若干调节片和若干密封片，且若干调节片和若干第一密封片交替相连，每个调节片用液压作动筒固定在铰接壳体；所述超声速喷管包括若干超声速调节片和若干第二密封片，且若干超声速调节片和若干第二密封片间隔排列构成扩散形，超声速调节片和第二密封片前端分别与亚声速调节片与第一密封片相铰接；外调节片包括若干外调节片和若干弹性片，每个外调节片中部固定有液压作动筒；调节片通过凸耳搭放在超声速调节片尾端外侧的槽沟中，调节片上的凸耳在槽中移动，限制喷管出口的截面面积；弹性片固定在相邻外调节片的外侧，使得喷管出口调节更加自如。
发明效果
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明结构原理简单，将尾喷管的收敛段固定不可调节，扩散段靠多块调节片调节。能够简化喷管结构，提高性能，减轻重量。
(2)本发明喷管的喉部和出口面积随燃气膨胀比的变化而放大或收小，全态可调，使燃气在喷管内能够完全膨胀。
(3)本发明采用的收敛段固定不可调节，扩散段靠多块调节片调节的方法降低了尾喷管对机械操作系统的要求，降低了研发难度，降低了成本。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明不加力状态示意图；
图3为本发明加力状态示意图；
图中：1.铰接壳体 2.液压作动筒 3.亚声速密封片 4.亚声速调节片5.固定件 6.超声速密封片 7.超声速调节片 8.液压作动筒 9.弹性片 10.外调节片
具体实施方式
参见图1-图3，本发明提供如下技术方案：一种可调节收敛扩散性尾喷管，包括亚声速喷管、超声速喷管、带弹性的外调节片。所述亚声速喷管由16块调节片、16块密封片组成。调节片与密封片交替相连，外加固定件固定。每块调节片用液压固定在铰接壳体上，而铰接壳体固定在加力燃烧室壳体后安装边上。所述超声速喷管由16块调节片和16块密封片组成。16块调节片和16块密封片间隔排列构成扩散形的超声速喷管。超声速调节片和密封片的前端分别与亚声速调节片和密封片相铰接。带弹性外调节片由16块调节片和16块弹性片组成。每个外调节片中部固定有气压作动筒。通过凸耳搭放在超声速调节片尾端外侧的槽沟中，外调节片上的凸耳在槽中移动，限制喷管出口的截面面积。弹性片有16块，每块用两颗螺钉固定在相邻的外调节片的外侧。
优选的，所述亚声速喷管中密封片与调节片间隔排列，外加固定件，使结构更加紧密。所述超声速喷管密封片与调节片间隔排列，调节片和密封片的前端分别与亚声速调节片和密封片相铰接。同时在调节片后端的外侧有一条槽沟，外调节片上的凸耳在槽中移动，限制喷管出口的截面面积。
优选的，所述带弹性的外调节片中16个气压作动筒分别固定在每个外调节片外侧中部。能够根据外界飞行条件和工作状态的变化，使喷管处在最佳工作状态。
优选的，所述尾喷管的收敛段固定不可调节，扩散段靠多块调节片调节，即将固定收敛形的亚声速喷管作为收敛段，多调节片式喷口在加力状态下张开形成扩散段。再采用液压的方法调节喷管尾部截面，调节片式喷口在加力状态时张开形成扩散段形尾喷管。
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种可调节收敛扩散形尾喷管，
亚声速喷管由16块调节片4、16块密封片3组成。调节片4与密封片3交替相连，外加固定件5固定。每块调节片4用液压作动筒2固定在铰接壳体1上，而铰接壳体1固定在加力燃烧室壳体后安装边上。
超声速喷管由16块超声速调节片7和16块密封片6组成。16块调节片7和16块密封片6间隔排列构成扩散形的超声速喷管。超声速调节片7和密封片6的前端分别与亚声速调节片4和密封片3相铰接。
带弹性外调节片由16块外调节片10和16块弹性片9组成。每个外调节片10中部固定有液压作动筒8。调节片10通过凸耳搭放在超声速调节片8尾端外侧的槽沟中，调节片上的凸耳在槽中移动，限制喷管出口的截面面积。弹性片9有16块，每块用两颗螺钉固定在相邻外调节片10的外侧，使喷管出口调节更加自如。
工作原理：将尾喷管的收敛段固定不可调节，扩散段靠多块调节片调节，即将收敛形的亚声速喷管作为收敛段，多调节片式喷口在加力状态下张开形成扩散段。再采用液压的方法调节喷管尾部截面，调节片式喷口在加力状态时张开形成扩散段形尾喷管。超声速调节片与亚声速调节片铰接，限制喷管出口的截面面积。喷管超声速部分感受压气机后气体压力、超声速调节片上的燃气压力和外调节片上的空气压力，适时调节喷管出口面积，改变喷管的落压比，使喷管在任何时候都处于完全膨胀状态，提高发动机推力。带弹性片的外调节片在液压作动筒与弹性片的双重作用下，使喷管出口截面调控自如。
综上所述，本发明结构原理简单，能够实现简化结构，保证气体能够完全膨胀，大大降低推力的损失，同时降低对机械调节系统的要求，降低成本。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种可调节收敛扩散性尾喷管，其特征在于，包括亚声速喷管、超声速喷管和外调节片；所述亚声速喷管包括若干调节片(4)和若干密封片(3)，且若干调节片(4)和若干第一密封片(3)交替相连，每个调节片(4)用液压作动筒(2)固定在铰接壳体(1)；所述超声速喷管包括若干超声速调节片(7)和若干第二密封片(6)，且若干超声速调节片(7)和若干第二密封片(6)间隔排列构成扩散形，超声速调节片(7)和第二密封片(6)前端分别与亚声速调节片与第一密封片(3)相铰接；外调节片包括若干外调节片(10)和若干弹性片(9)，每个外调节片(10)中部固定有液压作动筒(8)；调节片(10)通过凸耳搭放在超声速调节片(8)尾端外侧的槽沟中，调节片(10)上的凸耳在槽中移动，限制喷管出口的截面面积；弹性片固定在相邻外调节片(10)的外侧，使得喷管出口调节更加自如。
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