双轴转动变形的通道无尖角内乘波式变几何进气道的制作方法

文档序号:12351691阅读:来源:国知局

技术特征:

1.双轴转动变形的通道无尖角内乘波式变几何进气道,其特征是包括:改进吻切面排布的变截面内乘波进气道、绕双轴旋转-密封式变几何流道调节机、分流机构、定几何扩张通道,所述变截面内乘波进气道的进口及出口形状可定制,在全马赫数范围工作时流量系数具有明显优势,进气道压缩效率高,出口气流品质好;

所述绕双轴旋转-密封式变几何流道调节机包括:在最高马赫数状态飞行时,内乘波进气道收缩比最大,可动压缩面保持设计点的初始状态,高速气流经压缩后通过结尾激波降为亚音速流,进一步在扩张段内减速增压,由分流机构将气流导入供给冲压发动机;在较低马赫数状态飞行时,进气道收缩比减小,可动压缩面旋转至某一位置,喉道面积放大以适应低马赫数来流;在低于过渡马赫数为Ma2-3状态飞行时,分流机构将减速增压了的气流导入涡轮通道供给涡轮发动机。

2.根据权利要求1所述的双轴转动变形的通道无尖角内乘波式变几何进气道,其特征是所述的变截面内乘波进气道,其作为进气系统中压缩面的基础型面;

依据轴对称吻切流理论,在原高外压比的变截面内乘波进气道基础上,将吻切面排布中心偏离进气道对称面左右一段距离m,在左右两部分沿流向为曲线的压缩面之间布置一过渡压缩型面,其对称面上为沿流向的二元压缩型线,逐渐向左右曲线压缩型线过渡。

3.根据权利要求1所述的双轴转动变形的通道无尖角内乘波式变几何进气道,其特征是所述绕双轴旋转-密封式变几何流道调节机,包括:可动内乘波压缩面的选取、进气道变几何作动过程中密封板的布置、喉道后变几何扩张段的作动;该变几何设计方法通过旋转压缩曲面调节进气道的收缩比,能保证进气系统在全马赫数范围内顺利起动工作;若设计态的基础内乘波进气道喉道为圆形或椭圆形,则采用该变几何设计方法使得在任一马赫数状态工作时的进气道几何喉道截面形状曲率连续无尖角,有利于壁面喉道处的角区流动,提高进气道的总压恢复水平和动能效率。

4.根据权利要求3所述的双轴转动变形的通道无尖角内乘波式变几何进气道,其特征是:所述的变截面内乘波进气道压缩面分为定几何压缩面与可动压缩面,在设计点的内乘波进气道三维压缩基础型面上,沿流向在进气道下唇口点前某一位置的平面及沿周向的某两个吻切面截取出可动压缩面,将其按对称面一分为二,各自绕相应的转轴旋转;转轴位于前述沿流向的截取平面内,轴点位于可动压缩面前缘曲线的拐点处,转轴矢量方向与可动压缩面前缘线切线方向间有夹角;左右可动内乘波压缩面在绕轴旋转过程中关于对称面对称。

5.根据权利要求3所述的双轴转动变形的通道无尖角内乘波式变几何进气道,其特征是:随来流马赫数变化改变喉道面积,将可动压缩面绕轴旋转后,由密封板对增压气流进行密封,包括定几何密封板和可动密封板;定几何密封板是可动压缩面非对称面处的边缘线围绕前述转轴旋转的运动轨迹平面;可动密封板是左右可动压缩面位于最大旋转角度状态时原对称面边缘线所形成的平面;可动密封板在施加于其上的外力的约束下一直保持与可动压缩面的接触并在三维空间中运动。

6.根据权利要求3所述的双轴转动变形的通道无尖角内乘波式变几何进气道,其特征是:所述进气道喉道后为一与可动压缩面固接的过渡曲面,由可动压缩面后缘曲边过渡到与前述转轴平行的直边;在该直边处有B铰链,连接一直板,直板后缘有C铰链,连接直板,直板后缘铰接在定几何涡轮扩张通道上;在进气道变几何作动过程中,仍有定几何密封板与可动密封板对增压气流进行密封,直板绕铰链旋转,运动规律由伺服机构根据前述可动压缩面的旋转运动规律而定,直板为长度可调的伸缩板,其位置由与之铰接的前后可动板而定。

7.根据权利要求1所述的双轴转动变形的通道无尖角内乘波式变几何进气道,其特征是所述分流机构中分流板前缘为三段折边,左右两折边前缘长度较分流截面中两侧直边要短,防止在涡轮模态下的分流板与进气道侧壁发生机械干涉;分流板铰接于定几何扩张段上,绕平行于其前缘中间折线的矢量旋转,将70%-95%的增压气流根据需要导入下游冲压通道或涡轮通道,另5%-30%的分流量通过分流板与进气道侧壁间的窗口流入另一通道,可排移附面层内的部分低能流,在涡轮基组合循环排气系统中发挥气流引射作用,可降低喷管底部阻力。

8.根据权利要求1所述的双轴转动变形的通道无尖角内乘波式变几何进气道,其特征是所述定几何扩张通道包括冲压通道与涡轮通道;在冲压通道进口形状中上部为匹配分流板后缘的三段折线,下部为曲率连续的弧边及直边,由该进口根据一定的面积扩张规律与中心线变化规律过渡到圆形冲压通道出口截面;涡轮通道为大S弯扩张段,进口形状为匹配可动扩张段与分流板后缘的多边形,出口形状为圆形,通过控制大S弯流道的面积扩张率及中心线变化,在较短的流向距离内完成进出口形状过渡和对气流高效的减速增压。

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