CN114776464A - 一种喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管 - Google Patents

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赵春生
徐速
周吉利
张少丽
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Abstract

本申请属于航空航天技术，特别涉及一种喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管，其下部包括：最外侧的固定支撑板；安装于喉道处的驱动构件，驱动构件上安装有调节轮，驱动构件驱动调节轮上下运动；通过转动副与调节轮前端连接的带动前调节板，带动前调节板与固定支撑板通过滑动副和转动副连接；通过转动副与调节轮后端连接的单边调节板，单边调节板与固定支撑板通过滑动副和转动副连接，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单边膨胀喷管
技术领域
本申请属于航空航天技术，特别涉及一种喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管。
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单边膨胀喷管，包括上部，下部与两侧，所述上部在喉道处具有向下的凸起，所述下部包括：
最外侧的固定支撑板；
安装于喉道处的驱动构件，驱动构件上安装有调节轮，驱动构件驱动调节轮上下运动；
通过转动副与调节轮前端连接的带动前调节板，带动前调节板与固定支撑板通过滑动副和转动副连接；
通过转动副与调节轮后端连接的单边调节板，单边调节板与固定支撑板通过滑动副和转动副连接，调节轮与所述凸起错位分布用于对发动机内部的遮挡。
优选的是，所述下部内壁面均通过支撑件连接有多段隔热屏，所述隔热屏与下部内壁面之间形成气流流通的空腔。
优选的是，每段隔热屏之间通过滑动副和转动副连接，使隔热屏跟随调节轮、带动前调节板以及单边调节板运动。
优选的是，所述滑动副和转动副具体为：两段相邻的隔热屏通过曲率不同的型面搭接，不同曲率面的搭接能够使小曲率面绕大曲率面滑移并旋转，实现两者的高自由度运动。
优选的是，所述两侧具有侧壁板，侧壁板为中空结构，接入发动机的外涵冷却气。
优选的是，驱动调节轮的两侧具有凸台，所述两侧具有容纳所述凸台的滑槽。
优选的是，驱动构件位于固定支撑板和隔热屏组成结构空间内，其一端连接在固定支撑板的内壁面上，另一端连接在调节轮上，驱动构件沿所述喷管横向布置1～5个。
优选的是，驱动构件位于侧壁板内壁面外侧结构型腔中，一端与侧壁板连接，另一端与调节轮端头铰接，直接驱动调节轮绕铰接中心转动，实现喉道面积调节。
优选的是，每段隔热屏的一端具有插齿，另一端具有容纳所述插齿的齿槽，相邻两个隔热屏通过所述插齿与所述齿槽滑动连接。
优选的是，隔热屏的数量为5～7个，多段隔热屏能够更有利于随动的实现。
本申请的优点包括：可满足大马赫数飞行功能需求，实现对前方部件的有效遮挡，并且其隐身能力能够的到动态平衡，由于采用调节内流道件运动实现喉道面积调节，不需要外部型面随着运动，对飞发一体化设计没有干涉影响；喷管外廓固定，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小喷口示意图；
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-内流道板，2-侧壁板，3-外整流板，4-单边外整流板，5-S弯可调机构，8-驱动元件，51-前调节板，52-调节轮，53单边调节板，61-内流道板隔热屏、62-S弯固定隔热屏、63-S弯可调前隔热屏、64-S弯可调后隔热屏、65-调节轮隔热屏、66-单边前隔热屏，67-单边后隔热屏。
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，其特征在于：主要由内流道板1、侧壁板2、S弯可调机构、外部型面结构和驱动元件8组成，内流道板1、侧壁板2和S弯可调机构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，具体为：
内流道板1位于上方，内流道板1前端通过螺栓与发动机固定连接，内流道板1中后段向内流道内侧突出，与S弯可调机构5形成发动机喉道，内流道板1后段沿喷管轴向向外侧扩张，与S弯可调机构5中的单边调节板53形成扩张段；
侧壁板2位于内流道板1和S弯可调机构5两侧，前端分别通过螺栓与发动机固定连接；
S弯可调机构主要包括前调节板51、调节轮52和单边调节板53，调节板51、调节轮52和单边调节板53共同形成喷管下方内流道面，前调节板51前端与外部型面结构中的固定支撑板4通过滑动副和转动副连接，前调节板51后段通过转动副与调节轮52前端连接；调节轮52后端通过转动副与单边调节板53前端连接，调节轮52两侧端通过滑动副连接在侧壁板2上，通过驱动器驱动沿喷管径向运动；单边调节板53后端通过滑动副和转动副与外部型面结构中的固定支撑板4后段连接；通过驱动器驱动调节轮52沿喷管径向运动，带动前调节板51和单边调节板53运动，实现喉道面积调节；
外部型面结构主要由外部整流板3和固定支撑板4组成，外部整流板3位于内流道板1外侧，并与内流道板1固定连接，固定支撑板4为固定结构并位于S弯可调机构外侧，外部整流板3和固定支撑板4形成喷管外部整流结构，便于飞发一体化设计，降低飞机尾部阻力；
驱动构件8为S弯可调机构运动提供驱动力，实现喉道面积调节提供驱动力。
所述一种喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管，包括内流冷却结构，由内流道板隔热屏61、S弯固定隔热屏62、S弯可调前隔热屏63、S弯可调后隔热屏64、调节轮隔热屏65、单边前隔热屏66和单边后隔热屏67组成，内流道板隔热屏61位于内流道板1内侧，与内流道板1连接，并形成空腔冷却通道；S弯固定隔热屏62位于固定支撑板4内侧前段，与固定支撑板4连接，并形成空腔冷却通道；S弯可调前隔热屏63位于固定支撑板4和前调节板51内侧，S弯可调前隔热屏63前端通过滑动副和转动副与S弯固定隔热屏62后段连接，S弯可调前隔热屏63后端通过转动副与S弯可调后隔热屏64前端连接，S弯可调前隔热屏63外壁面与前调节板51内壁面连接，具有一定高度空间，形成空腔冷却通道；S弯可调后隔热屏64位于前调节板51内侧，后端通过滑动副和转动副与调节轮隔热屏65连接，外壁面与前调节板51内壁面连接，具有一定高度空间，形成空腔冷却通道；调节轮隔热屏65位于调节轮52内侧，与调节轮52外壁面连接，并形成空腔冷却通道，调节轮隔热屏65后端通过滑动副和转动副与单边前隔热屏66前端连接；单边前隔热屏66位于单边调节板53内侧，后端通过转动副与单边后隔热屏67连接，外壁面与单边调节板53内壁面连接，具有一定高度空间，形成空腔冷却通道。
所述一种喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管包括外部型面构件，由外整流板3和单边外整流板4组成，外整流板3后端与内流道板1后端连接，外整流板3前端固定在内流道板1中部外凸型面处；单边外整流板4位于S弯内流道板5外侧，与S弯内流道板5固定连接；外部型面构件实现飞发一体化，实现飞机尾部整流，降低飞机尾部阻力。
所述一种喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管的侧壁板2为中空结构，形成空腔冷却通道，将发动机出口外涵冷却气引向喷管，实现侧壁冷却，提高喷管结构可靠性和隐身能力。
所述一种喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管，驱动构件8位于侧壁板2、固定支撑板4和S弯可调机构组成结构空间内，一端连接在固定支撑板4内壁面上，一端连接在调节轮52上，驱动构件8沿喷管横向布置数量1～5个。
所述一种高效喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管，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连接，另一端与调节轮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。
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单边膨胀喷管，包括上部，下部与两侧，所述上部在喉道处具有向下的凸起，其特征在于，所述下部包括：
最外侧的固定支撑板(4)；
安装于喉道处的驱动构件(8)，驱动构件(8)上安装有调节轮(52)，驱动构件(8)驱动调节轮(52)上下运动；
通过转动副与调节轮(52)前端连接的带动前调节板(51)，带动前调节板(51)与固定支撑板(4)通过滑动副和转动副连接；
通过转动副与调节轮(52)后端连接的单边调节板(53)，单边调节板(53)与固定支撑板(4)通过滑动副和转动副连接，调节轮(52)与所述凸起错位分布用于对发动机内部的遮挡。
2.如权利要求1所述的喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管，其特征在于，所述下部内壁面均通过支撑件连接有多段隔热屏(6)，所述隔热屏(6)与下部内壁面之间形成气流流通的空腔。
3.如权利要求2所述的喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管，其特征在于，每段隔热屏(6)之间通过滑动副和转动副连接，使隔热屏(6)跟随调节轮(52)、带动前调节板(51)以及单边调节板(53)运动。
4.如权利要求3所述的喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管，其特征在于，所述滑动副和转动副具体为：两段相邻的隔热屏(6)通过曲率不同的型面搭接。
5.如权利要求1所述的喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管，其特征在于，所述两侧具有侧壁板(2)，侧壁板(2)为中空结构，接入发动机的外涵冷却气。
6.如权利要求1所述的喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管，其特征在于，驱动调节轮(52)的两侧具有凸台，所述两侧具有容纳所述凸台的滑槽。
7.如权利要求1所述的喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管，其特征在于，驱动构件(8)位于固定支撑板(4)和隔热屏(6)组成结构空间内，其一端连接在固定支撑板(4)的内壁面上，另一端连接在调节轮(52)上，驱动构件(8)沿所述喷管横向布置1～5个。
8.如权利要求5所述的喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管，其特征在于，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)连接，另一端与调节轮(52)端头铰接，直接驱动调节轮(52)绕铰接中心转动，实现喉道面积调节。
9.如权利要求1所述的喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管，其特征在于，每段隔热屏(6)的一端具有插齿，另一端具有容纳所述插齿的齿槽，相邻两个隔热屏(6)通过所述插齿与所述齿槽滑动连接。
10.如权利要求1所述的喉道可调高隐身低尾阻单边膨胀喷管，其特征在于，隔热屏(6)的数量为5～7个。
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