CN112412654B - 一种螺杆调节式二元矢量喷管结构及调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种收敛段及扩张段角度可调节的二元矢量喷管结构，所述喷管结构包括圆转方段、侧壁、收敛段和扩张段；收敛段的一端与圆转方段可拆卸连接，另一端与扩张段铰接；扩张段通过螺杆组件与圆转方段的安装边铰接，所述螺杆组件长度可调。该结构能够实现二元矢量喷管收敛段角度的有级调节，以及扩张段角度的无级调节，从而用一套结构满足不同喉道面积、进出口面积比以及几何矢量角的试验要求。

Description

一种螺杆调节式二元矢量喷管结构及调节方法
技术领域
本发明属于航空发动机喷管缩比试验领域，具体涉及一种收敛段和扩张段角度可调节的二元矢量喷管结构。
背景技术
现代作战飞机对机动性及隐身性能要求的不断提高，因此便于与飞机后机身一体化设计，同时兼顾红外隐身性能与机动性能的二元矢量喷管得到越来约多的重视。为获得二元矢量喷管的内流特性，就必须开展大量的缩比试验，研究不同喉道面积、进出口面积比以及矢量角等参数对喷管性能的影响。
以往的二元矢量喷管缩比试验结构通常采用收敛段及扩张段角度固定的结构形式(如图1所示)，因此不同喉道面积N1、出口面积N2、矢量角N3的组合就是N1×N2×N3，要完成研究就需要加工多套结构，耗费大量加工经费和时间，或者就要缩减试验工况，难以满足工程研究需求。
发明内容
本发明的目的：提供一种收敛段及扩张段角度可调节的二元矢量喷管结构，该结构能够实现二元矢量喷管收敛段角度的有级调节，以及扩张段角度的无级调节，从而用一套结构满足不同喉道面积、进出口面积比以及几何矢量角的试验要求。
本发明的技术方案：一方面，提供一种螺杆调节式二元矢量喷管结构，所述喷管结构包括圆转方段、侧壁、收敛段和扩张段；收敛段的一端与圆转方段可拆卸连接，另一端与扩张段铰接；扩张段通过螺杆组件与圆转方段的安装边铰接，所述螺杆组件长度可调。侧壁位于收敛段和扩张段的两侧。
进一步地，收敛段包括上下对称设置的两组收敛段调节板安装边9、收敛段调节板12；收敛段调节板安装边9与圆转方段的安装边可拆卸固定连接；收敛段调节板安装边9与收敛段调节板12的一端可拆卸固定连接；收敛段调节板12的另一端与扩张段铰接；通过换装不同角度的收敛段调节板安装边9，实现收敛段的角度调节。
进一步地，扩张段包括上下对称设置的两组扩张段调节板8，扩张段调节板8的端部与收敛段调节板12铰接；扩张段调节板8的中部与螺杆组件铰接。
进一步地，螺杆组件包括螺杆I5、套筒6和螺杆II7；螺杆I5的一端与圆转方段的安装边铰接，另一端螺纹连接于套筒6；螺杆II7的一端与扩张段调节板8的中部铰接，另一端螺纹连接于套筒6；通过旋转套筒6，实现螺杆组件的长度调节。
进一步地，收敛段调节板安装边9通过螺栓I2和螺母I1配合可拆卸安装于圆转方段的安装边。
进一步地，收敛段调节板安装边9通过沉头螺钉10和螺母II11配合与收敛段调节板12可拆卸固定连接。
进一步地，收敛段调节板12与带孔支座14固定连接，扩张段调节板8与带轴支座13固定连接；带孔支座14与带轴支座13配合铰接。
另一方面，提供一种螺杆调节式二元矢量喷管结构调节方法，利用如上所述的喷管结构，所述调节方法包括：
通过换装不同角度的收敛段调节板安装边9，实现收敛段的角度调节；
通过旋转套筒6，实现螺杆组件的长度调节，进而调节扩张段调节板8角度位置的调节。
本发明的有益效果：通过采用该螺杆调节式二元矢量喷管结构，实现了一套结构进行多组工况试验，可以明显缩短加工周期，大幅降低加工经费，而且调节方式灵活，可以满足对更多工况的试验需要。
附图说明
图1为常规收敛段及扩张段角度固定的二元矢量喷管；
图2为本发明的螺杆调节式二元矢量喷管结构；
图3为不同角度收敛段调节板安装边；
图4为不同收敛角度及扩张角度二元矢量喷管结构；
附图标记说明：1-螺母I；2-螺栓I；3-圆转方段的安装边；4-拉杆支座；5-螺杆I；6-套筒；7-螺杆II；8-扩张段调节板；9-收敛段调节板安装边；10-沉头螺钉；11-螺母II；12-收敛段调节板；13-带轴支座；14-带孔支座。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：
实施例1
本实施例，图2为本发明的螺杆调节式二元矢量喷管结构，如图2所示，提供一种螺杆调节式二元矢量喷管结构，所述喷管结构包括圆转方段、侧壁、收敛段和扩张段；收敛段的一端与圆转方段可拆卸连接，另一端与扩张段铰接；扩张段通过螺杆组件与圆转方段的安装边铰接，所述螺杆组件长度可调。本实施例，侧壁(图中未示出)位于位于收敛段和扩张段的两侧，与收敛段和扩张段构成气流通道。
本实施例，收敛段包括上下对称设置的两组收敛段调节板安装边9、收敛段调节板12；收敛段调节板安装边9与圆转方段的安装边3可拆卸固定连接；收敛段调节板安装边9与收敛段调节板12的一端可拆卸固定连接；收敛段调节板12的另一端与扩张段铰接。图3为不同角度收敛段调节板安装边，如图3所示，通过换装不同角度的收敛段调节板安装边9，实现收敛段的角度调节；收敛段调节板安装边9的角度分别为β1、β2和β3。其中，圆转方段的安装边3为圆转方段后安装边。
本实施例，收敛段调节板安装边9通过螺栓I2和螺母I1配合可拆卸安装于圆转方段的安装边3；收敛段调节板安装边9通过沉头螺钉10和螺母II11配合与收敛段调节板12可拆卸固定连接。收敛段调节板12与带孔支座14固定连接，扩张段调节板8与带轴支座13固定连接；带孔支座14与带轴支座13配合铰接。扩张段包括上下对称设置的两组扩张段调节板8，扩张段调节板8的端部与收敛段调节板12铰接；扩张段调节板8的中部与螺杆组件铰接。
螺杆组件包括螺杆I5、套筒6和螺杆II7；螺杆I5的一端与圆转方段的安装边铰接，另一端螺纹连接于套筒6；螺杆II7的一端与扩张段调节板8的中部铰接，另一端螺纹连接于套筒6；通过旋转套筒6，实现螺杆组件的长度调节。本实施例，螺杆I5的一端与固定安装于圆转方段的安装边上的拉杆支座4铰接。拉杆支座4通过螺母I1和螺栓I 2配合固定连接于圆转方段的安装边。
图4为不同收敛角度及扩张角度二元矢量喷管结构，如图4所示，左图和右图分别为不同收敛角度及扩张角度二元矢量喷管。本实施例，通过换装不同角度的收敛段调节板安装边9，实现收敛段的角度调节；通过旋转套筒6，实现螺杆组件的长度调节，进而调节扩张段调节板8角度位置的调节。

Claims (7)

1.一种螺杆调节式二元矢量喷管结构，其特征在于，所述喷管结构包括圆转方段、侧壁、收敛段和扩张段；收敛段的一端与圆转方段可拆卸连接，另一端与扩张段铰接；扩张段通过螺杆组件与圆转方段的安装边铰接，所述螺杆组件长度可调；所述侧壁位于收敛段和扩张段的两侧，与收敛段和扩张段构成气流通道；
其中，收敛段包括上下对称设置的两组收敛段调节板安装边(9)、收敛段调节板(12)；收敛段调节板安装边(9)与圆转方段的安装边可拆卸固定连接；收敛段调节板安装边(9)与收敛段调节板(12)的一端可拆卸固定连接；收敛段调节板(12)的另一端与扩张段铰接；通过换装不同角度的收敛段调节板安装边(9)，实现收敛段的角度调节。
2.根据权利要求1所述的喷管结构，其特征在于，扩张段包括上下对称设置的两组扩张段调节板(8)，扩张段调节板(8)的端部与收敛段调节板(12)铰接；扩张段调节板(8)的中部与螺杆组件铰接。
3.根据权利要求2所述的喷管结构，其特征在于，螺杆组件包括螺杆I(5)、套筒(6)和螺杆II(7)；螺杆I(5)的一端与圆转方段的安装边铰接，另一端螺纹连接于套筒(6)；螺杆II(7)的一端与扩张段调节板(8)的中部铰接，另一端螺纹连接于套筒(6)；通过旋转套筒(6)，实现螺杆组件的长度调节。
4.根据权利要求2所述的喷管结构，其特征在于，收敛段调节板安装边(9)通过螺栓I(2)和螺母I(1)配合可拆卸安装于圆转方段的安装边。
5.根据权利要求2所述的喷管结构，其特征在于，收敛段调节板安装边(9)通过沉头螺钉(10)和螺母II(11)配合与收敛段调节板(12)可拆卸固定连接。
6.根据权利要求2所述的喷管结构，其特征在于，收敛段调节板(12)与带孔支座(14)固定连接，扩张段调节板(8)与带轴支座(13)固定连接；带孔支座(14)与带轴支座(13)配合铰接。
7.一种螺杆调节式二元矢量喷管结构调节方法，利用权利要求1至6任一项所述的喷管结构，其特征在于，所述调节方法包括：
通过换装不同角度的收敛段调节板安装边(9)，实现收敛段的角度调节；
通过旋转套筒(6)，实现螺杆组件的长度调节，进而调节扩张段调节板(8)角度位置的调节。
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