CN112761812A - 一种航空发动机喷管结构 - Google Patents

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王殿磊
丛明辉
任利锋
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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；多个第一连杆，每个第一连杆的一端对应铰接至一个扩张片外壁；多个第二连杆，每个第二连杆一端铰接在支撑环上，另一端对应与一个第一连杆的另一端螺纹配合连接。

Description

一种航空发动机喷管结构
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。
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；
多个第一连杆，每个第一连杆的一端对应铰接至一个扩张片外壁；
多个第二连杆，每个第二连杆一端铰接在支撑环上，另一端对应与一个第一连杆的另一端螺纹配合连接。
根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机喷管结构中，还包括：每个第一连杆朝向对应扩张片的一端通过单双耳结构配合铰接在对应扩张片的外壁；
每个第二连杆朝向支撑环的一端通过单双耳结构配合铰接支撑环上。
根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机喷管结构中，还包括：每个第一连杆朝向对应第二连杆的一端具有连接孔；
每个第二连杆朝向对应第一连杆的一端螺接在对应的连接孔中。
根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机喷管结构中，还包括：多个锁紧螺母，每个锁紧螺母对应螺接在一个第二连杆上；
航空发动机喷管结构具有：
锁紧状态，每个锁紧螺母与对应的第二连杆抵接；
解锁状态，每个锁紧螺母与对应的第二连杆分离。
根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机喷管结构中，还包括：多个锁丝，在航空发动机喷管结构处于锁紧状态时，每个锁丝对应锁定一个锁紧螺母及其与该锁紧螺母对应的第二连杆。
附图说明
图1是本申请实施例提供的航空发动机喷管结构的示意图；
图2是本申请实施例提供的航空发动机喷管结构部分结构示意图；
图3是本申请实施例提供的航空发动机喷管结构局部剖视图示意图；
其中：
1-喷管连接筒；2-收敛片；3-扩张片；4-支撑环；5-第一连杆；6-第二连杆；7-锁紧螺母；8-锁丝。
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3对本申请做进一步详细说明。
一种航空发动机喷管结构，包括：
喷管连接筒1；
多个收敛片2，一端铰接在喷管连接筒1的出口端，沿周向分布，相邻的收敛片2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1方向逐渐收缩，构成喷管喉道；
多个扩张片3，每个扩张片3的一端对应铰接在一个收敛片2的另一端，相邻的扩张片3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1方向逐渐扩张，构成喷管出口；
支撑环4，套设在喷管连接筒1上，作为固定端，可以通过相应的结构支撑至喷管连接筒1上，或附着在其它结构上；
多个第一连杆5，每个第一连杆5的一端对应铰接至一个扩张片3外壁；
多个第二连杆6，每个第二连杆6一端铰接在支撑环4上，另一端对应与一个第一连杆5的另一端螺纹配合连接。
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，其中第一连杆5与对应的第二连杆6通过螺纹配合连接，作为连接扩张片3、支撑环4的拉杆，可通过拧动调节沿轴向的有效长度，该长度可根据发动机工作的具体工况预先进行调节，其后与支撑环4、收敛片2进行组装，以使对喷管出口面积调节能够符合具体工况的要求。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机喷管结构中，还包括：每个第一连杆5朝向对应扩张片3的一端通过单双耳结构配合铰接在对应扩张片3的外壁；
每个第二连杆6朝向支撑环4的一端通过单双耳结构配合铰接支撑环4上。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机喷管结构中，还包括：每个第一连杆5朝向对应第二连杆6的一端具有连接孔；
每个第二连杆6朝向对应第一连杆5的一端螺接在对应的连接孔中。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机喷管结构中，还包括：多个锁紧螺母7，每个锁紧螺母7对应螺接在一个第二连杆6上；
航空发动机喷管结构具有：
锁紧状态，每个锁紧螺母7与对应的第二连杆6抵接，以能够将第一连杆5、第二连杆6沿轴向的有效长度锁定；
解锁状态，每个锁紧螺母7与对应的第二连杆6分离。此时可以通过拧动调节第一连杆5、第二连杆6沿轴向的有效长度。
在一些可选的实施例中，上述的航空发动机喷管结构中，还包括：多个锁丝8，在航空发动机喷管结构处于锁紧状态时，每个锁丝8对应锁定一个锁紧螺母7及其与该锁紧螺母7对应的第二连杆6。
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 (5)

1.一种航空发动机喷管结构，其特征在于，包括：
喷管连接筒(1)；
多个收敛片(2)，一端铰接在喷管连接筒(1)的出口端，沿周向分布，相邻的收敛片(2)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(1)方向逐渐收缩，构成喷管喉道；
多个扩张片(3)，每个所述扩张片(3)的一端对应铰接在一个所述收敛片(2)的另一端，相邻的扩张片(3)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(1)方向逐渐扩张，构成喷管出口；
支撑环(4)，套设在所述喷管连接筒(1)上；
多个第一连杆(5)，每个所述第一连杆(5)的一端对应铰接至一个所述扩张片(3)的外壁；
多个第二连杆(6)，每个所述第二连杆(6)一端铰接在所述支撑环(4)上，另一端对应与一个所述第一连杆(5)的另一端螺纹配合连接。
2.根据权利要求1所述的航空发动机喷管结构，其特征在于，
每个所述第一连杆(5)朝向对应扩张片(3)的一端通过单双耳结构配合铰接在对应扩张片(3)的外壁；
每个所述第二连杆(6)朝向所述支撑环(4)的一端通过单双耳结构配合铰接所述支撑环(4)上。
3.根据权利要求1所述的航空发动机喷管结构，其特征在于，
每个所述第一连杆(5)朝向对应第二连杆(6)的一端具有连接孔；
每个所述第二连杆(6)朝向对应第一连杆(5)的一端螺接在对应的连接孔中。
4.根据权利要求3所述的航空发动机喷管结构，其特征在于，
多个锁紧螺母(7)，每个所述锁紧螺母(7)对应螺接在一个所述第二连杆(6)上；
所述航空发动机喷管结构具有：
锁紧状态，每个所述锁紧螺母(7)与对应的第二连杆(6)抵接；
解锁状态，每个所述锁紧螺母(7)与对应的第二连杆(6)分离。
5.根据权利要求4所述的航空发动机喷管结构，其特征在于，
还包括：
多个锁丝(8)，在所述航空发动机喷管结构处于所述锁紧状态时，每个所述锁丝(8)对应锁定一个所述锁紧螺母(7)及其与该锁紧螺母(7)对应的第二连杆(6)。
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