气体喷射器的制作方法

现有各种喷射器，其结构包括同轴安装的工作气体喷管和刚性固定的带有锥形排气扩散器圆柱形混合室(耶·亚·索科洛夫，恩·姆·津格尔，射流设备，第三版，改写本——莫：原子能出版社，1989年；超声速气体喷射器研究文集，中央空气流体动力研究所，1961年)

与申报的技术方案最相近的机器是装有收敛形混合室、喷口、亚音速扩散器及中心超声速喷管的气体喷射器。在喷管输出边缘上具有均匀地安装的小型涡流器，其有微型紊流器形式(专利证RU 2341691，2007年1月9日优先权，国际专利分类：F04F5/18，F04F5/44)

在此出版物内所研究的喷射器有缺陷如下：非理想的工作气体喷管、接收室、混合室及排气扩散器外形。因此该结构在接收室输入内不会充分保障需要的引射系数与抽空比值。该喷射器具有较大尺寸(由于长混合室的应用，长度为4至8量规)并没有轻的易拆卸的或可打开式结构。这也是此喷射器的缺陷。

申报的技术方案所提出的任务为提高引射系数k≥7，减少重量和尺寸，以便保障产品结构最佳化，并作出易拆卸的结构。

提出的任务可能以装有接收室、带扩散器混合室、同轴安装喷管的气体喷射器解决。按照申报的发明，多通路喷射器有包括在固定外壳内刚性固定多喷管室和多通路外壳的结构。多通路外壳由热塑性或复合性材料制作，也可以由密度不超过5克/立方厘米的金属材料制作。而且，每个通路为综合接收室、混合室和排气扩散器的组件，每个喷管与一定通路相适应，喷射器流量压力特性以下列几何比和尺寸范围而保障：

n≥2

l1/d＝0.1…1.5，

l2/d＝0.7…4，

α1＝10…30°，

D等效/d＝7.5…9，

L1/D等效＝0.75…2.5，

L2/D等效＝1.5…6，

L3/D等效＝3.5…8，

α4＝10…30°，

式中：n为多喷管室的喷管数量，

d为喷管内直径，

l1为喷管流通截面长度，

l2为喷管展开段长度，

α1为喷管展开角度，

D等效为混合室等效直径，

L1为从喷管切面至混合室输入段长度，

L2为混合室长度，

L3为排气扩散器长度，

α4为排气扩散器展开角度。

而且，多通路外壳有可打开式结构。

推荐的多喷管结构可能减少喷射器尺寸与重量并将引射系数提高至k≥7。而且使用方便性由封闭式打开机构、喷管室与多通路外壳同轴性而保证。

下列图纸说明申报的发明：

图1、稍开的装有多喷管室的喷射器全视图

图2、弹子锁剖面视图

图3、关闭的喷射器全视图

图4、喷管的主要几何尺寸

图5、配套喷射器的主要几何尺寸

气体喷射器(图1)由固定外壳(1)和可打开式多通路外壳(2)组成。

在固定外壳(1)内装有固定的带工作气体输入凸缘(4)和喷管(5)(多于两个，例如七个)多喷管室(3)。封闭式打开机构(图2)由固定外壳(1)上的铰链(6)、弹子锁(7)和多通路外壳上的弹子锁(7)配合接头(8)。在固定外壳(1)轮廓上具有密封垫(9)(图1)，其保障固定外壳(1)与多通路外壳(2)之间的密封性。

喷射器的可打开式多通路外壳(2)(图3)由接收室(10)和带有排气扩散器(12)的混合室(11)组成，每个外壳(2)通路与一定喷管(5)相适应。喷射器的多通路外壳(2)由热塑性材料制作，此材料特性如下：

弹性模量(E)在4000…7000兆帕范围内(更可取值在4000…5000兆帕范围内)；

坑拉强度为3…6％(更可取值为4…5％)；

工作温度为-60…+130С°。

多通路外壳(2)也可以由复合性材料或密度不超过5克/立方厘米的金属材料制作。

图4显示喷管并指出下列参数与比值：

喷管展开角度为α1＝10…30°(更可取值为α1＝20…23°)。

喷管前收缩角为α2＝30…60°(更可取值为α1＝40…43°)。

l1/d＝0.1…1.5(更可取值为l1/d＝0.35…0.4)，

l2/d＝0.7…4(更可取值为l2/d＝0.7…0.9)，

式中：d为喷管内直径

l1为喷管流通截面长度

l2为喷管展开段长度

图5显示配套喷射器并指出下列参数与比值：

接收室收缩角为α3＝30…60°(更可取值为α1＝43…48°)，

排气扩散器展开角度为α4＝10…30°(更可取值为α1＝20…23°)；

D等效/d＝7.5…9(更可取值为D等效/d＝8…8.5)

L1/D等效＝0.75…2.5(更可取值为L1/D等效＝1.2…1.7)

L2/D等效＝1.5…6(更可取值为L2/D等效＝1.5…1.9)

L3/D等效＝3.5…8(更可取值为L3/D等效＝4…5)，

式中：D等效为混合室等效直径

L1为从喷管切面至混合室输入段长度

L2为混合室长度

L3为排气扩散器长度。

气体喷射器工作程序如下。

工作(喷射)气体通过凸缘(4)进入固定外壳(1)内的喷管室(3)(方向A)(图4)。工作气体有下列的特性参数：G工作＝0.11千克/秒；

P工作＝7.4绝对大气压；t＝280C°，

式中：G工作为工作气体消耗量，

P工作为工作气体压力，

t为工作气体温度。

工作气体在多喷管室(3)里均匀分布，其在速度大约800米/秒下从喷管(5)排出来并进入与一定喷管(5)相适应的接收室(10)(图5、气流B)。

进入接收室(10)(图5、气流B)后，工作气体进入混合室(11)而对有安静状态的被动气体传输自己动能的部分。气体混合起来，速度被平衡，从而被动气体接受加速并从外面到接收室(10)被吸出。因此在喷射器输入中就会有抽空(气流B)。气流从混合室(11)进入排气扩散器(12)(图5、方向C)，那里的压力提高，在接收室(10)输入中的压力相应地降低(抽空增大)。

该结构的被动气体消耗量为0.86千克/秒(在接收室(10)输入中的网络阻力为零时)或0.78千克/秒(在喷射器接收室输入中的网络阻力为300毫米水柱时)，此符合于引射系数7，1...7，8。

要打开喷射器时，应拉弹子锁(7)环(方向D)(图2，图3)。

此时，多通路外壳(2)上的配合接头(8)与弹子锁(7)摘开，可打开式多通路外壳(2)以铰链(6)向下打开。

要关闭喷射器时，应进行倒序操作：应将多通路外壳(2)抬起来而按倒固定外壳(1)，应拉弹子锁(7)环(方向D)(图2，图3)，应将多通路外壳(2)紧密地按倒密封垫(9)。此时，弹子锁(7)被放开并与弹子锁(7)的配合接头(8)啮合。从而多通路外壳(2)在关闭状态中固定。