CN112761810B - 一种航空发动机喷管及其扩张片拉杆结构 - Google Patents

一种航空发动机喷管及其扩张片拉杆结构 Download PDF

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Abstract

本申请属于航空发动机喷管结构设计技术领域，具体涉及一种航空发动机喷管扩张片拉杆结构，包括：第一连杆，一端开设有连接孔；第二连杆，一端插入连接孔，能够相对于第一连杆沿轴向运动，与连接孔之间形成有环形卡槽；弹性环，卡在环形卡槽中，能够在第二连杆与第一连杆间产生摩擦力，以阻止第二连杆相对于第一连杆沿轴向的运动。此外，涉及一种航空发动机喷管结构，该航空发动机喷管结构中包括上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构。

Description

一种航空发动机喷管及其扩张片拉杆结构
技术领域
本申请属于航空发动机喷管结构设计技术领域，具体涉及一种航空发动机喷管及其扩张节片拉杆结构。
背景技术
喷管是航空发动机的重要部件，用以将涡轮后的高温、高压燃气膨胀加速后排出机体，从而产生发动机推力，其主要包括：喷管连接筒、多个收敛片、多个扩张片，其中，各个收敛的片的一端铰接在喷管连接筒的出口端，沿周向分布，相邻的收敛片之间密封接触，构成喷管收敛段，喷管收敛段的径向尺寸向远离喷管连接筒方向逐渐收缩，构成喷管喉道；每个扩张片的一端对应铰接在一个收敛片的另一端，相邻的扩张片之间密封接触，构成喷管扩张段，喷管扩张段的径向尺寸向远离喷管连接筒方向逐渐扩张，构成喷管出口。
航空发动机工作过程中，为了获得较优的推力性能，需要根据实际工况对喷管喉道面积、喷管出口面积进行调节，当前，设计有收敛片调节机构带动各个收敛片绕与喷管连接筒出口端的连接部位转动，实现对喷管喉道面积的调节，以及设计多个拉杆连接各个扩张片与固定端，各个扩张片在对应收敛片的带动下发生转动，从而改变喷管出口面积，由于各个拉杆的长度固定，在喷管喉道面积一定时，喷管出口面积也被确定，即喷管出口面积与喷管喉道面积存在一一对应关系，该种对应关系限制了发动机获得最优的推力性能，此外，在小落压比状态时，流经喷管的气流处于过度膨胀状态，使推力损失较大，气流也不稳定，易引起扩张片的振动。
鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本申请的目的是提供一种航空发动机喷管及其扩张节片拉杆结构，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
本申请的技术方案是：
一方面提供一种航空发动机喷管扩张片拉杆结构，包括：
第一连杆，一端开设有连接孔；
第二连杆，一端插入连接孔，能够相对于第一连杆沿轴向运动，与连接孔之间形成有环形卡槽；
弹性环，卡在环形卡槽中，能够在第二连杆与第一连杆间产生摩擦力，以阻止第二连杆相对于第一连杆沿轴向的运动。
根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，第一连杆背向第二连杆的一端设置有单耳片连接接头。
根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，第二连杆背向第一连杆的一端设置有单耳片连接接头。
根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，第二连杆插入连接孔的一端与连接孔间隙配合。
根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，第二连杆插入连接孔一端的外壁开设有环形卡槽。
根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，弹性环外圈与连接孔弹性接触。
根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，弹性环上具有缺口。
根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，弹性环及其对应的环形卡槽有多个。
另一方面提供一种航空发动机喷管结构，包括：
喷管连接筒；
多个收敛片，一端铰接在喷管连接筒的出口端，沿周向分布，相邻的收敛片之间密封接触，构成喷管收敛段；喷管收敛段的径向尺寸向远离喷管连接筒方向逐渐收缩，构成喷管喉道；
多个扩张片，每个扩张片的一端对应铰接在一个收敛片的另一端，相邻的扩张片之间密封接触，构成喷管扩张段；喷管扩张段的径向尺寸向远离喷管连接筒方向逐渐扩张，构成喷管出口；
支撑环，套设在喷管连接筒上；
多个任一上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构，其中，各个第一连杆的单耳片连接接头铰接在支撑环上；每个第二连杆上的单耳片连接接头对应铰接在一个扩张片的外壁上。
附图说明
图1是本申请实施例提供的航空发动机喷管扩张片拉杆结构的示意图；
图2是本申请实施例提供的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中第二连杆相对于第一连杆沿轴向的运动的示意图；
图3是本申请实施例提供的航空发动机喷管扩张片拉杆结构局部示意图；
图4是本申请实施例提供的航空发动机喷管结构的局部示意图；
其中：
1-第一连杆；2-第二连杆；3-弹性环；4-喷管连接筒；5-收敛片；6-扩张片；7-支撑环。
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示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，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
下面结合附图1至图4对本申请做进一步详细说明。
一方面提供一种航空发动机喷管扩张片拉杆结构，包括：
第一连杆1，一端开设有连接孔；
第二连杆2，一端插入连接孔，能够相对于第一连杆1沿轴向运动，与连接孔之间形成有环形卡槽；
弹性环3，卡在环形卡槽中，能够在第二连杆2与第一连杆1间产生摩擦力，以阻止第二连杆2相对于第一连杆1沿轴向的运动。
对于上述实施例公开的航空发动机喷管扩张片拉杆结构，领域内技术人员可以理解的是，其可用作航空发动机喷管扩张片的拉杆，在用作航空发动机喷管扩张片的拉杆时，可将多个航空发动机喷管扩张片拉杆结构中各个第一连杆1背向第二连杆2的一端铰接在固定端，各个第二连杆2背向第一连杆1的一端对应铰接在一个扩张片6的外壁，在发动机工作时，可根据实际工况通过收敛片调节机构带动各个收敛片5绕与喷管连接筒出口端的连接部位转动，实现对喷管喉道面积的调节，在此过程中，各个扩张片5在对应收敛片5的带动下发生转动，同时由于喷管内气流产生气动力的作用，各个扩张片5会带动与对应的第二连杆2相对对于第一连杆1沿轴向发生相对运动，直至弹性环3在第二连杆2与第一连杆1间产生摩擦力与气流的气动力达到平衡，以此实现对喷管出口面积的自适应调节，使流经喷管内气流充分膨胀，以此使航空发动机获得较优的推力性能，且可使流经喷管内气流稳定，避免扩张片6发生剧烈振动。
对于上述实施例公开的航空发动机喷管扩张片拉杆结构，领域内技术人员还可以理解的是，在第二连杆2相对于第一连杆1沿轴向运动时，弹性环3除了在第二连杆2与第一连杆1间产生摩擦力，阻止第二连杆2相对于第一连杆1沿轴向的运动外，弹性环3自身也会发生弹性形变，以此在用作航空发动机喷管扩张片的拉杆时，弹性环3可依靠其弹性变形对扩张片6的振动起到缓冲作用。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，为了避免第二连杆2过度的插入连接孔，可在第二连杆外壁设置止动凸出，或者对连接孔的有效深度进行设计。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，第一连杆1背向第二连杆2的一端设置有单耳片连接接头，在用作航空发动机喷管扩张片的拉杆时可连接至固定端。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，第二连杆2背向第一连杆1的一端设置有单耳片连接接头，在用作航空发动机喷管扩张片的拉杆时可连接至扩张片6的外壁。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，第二连杆2插入连接孔的一端与连接孔间隙配合，以使第二连杆2能够自由的相对于第一连杆1沿轴向运动。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，第二连杆2插入连接孔一端的外壁开设有环形卡槽。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，弹性环3外圈与连接孔弹性接触，以保证弹性环3能够有效在第一连杆1、第二连杆2间产生摩擦力。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，弹性环3上具有缺口。
对于上述实施例公开的航空发动机喷管扩张片拉杆结构，领域内技术人员可以理解的是，在弹性环3上设置缺口，可使弹性环3具有较大的弹性变形能力，一方面便于将弹性环3卡至环形卡槽中，另一方面可在弹性环3卡至环形卡槽后，能够使其外圈与连接孔有效保持弹性接触。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构中，弹性环3及其对应的环形卡槽有多个，具体数量可由相关技术人员在应用本申请时根据具体实际进行设计。
另一方面提供一种航空发动机喷管结构，包括：
喷管连接筒4；
多个收敛片5，一端铰接在喷管连接筒4的出口端，沿周向分布，相邻的收敛片5之间密封接触，构成喷管收敛段；喷管收敛段的径向尺寸向远离喷管连接筒4方向逐渐收缩，构成喷管喉道；
多个扩张片6，每个扩张片6的一端对应铰接在一个收敛片5的另一端，相邻的扩张片6之间密封接触，构成喷管扩张段；喷管扩张段的径向尺寸向远离喷管连接筒4方向逐渐扩张，构成喷管出口；
支撑环7，套设在喷管连接筒4上；
多个任一上述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构，其中，各个第一连杆1的单耳片连接接头铰接在支撑环7上；每个第二连杆2上的单耳片连接接头对应铰接在一个扩张片6的外壁上。
对于上述实施例公开的航空发动机喷管结构，领域内技术人员可以理解的是，其包括上述实施例公开的航空发动机喷管扩张片拉杆结构，具体相关之处可参见航空发动机喷管扩张片拉杆结构相关部分的说明即可，其技术效果也可参考航空发动机喷管扩张片拉杆结构相关部分的技术效果，在此不再赘述。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种航空发动机喷管扩张片拉杆结构，其特征在于，包括：
第一连杆(1)，一端开设有连接孔；
第二连杆(2)，一端插入所述连接孔，能够相对于所述第一连杆(1)沿轴向运动，与所述连接孔之间形成有环形卡槽；
弹性环(3)，卡在所述环形卡槽中，能够在所述第二连杆(2)与所述第一连杆(1)间产生摩擦力，以阻止所述第二连杆(2)相对于所述第一连杆(1)沿轴向的运动。
2.根据权利要求1所述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构，其特征在于，
所述第一连杆(1)背向所述第二连杆(2)的一端设置有单耳片连接接头。
3.根据权利要求1所述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构，其特征在于，
所述第二连杆(2)背向所述第一连杆(1)的一端设置有单耳片连接接头。
4.根据权利要求1所述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构，其特征在于，
所述第二连杆(2)插入所述连接孔的一端与所述连接孔间隙配合。
5.根据权利要求1所述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构，其特征在于，
所述第二连杆(2)插入所述连接孔一端的外壁开设有所述环形卡槽。
6.根据权利要求5所述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构，其特征在于，
所述弹性环(3)外圈与所述连接孔弹性接触。
7.根据权利要求1所述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构，其特征在于，
所述弹性环(3)上具有缺口。
8.根据权利要求1所述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构，其特征在于，
所述弹性环(3)及其对应的环形卡槽有多个。
9.一种航空发动机喷管结构，其特征在于，包括：
喷管连接筒(4)；
多个收敛片(5)，一端铰接在喷管连接筒(4)的出口端，沿周向分布，相邻的收敛片(5)之间密封接触，构成喷管收敛段；所述喷管收敛段的径向尺寸向远离所述喷管连接筒(4)方向逐渐收缩，构成喷管喉道；
多个扩张片(6)，每个所述扩张片(6)的一端对应铰接在一个所述收敛片(5)的另一端，相邻的扩张片(6)之间密封接触，构成喷管扩张段；所述喷管扩张段的径向尺寸向远离所述喷管连接筒(4)方向逐渐扩张，构成喷管出口；
支撑环(7)，套设在所述喷管连接筒(4)上；
多个如权利要求1-8所述的航空发动机喷管扩张片拉杆结构，其中，各个第一连杆(1)的单耳片连接接头铰接在所述支撑环(7)上；每个第二连杆(2)上的单耳片连接接头对应铰接在一个所述扩张片(6)的外壁上。
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