一种用于交变波瓣喷管的锯齿型波峰扰流片

本发明涉及一种用于交变波瓣喷管的锯齿型波峰扰流片，带波峰扰流片的交变波瓣喷管可用于军用直升机的红外抑制器，属于航空技术领域。

背景技术：

军用直升机通过安装红外抑制器，来抑制动力装置产生的红外辐射，达到提升红外隐身性能，从而提高军用直升机的战场生存力。红外抑制器主体为波瓣喷管和弯曲混合管组成的波瓣混合器。直升机涡轴发动机的排气装置使用波瓣喷管，高速热排气流流经波瓣喷管，对周围环境大气形成引射作用。高速热排气流及被引射的环境气流流经波瓣喷管，因形成流向涡而在弯曲混合管内掺混，使最终排入大气的气流温度降低。另外，热排气流在内被引射的环境气流在外，能够有效隔绝热排气流对周围壁面的直接加热。红外抑制性能由红外抑制器排气流温度和壁面温度决定，引射量越大，掺混效率越高，弯曲混合管内壁面附近气流温度越低，越有利于提高红外抑制器性能。因在涡轴发动机与波瓣喷管之间留有引射气流入口，波瓣喷管出口位于中心体下游，采用交变波瓣喷管利于引射的环境气流刺入热排气流核心，能获得更高的掺混效率。为了控制红外抑制器的重量，减小加装红外抑制器对军用直升机飞行性能的影响，弯曲混合管的直径和长度就会受到限制，这时就需要对交变波瓣喷管进行一定改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于交变波瓣喷管的锯齿型波峰扰流片，在弯曲混合管的直径和长度受限时，该锯齿型波峰扰流片能提高引射量和掺混效率，降低总压损失，降低混合管内壁面附近气流温度，且该强化结构的波峰扰流片，气动外形变化小，使用寿命高。

本发明通过如下技术方案实现。

一种用于交变波瓣喷管的锯齿型波峰扰流片，以一个平面切除交变波瓣喷管的部分波峰，再在此平面内做与波峰连接的呈锯齿型的锯齿型波峰扰流片，然后在锯齿型波峰扰流片和波峰连接处布置加强筋。

进一步，所述的平面使切除部分波峰后，两侧剩余的波峰尾缘长度相等，切除的波峰尾缘长度占波峰尾缘长度的0.3～0.6倍，并使锯齿型波峰扰流片起始边中点与收尾尖点所连直线指向喷管轴线，与喷管轴线夹角为0～5°。

进一步，所述的锯齿型波峰扰流片的锯齿为等腰三角形，锯齿长度为锯齿底边长度的1.8～2.5倍。

进一步，所述的加强筋为在锯齿型波峰扰流片中间垂直于锯齿型波峰扰流片做顺流向的长条形加强筋，加强筋两头逐渐变尖终止于锯齿型波峰扰流片和波峰外壁面。

进一步，所述的加强筋的尺寸，以锯齿底边为界，锯齿侧部分加强筋长度为锯齿长度的0.5～0.75倍，波峰侧部分加强筋长度为锯齿长度的0.8～1倍，加强筋高度方向最大值为加强筋长度的0.09～0.12倍。

与现有技术相比，本发明的优点和取得的有益效果为：

第一，引射掺混性能好。对于直径和长度受限的弯曲混合管，锯齿型波峰扰流片能使波峰尾流区热排气流偏离混合管壁面，在增大对环境大气的引射量的同时加速波峰尾流区的掺混，并减小波峰尾流区热排气流斜向冲击混合管壁面带来的总压损失。

第二，混合管内壁面温度低。锯齿型波峰扰流片能使波峰尾流区热排气流偏离混合管壁面，加速波峰尾流区的掺混，因而能有效降低混合管内壁面附近气流温度，避免热排气流冲击加热混合管壁面。

第三，气动外形变化小。锯齿型波峰扰流片会受到较大的气动力，在被高温排气流加热情况下，会产生变形和振动。在锯齿型波峰扰流片外侧顺流向布置两头逐渐变尖的长条形加强筋，对流动的扰动小。加强筋与锯齿型波峰扰流片形成t型承力结构，能有效应对较大的气动力。

第四，使用寿命高。锯齿型波峰扰流片受到较大的气动力，同时被高温排气流加热。在波峰与锯齿型波峰扰流片连接处的两侧存在应力集中，锯齿型波峰扰流片在变形和震动后极易在应力集中处疲劳断裂。两头逐渐变尖的长条形加强筋与锯齿型波峰扰流片形成t型承力结构，有效去除了应力集中，延长了带锯齿型波峰扰流片交变波瓣喷管的使用寿命。

附图说明

图1为本发明中交变波瓣喷管的等轴视图。

图2为本发明中带锯齿型波峰扰流片交变波瓣喷管的等轴视图。

图3为本发明中带锯齿型波峰扰流片交变波瓣喷管的后视图。

图4为本发明中带锯齿型波峰扰流片交变波瓣喷管的前视图。

图5为本发明中带锯齿型波峰扰流片交变波瓣喷管的侧视图。

在附图中，1为锯齿型波峰扰流片；2为加强筋；3为波峰。

具体实施方式

下面将结合附图1～5和实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种用于交变波瓣喷管的锯齿型波峰扰流片，其特征在于，以一个平面切除交变波瓣喷管的部分波峰3，再在此平面内做与波峰3连接的呈锯齿型的锯齿型波峰扰流片1，然后在锯齿型波峰扰流片1和波峰3连接处布置加强筋2。

作为本发明实施例的进一步改进，所述的平面使切除部分波峰3后，两侧剩余的波峰尾缘长度相等，切除的波峰尾缘长度占波峰3尾缘长度的0.3～0.6倍，本实施例具体为0.5倍，并使锯齿型波峰扰流片1起始边中点与收尾尖点所连直线指向喷管轴线，与喷管轴线夹角为0～5°，本实施例具体为2.5°。

作为本发明实施例的进一步改进，所述的锯齿型波峰扰流片1的锯齿为等腰三角形，锯齿长度为锯齿底边长度的1.8～2.5倍，本实施例具体为2.1倍。

作为本发明实施例的进一步改进，所述的加强筋2为在锯齿型波峰扰流片1中间垂直于锯齿型波峰扰流片1做顺流向的长条形加强筋，加强筋2两头逐渐变尖终止于锯齿型波峰扰流片1和波峰3外壁面。

作为本发明实施例的进一步改进，所述的加强筋2的尺寸，以锯齿底边为界，锯齿侧部分加强筋2长度为锯齿长度的0.5～0.75倍，本实施例具体为0.6倍，波峰侧部分加强筋2长度为锯齿长度的0.8～1倍，本实施例具体为0.9倍，加强筋高度方向最大值为加强筋长度的0.09～0.12倍，本实施例具体为0.1倍。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。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。

技术特征：

1.一种用于交变波瓣喷管的锯齿型波峰扰流片，其特征在于，以一个平面切除交变波瓣喷管的部分波峰(3)，再在此平面内做与波峰(3)连接的呈锯齿型的锯齿型波峰扰流片(1)，然后在锯齿型波峰扰流片(1)和波峰(3)连接处布置加强筋(2)。

2.根据权利要求1所述的用于交变波瓣喷管的锯齿型波峰扰流片，其特征在于，所述的平面使切除部分波峰(3)后，两侧剩余的波峰尾缘长度相等，切除的波峰尾缘长度占波峰(3)尾缘长度的0.3～0.6倍，并使锯齿型波峰扰流片(1)起始边中点与收尾尖点所连直线指向喷管轴线，与喷管轴线夹角为0～5°。

3.根据权利要求1所述的用于交变波瓣喷管的锯齿型波峰扰流片，其特征在于，所述的锯齿型波峰扰流片(1)的锯齿为等腰三角形，锯齿长度为锯齿底边长度的1.8～2.5倍。

4.根据权利要求1所述的用于交变波瓣喷管的锯齿型波峰扰流片，其特征在于，所述的加强筋(2)为在锯齿型波峰扰流片(1)中间垂直于锯齿型波峰扰流片(1)做顺流向的长条形加强筋，加强筋(2)两头逐渐变尖终止于锯齿型波峰扰流片(1)和波峰(3)外壁面。

5.根据权利要求4所述的用于交变波瓣喷管的锯齿型波峰扰流片，其特征在于，所述的加强筋(2)的尺寸，以锯齿底边为界，锯齿侧部分加强筋(2)长度为锯齿长度的0.5～0.75倍，波峰侧部分加强筋(2)长度为锯齿长度的0.8～1倍，加强筋高度方向最大值为加强筋长度的0.09～0.12倍。

技术总结
本发明涉及一种用于交变波瓣喷管的锯齿型波峰扰流片，以一个平面切除交变波瓣喷管的部分波峰，再在此平面内做与波峰连接的呈锯齿型的扰流片，锯齿型波峰扰流片起始边中点与收尾尖点所连直线指向喷管轴线；然后在锯齿型波峰扰流片中间垂直于锯齿型波峰扰流片做顺流向的长条形加强筋，加强筋两头逐渐变尖终止于锯齿型波峰扰流片和波峰外壁面。本发明的优点和取得的有益效果为：带锯齿型波峰扰流片的交变波瓣喷管引射掺混性能好，混合管内壁面附近气流温度低，波瓣喷管气动外形变化小，使用寿命高。

技术研发人员：盛志强;张澜;但誉;胡晓安
受保护的技术使用者：南昌航空大学
技术研发日：2021.04.01
技术公布日：2021.07.06