一种可降低红外和雷达信号特征的喷管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航空发动机喷管结构设计领域，具体涉及一种可降低红外和雷达信号特征的喷管。
【背景技术】
[0002]现有航空发动机的喷管多数为轴对称喷管和普通二元喷管，这类喷管对发动机内部高温壁面遮挡效果不好，其红外隐身和雷达隐身效果差。同时，这类喷管不能满足飞机对发动机隐身性能的要求。为解决上述问题，出现了 S弯二元隐身喷管。
[0003]但是，S弯二元隐身喷管为了实现发动机红外隐身需要喷管长度长、进出口轴线高度差大，从而导致气动损失大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种可降低红外和雷达信号特征的喷管，以解决现有二元隐身喷管气动损失大的问题。
[0005]本发明的技术方案是:
[0006]一种可降低红外和雷达信号特征的喷管，其特征在于，包括依次连接的圆月-半月截面段、半月-弯月-半月截面段以及半月截面出口段；
[0007]所述圆月-半月截面段的入口端端面为喷管的第一截面，所述第一截面为圆形截面；
[0008]所述圆月-半月截面段的出口端端面与半月-弯月-半月截面段的入口端端面重合，作为所述喷管的第二截面，所述第二截面为半月形截面，所述圆月-半月截面段由所述第一截面、所述第二截面以及第一侧壁面围成，所述第一侧壁从所述第一截面过渡到所述第二截面；
[0009]所述半月-弯月-半月截面段的出口端端面与所述半月截面出口段的入口端端面重合，作为所述喷管的第三截面，所述第三截面为半月形截面，所述半月-弯月-半月截面段由所述第二截面、所述第三截面以及第二侧壁面围成；
[0010]所述第二截面面积大于所述第三截面截面，且所述第二截面的底面与所述第三截面的底面位于同一水平面，所述第二侧壁面呈锥筒状；
[0011]所述半月-弯月-半月截面段底部的内壁上设置有一个锥形突起部，用于对发动机内高温部件进行遮挡，且所述锥形突起部裸露于所述半月-弯月-半月截面段内部的外表面的部分设置为流线型；
[0012]所述半月截面出口段由第三侧壁面围成，所述半月截面出口段的出口端端面为半月形。
[0013]可选地，所述第一截面、所述第二截面以所述及第三截面之间相互平行。
[0014]可选地，在所述第二截面位置处，所述圆月-半月截面段与所述半月-弯月-半月截面段之间通过连接法兰和连接螺栓固定连接；
[0015]在所述第三截面位置处，所述半月-弯月-半月截面段与所述半月截面出口段之间通过连接法兰和连接螺栓固定连接。
[0016]可选地，所述圆月-半月截面段是一个圆形向半圆形过渡的结构，左右对称；
[0017]且沿所述喷管轴线方向，所述第一截面上任意点与所述第二截面任意点的连接线在三维平面内的投影均为直线。
[0018]可选地，所述半月-弯月-半月截面段是一个半月向弯月、弯月向半月过渡的结构，且左右对称。
[0019]可选地，在所述半月截面出口段出口端处，所述第三侧壁面的底部的长度大于顶部的长度。
[0020]可选地，在所述半月截面出口段出口端处，所述第三侧壁面的顶部的长度大于底部的长度。
[0021]可选地，所述半月截面出口段的截面出口进行隐身修形设计。
[0022]可选地，所述第一截面的半径rl为200mm?800mm，面积为SI ；
[0023]所述第二截面的半径r2 = 0.8rl?1.4rl，其面积S2 = 0.6S1?SI ；
[0024]所述第三截面的半径r3 = 0.8r2?1.1r2，其面积S3 = 0.4S1?SI。
[0025]可选地，所述第一截面到所述第二截面的轴向长度为200mm?800mm ；
[0026]所述第二截面到所述第三截面的轴向长度为200mm?800mm ；
[0027]所述第三截面到出口终点轴向长度为200mm?800mm。
[0028]本发明的有益效果:
[0029]本发明的可降低红外和雷达信号特征的喷管中，第二截面的底面与第三截面的底面位于同一水平面，第二侧壁面呈锥筒状，同时，在半月-弯月-半月截面段底部的内壁上设置有一个锥形突起部，一方面能够缩短管体总体长度，降低喷管的气动损失；另一方面，还能够对发动机内高温部件形成全遮挡，可大幅度的降低发动机排气系统的红外及雷达信号特征，可以帮助飞机实现低红外及雷达信号特征控制要求。
【附图说明】
[0030]图1是本发明喷管的正等测视图；
[0031]图2是本发明喷管的俯视图；
[0032]图3是本发明喷管中圆月-半月截面段的后视图；
[0033]图4是本发明喷管中半月-弯月-半月截面段的后视图；
[0034]图5是本发明喷管中半月-弯月-半月截面段的正等测视图；
[0035]图6是本发明喷管中半月-弯月-半月截面段的侧向剖视图；
[0036]图7是本发明中半月截面出口的正等侧视图；
[0037]图8是本发明中半月截面出口的侧视图。
【具体实施方式】
[0038]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
[0039]如图1至图8所示，本发明提供了一种可降低红外和雷达信号特征的喷管，包括依次连接的圆月-半月截面段1、半月-弯月-半月截面段2以及半月截面出口段3。
[0040]圆月-半月截面段I呈管体状，其入口端端面(图2中的左端面)为喷管进口的第一截面11，第一截面11为圆形截面。圆月-半月截面段I可以根据需要设计为多种适合的形状，本实施例中，圆月-半月截面段I是一个圆形向半圆形过渡的结构，且左右(图2所示示图方向中，以喷管轴线方向为基准的左右两侧)对称；进一步，沿喷管轴线方向，第一截面11上任意点与第二截面21任意点的连接线在三维平面内的投影均为直线，即圆月-半月截面段I采用近似于直管体状，相对于曲线形、S型的筒体，能够缩短流道的距离，降低喷管的气动损失。
[0041]圆月-半月截面段I可以是一个半月向弯月、弯月向半月过渡的结构，且左右(图2所示示图方向中，以喷管轴线方向为基准的左右两侧)对称，其出口端端面与半月-弯月-半月截面段2的入口端端面重合，该重合端面作为喷管的第二截面21，第二截面21为半月形截面；并且，优选第二截面21与第一截面11平行，以保证结构稳定性、方便生产制造。
[0042]另外，圆月-半月截面段I由第一截面11、第二截面21与圆月转半月第一侧壁面12围成，且第一侧壁面12从第一截面11逐渐过渡到第二截面21，第一截面11到第二截面21的轴向长度LI可以根据需要进行适合的选择为200mm?800mmo
[0043]需要说明的是，第二截面21的半月形只是对第二截面21形状的一个大概形容，不是唯一的指定，例如可以是月牙形、弓形等；设置成半月形主要是其与圆形的第一截面11形状不同，从而使得管体左右两个口的形状不同，从而起到使得流经其内部的气流发生例如速率的改变等等作用；本实施例中，参照图3所示，第二截面21为弓形，并且是的弧小于半圆的优弧弓。
[0044]半月-弯月-半月截面段2的出口端端面与半月截面出口段3的入口端端面重合，该重合端面作为喷管的第三截面31，第三截面31为半月形截面，同样，优选第三截面31与第二截面21平行；半月-弯月-半月截面段2由第二截面21、第三截面31以及第二侧壁面22围成，第二侧壁面22从第二截面21逐渐过渡到第三截面31，第二截面21到第三截面31的轴向长度L2可以根据需要进行适合的选择为200mm?800mm。同样，此处优选第三截面31为优弧弓形，与第二截面21形状相似，并且，第三截面31面积小于第二截面21面积。进一步，第二截面21面积大于第三截面31截面，且第二截面21的底面(参照图2所示视图方向)与第三截面31的底面位于同一水平面，同样能够缩短流道的距离，降低喷管的气动损失；并且，使得第二侧壁面22呈锥筒状。
[0045]半月-弯月-半月截面段2底部的内壁上设置有一个锥形突起部4，用于对发动机内高温部件进行遮挡，且锥形突起部4裸露于半月-弯月-半月截面段2内部的外表面的部分设置为流线型。
[0046]需要说明的是，锥形突起部4具体形状也可以根据设计需要进行适合的选择，在保证气动损失足够小的情况下还能对发动机内高温部件形成全遮挡，从而大幅度的降低发动机排气系统的红外及雷达信号特征。本实施例中，特别参照图5所示，锥形突起部4可以包括两边的两个半圆锥部41以及位于两个半圆锥部41之间的连接