CN114776463B - 一种喉道可调高隐身低尾阻喷管 - Google Patents

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Abstract

本申请属于航空航天技术领域，特别涉及一种喉道可调高隐身低尾阻喷管，所述喷管的下部具有调节凸轮，其一端通过销轴铰接于所述喷管的两侧之间，另一端连接有驱动构件，驱动构件驱动调节凸轮绕所述销轴旋转；调节凸轮的前端搭接内流前流道板，调节凸轮的后端搭接内流后流道板；内流前流道板、调节凸轮的一壁面以及内流后流道板形成所述喷管的下部气体流道壁面，通过凸轮的形式改变喉道的大小，并且可满足具有一定落压比和高隐身能力需求，易实现飞发一体化设计，结构简单可靠，重量轻。

Description

一种喉道可调高隐身低尾阻喷管
技术领域
本申请属于航空航天技术领域，特别涉及一种喉道可调高隐身低尾阻喷管。
背景技术
随着航空航天技术的发展，航空发动机需要实现的功能越来越多，需要匹配的喷管形式也越来越多，例如超高音速飞行能力、高隐身能力何低尾阻等需求逐渐凸显，需要兼具实现多重功能需求的喷管。传统的单边膨胀喷管虽可满足大马赫数飞行功能需求，但由于不能实现对前方部件的有效遮挡，导致其隐身能力相对较弱，同时由于采用调节内流道件运动实现喉道面积调节，需要外部型面随着运动，对飞发一体化设计有所影响，影响飞机尾部流场；而传统的S弯喷管可实现对前方部件的有效遮挡，但S弯一般在筒体段且为固定结构，导致喷管外廓大，重量较大，直接影响发动机推重比等指标要求。为此，需要设计一种喉道可调节、高隐身和低尾阻的单边膨胀喷管。
传统的单边膨胀喷管虽可满足大马赫数飞行功能需求，但由于不能实现对前方部件的有效遮挡，导致其隐身能力相对较弱，同时由于采用调节内流道件运动实现喉道面积调节，需要外部型面随着运动，对飞发一体化设计有所影响，影响飞机尾部流场；而传统的S弯喷管可实现对前方部件的有效遮挡，但S弯一般在筒体段且为固定结构，导致喷管外廓大，重量较大，直接影响发动机推重比等指标要求。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供了一种喉道可调高隐身低尾阻喷管，
所述喷管的下部具有调节凸轮，其一端通过销轴铰接于所述喷管的两侧之间，另一端连接有驱动构件，驱动构件驱动调节凸轮绕所述销轴旋转；调节凸轮的前端搭接内流前流道板，调节凸轮的后端搭接内流后流道板；内流前流道板、调节凸轮的一壁面以及内流后流道板形成所述喷管的下部气体流道壁面，所述喷管的上部具有向下的突起，所述突起位于调节凸轮(5)后端，所述突起与所述调节凸轮(5)形成遮挡发动机出口的可调喉道。
优选的是，调节凸轮包括小头端与大头端，所述销轴铰接于小头端。
优选的是，所述小头端位于收敛段，所述大头端位于喉道处，所述小头端与所述大头端之间的一壁面位于收敛段。
优选的是，所述大头端位于收敛段，所述小头端位于喉道处，所述小头端与所述大头端之间的一壁面位于喉道处。
优选的是，所述喷管的两侧为中空的侧壁板，侧壁板的中空处通入外涵冷却气。
优选的是，所述销轴与调节凸轮均为中空，侧壁板的外涵冷却气通过所述销轴进入调节凸轮。
优选的是，内流后流道板与内流前流道板与调节凸轮搭接处为具有弹性的弧形型面。
优选的是，所述喷管的上部外侧安装有固定内流道板，固定内流道板的后端连接有外型面构件，外型面构件的后端连接所述喷管的尾端。
优选的是，所述喷管的下部最外侧安装有固定支撑板，所述固定支撑板的内侧表面安装有驱动构件，驱动构件通过连杆与凸轮铰接。
优选的是，凸轮的两侧具有凸台，所述喷管的两侧具有中空的侧壁板，侧壁板具有容纳所述凸台的滑槽，侧壁板的中空处具有驱动构件，驱动构件通过连接驱动所述凸台，使凸轮转动。
本申请的优点包括：通过凸轮的形式改变喉道的大小，并且可满足具有一定落压比和高隐身能力需求，易实现飞发一体化设计，结构简单可靠，重量轻。
附图说明
图1一种喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管主视图；
图2一种喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管正等侧剖视图；
图3一种喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管正等侧局部剖视图；
图4一种喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管正等侧视图。
其中，1-固定内流道板，2-侧壁板，3-外型面构件，4-固定支撑板，5-调节凸轮、6-内流前流道板、7-内流后流道板，8-驱动元件，9-连杆。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
如图1～4所示，一种喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管，主要由固定内流道板1、侧壁板2、固定支撑板4、调节凸轮5、内流前流道板6、内流后流道板7和驱动元件8组成，具体为：
固定内流道板1、侧壁板2、调节凸轮5、内流前流道板6和内流后流道板7共同组成矩形截面的内流道，实现发动机高温燃气排出，使发动机产生推力组成；
固定内流道板1构成一侧流道，为沿喷管轴向异型面结构，中段向内弯曲，后段与喷管中心平面呈扩张态；
侧壁板2位于固定内流道板1两侧，为构成内流道功能构件；
固定支撑板5为固定结构并位于最外侧，用于喷管支撑构件和外部整流结构，便于飞发一体化设计，降低飞机尾部阻力；
调节凸轮5、内流前流道板6和内流后流道板7构成相对固定内流道板1另一侧流道；
调节凸轮5为两同心圆型面结构，中心通过转动副垂直铰接在侧壁板2上，通过驱动机构8驱动调节凸轮5绕铰接中心转动，实现喉道调节；
内流前流道板6位于调节凸轮5前方，与固定支撑板4连接，内流前流道板6后端与调节凸轮5一个同心圆型面搭接；
内流后流道板7位于调节凸轮5后方，与固定支撑板4连接，内流前流道板7前端与调节凸轮5一个同心圆型面搭接；
驱动构件8为调节凸轮5运动提供驱动力，实现喉道面积调节提供驱动力。
在一些可实施方式中，驱动构件8位于侧壁板2、固定支撑板4、调节凸轮5和内流前流道板6组成结构空间内，一端铰接在固定支撑板4内壁面上，一端铰接在调节凸轮5上，沿调节凸轮5铰接中心方向布置数量1～5个，直接驱动调节凸轮5绕铰接中心转动，实现喉道面积调节。
在一些可实施方式中，驱动构件8位于侧壁板2、固定支撑板4、调节凸轮5和内流前流道板6组成结构空间内，一端铰接在固定支撑板4内壁面上，一端通过连杆9与调节凸轮5连接，避免驱动构件8转动造成驱动系统损伤，连杆9两端分别与驱动构件8和调节凸轮5铰接，两端铰接中心相互平行，驱动构件8沿调节凸轮5铰接中心方向布置数量1～5个，连杆9沿调节凸轮5铰接中心方向布置数量1～5个。
在一些可实施方式中，驱动构件8位于侧壁板2内壁面外侧结构型腔中，一端与侧壁板2铰接，另一端与调节凸轮5端头铰接，直接驱动调节凸轮5绕铰接中心转动，实现喉道面积调节。
在一些可实施方式中，固定内流道板1为分段结构，便于制造加工；
所述一种高效喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管包括外型面构件3，位于固定内流道板1外侧并固定连接；
在一些可实施方式中，分别位于固定内流道板1、侧壁板2、内流前流道板6和内流后流道板7内侧，调节凸轮5沿外型面设置有空腔结构，形成完整的空腔冷却通道，将发动机出口外涵冷却气引向喷管，实现喷管冷却，提高喷管结构可靠性和隐身能力。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种喉道可调高隐身低尾阻喷管，其特征在于，
所述喷管的下部具有调节凸轮(5)，其一端通过销轴铰接于所述喷管的两侧之间，另一端连接有驱动构件(8)，驱动构件(8)驱动调节凸轮(5)绕所述销轴旋转；调节凸轮(5)的前端搭接内流前流道板(6)，调节凸轮(5)的后端搭接内流后流道板(7)；内流前流道板(6)、调节凸轮(5)的一壁面以及内流后流道板(7)形成所述喷管的下部气体流道壁面；
所述喷管的上部具有向下的突起，所述突起位于调节凸轮(5)后端，所述突起与所述调节凸轮(5)形成遮挡发动机出口的可调喉道。
2.如权利要求1所述的喉道可调高隐身低尾阻喷管，其特征在于，调节凸轮(5)包括小头端与大头端，所述销轴铰接于小头端。
3.如权利要求2所述的喉道可调高隐身低尾阻喷管，其特征在于，所述小头端位于收敛段，所述大头端位于喉道处，所述小头端与所述大头端之间的一壁面位于收敛段。
4.如权利要求2所述的喉道可调高隐身低尾阻喷管，其特征在于，所述大头端位于收敛段，所述小头端位于喉道处，所述小头端与所述大头端之间的一壁面位于喉道处。
5.如权利要求1所述的喉道可调高隐身低尾阻喷管，其特征在于，所述喷管的两侧为中空的侧壁板(2)，侧壁板(2)的中空处通入外涵冷却气。
6.如权利要求5所述的喉道可调高隐身低尾阻喷管，其特征在于，所述销轴与调节凸轮(5)均为中空，侧壁板(2)的外涵冷却气通过所述销轴进入调节凸轮(5)。
7.如权利要求1所述的喉道可调高隐身低尾阻喷管，其特征在于，内流后流道板(7)与内流前流道板(6)与调节凸轮(5)搭接处为具有弹性的弧形型面。
8.如权利要求1所述的喉道可调高隐身低尾阻喷管，其特征在于，所述喷管的上部外侧安装有固定内流道板(1)，固定内流道板(1)的后端连接有外型面构件(3)，外型面构件(3)的后端连接所述喷管的尾端。
9.如权利要求1所述的喉道可调高隐身低尾阻喷管，其特征在于，所述喷管的下部最外侧安装有固定支撑板(4)，所述固定支撑板(4)的内侧表面安装有驱动构件(8)，驱动构件(8)通过连杆(9)与凸轮(5)铰接。
10.如权利要求1所述的喉道可调高隐身低尾阻喷管，其特征在于，凸轮(5)的两侧具有凸台，所述喷管的两侧具有中空的侧壁板(2)，侧壁板(2)具有容纳所述凸台的滑槽，侧壁板(2)的中空处具有驱动构件(8)，驱动构件(8)通过连接驱动所述凸台，使凸轮(5)转动。
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