部42 ;参照图6所示，显示了锥形突起部4沿喷管气流方向的截面形状，其包括依次连接的第一直线段43、中间圆弧段44以及第二直线段45 ;第一直线段43与半月-弯月-半月截面段2底面的夹角为α，α选自50°至70°之间；第二直线段45与半月-弯月-半月截面段2底面的夹角为β，β选自20°至40°之间；中间圆弧段44的圆心位于半月-弯月-半月截面段2底面以上，且中间圆弧段44与第一直线段43平滑过渡连接，其半径可以根据半月-弯月-半月截面段2具体尺寸进行适合的选择。
[0047]进一步，锥形突起部4还可以采用中空结构设计，能够减轻重量的作用。
[0048]半月截面出口段3由第三侧壁面32围成，半月截面出口段3的出口端端面为半月形，此处优选为优弧弓形，其截面面积可以小于或者等于第三截面31面积。
[0049]本发明的可降低红外和雷达信号特征的喷管中，第二截面21的底面与第三截面31的底面位于同一水平面，第二侧壁面22呈锥筒状，同时，在半月-弯月-半月截面段2底部的内壁上设置有一个锥形突起部4，一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。
[0050]本发明的可降低红外和雷达信号特征的喷管，圆月-半月截面段I与半月-弯月-半月截面段2以及半月-弯月-半月截面段2与半月截面出口 3之间可以通过焊接或者螺栓等连接方式，此处优选为通过连接法兰和连接螺栓固定连接。
[0051]进一步，半月截面出口段3出口可以根据需要进行适合设置；例如其底部长度可以大于顶部长度；或者，相反地，其顶部长度可以大于底部长度；另外，第三截面31到半月截面出口段3末端轴向长度L3可以根据需要进行适合的选择；并且，半月截面出口段3的截面出口采用多种适合方式进行了隐身修形设计，例如将其设置成锯齿状等。
[0052]进一步，本发明的可降低红外和雷达信号特征的喷管中，第一截面11、第二截面21以及第三截面31的半径和面积可以有多种适合的选择；具体地，第一截面11的半径rl为200mm?800mm，面积为SI ;第二截面21的半径r2 = 0.8rl?1.4rl，其面积S2 =0.6S1?SI ;第三截面31的半径r3 = 0.8r2?L lr2，其面积S3 = 0.4S1?SI。
[0053]在本发明的一个优选实施例中，优选第一截面11的半径rl = 600mm ;第二截面21的半径r2 = 1.1rl = 660mm ;第三截面31的半径r3 = 600mm ;第一截面11到第二截面21的轴向长度LI = 500mm ;第二截面21到第三截面31的轴向长度L2 = 600mm ;第三截面31到出口终点轴向长度L3 = 550_ ;锥形突起部4中，α =60°，β =30°，r4 = 400mm，连接部42宽度L4 = 100mm;半月截面出口 3出口截面为半月形，出口设计成下边长，上边短，其中 γ = 120。，δ = 70。。
[0054]本发明的可降低红外和雷达信号特征的喷管，喷管长度较短，重量较轻，进出口轴线高度差小，推力损失小等一系列优点，可大幅度的降低发动机排气系统的红外及雷达信号特征，经试验表明，与之前的结构相比，重量可减少50 %，推力系数提升I %，同时满足了无人机的低红外及雷达信号特征需求和尺寸安装要求，可以与飞机共同实现很好的后机身配合，具有较好的工程应用前景的实用价值。
[0055]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。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。
【主权项】
1.一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(1)、半月-弯月-半月截面段(2)以及半月截面出口段(3); 所述圆月-半月截面段(I)的入口端端面为喷管的第一截面(11)，所述第一截面(11)为圆形截面； 所述圆月-半月截面段(I)的出口端端面与半月-弯月-半月截面段(2)的入口端端面重合，作为所述喷管的第二截面(21)，所述第二截面(21)为半月形截面，所述圆月-半月截面段(I)由所述第一截面(11)、所述第二截面(21)以及第一侧壁面(12)围成，所述第一侧壁(12)从所述第一截面(11)过渡到所述第二截面(21); 所述半月-弯月-半月截面段⑵的出口端端面与所述半月截面出口段⑶的入口端端面重合，作为所述喷管的第三截面(31)，所述第三截面(31)为半月形截面，所述半月-弯月-半月截面段(2)由所述第二截面(21)、所述第三截面(31)以及第二侧壁面(22)围成； 所述第二截面(21)面积大于所述第三截面(31)截面，且所述第二截面(21)的底面与所述第三截面(31)的底面位于同一水平面，所述第二侧壁面(22)呈锥筒状； 所述半月-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，且所述锥形突起部(4)裸露于所述半月-弯月-半月截面段(2)内部的外表面的部分设置为流线型； 所述半月截面出口段(3)由第三侧壁面(32)围成，所述半月截面出口段(3)的出口端端面为半月形。2.根据权利要求1所述的可降低红外和雷达信号特征的喷管，其特征在于，所述第一截面(11)、所述第二截面(21)以所述及第三截面(31)之间相互平行。3.根据权利要求1所述的可降低红外和雷达信号特征的喷管，其特征在于，在所述第二截面(21)位置处，所述圆月-半月截面段(I)与所述半月-弯月-半月截面段(2)之间通过连接法兰和连接螺栓固定连接； 在所述第三截面(31)位置处，所述半月-弯月-半月截面段(2)与所述半月截面出口段(3)之间通过连接法兰和连接螺栓固定连接。4.根据权利要求1所述的可降低红外和雷达信号特征的喷管，其特征在于，所述圆月-半月截面段(I)是一个圆形向半圆形过渡的结构，左右对称； 且沿所述喷管轴线方向，所述第一截面(11)上任意点与所述第二截面(21)任意点的连接线在三维平面内的投影均为直线。5.根据权利要求1所述的可降低红外和雷达信号特征的喷管，其特征在于，所述半月-弯月-半月截面段(2)是一个半月向弯月、弯月向半月过渡的结构，且左右对称。6.根据权利要求1所述的可降低红外和雷达信号特征的喷管，其特征在于，在所述半月截面出口段(3)出口端处，所述第三侧壁面(32)的底部的长度大于顶部的长度。7.根据权利要求1所述的可降低红外和雷达信号特征的喷管，其特征在于，在所述半月截面出口段(3)出口端处，所述第三侧壁面(32)的顶部的长度大于底部的长度。8.根据权利要求6或7所述的可降低红外和雷达信号特征的喷管，其特征在于，所述半月截面出口段(3)的截面出口进行隐身修形设计。9.根据权利要求1所述的可降低红外和雷达信号特征的喷管，其特征在于，所述第一截面(11)的半径rl为200mm?800mm，面积为SI ; 所述第二截面(21)的半径r2 = 0.8rl?1.4rl，其面积S2 = 0.6S1?SI ； 所述第三截面(31)的半径r3 = 0.8r2?1.1r2，其面积S3 = 0.4S1?SI。10.根据权利要求9所述的可降低红外和雷达信号特征的喷管，其特征在于，所述第一截面(11)到所述第二截面(21)的轴向长度为200mm?800mm; 所述第二截面(21)到所述第三截面(31)的轴向长度为200mm?800mm; 所述第三截面(31)到出口终点轴向长度为200mm?800mmo
【专利摘要】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，以解决现有二元隐身喷管气动损失大的问题。喷管包括依次连接的三段筒体，分别为圆月-半月截面段、半月-弯月-半月截面段以及半月截面出口段；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，且锥形突起部裸露于半月-弯月-半月截面段内部的外表面设置为流线型。本发明的可降低红外和雷达信号特征的喷管能够降低喷管的气动损失，同时，锥形突起部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。
【IPC分类】F02K1/82, F02K1/78
【公开号】CN105114206
【申请号】CN201510598500
【发明人】邓洪伟
【申请人】中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月18日