一种火箭基组合循环发动机变结构进气道制造技术

本发明专利技术公开了一种火箭基组合循环发动机变结构进气道，采用在0～8Ma范围内工作的火箭基组合循环发动机进气道分级调节的机械结构，实现飞行范围内不同马赫数阶段下进气道型面的分级调节进而完成各级平稳过渡，并解决了作动过程中由于变结构带来的动密封问题。前体与机身为一体结构，唇口作动机构位于进气道上部，叉形机构固定在水平板的下面，通过机械结构的作动方式完成对进气道在不同马赫数范围内的四级调节，使得RBCC在其每个工作模态下，进气道均工作在较佳状态，使得火箭基组合循环发动机在其工作范围内的整体性能显著提高。火箭基组合循环发动机变结构进气道，具有很宽的工作马赫数范围，结构简单、易实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及火箭冲压发动机
，具体地说,涉及一种火箭基组合循环发动机变结构进气道。
技术介绍
火箭基组合循环(Rocket-Based-Combined-Cycle,RBCC)发动机具有很宽的工作范围，需要在引射模态、亚燃模态和超燃模态间进行高效匹配和平稳过渡，飞行马赫数工作范围为0～8马赫，因此对流道设计提出了很高的要求；火箭基组合循环发动机流道根据在其工作过程中所发挥的功能分为进气道、隔离段、燃烧室和尾喷管。进气道作为发动机关键部件之一，其性能直接影响整台发动机的性能。对于常规冲压发动机而言，其工作马赫数跨度约为2～3个马赫数，这种情况下采用固定几何进气道，结构简单，消极质量小。而火箭基组合循环发动机需要经历引射模态、亚燃模态和超燃模态，实现0～8马赫的较宽工作范围，所以必须采用变结构进气道。鉴于变结构进气道在宽马赫数下工作的性能优势，目前，世界各国都致力于变结构进气道的探索研究。其中，美国和法国的方案比较经典，美国的X-43A采用转动唇口的调节方式，如文献《Hyper-X Flight Engine Ground Testing for X-43Flight Risk Reduction[R]》（Huebner l D,Rock K E,Ruf E G,etc.AIAA2001-1809），该方案的唇口作动机构为曲柄摇杆机构，通过液压缸和扭矩管带动曲柄，连杆穿过发动机侧壁与唇口连接并驱动唇口转动，该方案中由于连杆需要穿过发动机侧壁来实现对唇口的驱动，会产生削弱结构强度、动密封困难的问题；法国的ONERA等机构提出的平移唇口的变结构调节方案，如文献《Experimental Investigation Of Starting Process for a Variable Geometry Air Inlet operating from Mach2to Mach8[R]》(F.Falempin,E.Wendling,M.Goldfeld,A.Starov.AIAA2006-4513)，该方案通过平移发动机外罩，实现对进气道、燃烧室和尾喷管的整体变机构。
技术实现思路
为了避免现有技术存在的不足，本专利技术提出一种火箭基组合循环发动机变结构进气道，采用0～8Ma范围内工作的火箭基组合循环发动机进气道分级调节的机械结构，实现飞行范围内不同马赫数阶段下进气道型面的分级调节进而完成各级平稳过渡，并解决了作动过程中由于变结构带来的动密封问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:包括进气道、唇口作动机构、水平板作动机构、机身，其中，所述进气道包括前体、前楔板、水平板、后楔板、前楔板滑块、燕尾槽、密封槽、第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链,前体与机身为一体结构,前体与前楔板、前楔板与水平板、水平板与后楔板、后楔板与机身,分别通过第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链连接；前楔板后段的前楔板滑块位于燕尾槽内作平移运动；所述唇口作动机构包括唇口外罩、唇口作动连杆、唇口作动液压缸、第五铰链、唇口侧密封槽、轴向密封槽、周向密封槽，唇口作动机构位于进气道上部,唇口外罩一端通过第五铰链与机身连接,唇口外罩上有双凸耳，唇口作动液压缸固定在机身上部，液压缸活塞杆与唇口作动连杆一端连接，唇口作动连杆另一端与唇口外罩上双凸耳连接；所述水平板作动机构包括水平板作动液压缸、底座、叉形机构、第一滑块、第二滑块、转动轴、机身导轨、第三滑块、第四滑块、水平导轨、底座导轨，叉形机构固定在水平板的下面,叉形机构通过转动轴连接，转动轴在机身导轨内作上下运动，叉形机构上端连接有第三滑块和第四滑块，第三滑块与第四滑块位于水平导轨内滑动，叉形机构下端与第一滑块和第二滑块连接,第一滑块与第二滑块位于底座导轨内水平滑动；水平板作动液压缸固定在底座上，液压缸活塞杆与第二滑块通过铰链连接。前楔板、水平板和后楔板的侧面局部加厚并开有密封槽，通过填入柔性材料实现密封。唇口外罩侧面开有唇口侧密封槽，唇口外罩端有轴向密封槽，第五铰链端部设有周向密封槽，通过填入柔性材料实现密封。有益效果本专利技术提出的一种火箭基组合循环发动机变结构进气道,采用在0～8Ma范围内工作的火箭基组合循环发动机进气道分级调节的机械结构，实现飞行范围内不同马赫数阶段下进气道型面的分级调节进而完成各级平稳过渡，解决了作动过程中由于变结构带来的动密封问题。发动机变结构进气道前体与机身为一体结构,唇口作动机构位于进气道上部,叉形机构固定在水平板的下部,通过机械机械结构的作动方式完成对进气道在不同马赫数范围内的四级调节，从而使得火箭基组合循环发动机在其每个工作模态下，进气道均工作在较佳状态，使得火箭基组合循环发动机在其工作范围内的整体性能显著提高。本专利技术火箭基组合循环发动机变结构进气道，具有很更宽的工作马赫数范围，在偏离设计点时，通过分级调节，达到一系列流量要求，启动性要求，满足发动机燃烧室正常工作，实现火箭基组合循环发动机全模态内变结构进气道调节；具有简单、易实现的优势。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术一种火箭基组合循环发动机变结构进气道作进一步详细说明。图1 为本专利技术火箭基组合循环发动机变结构进气道结构示意图。图2 为本专利技术变结构进气道的前楔板示意图。图3 为本专利技术变结构进气道的前楔板轴测图。图4 为前楔板D-D剖视图。图5 为前楔板C-C剖视图。图6 为唇口外罩密封槽部位示意图。图7 为唇口作动机构示意图。图8 为水平板作动机构示意图。图中:1.进气道   2.唇口作动机构   3.水平板作动机构   4.前体   5.前楔板6.水平板 7.后楔板 8.叉形机构 9.底座 10.唇口外罩 11.机身 12.唇口作动连杆13.唇口作动液压缸    14.水平板作动液压缸    15.第一滑块    16.第二滑块17.转动轴 18.第三滑块 19.机身导轨 20.第四滑块 21.水平导轨 22.第一铰链23.第二铰链    24.第三铰链    25.第四铰链    26.第五铰链    27.底座导轨28.前楔板滑块   29.燕尾槽   30.密封槽   31.唇口侧密封槽   32.轴向密封槽33.周向密封槽具体实施方式本实施例是一种火箭基组合循环发动机变结构进气道。参阅图1-图8，本专利技术火箭基组合循环发动机变结构进气道，由进气道1、唇口作动机构2、水平板作动机构3、机身11组成；进气道包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火箭基组合循环发动机变结构进气道，包括进气道、唇口作动机构、水平板作动机构、机身，其特征在于:所述进气道包括前体、前楔板、水平板、后楔板、前楔板滑块、燕尾槽、密封槽、第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链,前体与机身为一体结构,前体与前楔板、前楔板与水平板、水平板与后楔板、后楔板与机身,分别通过第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链连接；前楔板后段的前楔板滑块位于燕尾槽内作平移运动；所述唇口作动机构包括唇口外罩、唇口作动连杆、唇口作动液压缸、第五铰链、唇口侧密封槽、轴向密封槽、周向密封槽，唇口作动机构位于进气道上部,唇口外罩一端通过第五铰链与机身连接,唇口外罩上有双凸耳，唇口作动液压缸固定在机身上部，液压缸活塞杆与唇口作动连杆一端连接，唇口作动连杆另一端与唇口外罩上双凸耳连接；所述水平板作动机构包括水平板作动液压缸、底座、叉形机构、第一滑块、第二滑块、转动轴、机身导轨、第三滑块、第四滑块、水平导轨、底座导轨，叉形机构固定在水平板的下面,叉形机构通过转动轴连接，转动轴在机身导轨内作上下运动，叉形机构上端连接有第三滑块和第四滑块，第三滑块与第四滑块位于水平导轨内滑动，叉形机构下端与第一滑块和第二滑块连接,第一滑块与第二滑块位于底座导轨内水平滑动；水平板作动液压缸固定在底座上，液压缸活塞杆与第二滑块通过铰链连接。...

【技术特征摘要】
1.一种火箭基组合循环发动机变结构进气道，包括进气道、唇口作动机构、
水平板作动机构、机身，其特征在于:所述进气道包括前体、前楔板、水平板、
后楔板、前楔板滑块、燕尾槽、密封槽、第一铰链、第二铰链、第三铰链、第
四铰链,前体与机身为一体结构,前体与前楔板、前楔板与水平板、水平板与
后楔板、后楔板与机身,分别通过第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链
连接；前楔板后段的前楔板滑块位于燕尾槽内作平移运动；所述唇口作动机构
包括唇口外罩、唇口作动连杆、唇口作动液压缸、第五铰链、唇口侧密封槽、
轴向密封槽、周向密封槽，唇口作动机构位于进气道上部,唇口外罩一端通过
第五铰链与机身连接,唇口外罩上有双凸耳，唇口作动液压缸固定在机身上部，
液压缸活塞杆与唇口作动连杆一端连接，唇口作动连杆另一端与唇口外罩上双
凸耳连接；所述水平板作动机构包括水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹祥瑞，秦飞，魏祥庚，吕翔，潘宏亮，武乐乐，王炳航，安健，陈义，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61