CN110566364A - 一种非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构 - Google Patents

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Abstract

本申请属于飞机系统设计技术领域，特别涉及一种非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构。包括：收敛形延长段以及L型挡圈。所述收敛形延长段具有第一端和第二端，所述收敛形延长段的第一端与发动机出口端连接，所述收敛形延长段由第一端向远离所述发动机出口端的第二端收敛；所述L型挡圈具有第一端和第二端，所述L型挡圈的第一端与排气管进口端连接，所述L型挡圈套设在所述收敛形延长段的外侧，所述L型挡圈的第二端与所述收敛形延长段的第二端在轴向相互交叉，在径向具有间隙。本申请实现了非对称喷管试验和装机时与发动机本体的软连接，避免了喷管上过大的非轴向力和弯矩传导至发动机结构上，结构简单，易于实现，能够满足实际工程要求。

Description

一种非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构
技术领域
本申请属于飞机系统设计技术领域，特别涉及一种非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构。
背景技术
飞机上装备的涡喷或涡扇发动机，其喷管均作为发动机本体的一个重要部件与发动机一同交付，喷管的结构形式基本均为轴对称构型。正常工作状态下，包括喷管在内的发动机各部件，均主要受轴对称力的作用。但是基于某些特定需求或受装机条件的限制，需要将喷管设计成异形(非轴对称的弯曲构型)。非对称喷管工作状态受到高温高速燃气的冲击作用，在其与发动机的连接法兰面上，产生很大的弯矩，容易使发动机机匣结构变形甚至破坏。为了解决这一问题，现有技术中要么更改发动机设计，使其能承受喷管带来的弯矩，要么隔离喷管，使其所受作用力传至飞机结构上。但是上述两种方式均存在费时费力增加成本的缺点。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本申请的目的是提供了一种非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本申请的技术方案是：
一种非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，包括：
收敛形延长段，所述收敛形延长段具有第一端和第二端，所述收敛形延长段的第一端与发动机出口端连接，所述收敛形延长段由第一端向远离所述发动机出口端的第二端收敛；
L型挡圈，所述L型挡圈具有第一端和第二端，所述L型挡圈的第一端与排气管进口端连接，所述L型挡圈套设在所述收敛形延长段的外侧，所述L型挡圈的第二端与所述收敛形延长段的第二端在轴向相互交叉，在径向具有间隙。
可选地，所述收敛形延长段的第一端与所述发动机出口端通过法兰连接。
可选地，所述L型挡圈的第一端与所述排气管进口端通过法兰连接。
可选地，所述收敛形延长段的收敛角度θ为2°～5°。
可选地，(L1+L2)的取值为a，
当R0>200mm时，a≤0.25·R0；
当R0≤200mm时，a≤50；
其中，L1为收敛形延长段的长度；L2为收敛形延长段的第二端与排气管进口端的距离，R0为发动机出口端半径。
可选地，所述L型挡圈的第二端与所述收敛形延长段的第二端在径向的间隙尺寸h取值大于所述发动机出口端的最大径向振幅。
可选地，所述收敛形延长段的第二端与所述排气管进口端的距离L2的取值大于所述发动机出口端最大轴向热位移与最大轴向振幅之和。
发明至少存在以下有益技术效果：
本申请的非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，在不改变发动机本体结构的前提下，实现了非对称喷管试验和装机时与发动机本体的软连接，避免了喷管上过大的非轴向力和弯矩传导至发动机结构上，保证了发动机和喷管正常稳定工作，结构简单，易于实现，能够满足实际工程要求。
附图说明
图1是本申请一个实施方式的非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构示意图。
其中：
1-发动机出口端；2-收敛形延长段；3-L型挡圈；4-排气管进口端。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
下面结合附图1对本申请做进一步详细说明。
本申请提供了一种非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，包括：收敛形延长段2以及L型挡圈3。
具体的，收敛形延长段2具有第一端和第二端，收敛形延长段2的第一端与发动机出口端1连接，收敛形延长段2由第一端向远离发动机出口端1的第二端收敛；L型挡圈3具有第一端和第二端，L型挡圈3的第一端与排气管进口端4连接，L型挡圈3套设在收敛形延长段2的外侧，L型挡圈3的第二端与收敛形延长段2的第二端在轴向相互交叉，在径向具有间隙。
本申请的一个实施方式中，收敛形延长段2的第一端与发动机出口端1通过法兰连接，L型挡圈3的第一端与排气管进口端4通过法兰连接。
本申请的非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，收敛形延长段2的收敛角度θ的范围一般为2°～5°，允许适当超出范围，本实施例中，收敛角度θ为3.6°。
本申请的非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，若(L1+L2)的取值为a，则当R0>200mm时，a≤0.25·R0；当R0≤200mm时，a≤50，a的下限为结构实现所需轴向尺寸。本实施例中，当R0>200mm时，(L1+L2)的取值为0.18R0。其中，L1为收敛形延长段2的长度；L2为收敛形延长段2的第二端与排气管进口端4的距离，R0为发动机出口端1半径。
本申请的非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，R2的取值根据收敛角度θ和L1的取值确定，若R2的取值为b，则b＝R0-L1×tanθ，本实施例中，b＝R0-(0.18R0-L2)×tanθ。其中，R0为发动机出口端1半径，L2为收敛形延长段2的第二端与排气管进口端4的距离，θ为收敛形延长段2的收敛角度。
本申请的非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，L型挡圈3的第二端与收敛形延长段2的第二端在径向的间隙尺寸h取值大于发动机出口端1的最大径向振幅。收敛形延长段2的第二端与排气管进口端4的距离L2的取值大于发动机出口端1最大轴向热位移与最大轴向振幅之和。
本申请的非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，在不改变发动机本体结构的前提下，实现了非对称喷管试验和装机时与发动机本体的软连接，避免了喷管上过大的非轴向力和弯矩传导至发动机结构上，保证了发动机和喷管正常稳定工作，结构简单，易于实现，能够满足实际工程要求。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，其特征在于，包括：
收敛形延长段(2)，所述收敛形延长段(2)具有第一端和第二端，所述收敛形延长段(2)的第一端与发动机出口端(1)连接，所述收敛形延长段(2)由第一端向远离所述发动机出口端(1)的第二端收敛；
L型挡圈(3)，所述L型挡圈(3)具有第一端和第二端，所述L型挡圈(3)的第一端与排气管进口端(4)连接，所述L型挡圈(3)套设在所述收敛形延长段(2)的外侧，所述L型挡圈(3)的第二端与所述收敛形延长段(2)的第二端在轴向相互交叉，在径向具有间隙。
2.根据权利要求1所述的非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，其特征在于，所述收敛形延长段(2)的第一端与所述发动机出口端(1)通过法兰连接。
3.根据权利要求1所述的非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，其特征在于，所述L型挡圈(3)的第一端与所述排气管进口端(4)通过法兰连接。
4.根据权利要求1所述的非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，其特征在于，所述收敛形延长段(2)的收敛角度θ为2°～5°。
5.根据权利要求1所述的非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，其特征在于，(L1+L2)的取值为a，
当R0>200mm时，a≤0.25·R0；
当R0≤200mm时，a≤50；
其中，L1为收敛形延长段(2)的长度；L2为收敛形延长段(2)的第二端与排气管进口端(4)的距离，R0为发动机出口端(1)半径。
6.根据权利要求1所述的非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，其特征在于，所述L型挡圈(3)的第二端与所述收敛形延长段(2)的第二端在径向的间隙尺寸h取值大于所述发动机出口端(1)的最大径向振幅。
7.根据权利要求1所述的非对称喷管与发动机的柔性补偿连接结构，其特征在于，所述收敛形延长段(2)的第二端与所述排气管进口端(4)的距离L2的取值大于所述发动机出口端(1)最大轴向热位移与最大轴向振幅之和。
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