一种带传热和结构加强的单驱动波瓣喷管结构

本发明属于发动机波瓣喷管，尤其涉及一种带传热和结构加强的单驱动波瓣喷管结构。

背景技术：

1、在战斗机执行任务的过程中，温度较高的排气系统腔体和尾喷流是主要红外辐射源，这导致战斗机成为红外制导武器的探测和攻击目标。目前抑制腔体红外辐射可以通过遮挡技术、冷却气流和隐身涂层等多途径实现，而尾喷流红外辐射抑制较困难，研究表明引射喷管可增强热喷流与引射气流的掺混，从而可降低尾喷流的红外辐射特征。

2、引射喷管中波瓣主喷管相比常规轴对称主喷管，引射混合的速率更高，掺混后出口处的尾喷流温度更低，可以进一步降低尾喷流红外辐射。但是波瓣主喷管复杂的结构难以像常规轴对称主喷管那样实现出口面积的调节，不利于发动机在很宽的速度范围内都具有良好的工作性能。为此，亟待设计一种出口面积可调的波瓣主喷管，以满足当代战斗机的隐身和飞行性能的需求。

3、波瓣分为波峰和波谷，调节时为了降低结构重量，结构不易复杂，波峰和波谷可采用一套结构调节，这样可大大减少波瓣调节结构的复杂度，减小重量。

4、本发明设计一种带传热和结构加强的单驱动波瓣喷管结构解决如上问题。

技术实现思路

1、为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

2、一种带传热和结构加强的单驱动波瓣喷管结构，它包括飞机后体、引射套筒前筒、主流套筒、引射套筒收扩段，其中主流套筒、引射套筒前筒和飞机后体从内到外依次分布；引射套筒前筒的后端具有引射套筒收扩段；其特征在于：所述主流套筒的后端摆动安装有多组周向均匀分布的波瓣组件；波瓣组件形成波瓣主喷管，每个波瓣组件均是由两个波谷调节板和两个波峰调节板组成；两个波谷调节板组成一个波谷，两个波峰调节板组成一个波峰；所述波峰调节板分为波峰径向调节板和波峰周向调节板，波谷调节板分为波谷径向调节板和波谷周向调节板；组成波峰的两个波峰调节板中的两个波峰周向调节板相互重叠；组成波谷的两个波谷调节板中的两个波谷周向调节板相互重叠。

3、所述主流套筒后端安装的波峰和波谷周向交替分布。

4、所述引射套筒前筒的外壁上周向均匀地安装有多个能够控制波峰调节板和波谷调节板绕着其销轴摆动的伸缩动力筒。

5、相邻波峰波谷的径向调节板之间具有同步调节结构，实现相邻波峰波谷的径向调节板之间关联运动。

6、作为优选的方案，组成波峰的两个波峰调节板中的两个波峰周向调节板的圆弧配合面等半径，且绕各自的销轴旋转时始终保持重叠无缝隙；组成波谷的两个波谷调节板中的两个波谷周向调节板的圆弧配合面等半径，且绕各自的销轴旋转时始终保持重叠无缝隙。

7、作为优选的方案，所述引射套筒前筒前端的外圆面上周向均匀地开有多个导向滑槽，套筒前端的内壁上滑动安装有传动环，伸缩动力筒的输出端上固定安装有第一连杆，第一连杆远离伸缩动力筒的一端穿过引射套筒前筒上所开的导向滑槽与传动环固定连接；多个第二连杆周向均匀地固定安装在传动环上；所述波谷调节板和波峰调节板中所有的径向调节板上均开设有一个斜向滑槽，相邻的两个径向调节板上所开的斜向滑槽成叉型交错分布且穿插安装有一个连接销轴，连接销轴和两个滑槽形成的叉型形成了上述同步调节结构，所述传动环上安装的第二连杆与径向调节板上安装的连接销轴一一对应且分别相互固定连接；所有的第二连杆通过连接环固定连接。斜向滑槽的倾斜程度可根据波峰和波谷的运动幅度比值进行设计。

8、作为优选的方案，所述波谷中的波谷径向调节板与相邻波峰中的波峰径向调节板相互平行且共用同一销轴；波谷中的波谷径向调节板与相邻波峰中的波峰径向调节板的配合面平整无缝隙。

9、作为优选的方案，所述引射套筒前筒前端的外圆面上周向均匀地开有多个导向滑槽；所述波谷调节板和波峰调节板中所有的径向调节板上均开设有一个斜向滑槽，相邻的两个径向调节板上所开的斜向滑槽成叉型交错分布。斜向滑槽的倾斜程度可根据波峰和波谷的运动幅度比值进行设计。

10、所述主流套筒后端安装的波谷调节板和波峰调节板中相邻波峰和波谷之间均安装有一个支架，支架的一端固定安装在主流套筒上，支架的另一端开有一个滑动槽；所述滑动槽内滑动安装有一个连接滑块，连接滑块上旋转安装有一个连接销轴，连接销轴的两端分别穿插在位于其两侧的两个径向调节板上所开的斜向滑槽内；位于支架两侧的两个径向调节板分别通过销轴与支架穿插连接在一起。

11、斜向滑槽、支架、滑动槽、连接滑块、连接销轴形成了上述同步调节结构；

12、所述套筒前端的内壁上滑动安装有传动环，伸缩动力筒的输出端上固定安装有第一连杆，第一连杆远离伸缩动力筒的一端穿过引射套筒前筒上所开的导向滑槽与传动环铰接；所述传动环与所有的波峰调节板中的波峰周向调节板之间均通过一个连杆传动组件连接。

13、作为优选的方案，所述支架为条形板。

14、作为优选的方案，所述支架为三角形板。

15、作为优选的方案，所述连杆传动组件包括第三连杆、第四连杆、固定支板，其中第三连杆的一端铰接安装在传动环上，两个第四连杆的下端分别摆动安装在主流套筒的外圆面上，靠近第三连杆的第四连杆上端与第四连杆远离传动环的一端铰接；第五连杆的两端分别铰接安装在两个第四连杆远离主流套筒的一端；所述波峰周向调节板上固定安装有固定支板，第六连杆的一端铰接安装在远离传动环一侧的第四连杆的上端，第六连杆的另一端铰接在对应的固定支板上。

16、作为优选的方案，所述两个第四连杆、第五连杆以及两个第四连杆下端的连线组成了平行四边形结构。

17、作为优选的方案，所述与次流接触的调节板上表面和侧壁上均安装有均匀分布的肋块，所述调节板中周向调节板和径向调节板的连接处安装了加强筋。

18、与现有的技术相比，本发明的优点在于：

19、1、本发明设计的调节装置因动力组件位于引射套筒前筒外侧，与气流完全隔绝；连杆组件和传动环位于引射套筒前筒内侧，与高温燃气完全隔离；动力组件、连杆组件和传动环受到气流和高温燃气的影响相对较小，调节装置的可靠性相对较高。

20、2、一般的波瓣主喷管出口面积不可调，本发明设计的主喷管实现了波瓣主喷管出口面积的可调，且调节后的波瓣出口面积满足各个工况不同飞行速度下对主喷管出口面积的要求。

21、3、本发明设计了三种不同组装形式的波瓣主喷管结构，对于第一种没有支架的主喷管结构，其相邻波峰和波谷之间的径向调节板的配合面平整无缝隙；组成波峰和波谷周向相互重叠的两个周向调节板的圆弧配合面等半径且绕各自的销轴旋转时始终保持重叠无缝隙；对于第二种具有条形状支架的主喷管结构，其支架两侧波峰和波谷的径向调节板与支架之间的配合面平整无缝隙，组成波峰和波谷周向相互重叠的两个周向调节板的圆弧配合面等半径且绕各自的销轴旋转时始终保持重叠无缝隙；对于第三种具有三角形状支架的主喷管结构，其支架两侧波峰和波谷的径向调节板与支架之间的配合面平整无缝隙，组成波峰和波谷周向相互重叠的两个周向调节板的圆弧配合面等半径且绕各自的销轴旋转时始终保持重叠无缝隙；另外对于第二种和第三种主喷管结构，其在调节过程中波谷径向调节板和波峰径向调节板之间成叉型分布的滑槽重合的间隙被对应的连接滑块封死；这样的设计可以保证在控制调节板摆动调节主喷管出口面积的过程中以及调节完成后，流道具有较好的密封性。

22、4、本发明中只采用了一套传动结构就实现波谷调节板和波峰调节板的相反的运动，结构简单，整体重量较轻。