一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管制造技术

本发明专利技术提供了一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管，所述气动矢量喷管包括依次连接的过渡段、S弯段、设置在S弯段中后部上的导流板和主喷管，所述主喷管上设有调节气流方向和大小的调节阀。本发明专利技术所提供的气动矢量喷管结合了S弯流道，通过S弯流道对发动机内部的高温部件如涡轮叶片、中心锥进行遮挡，有效地降低了发动机的信号特征，提高了发动机隐身性能，并且在S弯段设置了导流板，引导形成支流，取代了原本需要从发动机前端高压部件引取的次流的作用，减少了对发动机性能的影响，解决了气动矢量喷管引气量大导致性能损失大的供需矛盾问题。

【技术实现步骤摘要】
一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管
本专利技术涉及燃气涡轮发动机，具体涉及一种发动机排气系统上的带有S弯流道、不从前端高压部件引气的气动矢量喷管结构。
技术介绍
随着军用战斗机对机动性、隐身性的要求不断提高，发动机喷管部件的矢量偏转能力和隐身性能日益得到重视。目前世界各国在役战斗机上装备的发动机喷管部件都是采用机械结构偏转的形式产生推力矢量，同时对其采用冷却或隐身涂层等隐身措施提高隐身性能。机械偏转的矢量喷管在结构上极为复杂，存在重量大、使用维护成本高、机械可靠性降低等问题，为应对上述问题，世界各国也在气动矢量技术方面开展了大量研究。气动矢量喷管是一种在喷管流道内注入二次流，利用二次流对主流的扰动作用使主流偏转而产生推力矢量的燃气涡轮发动机排气装置，气动矢量喷管的工作特点使得其机械结构大大简化，几何流道基本固定，没有复杂的机械偏转结构，具有结构简单、重量轻、几何造型灵活易于实现高隐身设计等特点。常规的气动矢量喷管结构如图1所示，其主喷管(1)流道为收敛-扩张喷管形式，主喷管(1)结构完全固定，在喷管喉部位置和扩张段位置，设置有次流管路出口(2a、2b、3c和3d)，气动矢量控制所需的二次流通过次流管路(4)从发动机前端高压部件(如：压气机中间级、风扇出口等)引气，二次流流经相关管路和阀门后，分别从喷管一侧喉部次流管路出口(2a或2b)和另一侧扩张段次流管路出口(3b或3a)注入喷管主流中，在二次流的干扰效应下，主流发生偏转从而产生推力矢量。但是，常规的气动矢量喷管由于需求的二次流流量较大，在需要从前端高压部件引取高达10％左右流量的情况下，发动机整机性能的影响难以承受，这影响到气动矢量技术在燃气涡轮发动机上的实际工程应用。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种带有S弯流道、同时采用自引气二次流方案的气动矢量喷管，解决气动矢量喷管二次流引气的问题，同时结合S弯流道，实现气动矢量喷管的高隐身能力。本专利技术的目的在于，提供一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管，所述气动矢量喷管包括依次连接的过渡段、S弯段、设置在S弯端中后部上的导流板和主喷管，所述主喷管上设有调节气流方向和大小的调节阀。本专利技术所提供的一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管，还具有这样的特征，所述导流板包括设置在所述S弯段上下两侧的上导流板和下导流板。本专利技术所提供的一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管，还具有这样的特征，上导流板与S弯段内壁的上壁面形成上次流通道，下导流板与S弯段内壁的下壁面形成下次流通道。本专利技术所提供的一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管，还具有这样的特征，所述主喷管包括上通道、中通道和下通道，所述上通道与所述上次流通道连通，所述下通道与所述下次流通道连通，所述上通道和所述下通道分别通过上、下次流注入口与所述中通道连通。本专利技术所提供的一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管，还具有这样的特征，在所述上通道和所述下通道上各设有一个调节阀，所述调节阀包括在两通阀和三通阀中选择的一种。本专利技术所提供的一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管，还具有这样的特征，所述调节阀为三通阀时，所述上次流注入口分为上喉部次流注入口和上扩张段次流注入口，所述下次流注入口分为下喉部次流注入口和下扩张段次流注入口。本专利技术所提供的一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管，还具有这样的特征，所述上喉部次流注入口、上扩张段次流注入口、下喉部次流注入口和下扩张段次流注入口与主喷管水平对称面的夹角为30-60°。本专利技术所提供的一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管，还具有这样的特征，所述导流板通过弓形架和螺栓固定在所述S弯段的机匣壁面上。本专利技术所提供的一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管，还具有这样的特征，所述主喷管远离S弯段一侧设有扩张段，所述扩张段包括从对称管道和非对称管道中选择的一种。本专利技术所提供的一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管，还具有这样的特征，所述调节阀为二通阀时，所述中通道分为依次连接的第一收敛段、扩张段和第二收敛段，所述上、下次流注入口设在第一收敛段和扩张段连接处。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1)本专利技术所提供的气动矢量喷管结合了S弯流道，通过S弯流道对发动机内部的高温部件如涡轮叶片、中心锥进行遮挡，有效地降低了发动机的信号特征，提高了发动机隐身性能，并且在S弯段设置了导流板，引导形成支流，取代了原本需要从发动机前端高压部件引取的次流的作用，减少了对发动机性能的影响，解决了气动矢量喷管引气量大导致性能损失大的供需矛盾问题；2)本专利技术所提供的气动矢量喷管次流流路显著简化，同时减少了气动矢量喷管中的可动构件数量，有利于降低喷管的重量，提高结构可靠性；3)本专利技术所提供的气动矢量喷管，可以在不从发动机前端高压部件引气的情况下，实现10°以上的气动矢量偏转，具备工程实用性。附图说明图1为现有技术中所提供的气动矢量喷管结构示意图；图2为本专利技术实施例所提供的带S弯流道的自引气气动矢量喷管结构示意图；图3为本专利技术实施例所提供的气动矢量喷管的S弯段与主喷管的放大图；图4为本专利技术实施例所提供的气动矢量喷管的主喷管的结构示意图；图5为本专利技术实施例所提供的气动矢量喷管的非对称主喷管结构示意图；图6为本专利技术实施例所提供的气动矢量喷管的矢量偏转示意图；图7为本专利技术实施例所提供的气动矢量喷管在双喉道气动矢量喷管的应用示意图，其中，1：主喷管；2a：上喉部次流管路出口；2b：下喉部次流管路出口；3a：上扩张段次流管路出口；3b：下扩张段次流管路出口；4：次流管路；5：过渡段；6：S弯段；7a：上导流板；7b：下导流板；8：弓形架；9：三通调节阀；10a：上喉部次流注入口；10b：下喉部次流注入口；11a：上扩张段次流注入口；11b：下扩张段次流注入口；12：二通阀。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术所提供的气动矢量喷管作具体阐述。在本专利技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管，其特征在于，所述气动矢量喷管包括依次连接的过渡段、S弯段、设置在S弯段中后部上的导流板和主喷管，所述主喷管上设有调节气流方向和大小的调节阀。/n

【技术特征摘要】
1.一种带S弯流道的自引气气动矢量喷管，其特征在于，所述气动矢量喷管包括依次连接的过渡段、S弯段、设置在S弯段中后部上的导流板和主喷管，所述主喷管上设有调节气流方向和大小的调节阀。


2.根据权利要求1所述的带S弯流道的自引气气动矢量喷管，其特征在于，所述导流板包括设置在所述S弯段上下两侧的上导流板和下导流板。


3.根据权利要求2所述的带S弯流道的自引气气动矢量喷管，其特征在于，上导流板与S弯段内壁的上壁面形成上次流通道，下导流板与S弯段内壁的下壁面形成下次流通道。


4.根据权利要求3所述的带S弯流道的自引气气动矢量喷管，其特征在于，所述主喷管包括上通道、中通道和下通道，所述上通道与所述上次流通道连通，所述下通道与所述下次流通道连通，所述上通道和所述下通道分别通过上、下次流注入口与所述中通道连通。


5.根据权利要求4所述的带S弯流道的自引气气动矢量喷管，其特征在于，在所述上通道和所述下通道上各设有一个调节阀，所述调节阀包括在两通阀和三通阀中选择的一种。

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【专利技术属性】
技术研发人员：罗斌，马钊，郭建伟，罗红飞，邸浩宇，眭洋益，胡金龙，代晓松，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51