CN113882951B - 一种主动冷却进气道安装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种主动冷却进气道安装结构，其包括：机身，其包括机身本体和机身后部；进气道，其位于所述机身本体的一侧，所述进气道的后端与所述机身后部固定，所述进气道的侧边具有侧边法兰，所述侧边法兰上设有凸台，且所述凸台沿所述进气道的长度方向延伸，所述机身本体与所述侧边法兰接触处设有第一凹槽，所述凸台可插入所述第一凹槽内，且所述侧边法兰与所述机身本体贴合，所述第一凹槽的宽度大于所述凸台的宽度，因此，当进气道在高温下时，进气道受热可以沿第一凹槽的长度方向和宽度方向变形移动，进气道安装于机身时可以适应热变形匹配，凸台与第一凹槽紧密贴合后可以形成迷宫密封结构，保证进气道安装于机身的热密封可靠性。

Description

一种主动冷却进气道安装结构
技术领域
本发明涉及飞行器进气道领域，特别涉及一种主动冷却进气道安装结构。
背景技术
吸气式飞行器飞行速度快、突防能力强、射程远，是未来航天领域的研究发展方向。冲压发动机是飞行器的核心部件，主要由进气道、隔离段、燃烧室和尾喷管构成。进气道作为冲压发动机的核心部件之一，其主要作用是对自由来流进行减速增压，提供稳定的气流供给燃烧室燃烧，进气道总体性能的优劣直接影响着发动机的性能。
相关技术中，飞行器高速飞行时，进气道承受着严酷的热环境，尤其是进气道前缘等部位，热流极大、温度极高，采用冷却介质主动冷却的方案是进气道热管理的有效途径，可以将该部位的温度控制在普通金属的使用温度范围内，目前新型的飞行器进气道与机身常采用一体化的设计结构，进气道的蒙皮作为机身一部分，仍旧承受严酷的热环境。相比传统的纯粹靠结构耐温的进气道，主动冷却式进气道热情况大大改善。
但是进气道与机身的一体化安装仍旧是设计的一大难点，安装设计需要考虑进气道与机身的热变形匹配和热密封的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种主动冷却进气道安装结构，以解决相关技术中进气道安装于机身时热变形匹配和热密封的问题。
第一方面，提供了一种主动冷却进气道安装结构，其包括：机身，其包括机身本体和机身后部；进气道，其位于所述机身本体的一侧，所述进气道的后端与所述机身后部固定，所述进气道的侧边具有侧边法兰，所述侧边法兰上设有凸台，且所述凸台沿所述进气道的长度方向延伸，所述机身本体与所述侧边法兰接触处设有第一凹槽，所述凸台可插入所述第一凹槽内，且所述侧边法兰与所述机身本体贴合，所述第一凹槽的宽度大于所述凸台的宽度。
一些实施例中，所述机身本体包括：机身壳体，其外壁设有第一防隔热层，所述第一防隔热层设有所述第一凹槽。
一些实施例中，所述进气道的后端具有后端法兰，所述后端法兰通过固定件与所述机身后部的后部框固定，所述后部框靠近所述进气道的一侧设有后隔热板。
一些实施例中，所述后端法兰的下方设有后端蒙皮，所述机身后部外固设有第二防隔热层，所述后端蒙皮与所述第二防隔热层贴合。
一些实施例中，所述第二防隔热层与所述后端蒙皮接触处设有第二凹槽，所述第二凹槽的底面与所述后端蒙皮贴合，且所述第二凹槽的一侧与所述后端蒙皮之间具有空隙可供所述后端蒙皮热变形移动，所述后端蒙皮靠近所述后端法兰的一侧设有凸起。
一些实施例中，所述进气道的前端具有前端法兰，所述前端法兰上设有调节孔，通过竖直固定件穿过所述调节孔将所述前端法兰和所述机身本体的前安装框连接，所述调节孔的内轮廓尺寸大于所述竖直固定件的横截面的尺寸。
一些实施例中，所述调节孔沿所述进气道长度方向的尺寸大于垂直于所述进气道长度方向的尺寸。
一些实施例中，所述前端法兰与所述前安装框连接处设有整流板，所述整流板为L型板，所述整流板包括水平板和竖直板，所述水平板与所述进气道贴合，所述竖直板插入所述前安装框，且与所述前安装框贴合，所述调节孔位于所述整流板内侧。
一些实施例中，所述竖直板靠近所述前安装框的一侧设有第一前隔热板，所述竖直板远离所述前安装框的一侧设有第二前隔热板。
一些实施例中，所述进气道与所述水平板接触处设有第三凹槽，所述第三凹槽的底面与所述水平板贴合，且所述第三凹槽的一侧与所述水平板之间具有空隙可供所述整流板热变形移动。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
本发明实施例提供了一种主动冷却进气道安装结构，由于机身包括机身本体和机身后部，进气道位于机身本体的一侧，进气道的后端与机身后部固定，进气道的侧边具有侧边法兰，侧边法兰上设有凸台，并且凸台沿进气道的长度方向延伸，机身本体与侧边法兰接触处设有第一凹槽，凸台可以滑动的插入第一凹槽内，并且侧边法兰的表面可以与机身本体的表面贴合，第一凹槽的宽度大于凸台的宽度，沿第一凹槽的宽度方向，第一凹槽与凸台之间留有空隙，该空隙可以供进气道热变形移动，凸台插入第一凹槽内形成凹凸的迷宫密封结构，可以保证进气道安装于机身的热密封性，因此，当进气道在高温下时，进气道受热可以沿第一凹槽的长度方向和宽度方向变形移动，进气道安装于机身时可以适应热变形匹配，凸台与第一凹槽紧密贴合后可以形成迷宫密封结构，保证进气道安装于机身的热密封可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种主动冷却进气道安装结构的飞行器结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种主动冷却进气道安装结构的进气道的结构示意图；
图3为图1中A-A的剖视图；
图4为图3中B-B的剖视图；
图5为图3中C处的放大图；
图6为图4中D处的放大图；
图7为图4中E处的放大图。
图中：
1、机身；101、机身本体；1011、机身壳体；1012、第一防隔热层；102、机身后部；1021、第二防隔热层；103、第一凹槽；104、后部框；105、第二凹槽；106、前安装框；2、进气道；21、侧边法兰；22、凸台；23、后端法兰；24、后端蒙皮；241、凸起；25、前端法兰；26、调节孔；27、第三凹槽；3、固定件；4、后隔热板；5、竖直固定件；6、整流板；61、水平板；62、竖直板；7、第一前隔热板；8、第二前隔热板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动的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。
本发明实施例提供了一种主动冷却进气道安装结构，其能解决相关技术中进气道安装于机身时热变形匹配和热密封的问题。
参见图1、图2和图5所示，为本发明实施例提供的一种主动冷却进气道安装结构，其可以包括：机身1，机身1可以包括机身本体101和机身后部102，并且机身后部102向下突出；进气道2，进气道2可以位于机身本体101的一侧，本实施例中，进气道2位于机身本体101的下方，其他实施例中，进气道2可以位于机身本体101的其他位置，进气道2的后端可以与机身后部102突出的那一部分固定，进气道2的侧边可以具有侧边法兰21，本实施例中，进气道2具有两个侧边，每个侧边具有一个侧边法兰21，侧边法兰21上可以设有凸台22，凸台22可以沿进气道2的长度方向延伸，机身本体101与侧边法兰21接触处可以设有第一凹槽103，凸台22可以插入第一凹槽103内，凸台22可以沿第一凹槽103的长度方向移动，并且侧边法兰21的表面可以与机身本体101的表面贴合，第一凹槽103的宽度可以大于凸台22的宽度，沿第一凹槽103的宽度方向，第一凹槽103与凸台22之间留有空隙，该空隙可以供进气道2热变形移动，因此，当进气道2在高温下时，进气道2受热可以沿第一凹槽103的长度方向和宽度方向变形移动，进气道2安装于机身1时可以适应热变形匹配，在一些实施例中，侧边法兰21上可以设有多个凸台22，机身本体101与侧边法兰21接触处可以设有与多个凸台22一一对应的多个第一凹槽103，每个凸台22插入对应的一个第一凹槽103内，多个凸台22与多个第一凹槽103紧密贴合后可以形成迷宫密封结构，提高进气道2安装于机身1的热密封可靠性。
参见图1和图3所示，在一些实施例中，机身本体101可以包括机身壳体1011，机身壳体1011的外壁可以包裹一层第一防隔热层1012，第一防隔热层1012可以隔绝热量的传动，第一防隔热层1012上可以设有第一凹槽103，设置第一防隔热层1012可以阻挡进气道2的热量传递到机身本体101内的机身壳体1011上，进一步提高热密封可靠性。
参见图2、图4和图7所示，在一些实施例中，进气道2的后端可以具有后端法兰23，后端法兰23的中间可以设有通孔，该通孔供进气道2的进气型腔与机身后部102的内型腔连通，后端法兰23上在通孔的四周可以设有多个后端安装孔，本实施例中，后端法兰23上设有四个后端安装孔，其他实施例中，后端法兰23上可以设有其他数量的后端安装孔，可以通过固定件3穿过后端安装孔将后端法兰23与机身后部102的后部框104固定，本实施例中，固定件3是螺钉，其他实施例中，固定件3可以是螺栓等其他结构，后部框104靠近进气道2的一侧可以设有后隔热板4，后隔热板4可以隔绝进气道2的热量传递到机身后部102，进气道2的后端固定于机身后部102，可以增加进气道2安装结构的稳定性，机身后部102与进气道2的后端连接处设有后隔热板4，可以增加机身后部102与进气道2之间的隔热性。
参见图7所示，在一些实施例中，后端法兰23的下方可以设有后端蒙皮24，机身后部102的外壁可以包裹一层第二防隔热层1021，第二防隔热层1021可以隔绝热量的传递，后端蒙皮24可以与第二防隔热层1021贴合，后端蒙皮24与第二防隔热层1021贴合后可以形成流线型的外表面，并保证气动外形，提升热密封可靠性。
参见图7所示，在一些实施例中，第二防隔热层1021可以在与后端蒙皮24接触的地方设有第二凹槽105，第二凹槽105的底面可以与后端蒙皮24贴合，并且第二凹槽105的一侧可以与后端蒙皮24之间具有空隙，该空隙可以供后端蒙皮24热变形移动，本实施例中，第二凹槽105位于进气道2长度方向上的侧壁与后端蒙皮24之间具有间隙，该间隙可以供后端蒙皮24沿进气道2的长度方向受热变形移动，其他实施例中，第二凹槽105可以是位于进气道2宽度方向上的侧壁与后端蒙皮24之间具有间隙，该间隙可以供后端蒙皮24沿进气道2的宽度方向受热变形移动，因此，进气道2安装于机身1上时，留有空间供后端蒙皮24受热变形移动，可以进一步提高进气道2安装于机身1的热变形匹配性，后端蒙皮24靠近后端法兰23的一侧可以设有凸起241，当后端蒙皮24受热变形向靠近第二防隔热层1021移动时，凸起241可以与第二防隔热层1021贴合，可以进一步增加后端蒙皮24与第二防隔热层1021之间的热气密性。
参见图2和图6所示，在一些实施例中，进气道2的前端可以具有前端法兰25，前端法兰25上可以设有多个调节孔26，本实施例中，前端法兰25上设有三个调节孔26，其他实施例中，前端法兰25上可以设有其他数量的调节孔26，可以通过竖直固定件5穿过调节孔26将前端法兰25和机身本体101的前安装框106连接，本实施例中，竖直固定件5是螺钉，其他实施例中，竖直固定件5可以是螺栓等其他结构，调节孔26的内轮廓尺寸可以大于竖直固定件5的横截面的尺寸，调节孔26与竖直固定件5之间留有空隙，该空隙可以供进气道2热变形移动，即进气道2在高温下可以沿进气道2的长度方向或者宽度方向热变形移动，可以进一步增加进气道2安装于机身1时的热变形匹配性。
参见图2和图6所示，在一些实施例中，调节孔26沿进气道2长度方向的尺寸可以大于调节孔26沿进气道2宽度方向的尺寸，本实施例中，调节孔26的形状可以是腰型孔，并且腰型孔中长度较长的边沿进气道2的长度方向布置，进气道2可以往进气道2的长度和宽度方向热变形移动，腰型孔中沿进气道2长度方向预留的变形间隙大于沿气道宽度方向预留的变形间隙，这样的结构可以在满足进气道2沿长度和宽度方向热变形量的同时，还可以保证进气道2安装结构的稳定性，其他实施例中，可以根据进气道2在高温下沿进气道2长度方向和宽度方向的变形量，来设计调节孔26的具体尺寸大小，可以在满足进气道2与机身1的热匹配安装的同时，还可以增加进气道2与机身1安装结构的热密封性和使进气道2安装得更稳定。
参见图6所示，在一些实施例中，前端法兰25与前安装框106连接处可以设有整流板6，整流板6可以是L型板，整流板6可以包括水平板61和竖直板62，水平板61可以与进气道2贴合，竖直板62可以插入到前安装框106内，并且竖直板62可以与前安装框106贴合，调节孔26可以位于整流板6的内侧，整流板6可以保证机身本体101与进气道2安装结构处的气动外形光滑，避免逆气流台阶对进气道2前端法兰25的不利影响，保证了该部位的热密封可靠性。
参见图6所示，在一些实施例中，竖直板62靠近前安装框106的一侧可以设有第一前隔热板7，竖直板62远离前安装框106的一侧可以设有第二前隔热板8，第一前隔热板7和第二前隔热板8将整流板6与机身1隔离开，可以避免整流板6上的热量传递到机身1上，可以进一步增加进气道2与机身1安装结构的热密封性。
参见图6所示，在一些实施例中，进气道2在与水平板61接触的地方可以设有第三凹槽27，第三凹槽27的底面可以与水平板61贴合，并且第三凹槽27的一侧可以与水平板61之间具有空隙，该空隙可以供水平板61热变形移动，本实施例中，第三凹槽27位于进气道2长度方向上的侧壁与水平板61之间具有间隙，该间隙可以供水平板61沿进气道2的长度方向受热变形移动，其他实施例中，可以是第三凹槽27位于进气道2宽度方向上的侧壁与水平板61之间具有间隙，该间隙可以供水平板61沿进气道2的宽度方向受热变形移动，因此，进气道2安装于机身1上时，留有间隙供水平板61受热变形移动，可以进一步提高进气道2安装于机身1的热变形匹配性。
本发明实施例提供的一种主动冷却进气道安装结构的原理为：
由于机身1包括机身本体101和机身后部102，进气道2位于机身本体101的下方，进气道2的后端可以与机身后部102固定，进气道2的侧边具有侧边法兰21，侧边法兰21上可以设有一个或者多个凸台22，并且凸台22可以沿进气道2的长度方向延伸，机身本体101上与侧边法兰21接触的地方可以设有第一凹槽103，第一凹槽103的数量可以与凸台22的数量相同，并且每一个凸台22对应一个第一凹槽103，凸台22可以插入对应的第一凹槽103内，凸台22可以在第一凹槽103内移动，并且当凸台22插入第一凹槽103内时侧边法兰21的表面与机身本体101的表面贴合，第一凹槽103的宽度可以大于凸台22的宽度，即沿第一凹槽103的宽度方向，第一凹槽103与凸台22之间可以留有空隙，该空隙可以供进气道2热变形移动，因此，当进气道2在高温下时，进气道2受热可以沿第一凹槽103的长度方向和宽度方向热变形移动，进气道2安装于机身1时可以适应热变形匹配，同时每个凸台22插入对应的一个第一凹槽103内，多个凸台22与多个第一凹槽103紧密贴合后可以形成迷宫密封结构，提高进气道2安装于机身1的热密封可靠性。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种主动冷却进气道安装结构，其特征在于，其包括：
机身(1)，其包括机身本体(101)和机身后部(102)；
进气道(2)，其位于所述机身本体(101)的一侧，所述进气道(2)的后端与所述机身后部(102)固定，所述进气道(2)的侧边具有侧边法兰(21)，所述侧边法兰(21)上设有凸台(22)，且所述凸台(22)沿所述进气道(2)的长度方向延伸，所述机身本体(101)与所述侧边法兰(21)接触处设有第一凹槽(103)，所述凸台(22)可插入所述第一凹槽(103)内，且所述侧边法兰(21)与所述机身本体(101)贴合，所述第一凹槽(103)的宽度大于所述凸台(22)的宽度；
所述进气道(2)的前端具有前端法兰(25)，所述前端法兰(25)上设有调节孔(26)，通过竖直固定件(5)穿过所述调节孔(26)将所述前端法兰(25)和所述机身本体(101)的前安装框(106)连接，所述调节孔(26)的内轮廓尺寸大于所述竖直固定件(5)的横截面的尺寸。
2.如权利要求1所述的主动冷却进气道安装结构，其特征在于，所述机身本体(101)包括：
机身壳体(1011)，其外壁设有第一防隔热层(1012)，所述第一防隔热层(1012)设有所述第一凹槽(103)。
3.如权利要求1所述的主动冷却进气道安装结构，其特征在于：
所述进气道(2)的后端具有后端法兰(23)，所述后端法兰(23)通过固定件(3)与所述机身后部(102)的后部框(104)固定，所述后部框(104)靠近所述进气道(2)的一侧设有后隔热板(4)。
4.如权利要求3所述的主动冷却进气道安装结构，其特征在于：
所述后端法兰(23)的下方设有后端蒙皮(24)，所述机身后部(102)外固设有第二防隔热层(1021)，所述后端蒙皮(24)与所述第二防隔热层(1021)贴合。
5.如权利要求4所述的主动冷却进气道安装结构，其特征在于：
所述第二防隔热层(1021)与所述后端蒙皮(24)接触处设有第二凹槽(105)，所述第二凹槽(105)的底面与所述后端蒙皮(24)贴合，且所述第二凹槽(105)的一侧与所述后端蒙皮(24)之间具有空隙可供所述后端蒙皮(24)热变形移动，所述后端蒙皮(24)靠近所述后端法兰(23)的一侧设有凸起(241)。
6.如权利要求1所述的主动冷却进气道安装结构，其特征在于：
所述调节孔(26)沿所述进气道(2)长度方向的尺寸大于垂直于所述进气道(2)长度方向的尺寸。
7.如权利要求1所述的主动冷却进气道安装结构，其特征在于：
所述前端法兰(25)与所述前安装框(106)连接处设有整流板(6)，所述整流板(6)为L型板，所述整流板(6)包括水平板(61)和竖直板(62)，所述水平板(61)与所述进气道(2)贴合，所述竖直板(62)插入所述前安装框(106)，且与所述前安装框(106)贴合，所述调节孔(26)位于所述整流板(6)内侧。
8.如权利要求7所述的主动冷却进气道安装结构，其特征在于：
所述竖直板(62)靠近所述前安装框(106)的一侧设有第一前隔热板(7)，所述竖直板(62)远离所述前安装框(106)的一侧设有第二前隔热板(8)。
9.如权利要求7所述的主动冷却进气道安装结构，其特征在于：
所述进气道(2)与所述水平板(61)接触处设有第三凹槽(27)，所述第三凹槽(27)的底面与所述水平板(61)贴合，且所述第三凹槽(27)的一侧与所述水平板(61)之间具有空隙可供所述整流板(6)热变形移动。
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