CN113700573B - 一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管 - Google Patents

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Abstract

一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管，包括管体，在管体的内部设置有至少一根拉杆，所述拉杆的上端与管体的上壁连接，下端与管体的下壁连接；所述管体为分体式结构，包括沿YZ平面对称设置的左管体和右管体，在所述左管体、右管体相对的边缘上分别设置有对开法兰加强边，所述左管体和右管体通过对开法兰加强边连接。本发明采用拉杆连接管体的上壁与下壁，以控制异型喷管应力和变形，避免了传统异形喷管采用加强环结构或是密布网格状加强筋结构带来的重量问题；管体采用为分体式结构分为左管体和右管体，降低加工难度，便于异形结构成型加工。

Description

一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管
技术领域
本发明涉及航空发动机喷管技术领域，尤其涉及一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管。
背景技术
推重比是航空发动机的一项重要指标，同样的推力，质量越轻，则发动机越好。异型喷管与常规圆形喷管相比较，异型喷管承压能力较低，同载荷条件下其应力和变形明显偏大，需设计合适的加强结构以控制最大应力和最大变形。
异型喷管常规加强结构是在喷管外侧布置大矩形加强环结构或是密布网格状加强筋结构，为使得最大应力和最大变形在合适范围常常需要付出极大的重量代价；另外，异型喷管结构为异形结构，采用整体式的管体结构加工制造较为麻烦。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管，旨在解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管，包括管体，在管体的内部设置有至少一根拉杆，所述拉杆的上端与管体的上壁连接，下端与管体的下壁连接。
优选地，所述管体为分体式结构，包括沿YZ平面对称设置的左管体和右管体，在所述左管体、右管体相对的边缘上分别设置有对开法兰加强边，所述左管体和右管体通过对开法兰加强边连接。
优选地，在管体的前端设置有前法兰加强边，在管体的后端设置有后法兰加强边；所述对开法兰加强边的一端与所述前法兰加强边连接，另一端与所述后法兰加强边连接；前法兰加强边、后法兰加强边分别用于与相邻的喷管进行相连，在前法兰加强边、后法兰加强边、以及对开法兰加强边上设置有连接孔。
优选地，所述左管体和右管体连接时，对开法兰加强边采用螺栓连接或铆钉连接。
优选地，所述左管体和右管体连接时，对开法兰加强边之间设置有密封条。
优选地，所述前法兰加强边、后法兰加强边与管体之间采用焊接方式连接；所述对开法兰加强边分别与左管体、右管体之间采用焊接方式连接。采用焊接方式连接，有益于保证喷管的气密性。
优选地，所述拉杆的数量为四根，所述拉杆设置在管体YZ对称平面两侧60mm与沿Z方向三等分截面交叉位置处，其中两根设置在左管体上，另外两根设置在右管体上。四根拉杆均布管体上，可以更好地保证整个管体受力均匀，避免管体发生变形。
优选地，在所述管体与所述拉杆连接的位置处设置有垫板，所述垫板焊接在所述管体的外表面上，所述拉杆的两端伸出垫板的外表面并与垫板焊接。通过设置垫板，用于增加拉杆与管体之间的受力面积，起到增强管体与拉杆连接处的强度，避免拉杆直接作用于管体壁面上发生变形。
优选地，所述拉杆的直径为φ4mm～φ16mm。
优选地，所述管体的形状为：沿Z轴正方向，截面形状从椭圆逐渐过渡为倒梯形。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明采用拉杆连接管体的上壁与下壁，以控制异型喷管应力和变形，避免了传统异形喷管采用加强环结构或是密布网格状加强筋结构带来的重量问题；本发明采用拉杆结构，用较小的重量代价、较小的气动损失，获得质量轻、符合强度要求航空发动机异型喷管结构。
(2)本发明中，前法兰加强边、后法兰加强边、对开法兰加强边既起到连接作用，同时在左管体、右管体装配后，前法兰加强边、后法兰加强边和对开法兰加强边形成框架结构，进一步有效地提高异型喷管刚性。
(3)管体为异形结构，采用为分体式结构分为左管体和右管体，降低加工难度，便于异形结构成型加工。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管的结构示意图；
图2为本发明一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管中左管体的结构示意图；
图3为本发明一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管中右管体的结构示意图；
附图标记说明：10-管体；101-左管体；102-右管体；20-对开法兰加强边；30-前法兰加强边；40-后法兰加强边；50-拉杆；60-垫板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
如图1至图3所示，一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管，包括管体10，该管体10的形状为：沿Z轴正方向，截面形状从椭圆逐渐过渡为倒梯形，在管体10的内部设置有四根拉杆50，所述拉杆50的上端与管体10的上壁连接，下端与管体10的下壁连接，所述拉杆50的直径为φ4mm～φ16mm。所述拉杆50的直径若小于φ4mm，不能满足强度要求，若直径大于φ16mm，则会减小喷管的通气面积，影响气流的流向。
在本实施例中，所述管体10为分体式结构，包括沿YZ平面对称设置的左管体101和右管体102，在所述左管体101、右管体102相对的边缘上分别设置有对开法兰加强边20，所述左管体101和右管体102通过对开法兰加强边20连接，对开法兰加强边20采用螺栓连接或铆钉连接，对开法兰加强边20之间设置有密封条。
在本实施例中，四根拉杆50分别设置在管体10中YZ对称平面两侧60mm与沿Z方向三等分截面交叉位置处，其中两根设置在左管体101上，另外两根设置在右管体102上。
在本实施例中，在管体10的前端设置有前法兰加强边30，在管体10的后端设置有后法兰加强边40；所述对开法兰加强边20的一端与所述前法兰加强边30连接，另一端与所述后法兰加强边40连接。所述前法兰加强边30、后法兰加强边40与管体10之间采用焊接方式连接；所述对开法兰加强边20分别与左管体101、右管体102之间采用焊接方式连接。
在本实施例中，在所述管体10与所述拉杆50连接的位置处设置有垫板60，所述垫板60焊接在所述管体10的外表面上。所述拉杆50的两端分别伸出垫板60的外表面并与垫板60进行焊接。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管，包括管体(10)，其特征在于：在管体(10)的内部设置有至少一根拉杆(50)，所述拉杆(50)的上端与管体(10)的上壁连接，下端与管体(10)的下壁连接；在所述管体(10)与所述拉杆(50)连接的位置处设置有垫板(60)，所述垫板(60)焊接在所述管体(10)的外表面上；
所述管体(10)为分体式结构，包括沿YZ平面对称设置的左管体(101)和右管体(102)，在所述左管体(101)、右管体(102)相对的边缘上分别设置有对开法兰加强边(20)，所述左管体(101)和右管体(102)通过对开法兰加强边(20)连接；
在管体(10)的前端设置有前法兰加强边(30)，在管体(10)的后端设置有后法兰加强边(40)；所述对开法兰加强边(20)的一端与所述前法兰加强边(30)连接，另一端与所述后法兰加强边(40)连接。
2.如权利要求1所述的一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管，其特征在于：所述左管体(101)和右管体(102)连接时，对开法兰加强边(20)采用螺栓连接或铆钉连接。
3.如权利要求1所述的一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管，其特征在于：所述左管体(101)和右管体(102)连接时，对开法兰加强边(20)之间设置有密封条。
4.如权利要求1所述的一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管，其特征在于：所述前法兰加强边(30)、后法兰加强边(40)与管体(10)之间采用焊接方式连接；所述对开法兰加强边(20)分别与左管体(101)、右管体(102)之间采用焊接方式连接。
5.如权利要求1所述的一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管，其特征在于：所述拉杆(50)的数量为四根，所述拉杆(50)设置在管体(10)YZ对称平面两侧60mm与沿Z方向三等分截面交叉位置处，其中两根设置在左管体(101)上，另外两根设置在右管体(102)上。
6.如权利要求1所述的一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管，其特征在于：所述拉杆(50)的直径为φ4mm～φ16mm。
7.如权利要求1所述的一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管，其特征在于：所述管体(10)的形状为：沿Z轴正方向，截面形状从椭圆逐渐过渡为倒梯形。
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