一种双S弯发动机喷管结构制造技术

本发明专利技术公开了一种双S弯发动机喷管结构，包括：“S”形的第一喷管段和“S”形的第二喷管段，第一喷管段的第一端具有与发动机的高温涡轮出口连接的进气口，第二喷管段的第二端具有排气口，第一喷管段的第二端与第二喷管段的第一端首尾相接在第一喷管段和第二喷管段中沿进气口到排气口的方向依次形成第一气流偏转部、第二气流偏转部和第三气流偏转部。应用本发明专利技术技术方案的双S弯发动机喷管结构，能够对发动机的高温涡轮出口实现有效的遮挡，同时保证不会造成发动机内部过大的流动分离，解决了现有技术中的大偏距的S弯尾喷管结构造成的发动机内部流动分离，从而导致发动机推力下降的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空发动机领域，具体而言，涉及一种双S弯发动机喷管结构。
技术介绍
对于航空发动机而言，其尾喷管的辐射信号对飞机的隐身性能具有重要的影响。研究表明，S弯喷管有如下明显的优势：(1)喷管弯曲型面可对涡轮导向器、加力燃烧室火焰稳定器等内部高温部件进行完全遮挡，使得飞机在任意飞行姿态下其高温涡轮端面均不能被直接照射到，如此可显著降低喷管热壁面的红外辐射强度；(2)喷管的非轴对称二元出口特征可缩短尾喷流高温核心区长度，增强尾喷流与外界大气的掺混作用，大幅降低喷管热尾喷流的红外辐射强度；(3)入射的电磁波在S弯通道内反复折射被耗散掉，可增强排气系统雷达隐身特性；(4)S弯喷管应用于飞翼布局飞机，在具有良好的隐身性能的同时，通过背负式安装方案，可以大大降低飞机的外阻。因此，S弯喷管作为一项关键的低可探测性技术，被应用于国外多种战略轰炸机和无人战斗机上的发动机上，但在国内的战机上并未开始应用。由于战斗机对动力系统的苛刻要求，无法直接采纳原先在轰炸机、无人机等飞行器上应用的收敛构型S弯喷管，这是因为，为了保证战斗机的超机动能力，对动力系统的推重比要求非常高，这就需要战斗机发动机的S弯喷管需要采用超紧凑设计，即需要S弯喷管使用更大的喷管偏距。大的S弯喷管偏距会造成喷管内部的流动分离，导致喷管性能的急剧下降，最终导致发动机推力的下降，给战机的超机动飞行带来困难。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种双S弯发动机喷管结构，以至少解决现有技术中的大偏距的S弯尾喷管结构造成的发动机内部流动分离，及其导致的发动机推力下降的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术，提供了一种双S弯发动机喷管结构，包括：“S”形的第一喷管段和“S”形的第二喷管段，第一喷管段的第一端具有与发动机的高温涡轮出口连接的进气口，第二喷管段的第二端具有排气口，第一喷管段的第二端与第二喷管段的第一端首尾相接在第一喷管段和第二喷管段中沿进气口到排气口的方向依次形成第一气流偏转部、第二气流偏转部和第三气流偏转部。进一步地，第一气流偏转部靠近进气口设置，第二气流偏转部位于第一喷管段和第二喷管段的过渡处，第三气流偏转部靠近排气口设置。进一步地，第一气流偏转部的流道由与高温涡轮出口的轴向平行的方向沿第一喷管段的径向向下偏离；第二气流偏转部的流道由向下偏离高温涡轮出口的轴线方向转为沿第二喷管段的径向向上偏转并趋向高温涡轮出口的轴线方向；第三气流偏转部的流道由上偏转并趋向高温涡轮出口的轴线方向转为与高温涡轮出口的轴线方向平行的方向。进一步地，双S弯发动机喷管结构还包括：多个第一导流板，设置在第二气流偏转部处，其中多个第一导流板沿第一喷管段的径向相间隔地设置。进一步地，多个第一导流板与第二气流偏转处的流道的上壁面的形状相适应且多个第一导流板之间相互平行。进一步地，双S弯发动机喷管结构还包括：第二导流板，设置在第三气流偏转部处，其中，第二导流板与第三气流偏转处的流道的下
壁面的形状相适应。进一步地，多个第一导流板中靠近第二气流偏转处的下壁面的第一导流板与第二导流板的公切线过排气口上壁面的最高点。进一步地，第二导流板远离排气口的末端和进气口的下壁面的最低点的连线与第三气流偏转部下壁面的切线重合。进一步地，双S弯发动机喷管结构还包括：第二导流板，设置在第三气流偏转部处；其中，第一导流板和第二导流板的头端和尾端均具有沿其宽度方向延伸的弧形凸缘。进一步地，第一喷管段的进气口的横截面为圆形，并与高温涡轮出口相匹配；第二喷管段的排气口的横截面为方形。进一步地，第一喷管段和第二喷管段的长度之和与第一喷管段的最大直径之比小于2。应用本专利技术技术方案的双S弯发动机喷管结构，通过设置“S”形的第一喷管段和“S”形的第二喷管段，第一喷管段的第一端具有与发动机的高温涡轮出口连接的进气口，第二喷管段的第二端具有排气口，第一喷管段的第二端与第二喷管段的第一端首尾相接在第一喷管段和第二喷管段中沿进气口到排气口的方向依次形成第一气流偏转部、第二气流偏转部和第三气流偏转部，从而通过调节第一气流偏转部、第二气流偏转部和第三气流偏转部的径向偏距，达到在预定长径比下，对发动机的高温涡轮出口实现有效的遮挡，同时保证不会造成发动机内部过大的流动分离，解决了现有技术中的大偏距的S弯尾喷管结构造成的发动机内部流动分离，及其导致的发动机推力下降的问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构
成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例可选的一种双S弯发动机喷管结构的结构示意图；图2是根据本专利技术实施例可选的一种双S弯发动机喷管结构的纵剖面结构示意图；图3是根据本专利技术实施例可选的不同偏转角的双S弯发动机喷管结构的结构示意图；以及图4是根据本专利技术实施例可选的一种双S弯发动机喷管结构的导流板的结构示意图。其中，在上述附图中包括以下附图标记；1、第一喷管段；11、进气口；2、第二喷管段；21、排气口；3、第一气流偏转部；4、第二气流偏转部；5、第三气流偏转部；6、导流板；61、第一导流板；62、第二导流板；7、弧形凸缘。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术实施例的双S弯发动机喷管结构，如图1所示，包括：“S”形的第一喷管段1和“S”形的第二喷管段2，第一喷管段1的第一端具有与发动机的高温涡轮出口连接的进气口11，第二喷管段2的第二端具有排气口21，第一喷管段1的第二端与第二喷管段2的第一端首尾相接在第一喷管段1和第二喷管段2中沿进气口11到排
气口21的方向依次形成第一气流偏转部3、第二气流偏转部4和第三气流偏转部5。应用本专利技术技术方案的双S弯发动机喷管结构，通过设置“S”形的第一喷管段1和“S”形的第二喷管段2，第一喷管段1的第一端具有与发动机的高温涡轮出口连接的进气口11，第二喷管段2的第二端具有排气口21，第一喷管段1的第二端与第二喷管段2的第一端首尾相接在第一喷管段1和第二喷管段2中沿进气口11到排气口21的方向依次形成第一气流偏转部3、第二气流偏转部4和第三气流偏转部5，从而通过调节第一气流偏转部3、第二气流偏转部4和第三气流偏转部5的径向偏距，达到在预定长径比下，对发动机的高温涡轮出口实现有效的遮挡，同时保证不会造成发动机内部过大的流动分离，解决了现有技术中的大偏距的S弯尾喷管结构造成的发动机内部流动分离，从而导致发动机推力下降的问题。具体地，第一喷管段1的流道为反向的“S”形，第二喷管段2的流道为正向的“S”形，第一喷管段1和第二喷管段2的连接过渡处有一部分重合。第一气流偏转部3靠近进气口11设置，来自高温涡轮出口的气流通过进气口11进入第一气流偏转部3，第一气流偏转部3的流道由与高温涡轮出口的轴向平行的方向沿第一喷管段1的径向向下偏离，使气流向下流动偏离高温涡轮出口的轴向；第二气流偏转部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双S弯发动机喷管结构，其特征在于，包括：“S”形的第一喷管段和“S”形的第二喷管段，所述第一喷管段的第一端具有与发动机的高温涡轮出口连接的进气口，所述第二喷管段的第二端具有排气口，所述第一喷管段的第二端与所述第二喷管段的第一端首尾相接在所述第一喷管段和所述第二喷管段中沿所述进气口到所述排气口的方向依次形成第一气流偏转部、第二气流偏转部和第三气流偏转部。

【技术特征摘要】
1.一种双S弯发动机喷管结构，其特征在于，包括：“S”形的第一喷管段和“S”形的第二喷管段，所述第一喷管段的第一端具有与发动机的高温涡轮出口连接的进气口，所述第二喷管段的第二端具有排气口，所述第一喷管段的第二端与所述第二喷管段的第一端首尾相接在所述第一喷管段和所述第二喷管段中沿所述进气口到所述排气口的方向依次形成第一气流偏转部、第二气流偏转部和第三气流偏转部。2.根据权利要求1所述的双S弯发动机喷管结构，其特征在于，所述第一气流偏转部靠近所述进气口设置，所述第二气流偏转部位于所述第一喷管段和所述第二喷管段的过渡处，所述第三气流偏转部靠近所述排气口设置。3.根据权利要求2所述的双S弯发动机喷管结构，其特征在于，所述第一气流偏转部的流道由与所述高温涡轮出口的轴向平行的方向沿所述第一喷管段的径向向下偏离；所述第二气流偏转部的流道由向下偏离所述高温涡轮出口的轴线方向转为沿所述第二喷管段的径向向上偏转并趋向所述高温涡轮出口的轴线方向；所述第三气流偏转部的流道由上偏转并趋向所述高温涡轮出口的轴线方向转为与所述高温涡轮出口的轴线方向平行的方向。4.根据权利要求3所述的双S弯发动机喷管结构，其特征在于，所述双S弯发动机喷管结构还包括：多个第一导流板，设置在所述第二气流偏转部处，其中多个所述第一导流板沿所述第一喷管段的径向相间隔地设置。5.根据权利要求4所述的双S...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙啸林，王占学，史经纬，周莉，张明阳，程稳，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61