一种具有单边膨胀功能的二元矢量喷管的制作方法
【专利摘要】本发明提供的一种具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，其特征在于：圆转方筒体(1)前段与发动机连接，作为整个喷管的支撑构件；作动筒(2)、拉杆(3)、收敛调节板(4)、扩张调节板前段(5)、扩张调节板后段(6)、固定收敛板(8)、作动筒(9)、拉杆(10)和扩张调节板(11)作为主要承力调节机构可实现喉道面积和出口面积调节、单边膨胀以及矢量偏转功能。本发明优点在于：可实现喉道面积调节及不同角度范围的矢量偏转，可实现单边膨胀功能，同时兼顾结构简单、可靠性高、隐身性好的优点。
【专利说明】一种具有单边膨胀功能的二元矢量喷管
【技术领域】
[0001]本发明涉及航空发动机喷管领域，涉及一种具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，同时也适用于有需求的空天发动机喷管领域。
【背景技术】
[0002]传统的航空发动机二元矢量喷管由于扩张段长度不可调节，且仅在小落压比状态下具有良好的气动性能。而单边膨胀喷管更多应用于固体火箭发动机或冲压发动机上，自由边界范围大，在大落压比状态下具有良好的气动性能，但无法实现矢量偏转功能，隐身效果较差。为了弥补常规二元矢量喷管和单边膨胀喷管的缺陷，需要设计一种结构简单、具有单边膨胀功能的新型二元矢量喷管，同时兼顾高可靠性、高隐身性的优点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:提供一种具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，可实现喉道面积调节及不同角度范围的矢量偏转，同时弥补了常规二元矢量喷管仅在小落压比下具有良好气动性能的缺陷，可实现单边膨胀功能，同时兼顾结构简单、可靠性高、隐身性好的优点。
[0004]本发明的技术方案是:一种具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，其特征在于，包括圆转方筒体1、喉道调节机构、扩张段调节机构、侧壁7和外罩12，具体为:
[0005]圆转方筒体I前端与发动机连接，作为整个喷管的支撑构件。
[0006]喉道调节机构包括作动筒2、拉杆3和收敛调节板4。其中，作动筒2前端通过机械连接方式连接在圆转方筒体I外壁上，另一端通过转动副与拉杆3连接；拉杆3另一端通过转动副与收敛调节板4外侧中段连接；收敛调节板4通过转动副连接在圆转方筒体安装边上；作动筒2伸缩驱动通过拉杆3带动收敛调节板4绕前端转动副转动，实现喉道面积调节。
[0007]扩张段调节机构包括扩张调节板前段5、扩张调节板后段6、作动筒9、拉杆10和扩张调节板11。其中，扩张调节板前段5 —端通过转动副与收敛调节板4连接，另一端通过滑动副与扩张调节板后段6连接；扩张调节板后段6另一端通过转动副连接到侧壁7上；作动筒9沿喷管中心线对称布置，前端通过机械连接方式连接在固定收敛板8上，另一端通过转动副与拉杆10连接；固定收敛板8通过螺栓连接到圆转方筒体上I ;拉杆10 —端通过转动副连接到作动筒9，另一端通过转动副与扩张调节板11连接；作动筒9同步伸缩通过拉杆10带动扩张调节板11完成矢量偏转，同时在喉道调节机构的驱动下带动扩张调节板前段5绕收敛调节板4转动，同时在扩张调节板后段6内滑动，从而实现适应大落压比、高气动性能的单边膨胀功能。
[0008]侧壁7采用固定连接，主要用于构成内流道，同时对外罩12起固定和密封的作用。
[0009]外罩12主要用于喷管外侧气流的整流，直接连接到喷管侧壁7上，同时，对喷管内部的驱动机构及高温部件进行有效遮挡，隐身效果较好。
[0010]所述作动筒2沿收敛调节板4转动副轴向方向布置，数量为I?4个。[0011]所述作动筒9沿扩张调节板11转动副轴向方向布置，数量为2?6个。
[0012]所述拉杆3和拉杆10可以为连杆或其他连接机构。
[0013]所述扩张调节板后段6为中空结构，与扩张调节板前段5可以通过滑槽、滑轨连接。
[0014]所述扩张调节板前段5为中空结构，与扩张调节板后段6可以通过滑槽或滑轨连接。
[0015]所述扩张调节板前段5与扩张调节板后段6均为板式结构，通过上下滑槽或滑轨连接。
[0016]所述作动筒9可以固定在圆转方筒体I的安装边上。
[0017]所述扩张调节板后段6通过转动副侧壁7连接，连接点的位置可以移动，实现向下的矢量偏转。
[0018]所述扩张调节板后段6和扩张调节板11后段进行锯齿修型。
[0019]所述侧壁7和外罩12后段进行锯齿修型。
[0020]本发明提供的新型具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，其优点在于:可实现喉道面积调节及不同角度范围的矢量偏转，同时弥补了常规二元矢量喷管仅在小落压比下具有良好气动性能的缺陷，可实现单边膨胀功能，同时兼顾结构简单、可靠性高、隐身性好的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1本发明主视图
[0022]图2本发明正等测轴向视图
[0023]图3本发明正二等测视图
[0024]图4本发明轴向工作原理图
【具体实施方式】
[0025]实施例1
[0026]一种具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，主要由圆转方筒体1、喉道调节机构、扩张段调节机构、侧壁7和外罩12组成，具体为:
[0027]圆转方筒体I前端与发动机连接，作为整个喷管的支撑构件。
[0028]喉道调节机构主要由作动筒2、拉杆3和收敛调节板4组成。其中，作动筒2前端通过机械连接方式连接在圆转方筒体I外壁上，另一端通过转动副与拉杆3连接；拉杆3另一端通过转动副与收敛调节板4外侧中段连接；收敛调节板4通过转动副连接在圆转方筒体安装边上；作动筒2伸缩驱动通过拉杆3带动收敛调节板4绕前端转动副转动,实现喉道面积调节。
[0029]扩张段调节机构主要由扩张调节板前段5、扩张调节板后段6、作动筒9、拉杆10和扩张调节板11组成。其中，扩张调节板前段5 —端通过转动副与收敛调节板4连接，另一端通过滑动副与扩张调节板后段6连接；扩张调节板后段6另一端通过转动副连接到侧壁7上；作动筒9沿喷管中心线对称布置，前端通过机械连接方式连接在固定收敛板8上，另一端通过转动副与拉杆10连接；固定收敛板8通过螺栓连接到圆转方筒体上I ;拉杆10 —端通过转动副连接到作动筒9，另一端通过转动副与扩张调节板11连接；作动筒9同步伸缩通过拉杆10带动扩张调节板11完成矢量偏转，同时在喉道调节机构的驱动下带动扩张调节板前段5绕收敛调节板4转动，同时在扩张调节板后段6内滑动，从而实现适应大落压t匕、高气动性能的单边膨胀功能。
[0030]侧壁7采用固定连接，主要用于构成内流道，同时对外罩12起固定和密封的作用。
[0031]外罩12主要用于喷管外侧气流的整流，直接连接到喷管侧壁7上，同时，对喷管内部的驱动机构及高温部件进行有效遮挡，隐身效果较好。所述作动筒2沿收敛调节板4转动副轴向方向布置，数量为I?4个。
[0032]所述作动筒9沿扩张调节板11转动副轴向方向布置，数量为2?6个。
[0033]所述拉杆3和拉杆10可以为连杆或其他连接机构。
[0034]所述扩张调节板后段6为中空结构，与扩张调节板前段5可以通过滑槽、滑轨连接。
[0035]所述扩张调节板前段5为中空结构，与扩张调节板后段6可以通过滑槽或滑轨连接。
[0036]所述扩张调节板前段5与扩张调节板后段6均为板式结构，通过上下滑槽或滑轨连接。
[0037]所述作动筒9可以固定在圆转方筒体I的安装边上。
[0038]所述扩张调节板后段6通过转动副侧壁7连接，连接点的位置可以移动，实现向下的矢量偏转。
[0039]所述扩张调节板后段6和扩张调节板11后段进行锯齿修型。
[0040]所述侧壁7和外罩12后段进行锯齿修型。
【权利要求】
1.一种具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，其特征在于:包括圆转方筒体(1)、喉道调节机构、扩张段调节机构、侧壁(7)和外罩(12)，具体为: 圆转方筒体(1)前端与发动机连接，作为整个喷管的支撑构件； 喉道调节机构包括作动筒(2)、拉杆(3)和收敛调节板(4)，其中，作动筒(2)前端通过机械连接方式连接在圆转方筒体(1)外壁上，另一端通过转动副与拉杆(3)连接；拉杆(3)另一端通过转动副与收敛调节板(4)外侧中段连接；收敛调节板(4)通过转动副连接在圆转方筒体安装边上；作动筒(2)伸缩驱动通过拉杆(3)带动收敛调节板(4)绕前端转动副转动，实现喉道面积调节； 扩张段调节机构包括扩张调节板前段(5)、扩张调节板后段(6)、作动筒(9)、拉杆(10)和扩张调节板(11)，其中，扩张调节板前段(5) —端通过转动副与收敛调节板(4)连接，另一端通过滑动副与扩张调节板后段(6)连接；扩张调节板后段(6)另一端通过转动副连接到侧壁(7)上；作动筒(9)沿喷管中心线对称布置，前端通过机械连接方式连接在固定收敛板⑶上，另一端通过转动副与拉杆(10)连接；固定收敛板⑶通过螺栓连接到圆转方筒体上(I);拉杆(10) —端通过转动副连接到作动筒(9)，另一端通过转动副与扩张调节板(11)连接；作动筒(9)同步伸缩通过拉杆(10)带动扩张调节板(11)完成矢量偏转，同时在喉道调节机构的驱动下带动扩张调节板前段(5)绕收敛调节板(4)转动，同时在扩张调节板后段(6)内滑动，从而实现适应大落压比、高气动性能的单边膨胀功能； 侧壁(7)采用固定连接，用于构成内流道，同时对外罩(12)起固定和密封的作用； 外罩(12)主要用于喷管外侧气流的整流，直接连接到喷管侧壁(7)上，同时，对喷管内部的驱动机构及高温部件 进行有效遮挡，隐身效果较好。
2.根据权利要求1所述的具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，其特征在于:作动筒(2)沿收敛调节板(4)转动副轴向方向布置，数量为I~4个；作动筒(9)沿扩张调节板(11)转动副轴向方向布置，数量为2~6个。
3.根据权利要求1所述的具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，其特征在于:拉杆(3)和拉杆(10)可以为连杆或其他连接机构。
4.根据权利要求1所述的具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，其特征在于:扩张调节板后段(6)为中空结构，与扩张调节板前段(5)可以通过滑槽、滑轨连接。
5.根据权利要求1所述的具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，其特征在于:扩张调节板前段(5)为中空结构，与扩张调节板后段(6)可以通过滑槽或滑轨连接。
6.根据权利要求1所述的具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，其特征在于:扩张调节板前段(5)与扩张调节板后段(6)均为板式结构，通过上下滑槽或滑轨连接。
7.根据权利要求1所述的具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，其特征在于:作动筒(9)固定在圆转方筒体(1)的安装边上。
8.根据权利要求1所述的具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，其特征在于:扩张调节板后段(6)通过转动副侧壁(7)连接，连接点的位置可以移动，实现向下的矢量偏转。
9.根据权利要求1所述的具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，其特征在于:扩张调节板后段(6)和扩张调节板(11)后段进行锯齿修型。
10.根据权利要求1所述的具有单边膨胀功能的二元矢量喷管，其特征在于:侧壁(7)和外罩(12)后段进行锯齿修型。
【文档编号】F02K1/16GK104033281SQ201410253892
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】王伟, 赵春生, 徐速, 任利锋 申请人:中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所