CN113530707A - 喷管隔热层结构及安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种喷管隔热层结构，包括围绕在喷管周围的隔热围层、分布于喷管外侧的多根扰流柱，所述扰流柱一端点焊在喷管上，所述隔热围层对应扰流柱设有开孔，开孔与扰流柱配合，隔热围层由外而内依次包括外金属蒙皮、纤维隔热板、内金属蒙皮，内金属蒙皮与喷管外壁之间有间隙，该间隙在各扰流柱之间形成多个冷却通道。本发明结构简单、冷却效率高、成本低，适于推广使用；通过冷却通道，引用发动机机舱内的空气对喷管外壁进行冷却，通过扰流柱的作用使空气形成湍流，提高冷却效果，在满足喷管隔热需求的基础上，实现了同步对喷管外壁进行降温，满足了飞机的隔热需求，且保护了喷管。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机喷管热防护技术领域，具体涉及一种喷管隔热层结构及其安装方法。
背景技术
为降低飞机总重量，航空发动机外廓结构多采用铝合金材料，该类材料具有质量轻、刚性好的特性，但耐温性较差，一般使用温度在200℃以下。喷管属于航空发动机的热端部件，其外壁最大温度超过400℃，铝合金材料无法承受这样高的热载荷，必须采取隔热措施，防止高温条件下铝合金结构的强度和刚性损失，影响飞机的工作可靠性。同时，排气装置作为飞行器后向重要的红外辐射源，喷管壁温过高，会使得机身后体红外辐射强度增大，为降低排气装置高温部件的红外辐射强度，也必须对喷管采取隔热措施来降低红外辐射强度。
目前，现有的喷管隔热措施采用低热导轻质的隔热材料包裹，虽能达到降低喷管壁温效果，但却将高温憋在喷管外表面，使得喷管因热累积导致的明显温度升高，影响喷管使用长期的可靠性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种喷管隔热层结构及安装方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的喷管隔热层结构，包括围绕在喷管周围的隔热围层、分布于喷管外侧的多根扰流柱，所述扰流柱一端点焊在喷管上，所述隔热围层对应扰流柱设有开孔，开孔与扰流柱配合，隔热围层由外而内依次包括外金属蒙皮、纤维隔热板、内金属蒙皮，内金属蒙皮与喷管外壁之间有间隙，该间隙在各扰流柱之间形成多个冷却通道。
所述外金属蒙皮、内金属蒙皮、扰流柱材料均为0Cr18Ni9。
所述扰流柱在喷管上穿插混合排列。
所述扰流柱靠近喷管的一端设有台阶面结构。
所述隔热围层为两瓣结构，两瓣之间设有搭接边，搭接边两边设有铆钉固定，隔热围层两端设有锁紧卡箍。
所述搭接边在喷管顺航向的上方和下方。
所述铆钉上设有锁紧丝锁紧。
所述搭接边的缝隙处设有防漏气隔板。
所述锁紧卡箍上分布有多个几字形弓架，几字形弓架的两端均固定于隔热围层上。
所述隔热围层的边缘为金属包边结构。
本发明还提供了上述喷管隔热层结构的安装方法，包括如下步骤：
步骤一、在喷管上点焊扰流柱，扰流柱穿插混合排列，然后根据扰流柱的分布位置在隔热围层上开孔；
步骤二、将两瓣结构的隔热围层套接在喷管外壁，扰流柱插入开孔，隔热围层内侧的金属内蒙皮与扰流柱、喷管之间形成多个冷却通道；
步骤三、两瓣隔热围层之间采用搭接，搭接边两边采用铆钉固定，铆钉上采用锁紧丝锁紧，然后在隔热围层两端采用锁紧卡箍固定。
本发明的有益效果在于：
本发明结构简单、冷却效率高、成本低，适于推广使用。通过在隔热围层与喷管之间设置冷却通道，引用发动机机舱内的空气对喷管外壁进行冷却，通过扰流柱的作用使空气形成湍流，提高冷却效果，在满足喷管隔热需求的基础上，实现了同步对喷管外壁进行降温，满足了飞机的隔热需求，且保护了喷管。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是扰流柱的结构示意图。
图3是本发明的安装结构示意图。
图中：1-搭接边；2-铆钉；3-锁紧卡箍；4-隔热围层；5-喷管；6-外金属蒙皮；7-纤维隔热板；8-扰流柱；9-内金属蒙皮；10-冷却通道；11-台阶面。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1～3所示为本发明的结构示意图：
本发明提供了一种喷管5隔热层结构，包括围绕在喷管5周围的隔热围层4、分布于喷管5外侧的多根扰流柱8，所述扰流柱8一端点焊在喷管5上，所述隔热围层4对应扰流柱8设有开孔，开孔与扰流柱8配合，隔热围层4由外而内依次包括外金属蒙皮6、纤维隔热板7、内金属蒙皮9，内金属蒙皮9与喷管5外壁之间有间隙，该间隙在各扰流柱8之间形成多个冷却通道10。
本发明结构简单、冷却效率高、成本低，适于推广使用。通过在隔热围层4与喷管5之间设置冷却通道10，引用发动机机舱内的空气对喷管5外壁进行冷却，通过扰流柱8的作用使空气形成湍流，提高冷却效果，在满足喷管5隔热需求的基础上，实现了同步对喷管5外壁进行降温，满足了飞机的隔热需求，且保护了喷管5。另外，冷却通道10中的空气使传热阻力大大增高，同时流动的空气将热量带走，显著提高了隔热效果。
所述外金属蒙皮6、内金属蒙皮9、扰流柱8材料均为0Cr18Ni9。材料一致，耐腐蚀效果好，防止高温环境中的电化学腐蚀。
所述扰流柱8在喷管5上穿插混合排列。增加气流扰动，使空气带走更多的热量。
所述扰流柱8靠近喷管5的一端设有台阶面结构。通过台阶面结构对隔热围层4支撑，使扰流柱8不会穿透隔热围层4，保证了冷却通道10不被堵死，同时台阶面将热量传导出，增大了空气接触面，提高了冷却效果；通过改变台阶面的厚度可控制冷却通道10的高度，制造方便。
所述隔热围层4为两瓣结构，两瓣之间设有搭接边1，搭接边1两边设有铆钉2固定，隔热围层4两端设有锁紧卡箍3。通过两瓣连接，便于隔热围层4与扰流柱8之间的配合，而无需开设大开孔导致强度变差；通过锁紧卡箍3、铆钉2保证了隔热围层4的稳定性。
所述搭接边1在喷管5顺航向的上方和下方。
所述铆钉2上设有锁紧丝锁紧。保证了隔热围层4的稳定性。
所述搭接边1的缝隙处设有防漏气隔板。防止热空气流出导致发动机外轮廓温度升高。
所述锁紧卡箍3上分布有多个几字形弓架，几字形弓架的两端均固定于隔热围层4上。防止锁紧卡箍3移动，提高稳定性。
所述隔热围层4的边缘为金属包边结构。提高强度，散热效果好。
本发明还提供了上述喷管5隔热层结构的安装方法，包括如下步骤：
步骤一、在喷管5上点焊扰流柱8，扰流柱8穿插混合排列，然后根据扰流柱8的分布位置在隔热围层4上开孔；
步骤二、将两瓣结构的隔热围层4套接在喷管5外壁，扰流柱8插入开孔，隔热围层4内侧的金属内蒙皮与扰流柱8、喷管5之间形成多个冷却通道10；
步骤三、两瓣隔热围层4之间采用搭接，搭接边1两边采用铆钉2固定，铆钉2上采用锁紧丝锁紧，然后在隔热围层4两端采用锁紧卡箍3固定。
Claims (10)
1.一种喷管隔热层结构，其特征在于：包括围绕在喷管(5)周围的隔热围层(4)、分布于喷管(5)外侧的多根扰流柱(8)，所述扰流柱(8)一端点焊在喷管(5)上，所述隔热围层(4)对应扰流柱(8)设有开孔，开孔与扰流柱(8)配合，隔热围层(4)由外而内依次包括外金属蒙皮(6)、纤维隔热板(7)、内金属蒙皮(9)，内金属蒙皮(9)与喷管(5)外壁之间有间隙，该间隙在各扰流柱(8)之间形成多个冷却通道(10)。
2.如权利要求1所述的喷管隔热层结构，其特征在于：所述外金属蒙皮(6)、内金属蒙皮(9)、扰流柱(8)材料均为0Cr18Ni9。
3.如权利要求1所述的喷管隔热层结构，其特征在于：所述扰流柱(8)在喷管(5)上穿插混合排列。
4.如权利要求1所述的喷管隔热层结构，其特征在于：所述扰流柱(8)靠近喷管(5)的一端设有台阶面结构。
5.如权利要求1所述的喷管隔热层结构，其特征在于：所述隔热围层(4)为两瓣结构，两瓣之间设有搭接边(1)，搭接边(1)两边设有铆钉(2)固定，隔热围层(4)两端设有锁紧卡箍(3)。
6.如权利要求5所述的喷管隔热层结构，其特征在于：所述搭接边(1)在喷管(5)顺航向的上方和下方。
7.如权利要求5所述的喷管隔热层结构，其特征在于：所述铆钉(2)上设有锁紧丝锁紧。
8.如权利要求5所述的喷管隔热层结构，其特征在于：所述搭接边(1)的缝隙处设有防漏气隔板。
9.如权利要求5所述的喷管隔热层结构，其特征在于：所述锁紧卡箍(3)上分布有多个几字形弓架，几字形弓架的两端均固定于隔热围层(4)上。
10.如权利要求1～9任一项所述的喷管隔热层结构的安装方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一、在喷管(5)上点焊扰流柱(8)，扰流柱(8)穿插混合排列，然后根据扰流柱(8)的分布位置在隔热围层(4)上开孔；
步骤二、将两瓣结构的隔热围层(4)套接在喷管(5)外壁，扰流柱(8)插入开孔，隔热围层(4)内侧的金属内蒙皮与扰流柱(8)、喷管(5)之间形成多个冷却通道(10)；
步骤三、两瓣隔热围层(4)之间采用搭接，搭接边(1)两边采用铆钉(2)固定，铆钉(2)上采用锁紧丝锁紧，然后在隔热围层(4)两端采用锁紧卡箍(3)固定。
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