一种带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构制造技术

本发明专利技术公开了一种带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构，包括：第一喷管段，第一喷管段为“S”形，第一喷管段的第一端与发动机的高温涡轮出口连通，第一喷管段的第二端具有排气口；气流调节装置，设置于第一喷管段上，用于感应第一喷管段的各个气流偏转部的剪切应力值，并根据各个气流偏转部的剪切应力值调节第一喷管段内的气流；应用本发明专利技术技术方案的带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构，解决了现有技术中的S弯喷管采用大喷管偏距造成发动机内部流动分离，及其导致的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，涉及一种带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构。
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，被应用于多种战略轰炸机和无人战斗机上的发动机上。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弯喷管采用超紧凑设计，即需要S弯喷管使用更大的喷管偏距。然而大的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带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构，以至少解决现有技术中的S弯喷管采用大喷管偏距造成发动机内部流动分离，及其导致的发动机推力下降的问题。为了实现专利技术目的，根据本
技术实现思路
，提供了一种带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构，包括：第一喷管段，第一喷管段为“S”形，第一喷管段的第一端与发动机的高温涡轮出口连通，第一喷管段的第二端具有排气口；气流调节装置，设置于第一喷管段上，用于感应第一喷管段的各个气流偏转部的剪切应力值，并根据各个气流偏转部的剪切应力值调节第一喷管段内的气流。进一步地，第一喷管段沿其第一端至第二端的方向依次形成第二气流偏转部和第三气流偏转部；其中，气流调节装置包括：第一感应部件，设置在第二气流偏转部的上壁面，用于感应第二气流偏转部的上壁面的剪切应力值；二次流喷射装置，设置在第二气流偏转部的上壁面，用于根据第二气流偏转部的上壁面的剪切应力值以可调角度和可调流量沿第二气流偏转部的上壁面喷射气流。进一步地，第一感应部件设置有多个，多个第一感应部件沿第一喷管段的气流流动方向均匀布置。进一步地，二次流喷射装置的一端与发动机的压气机连接，二次流喷射装置的另一端连接在第二气流偏转部的上壁面且靠近第一喷管段的进气口。进一步地，气流调节装置还包括：第二感应部件，设置在第三气流偏转部的下壁面，用于感应第三气流偏转部的下壁面的剪切应力值；排气装置，设置在第三气流偏转部的下壁面，用于根据第三气流偏转部的下壁面的剪切应力值以可调流量将位于第三气流偏转部的下壁面的部分气流排出。进一步地，第二感应部件设置有多个，多个第二感应部件沿第一喷管段的气流流动方向均匀布置。进一步地，气流调节装置还包括：反馈系统，分别与第一感应部件和第二感应部件以及二次流喷射装置和排气装置连接；反馈系统用于根据第二气流偏转部的上壁面的剪切应力值控制二次流喷射装置的喷射角度和喷射流量；以及反馈系统用于根据第三气流偏转部的下壁面的剪切应力值控制排气装置的排气流量。进一步地，带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构还包括：第二喷管段，第二喷管段为“S”形，第二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与第一喷管段的第一端连接在第二喷管段和第一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，第二气流偏转部的下壁面与第三气流偏转部的上壁面的公切线过进气口横截面的最低点。进一步地，第二喷管段与第一喷管段沿高温涡轮出口的轴线方向的长度之比在2∶3至2∶5之间且第二喷管段和第一喷管段的长度之和与第二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带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构，包括：“S”形的第一喷管段，第一喷管段的第一端与发动机的高温涡轮出口连通，第一喷管段的第二端具有排气口，在第一喷管段上设置有气流调节装置，气流调节装置用于感应第一喷管段的各个气流偏转部的剪切应力值，并根据各个气流偏转部的剪切应力值调节第一喷管段内的气流。解决了现有技术中的S弯喷管采用大喷管偏距造成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带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构的示意图；图2是根据本专利技术实施例可选的一种带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构的径向偏转结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：1、第一喷管段；11、排气口；2、第二喷管段；21、进气口；3、气流调节装置；31、第一感应部件；32、二次流喷射装置；33、第二感应部件；34、排气装置；35、反馈系统；4、第一气流偏转部；5、第二气流偏转部；6、第三气流偏转部。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带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构，如图1所示，包括：第一喷管段1和气流调节装置3，第一喷管段1为“S”形，第一喷管段1的第一端与发动机的高温涡轮出口连通，第一喷管段1的第二端具有排气口11；气流调节装置3设置于第一喷管段1上，用于感应第一喷管段1的各个气流偏转部的剪切应力值，并根据各个气流偏转部的剪切应力值调节第一喷管段1内的气流。应用本专利技术技术方案的带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构，包括：“S”形的第一喷管段1，第一喷管段1的第一端与发动机的高温涡轮出口连通，第一喷管段1的第二端具有排气口11，在第一喷管段1上设置有气流调节装置3，气流调节装置3用于感应第一喷管段1的各个气流偏转部的剪切应力值，并根据各个气流偏转部的剪切应力值调节第一喷管段1内的气流。解决了现有技术中的S弯喷管采用大喷管偏距造成发动机内部流动分离，及其导致的发动机推力下降的问题。具体实施时，本专利技术实施例的带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构还包括：第二喷管段2，第二喷管段2同样为“S”形，可选地，第一喷管段1为正向的“S”形，第二喷管段2为反向的“S”形，第二喷管段2的第一端具有与发动机的高温涡轮出口连接的进气口21，进气口21的横截面为圆形并与发动机的高温涡轮出口端面相匹配，第一喷管段1的排气口11为矩形排气口，从而便于发动机尾喷管与飞机的一体化设计，从而减少战机的飞行阻力。第二喷管段2的第二端与第一喷管段1的第一端连接从而在第二喷管段2和第一喷管段1中沿进气口21到排气口11的方向依次形成第一气流偏转部4、第二气流偏转部5和第三气流偏转部6，第一气流偏转部4的流道沿第二喷管段2的径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构，其特征在于，包括：第一喷管段，所述第一喷管段为“S”形，所述第一喷管段的第一端与发动机的高温涡轮出口连通，所述第一喷管段的第二端具有排气口；气流调节装置，设置于所述第一喷管段上，用于感应所述第一喷管段的各个气流偏转部的剪切应力值，并根据各个所述气流偏转部的剪切应力值调节所述第一喷管段内的气流。

【技术特征摘要】
1.一种带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构，其特征在于，包括：第一喷管段，所述第一喷管段为“S”形，所述第一喷管段的第一端与发动机的高温涡轮出口连通，所述第一喷管段的第二端具有排气口；气流调节装置，设置于所述第一喷管段上，用于感应所述第一喷管段的各个气流偏转部的剪切应力值，并根据各个所述气流偏转部的剪切应力值调节所述第一喷管段内的气流。2.根据权利要求1所述的带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构，其特征在于，所述第一喷管段沿其第一端至第二端的方向依次形成第二气流偏转部和第三气流偏转部；其中，所述气流调节装置包括：第一感应部件，设置在所述第二气流偏转部的上壁面，用于感应所述第二气流偏转部的上壁面的剪切应力值；二次流喷射装置，设置在所述第二气流偏转部的上壁面，用于根据所述第二气流偏转部的上壁面的剪切应力值以可调角度和可调流量沿所述第二气流偏转部的上壁面喷射气流。3.根据权利要求2所述的带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构，其特征在于，所述第一感应部件设置有多个，多个所述第一感应部件沿所述第一喷管段的气流流动方向均匀布置。4.根据权利要求2所述的带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构，其特征在于，所述二次流喷射装置的一端与发动机的压气机连接，所述二次流喷射装置的另一端连接在所述第二气流偏转部的上壁面。5.根据权利要求2所述的带流动分离主动控制功能的发动机喷管结构，其特征在于，所述气流调节装置还包括：第二感应部件，设置在所述第三气流偏转部的下壁面，用于感应所述第三气流偏转部的下壁面的剪切应力值；排气装置，设置在所述第三气流偏转部的下壁面，用于根据所述第三气流偏转部的下壁面的剪切应力值以可调...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙啸林，王占学，周莉，史经纬，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