一種改進(jìn)的具有兩股二次流噴射氣動(dòng)矢量噴管結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有兩股二次流噴射的氣動(dòng)矢量噴管結(jié)構(gòu)，解決了從發(fā)動(dòng)機(jī)高壓部件引氣使得發(fā)動(dòng)機(jī)流量減少導(dǎo)致推力下降的缺陷，其特征在于，其結(jié)構(gòu)包括：兩股二次流噴射的氣動(dòng)矢量噴管由二次流噴射系統(tǒng)I、二次流噴射系統(tǒng)II以及收擴(kuò)噴管構(gòu)成；二次流噴射系統(tǒng)I包括引氣管道和閥門(mén)；二次流噴射系統(tǒng)II包括引氣管道和閥門(mén)。
【專利說(shuō)明】 一種改進(jìn)的具有兩股二次流噴射氣動(dòng)矢量噴管結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)新型排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具體地說(shuō)是一種改進(jìn)的具有兩股二次流噴射氣動(dòng)矢量噴管結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】:
[0002]推力矢量技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高火箭、導(dǎo)彈、戰(zhàn)斗機(jī)的靈活性、機(jī)動(dòng)性、作戰(zhàn)效能和生存能力，該技術(shù)的基礎(chǔ)是推力矢量噴管技術(shù)。自90年代以來(lái)激波矢量控制SVC(Shock Vectoring Controlling)法開(kāi)始用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的氣動(dòng)推力矢量噴管技術(shù)研究，其原理是在噴管的擴(kuò)張段噴入二次流，利用二次流對(duì)主流干擾形成激波產(chǎn)生推力矢量，適用對(duì)象包括二元與軸對(duì)稱收擴(kuò)噴管。1987年美國(guó)NASA Langley研究中心的Abeyounis等人在二元收斂-擴(kuò)張噴管上驗(yàn)證了采用激波法實(shí)現(xiàn)二元收斂-擴(kuò)張噴管俯仰推力矢量。1992年，Wing、Chiarelli等人將激波矢量法結(jié)合附壁吹除(Coanda blowing)技術(shù)完成了俯仰、偏航矢量功能。1995年，Giuliano在NASA蘭利噴流排氣試驗(yàn)裝置上專門(mén)做了基于激波矢量控制的二元球面收斂/擴(kuò)散調(diào)節(jié)片俯仰推力矢量噴管試驗(yàn)，并在1996年，進(jìn)行了基于激波矢量控制的不僅具有俯仰推力矢量功能，而且具有偏航推力矢量能力的噴管試驗(yàn)。近年來(lái)，基于二次流噴射的推力矢量噴管因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，易于維護(hù)，系統(tǒng)響應(yīng)快，隱身性能好，可以產(chǎn)生5° -15°的推力矢量角等優(yōu)點(diǎn)，已成為研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。然而，常規(guī)的SVC推力矢量噴管二次流通常是從發(fā)動(dòng)機(jī)高壓部件引入的，存在引氣量大的問(wèn)題，研究顯示，從高壓部件引出10%的氣體引入到噴管擴(kuò)張段會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的推力下降20%，推力損失一方面是由于二次流射入主流形成激波而產(chǎn)生的；另一方面是由于從高壓部件引氣使得發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作點(diǎn)左移，進(jìn)入航空發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流流量減少，進(jìn)而導(dǎo)致總推力的下降。二次流射入主流產(chǎn)生激波從而產(chǎn)生推力矢量是激波矢量控制技術(shù)的必要手段，因而激波損失在此方法中是不可消除的。因此，在保證推力矢量的同時(shí)減少?gòu)母邏翰考囊龤饬恳詼p少發(fā)動(dòng)機(jī)的推力損失成為激波矢量控制技術(shù)工程應(yīng)用的重要問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0003]為了克服【背景技術(shù)】中的不足，為了解決從發(fā)動(dòng)機(jī)高壓部件引氣使得發(fā)動(dòng)機(jī)流量減少導(dǎo)致推力下降的缺陷，本發(fā)明提供了一種具有兩股二次流噴射的氣動(dòng)矢量噴管結(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明一種具有兩股二次流噴射的氣動(dòng)矢量噴管結(jié)構(gòu)，其特征在于，其結(jié)構(gòu)包括:兩股二次流噴射的氣動(dòng)矢量噴管由二次流噴射系統(tǒng)1、二次流噴射系統(tǒng)II以及收擴(kuò)噴管構(gòu)成；二次流噴射系統(tǒng)I包括引氣管道和閥門(mén)；二次流噴射系統(tǒng)II包括引氣管道和閥門(mén)；
[0005]二次流噴射系統(tǒng)I從噴管收斂段的前端引氣；二次流噴射系統(tǒng)II從發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)引氣；二次流噴射系統(tǒng)I和二次流噴射系統(tǒng)II位于同一平面，二次流噴射系統(tǒng)II位于二次流噴射系統(tǒng)I的下部，引氣管道I的噴口位于引氣管道的噴口前端；引氣管道的噴口垂直于噴管擴(kuò)張段的壁面；引氣管道的噴口垂直于噴管擴(kuò)張段的壁面；閥門(mén)與閥門(mén)均為可調(diào)節(jié)的，并且閥門(mén)與閥門(mén)根據(jù)噴管的狀態(tài)相互耦合。[0006]兩股二次流噴射氣動(dòng)矢量噴管工作時(shí),二次流噴射系統(tǒng)I通過(guò)引氣管道從噴管的收斂段前端引入氣體經(jīng)引氣管道的噴口射入到噴管擴(kuò)張段的主流氣體中，在二次流與主流干擾時(shí)產(chǎn)生斜激波，從而獲得一定的推力矢量，二次流噴射系統(tǒng)I更主要的作用在于增大了噴管的喉部面積，增強(qiáng)了噴管的流通能力，閥門(mén)用于調(diào)節(jié)引氣量大小，當(dāng)噴管流通能力不足時(shí)，可以調(diào)大閥門(mén)；二次流噴射系統(tǒng)II通過(guò)引氣管道從發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)中引入氣體經(jīng)引氣管道的噴口射入到噴管擴(kuò)張段的主流氣體中，二次流與主流干擾時(shí)形成斜激波，產(chǎn)生推力矢量角，以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的俯仰運(yùn)動(dòng)，閥門(mén)用于控制引氣量，調(diào)節(jié)二次流的入射量可以得到不同程度的推力矢量。本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)在于，二次流噴射系統(tǒng)I已經(jīng)產(chǎn)生了一定的推力矢量，二次流噴射系統(tǒng)II從發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)部分引氣量可以相對(duì)減少，從而減少了因從高壓壓氣機(jī)引氣導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降，同時(shí)二次流噴射系統(tǒng)I增大了噴管的流通能力，因而提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0007]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖中1-引氣管道；2-閥門(mén)；3_引氣管道；4-閥門(mén)；5_收擴(kuò)噴管。
【具體實(shí)施方式】:
[0009]參照各圖，該一種具有兩股二次流噴射的氣動(dòng)矢量噴管結(jié)構(gòu)，其特征在于，其結(jié)構(gòu)包括:兩股二次流噴射的氣動(dòng)矢量噴管由二次流噴射系統(tǒng)1、二次流噴射系統(tǒng)II以及收擴(kuò)噴管5構(gòu)成；二次流噴射系統(tǒng)I包括引氣管道I和閥門(mén)2 ;二次流噴射系統(tǒng)II包括引氣管道3和閥門(mén)4 ；
[0010]二次流噴射系統(tǒng)I從噴管5收斂段的前端引氣；二次流噴射系統(tǒng)II從發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)引氣；二次流噴射系統(tǒng)I和二次流噴射系統(tǒng)II位于同一平面，二次流噴射系統(tǒng)II位于二次流噴射系統(tǒng)I的下部，引氣管道I的噴口位于引氣管道3的噴口前端；引氣管道I的噴口垂直于噴管5擴(kuò)張段的壁面；引氣管道3的噴口垂直于噴管5擴(kuò)張段的壁面；閥門(mén)2與閥門(mén)4均為可調(diào)節(jié)的，并且閥門(mén)2與閥門(mén)4根據(jù)噴管的狀態(tài)相互耦合。
[0011]兩股二次流噴射氣動(dòng)矢量噴管工作時(shí)，二次流噴射系統(tǒng)I通過(guò)引氣管道I從噴管5的收斂段前端引入氣體經(jīng)引氣管道I的噴口射入到噴管5擴(kuò)張段的主流氣體中，在二次流與主流干擾時(shí)產(chǎn)生斜激波，從而獲得一定的推力矢量，二次流噴射系統(tǒng)I更主要的作用在于增大了噴管5的喉部面積，增強(qiáng)了噴管5的流通能力，閥門(mén)2用于調(diào)節(jié)引氣量大小，當(dāng)噴管5流通能力不足時(shí)，可以調(diào)大閥門(mén)2 ;二次流噴射系統(tǒng)II通過(guò)引氣管道3從發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)中引入氣體經(jīng)引氣管道3的噴口射入到噴管5擴(kuò)張段的主流氣體中，二次流與主流干擾時(shí)形成斜激波，產(chǎn)生推力矢量角，以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的俯仰運(yùn)動(dòng)，閥門(mén)4用于控制引氣量，調(diào)節(jié)二次流的入射量可以得到不同程度的推力矢量。本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)在于，二次流噴射系統(tǒng)I已經(jīng)產(chǎn)生了一定的推力矢量，二次流噴射系統(tǒng)II從發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)部分引氣量可以相對(duì)減少，從而減少了因從高壓壓氣機(jī)引氣導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降，同時(shí)二次流噴射系統(tǒng)I增大了噴管的流通能力，因而提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
[0012]當(dāng)需要較小的推力矢量角時(shí)，閥門(mén)2處于閉合狀態(tài)，二次流噴射系統(tǒng)I不工作，二次流噴射系統(tǒng)II通過(guò)引氣管道3從發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)中引入氣體經(jīng)引氣管道3的噴口射入到噴管5擴(kuò)張段的主流氣體中，二次流與主流干擾形成斜激波，產(chǎn)生推力矢量角，閥門(mén)4用于控制引氣量，調(diào)節(jié)二次流的入射量可以得到不同的小角度推力矢量角。然而，當(dāng)需要較大的推力矢量角時(shí)，如果只是二次流噴射系統(tǒng)II工作調(diào)大閥門(mén)4來(lái)實(shí)現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)性能的急劇下降，此時(shí)打開(kāi)閥門(mén)2，二次流噴射系統(tǒng)I通過(guò)引氣管道I從噴管5的收斂段前端引入氣體經(jīng)引氣管道I的噴口射入到噴管5擴(kuò)張段的主流氣體中，二次流與主流干擾產(chǎn)生斜激波，從而獲得一定的推力矢量，二次流噴射系統(tǒng)I起到增大了噴管5的喉部面積的作用，增強(qiáng)了噴管5的流通能力，又由于二次流噴射系統(tǒng)I產(chǎn)生了一定的推力矢量，閥門(mén)4可以調(diào)小，從高壓部分的引氣可以減少，從而降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的推力損失。
[0013]本發(fā)明未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述。當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例。本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有兩股二次流噴射的氣動(dòng)矢量噴管結(jié)構(gòu)，其特征在于，其結(jié)構(gòu)包括:兩股二次流噴射的氣動(dòng)矢量噴管由二次流噴射系統(tǒng)1、二次流噴射系統(tǒng)II以及收擴(kuò)噴管構(gòu)成；二次流噴射系統(tǒng)I包括引氣管道和閥門(mén)；二次流噴射系統(tǒng)II包括引氣管道和閥門(mén)；二次流噴射系統(tǒng)I從噴管收斂段的前端引氣；二次流噴射系統(tǒng)II從發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)引氣；二次流噴射系統(tǒng)I和二次流噴射系統(tǒng)II位于同一平面，二次流噴射系統(tǒng)II位于二次流噴射系統(tǒng)I的下部，引氣管道I的噴口位于引氣管道的噴口前端；引氣管道的噴口垂直于噴管擴(kuò)張段的壁面；引氣管道的噴口垂直于噴管擴(kuò)張段的壁面；閥門(mén)與閥門(mén)均為可調(diào)節(jié)的，并且閥門(mén)與閥門(mén)根據(jù)噴管 的狀態(tài)相互耦合。
【文檔編號(hào)】F02K1/00GK103899432SQ201410123383
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】史經(jīng)緯, 王占學(xué), 孫嘯林, 張明陽(yáng), 章葉川, 周莉 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)