CN106762219B - 一种新式二元塞式喷管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新式二元塞式喷管，包括支撑构件、锥体、混合器(5)，支撑构件是由筒体(1)、圆转方过渡段(2)、喷管收敛段(3)依次首尾对接构成的进口为圆形出口为矩形的筒状构件，混合器(5)为套接在支撑构件内腔轴线上的环状构件，锥体为套接在混合器(5)内环轴线上的双层薄壁构件，锥体由楔形塞锥、以及与楔形塞锥对接的截面为圆环形的中心锥构成，中心锥两薄壁间设置有支撑结构。本发明所提供的新式二元塞式喷管，中心锥和塞锥一体化设计，整个气动流路过渡光滑，气动损失小，可以实现发动机内部高温部件的完全遮挡，具有良好的隐身能力，同时兼具结构简单、长度短、重量轻的优点。

Description

一种新式二元塞式喷管
技术领域
本发明属于航空发动机领域，具体涉及一种新式二元塞式喷管。
背景技术
传统的二元塞式喷管设计采用内锥和塞锥独立设计技术，未能实现整个喷管内流场连续均匀分布，气动性能较差，同时对发动机内部高温部件的遮挡效果不好，使得红外隐身和雷达隐身效果较差。固定不可调节的S弯二元喷管进出口轴线存在着一定的高度差，具有良好的隐身性能，但存在长度长、重量大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新式二元塞式喷管，克服或减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
本发明的目的通过如下技术方案实现：一种新式二元塞式喷管，包括支撑构件、锥体、混合器，
所述支撑构件是由筒体、圆转方过渡段、喷管收敛段依次首尾对接构成的进口为圆形出口为矩形的筒状构件，其中，筒体一端与发动机相连，筒体另一端通过圆转方过渡段连接棱台形喷管收敛段，圆转方过渡段将支撑构件的截面形状由圆形变为矩形；
所述混合器为套接在支撑构件内腔轴线上的环状构件，并且该环状构件一端面与涡轮后机匣框架相连；
所述锥体为套接在混合器内环轴线上的双层薄壁构件，该锥体由楔形塞锥、以及一端与该楔形塞锥对接另一端与涡轮后机匣框架相连的截面为圆环形的中心锥构成，其中，该楔形塞锥两薄壁间的空腔一端汇集于一处闭合，另一端与中心锥两薄壁间的空腔相贯通，其中，中心锥两薄壁间设置有支撑结构。
优选地是，所述锥体中的所述中心锥和所述楔形塞锥一体化成型。
优选地是，所述中心锥通过过渡段与所述楔形塞锥相连，该过渡段的截面过渡形式为圆形、矩形或椭圆形。
优选地是，所述中心锥包括与涡轮后机匣框架相连的中心锥外壁、以及套接在该中心锥外壁内腔的中心锥内壁，其中，该中心锥内壁通过支板与该中心锥外壁相连；所述楔形塞锥包括与中心锥外壁对接的塞锥外壁和与中心锥内壁对接的塞锥内壁。
优选地是，所述支板的数量为2～18个，并且该多个支板周向均布在所述中心锥内壁与所述中心锥外壁之间的空腔内。
优选地是，所述支板为实体或者中空结构。
优选地是，所述中心锥内壁以及所述中心锥外壁通过焊接或螺栓与所述支板相连。
优选地是，所述喷管收敛段出口为锯齿形。
优选地是，所述喷管收敛段矩形截面的宽高比为2～12。
优选地是，所述混合器为波瓣混合器、锯齿形混合器或可调性混合器。
本发明所提供的一种新式二元塞式喷管的有益效果在于，内锥和塞锥一体化设计，整个气动流路过渡光滑，气动损失小，可以实现发动机内部高温部件的完全遮挡，具有良好的隐身能力，同时兼具结构简单、长度短、重量轻的优点。
附图说明
图1为本发明新式二元塞式喷管的结构示意图；
图2为本发明新式二元塞式喷管的剖视图；
图3为本发明新式二元塞式喷管的前视图；
图4为本发明新式二元塞式喷管中塞锥的结构示意图；
图5为本发明新式二元塞式喷管中中心锥的结构示意图；
图6为本发明新式二元塞式喷管中混合器的结构示意图。
附图标记：
1-筒体、2-圆转方过渡段、3-喷管收敛段、4-塞锥外壁、5-混合器、6-支板、7-中心锥内壁、8-中心锥外壁、9-塞锥内壁。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、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。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明的新式二元塞式喷管做进一步详细说明。
如图1和图2所示，一种新式二元塞式喷管，包括支撑构件、锥体、混合器5，支撑构件是由筒体1、圆转方过渡段2、喷管收敛段3依次首尾对接构成的进口为圆形出口为矩形的筒状构件，筒体1一端与发动机相连，作为整个喷管的支撑构件，筒体1另一端通过圆转方过渡段2连接棱台形喷管收敛段3，圆转方过渡段2将支撑构件的截面形状由圆形变为矩形，其中，喷管收敛段3矩形截面面积沿着远离筒体1的方向逐步变小，该矩形截面的宽高比选择为2～12，并且该喷管收敛段3出口一端选择锯齿形。
如图1和图6所示，混合器5为套接在支撑构件内腔轴线上的环状构件，并且该环状构件通过一端面上的安装边与涡轮后机匣框架相连，该混合器5能够增强外涵和内涵冷热气流的掺混，混合器5可以根据具体需要选择波瓣混合器、锯齿形混合器、环形混合器以及可调性混合器等形式的混合器。
如图2和图3所示，锥体为套接在混合器5内环轴线上的双层薄壁构件，该锥体由楔形塞锥、以及一端与该楔形塞锥对接另一端与涡轮后机匣框架相连的截面为圆环形的中心锥构成。本实施例中的中心锥和楔形塞锥采用一体化设计成型，并且在中心锥与楔形塞锥之间设置有过渡段，使得一体化设计的锥体由圆形截面过渡到其他形状截面，该过渡段的截面过渡形式可以选择圆形、矩形、椭圆形等形状，此种形式的锥体能够使整个喷管内流场分布均匀连续，同时又能够缩短喷管长度，减轻重量。
双层结构的中心锥包括与涡轮后机匣框架相连的中心锥外壁8、以及套接在该中心锥外壁8内腔的中心锥内壁7，该中心锥内壁7通过支板6与该中心锥外壁8相连，其中，支板6与中心锥内壁7以及中心锥外壁8间的连接形式可以选择螺栓连接或者焊接，该支板6的数量能够选择2～18个，并且该多个支板6周向均布在中心锥内壁7与中心锥外壁8之间的空腔内(见图3和图5所示)，同时支板6可以根据需要选择实体或者中空结构。楔形塞锥包括与中心锥外壁8对接的塞锥外壁4和与中心锥内壁7对接的塞锥内壁9(见图2和图4所示)，其中，塞锥外壁4能够对发动机内部的高温部件实现完全遮挡。该楔形塞锥内外两薄壁间的空腔一端汇集于一处闭合，另一端与中心锥内外两薄壁间的空腔相贯通，见图2所示，中心锥内壁7和中心锥外壁8之间的空腔、塞锥内壁9和塞锥外壁4之间的空腔形成集气腔，通过引入冷气流对中心锥和塞锥进行冷却，降低其表面温度，具有较好的红外隐身效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种新式二元塞式喷管，其特征在于，包括支撑构件、锥体、混合器(5)，
所述支撑构件是由筒体(1)、圆转方过渡段(2)、喷管收敛段(3)依次首尾对接构成的进口为圆形出口为矩形的筒状构件，其中，筒体(1)一端与发动机相连，筒体(1)另一端通过圆转方过渡段(2)连接棱台形喷管收敛段(3)，圆转方过渡段(2)将支撑构件的截面形状由圆形变为矩形；
所述混合器(5)为套接在支撑构件内腔轴线上的环状构件，并且该环状构件一端面与涡轮后机匣框架相连；
所述锥体为套接在混合器(5)内环轴线上的双层薄壁构件，该锥体由楔形塞锥、以及一端与该楔形塞锥对接另一端与涡轮后机匣框架相连的截面为圆环形的中心锥构成，其中，该楔形塞锥两薄壁间的空腔一端汇集于一处闭合，另一端与中心锥两薄壁间的空腔相贯通，其中，中心锥两薄壁间设置有支撑结构。
2.根据权利要求1所述的新式二元塞式喷管，其特征在于，所述锥体中的所述中心锥和所述楔形塞锥一体化成型。
3.根据权利要求1所述的新式二元塞式喷管，其特征在于，所述中心锥通过过渡段与所述楔形塞锥相连，该过渡段的截面过渡形式为圆形、矩形或椭圆形。
4.根据权利要求1所述的新式二元塞式喷管，其特征在于，所述中心锥包括与涡轮后机匣框架相连的中心锥外壁(8)、以及套接在该中心锥外壁(8)内腔的中心锥内壁(7)，其中，该中心锥内壁(7)通过支板(6)与该中心锥外壁(8)相连；所述楔形塞锥包括与中心锥外壁(8)对接的塞锥外壁(4)和与中心锥内壁(7)对接的塞锥内壁(9)。
5.根据权利要求4所述的新式二元塞式喷管，其特征在于，所述支板(6)的数量为2～18个，并且该多个支板(6)周向均布在所述中心锥内壁(7)与所述中心锥外壁(8)之间的空腔内。
6.根据权利要求4所述的新式二元塞式喷管，其特征在于，所述支板(6)为实体或者中空结构。
7.根据权利要求4所述的新式二元塞式喷管，其特征在于，所述中心锥内壁(7)以及所述中心锥外壁(8)通过焊接或螺栓与所述支板(6)相连。
8.根据权利要求1所述的新式二元塞式喷管，其特征在于，所述喷管收敛段(3)出口为锯齿形。
9.根据权利要求1所述的新式二元塞式喷管，其特征在于，所述喷管收敛段(3)矩形截面的宽高比为2～12。
10.根据权利要求1所述的新式二元塞式喷管，其特征在于，所述混合器(5)为波瓣混合器、锯齿形混合器或可调性混合器。
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