CN115653753A - 一种用于组合发动机宽范围工作的可调内转进气道 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于组合发动机宽范围工作的可调内转进气道，包括：由后楔形板、后曲面侧板、后曲面楔板、前曲面楔板、前曲面侧板以及前楔形板依次固定连接且围绕形成的一个容纳空间；还包括：调节杆，前旋转板和后旋转板，前旋转板和后旋转板的左端均与调节杆铰接，前旋转板和后旋转板的右端向右延伸、且可以其铰接点上下旋转，唇口板，为V形，其开口向左设置，其前侧与前楔形板的后侧滑动连接，其后侧与后楔形板的前侧滑动连接，用于向左滑动后使得容纳空间的底部开口面积减小，进而提高容纳空间左侧的进气口捕获空气的流量；本发明可工作在马赫数1.8～6.0的范围内，能够改善低马赫数起动能力，又能获得比较高流量系数。

Description

一种用于组合发动机宽范围工作的可调内转进气道

技术领域

本发明属于火箭发动机进气道领域，尤其涉及一种用于组合发动机宽范围工作的可调内转进气道。

背景技术

为实现高超声速飞行器宽速域工作，出现了组合动力装置。以往单一模态的进气道也无法为多模态的组合动力装置提供稳定的高品质气流。进气道是高超声速推进系统里重要的组成部分，只有进气道提供稳定的高品质气流，组合发动机才能高性能的工作。为了实现进气道的宽速域工作，进气道需要对捕获面积或者喉道面积进行调节，以匹配收缩比和内收缩比变化的需求，保障进气道在低马赫数的起动能力。

传统上，可调进气道采用唇口单纯旋转调节方式，可以有效改善低马赫数工况的进气道起动能力，但是由于喉道面积不变，因此进气道流量系数偏低。高马赫数喉道在低马赫数情况工作时气流会壅塞导致不起动。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于组合发动机宽范围工作的可调内转进气道，进气道的容纳空间的底部开口面积能够根据马赫数需求进行几何调节，能够改善低马赫数起动能力，又能获得比较高流量系数。

本发明采用以下技术方案：一种用于组合发动机宽范围工作的可调内转进气道，包括：由后楔形板、后曲面侧板、后曲面楔板、前曲面楔板、前曲面侧板以及前楔形板依次固定连接且围绕形成的一个容纳空间，容纳空间在前楔形板和后楔形板之间形成底部开口，所述容纳空间在后曲面楔板和前曲面楔板的右端、且位于前曲面侧板和后曲面侧板之间形成上部开口，容纳空间用于来流气体自左向右进入；

还包括：调节杆，其走向与来流气体方向垂直，其固定在前曲面楔板和后曲面楔板的右端；

前旋转板和后旋转板，容纳空间的上部开口处，前旋转板和后旋转板的左端均与调节杆铰接，前旋转板和后旋转板的右端向右延伸、且可以其铰接点上下旋转，

唇口板，为V形，其开口向左设置，其前侧与前楔形板的后侧滑动连接，其后侧与后楔形板的前侧滑动连接，用于向左滑动后使得容纳空间前楔形板和后楔形板之间的底部开口面积减小，进而提高容纳空间左侧的进气口捕获空气的流量，

喉道板，为U形，水平设置，其开口向上，其左端与前曲面侧板、前楔形板、后楔形板和后曲面侧板的右端固定连接，

调节板，为U形，水平设置，其开口向下，位于喉道板的上侧，与喉道板相互配合形成气体通道，调节板的左端与前旋转板和后旋转板的右端固定连接，用于前旋转板和后旋转板在上下旋转时，带动调节板的U形两侧远离或靠近喉道板的U形两侧之间，进而与唇口板相互配合调节喉道板与调节板之间的气体通道的流量。

进一步地，调节杆与外界电机相连接，用于带动调节杆进行转动，进而带动前旋转板和后旋转板进行旋转。

进一步地，前旋转板和后旋转板上贯穿开设有多条吸除缝，各吸除缝沿自前向后走向设置。

进一步地，还包括：前三角板和后三角板，

前三角板位于前旋转板的下侧，前三角板的上端与前旋转板的前端固定连接、且其下端为自由端并用于伸入前曲面侧板的后侧，前三角板的右端与调节板的左侧固定连接，

后三角板位于后旋转板的下侧，后三角板的上端与后旋转板的后端固定连接、且其下端为自由端并用于伸入后曲面侧板的前侧，后三角板的右端与调节板的左侧固定连接；

前三角板用于在前旋转板向上旋转后对前旋转板与前曲面侧板之间的缝隙进行遮挡；

后三角板用于在后旋转板向上旋转后对后旋转板与后曲面侧板之间的缝隙进行遮挡。

进一步地，前曲面楔板的左端向右收缩形成自前向后逐渐过渡的前弧形开口，后曲面楔板的左端向右收缩形成自后向前逐渐过渡的后弧形开口，后弧形开口与前弧形开口对称设置、并共同形成U形开口。

进一步地，前曲面侧板和后曲面侧板的左端向右收缩形成自上而下逐渐过度的弧形。

进一步地，前楔形板和后楔形板对称设置、且右端相互靠拢形成底部开口。

本发明的有益效果是：本发明通过调节板的上下移动，并与唇口板相互配合形成可调节的喉道通过面积，可工作在马赫数1.8～6.0的范围内，能够改善低马赫数起动能力，又能获得比较高流量系数，并且未改变进气道迎风面积，不额外增加外阻，通过前弧形开口、后弧形开口以及前曲面侧板和后曲面侧板的弧形始终保持流线追踪型面。

附图说明

图1为本发明自上而下的结构示意图；

图2为本发明自下而上的结构示意图。

其中：1、前曲面侧板；2、后曲面侧板；3、前曲面楔板；4、后曲面楔板；5、前楔形板；6、后楔形板；7、调节杆；8、前旋转板；9、后旋转板；10、唇口板；11、喉道板；12、调节板；13、前三角板；14、吸除缝。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴，本发明中的“走向”是依据本发明处于图1状态时的走向描述。

本发明公开了一种用于组合发动机宽范围工作的可调内转进气道，如图1和图2所示，包括由后楔形板6、后曲面侧板2、后曲面楔板4、前曲面楔板3、前曲面侧板1以及前楔形板5依次固定连接且围绕形成的一个容纳空间，容纳空间在前楔形板5和后楔形板6之间形成底部开口，容纳空间在后曲面楔板4和前曲面楔板3的右端、且位于前曲面侧板1和后曲面侧板2之间形成上部开口，容纳空间的左端部与底部开口连通、并用于来流气体自左向右进入。

前曲面侧板1和后曲面侧板2相对设置，前曲面楔板3和后曲面楔板4相对设置，前楔形板5和后楔形板6相对设置，前曲面楔板3和后曲面楔板4均位于前曲面侧板1和后曲面侧板2之间的上侧，前楔形板5和后楔形板6位于前曲面侧板1和后曲面侧板2之间的下侧。

后楔形板6的后端与后曲面侧板2的下端固定连接，后曲面侧板2的上端与后曲面楔板4的后端固定连接，后曲面楔板4的前端与前曲面楔板3的后端固定连接，前曲面楔板3的前端与前曲面侧板1的上端固定连接，前曲面侧板1的下端与前楔形板5的前端固定连接，前楔形板5和后楔形板6的右端相互靠拢。

本发明还包括调节杆7，调节杆7的走向与来流气体方向垂直，调节杆7固定在前曲面楔板3和后曲面楔板4的右端，调节杆7位于前曲面楔板3和后曲面楔板4的上侧，沿自前向后的走向设置，前旋转板8位于前曲面楔板3的右侧，后旋转板9位于后曲面楔板4的右侧，前旋转板8和后旋转板9位于容纳空间的上部开口处，后旋转板9与前旋转板8对称设置，前旋转板8和后旋转板9的左端均与调节杆7铰接，前旋转板8和后旋转板9的右端向右延伸、且可以其铰接点上下旋转。

唇口板10为V形，唇口板10的开口向左设置，唇口板10的前侧与前楔形板5的后侧滑动连接，唇口板10的后侧与后楔形板6的后侧滑动连接，唇口板10用于向左滑动后，使得容纳空间前楔形板5和后楔形板6之间的底部开口面积减小，进而提高容纳空间左侧的进气口捕获空气的流量。

前楔形板5的后侧自后向前开设有前凹槽，前凹槽用于唇口板10的前侧伸入并滑动连接，后楔形板6的前侧自前向后开设有后凹槽，后凹槽用于唇口板10的后侧伸入并滑动连接。

喉道板11为U形，喉道板11水平设置，喉道板11的开口向上，喉道板11的左端与前曲面侧板1、前楔形板5、后楔形板6和后曲面侧板2的右端均固定连接，调节板12为U形，调节板12水平设置，调节板12的开口向下，调节板12位于喉道板11的上侧，调节板12与喉道板11形成气体通道，调节板12的左端与前旋转板8和后旋转板9的右端固定连接，调节板12用于在前旋转板8和后旋转板9在上下旋转时，带动调节板12的U形两侧远离或靠近喉道板11的U形两侧之间，进而与唇口板10相互配合调节喉道板11与调节板12之间的气体通道的流量，即在前旋转板8和后旋转板9在上下旋转时带动调节板12的右端向上或向下进行移动。

喉道板11由喉道底板和两个喉道耳板组成，喉道底板水平设置，两个喉道耳板竖向设置，喉道底板的后侧与一个喉道耳板的下端固定连接，喉道底板的前侧与另一个喉道耳板的下端固定连接，进而使得喉道底板和两个喉道耳板相互配合形成U形结构，且喉道底板的左端均与前楔形板5和后楔形板6的右端固定连接，位于前侧的喉道耳板的左端与前曲面侧板1的右端固定连接，位于后侧的喉道耳板的左端与后曲面侧板2的右端固定连接。

调节板12由调节底板和两个调节耳板组成，调节底板水平设置，两个调节耳板竖向设置，调节底板的后侧与一个调节耳板的上端固定连接，调节底板的前侧与另一个调节耳板的上端固定连接，进而使得调节底板与两个调节耳板相互配合形成U形结构、且调节底板的左端均与前旋转板8和后旋转板9的左端固定连接。

当调节板12向上移动时，两个调节耳板向上移动并远离两个喉道耳板，当调节板12向下移动时，两个调节耳板向下移动并位于两个喉道耳板之间，此时，前侧的调节耳板贴合前侧的喉道耳板，后侧的调节耳板贴合后侧的喉道耳板，使得调节板12和喉道板11形成用于来流气体通过的通道。

调节杆7与外界电机相连接，外界电机用于带动调节杆7进行转动，进而带动前旋转板8和后旋转板9进行上下旋转，进而使得前旋转板8和后旋转板9调节喉道板11与调节板12之间的通道流量。前旋转板8和后旋转板9上贯穿开设有多条吸除缝14，吸除缝14沿自前向后走向设置。吸除缝14为了辅助进气道起动。

本发明还包括：前三角板13和后三角板，前三角板13和后三角板竖向设置，前三角板13位于前旋转板8的下侧，前三角板13的上端与前旋转板8的前端固定连接、且其下端为自由端并用于伸入前曲面侧板1的后侧，前三角板13的右端与调节板12的调节耳板的左侧固定连接，后三角板位于后旋转板9的下侧，后三角板的上端与后旋转板9的后端固定连接、且其下端为自由端并用于伸入后曲面侧板2的前侧，后三角板的右端与调节板12的调节耳板的左侧固定连接。

前三角板13用于在前旋转板8向上旋转后对前旋转板8与前曲面侧板1之间的缝隙进行遮挡；后三角板用于在后旋转板9向上旋转后对后旋转板9与后曲面侧板2之间的缝隙进行遮挡。

前曲面楔板3的左端向右收缩形成自前向后逐渐过渡的前弧形开口，后曲面楔板4的左端向右收缩形成自后向前逐渐过渡的后弧形开口，后弧形开口与前弧形开口对称设置、并共同形成U形开口。前曲面侧板1和后曲面侧板2的左端向右收缩形成自上而下逐渐过度的弧形。前楔形板5和后楔形板6的左端均为尖状，前楔形板5和后楔形板6自左向右先逐渐变宽又逐渐变窄再逐渐变宽，前楔形板5和后楔形板6对称设置、且右端相互靠拢形成底部开口，容纳开口用于容纳唇口板10，通过前弧形开口、后弧形开口以及前曲面侧板1和后曲面侧板2的弧形始终保持流线追踪型面。

本发明的唇口板10可以根据工作马赫数来进行调节，当需要工作马赫数较大时，将唇口板10向左滑动，同时通过调节杆7顺时针旋转使得前旋转板8和后旋转板9顺时针旋转，进而带动调节板12向下移动，使得喉道板11和调节板12之间形成的通道面积减小，进而适应马赫数较大的状态；当需要工作马赫数较小时，将唇口板10向右滑动，同时通过调节杆7逆时针旋转使得前旋转板8和后旋转板9逆时针旋转，进而带动调节板12向上移动，使得喉道板11和调节板12之间形成的通道面积减大，进而适应马赫数较小的状态。

实施例1

通过调节板12的上下移动使调节分为三级。

当工作马赫数为1.8～3.5时，唇口板10位于最右端，容纳空间的前楔形板5和后楔形板6之间的底部开口最大，调节板12向上移动至最大状态，即喉道板11和调节板12之间的通道面积最大，内收缩比为1.33，容纳腔体的进气口收缩比为3.48。

当工作马赫数为3.5～4.5时，唇口板10位于中间位置，容纳空间的前楔形板5和后楔形板6之间的底部开口适中，调节板12向下移动至中间位置，即喉道板11和调节板12之间的通道面积适中，内收缩比为1.52，容纳腔体的进气口收缩比为4.81。

当工作马赫数为4.5～6.0时，唇口板10位于最左端，容纳空间的前楔形板5和后楔形板6之间的底部开口最小，调节板12向下移动至最小状态，即喉道板11和调节板12之间的通道面积最小，内收缩比为1.84，容纳腔体的进气口收缩比为6.92。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于组合发动机宽范围工作的可调内转进气道，其特征在于，包括：由后楔形板(6)、后曲面侧板(2)、后曲面楔板(4)、前曲面楔板(3)、前曲面侧板(1)以及前楔形板(5)依次固定连接且围绕形成的一个容纳空间，所述容纳空间在前楔形板(5)和后楔形板(6)之间形成底部开口，所述容纳空间在后曲面楔板(4)和前曲面楔板(3)的右端、且位于前曲面侧板(1)和后曲面侧板(2)之间形成上部开口，所述容纳空间的左端部与所述底部开口连通、并用于来流气体自左向右进入；

还包括：

调节杆(7)，其走向与来流气体方向垂直，其固定在前曲面楔板(3)和后曲面楔板(4)的右端；

前旋转板(8)和后旋转板(9)，位于所述容纳空间的上部开口处，所述前旋转板(8)和后旋转板(9)的左端均与调节杆(7)铰接，所述前旋转板(8)和后旋转板(9)的右端向右延伸、且可以其铰接点上下旋转，

唇口板(10)，为V形，其开口向左设置，其前侧与所述前楔形板(5)的后侧滑动连接，其后侧与后楔形板(6)的前侧滑动连接，用于向左滑动后使得容纳空间前楔形板(5)和后楔形板(6)之间的底部开口面积减小，进而提高容纳空间左侧的进气口捕获空气的流量，

喉道板(11)，为U形，水平设置，其开口向上，其左端与所述前曲面侧板(1)、前楔形板(5)、后楔形板(6)和后曲面侧板(2)的右端固定连接，

调节板(12)，为U形，水平设置，其开口向下，位于所述喉道板(11)的上侧，与所述喉道板(11)相互配合形成气体通道，所述调节板(12)的左端与所述前旋转板(8)和后旋转板(9)的右端固定连接，用于前旋转板(8)和后旋转板(9)在上下旋转时，带动调节板(12)的U形两侧远离或靠近喉道板(11)的U形两侧之间，进而与唇口板(10)相互配合调节喉道板(11)与调节板(12)之间的气体通道的流量。

2.根据权利要求1所述的一种用于组合发动机宽范围工作的可调内转进气道，其特征在于，所述调节杆(7)与外界电机相连接，用于带动调节杆(7)进行转动，进而带动前旋转板(8)和后旋转板(9)进行旋转。

3.根据权利要求1所述的一种用于组合发动机宽范围工作的可调内转进气道，其特征在于，所述前旋转板(8)和后旋转板(9)上贯穿开设有多条吸除缝(14)，各所述吸除缝(14)沿自前向后走向设置。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于组合发动机宽范围工作的可调内转进气道，其特征在于，还包括：前三角板(13)和后三角板，

所述前三角板(13)位于前旋转板(8)的下侧，所述前三角板(13)的上端与前旋转板(8)的前端固定连接、且其下端为自由端并用于伸入前曲面侧板(1)的后侧，所述前三角板(13)的右端与调节板(12)的左侧固定连接，

所述后三角板位于后旋转板(9)的下侧，所述后三角板的上端与后旋转板(9)的后端固定连接、且其下端为自由端并用于伸入后曲面侧板(2)的前侧，所述后三角板的右端与调节板(12)的左侧固定连接；

所述前三角板(13)用于在前旋转板(8)向上旋转后对前旋转板(8)与前曲面侧板(1)之间的缝隙进行遮挡；

所述后三角板用于在后旋转板(9)向上旋转后对后旋转板(9)与后曲面侧板(2)之间的缝隙进行遮挡。

5.根据权利要求4所述的一种用于组合发动机宽范围工作的可调内转进气道，其特征在于，所述前曲面楔板(3)的左端向右收缩形成自前向后逐渐过渡的前弧形开口，所述后曲面楔板(4)的左端向右收缩形成自后向前逐渐过渡的后弧形开口，所述后弧形开口与前弧形开口对称设置、并共同形成U形开口。

6.根据权利要求4所述的一种用于组合发动机宽范围工作的可调内转进气道，其特征在于，所述前曲面侧板(1)和后曲面侧板(2)的左端向右收缩形成自上而下逐渐过度的弧形。

7.根据权利要求6所述的一种用于组合发动机宽范围工作的可调内转进气道，其特征在于，所述前楔形板(5)和后楔形板(6)对称设置、且右端相互靠拢形成底部开口。

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