一种基于旋转爆震发动机的可调塞式喷管制造技术

一种基于旋转爆震发动机的可调塞式喷管，包括喷管内锥、喷管外罩、固定壳体和液压缸；喷管外罩滑动连接于固定壳体的前端，液压缸设于固定壳体外部，液压缸的固定端连接固定壳体，伸缩端连接喷管外罩；喷管内锥设于固定壳体和喷管外罩所形成的腔体内，且喷管内锥与固定壳体连接；喷管外罩和喷管内锥之间形成可调喉道。当旋转爆震发动机在低海拔低马赫数下飞行时，通过液压缸前推，喷管外罩前移，可增大喉道面积，增加发动机流量，减小喷管的扩张比，从而增大发动机推力。当旋转爆震发动机在高海拔高马赫数下飞行时，通过液压缸后拉，喷管外罩后移，从而减小喉道面积，减小发动机流量，增大喷管扩张比，从而增大喷管出口马赫数，增大发动机推力。机推力。机推力。

An adjustable plug nozzle based on rotary detonation engine

【技术实现步骤摘要】
一种基于旋转爆震发动机的可调塞式喷管


[0001]本专利技术涉及旋转爆震发动机领域，尤其涉及一种基于旋转爆震发动机的可调塞式喷管。

技术介绍

[0002]爆震波是一种激波引发诱导的、高温高压的燃烧波，由一道前导激波及紧跟其后的反应区组成，相对于反应物以超音速传播，前导激波压缩反应物使其燃烧并释放大量能量。相比于等压燃烧，爆震燃烧具有放热速率快、自增压以及热循环效率高等优点，可以有效降低系统复杂性。因此，基于爆震燃烧方式的发动机在航空航天领域有着广阔的应用前景。
[0003]其中，旋转爆震发动机(RDE)是一种利用一道或多道爆震波在环形燃烧室内沿周向连续传播而产生推力的发动机。燃料与氧化剂从燃烧室头部喷入，产生一个或多个爆震波在燃烧室头部旋转传播，高压爆震产物在膨胀的作用下沿轴向流动，并从燃烧室末端排出产生推力。在RDE中，混合气的喷射是连续的，所以仅需一次点火就可以连续工作，避免了高频率重复起爆的问题，这使得RDE可以有较小波动的出口条件。因RDE具有体积小、可连续工作以及自增压等优点，近年来受到国内外广泛的关注，成为了爆震发动机研究的热点。然而现有的RDE不能在宽速域下调节旋转爆震发动机的流量，以适应较大的环境压力变化，从而不能执行宽海拔范围和宽飞行马赫数范围的任务。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种基于旋转爆震发动机的可调塞式喷管，可以在宽速域下调节旋转爆震发动机的流量，以适应较大的环境压力变化，时刻为发动机提供相对较大的推力，实现爆震发动机在超声速飞行状态下的高效稳定工作。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于旋转爆震发动机的可调塞式喷管，包括喷管内锥、喷管外罩、固定壳体和液压缸；所述喷管外罩滑动连接于所述固定壳体的前端，所述液压缸设于固定壳体外部，液压缸的固定端连接固定壳体，液压缸的伸缩端连接喷管外罩；所述喷管内锥设于固定壳体和喷管外罩所形成的腔体内，且喷管内锥与固定壳体的内壁连接；所述喷管外罩和喷管内锥之间形成可调喉道。
[0007]所述喷管外罩包括依次设置的平行连接段和收缩扩张调节段；所述平行连接段设于喷管外罩的后端，用于与固定壳体连接；所述收缩扩张调节段为从后到前逐渐内缩、再逐渐扩张的收缩扩张型结构。
[0008]所述喷管内锥包括依次设置的平行固定段和喷嘴段；所述平行固定段设于喷管内锥的后端，用于与固定壳体连接；所述喷嘴段为从后到前逐渐扩张、再逐渐收缩的扩张收缩型结构。
[0009]所述喷管外罩和固定壳体之间采用导轨滑动连接，所述导轨内设有滚珠。
[0010]所述导轨周向均布有15个。
[0011]每个导轨内均设有12个滚珠。
[0012]所述液压缸周向均布有4个。
[0013]所述喷管内锥和固定壳体之间采用肋片连接。
[0014]所述肋片周向均布有4个。
[0015]相对于现有技术，本专利技术技术方案取得的有益效果是：
[0016]当旋转爆震发动机在低海拔低马赫数下飞行时，通过液压缸前推，喷管外罩前移，可以增大喉道面积，增加发动机流量，减小喷管的扩张比，从而增大发动机推力。当旋转爆震发动机在高海拔高马赫数下飞行时，通过液压缸后拉，喷管外罩后移，从而减小喉道面积，减小发动机流量，增大喷管扩张比，从而增大喷管出口马赫数，增大发动机推力。
[0017]本专利技术的移动方式简单：通过平动的移动方式来实现喷管外罩的移动；本专利技术结构简单：液压缸的推杆直接和喷管外罩相连，大大减小喷管外罩的复杂性；本专利技术调节范围广：收缩扩张调节段的收缩扩张型面，可以同时调节喷管流量和扩张比，相比与只能调节喉道流量来说的传统调节方式，收敛扩张的可调段能适应更高的高度和更大的飞行马赫数。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的主剖视示意图。
[0019]图2为本专利技术的正等轴测示意图。
[0020]图3为本专利技术的左视示意图。
[0021]图4为固定壳体和喷管内锥组装的正视示意图。
[0022]图5为固定壳体和喷管内锥组装的正等轴测示意图。
[0023]图6为本专利技术液压缸的正等轴测示意图。
[0024]附图标记：液压缸1，固定壳体2，肋片3，喷管内锥4，滚珠5，喷管外罩6。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术做进一步详细说明。
[0026]如图1～6所示，本实施例一种基于旋转爆震发动机的可调塞式喷管，包括喷管内锥4、喷管外罩6、固定壳体2和液压缸1；
[0027]所述喷管外罩6滑动连接于所述固定壳体2的前端，所述液压缸1设于固定壳体2外部，液压缸1的固定端连接固定壳体2，液压缸1的伸缩端连接喷管外罩6，具体地，所述液压缸1设有4个，周向均布于固定壳体2的外周；所述喷管内锥4设于固定壳体2和喷管外罩6所形成的腔体内，且喷管内锥4与固定壳体2的内壁连接；所述喷管外罩6和喷管内锥4之间形成可调喉道。
[0028]具体地，所述喷管外罩6包括依次设置的平行连接段和收缩扩张调节段；所述平行连接段设于喷管外罩6的后端，用于与固定壳体2连接；所述收缩扩张调节段为从后到前逐渐内缩、再逐渐扩张的收缩扩张型结构；
[0029]所述喷管内锥4包括依次设置的平行固定段和喷嘴段；所述平行固定段设于喷管
内锥4的后端，用于与固定壳体2连接；所述喷嘴段为从后到前逐渐扩张、再逐渐收缩的扩张收缩型结构；
[0030]其中，当喷管外罩6处于向后的伸缩状态时，喷管外罩6的内缩段正好与喷管内锥4的扩张段相对应，由此通过喷管外罩6和喷管内锥4的配合，从而减小喉道面积；反之，当喷管外罩6处于向前的拉开状态时，可增大喉道面积。
[0031]所述喷管外罩6和固定壳体2之间采用导轨滑动连接，所述导轨设有凹槽，凹槽内装有滚珠5，滚珠5滚动可以减小摩擦力，提高导轨的寿命。本实施例中，所述导轨周向均布有15个，每个导轨内均设有12个滚珠5。
[0032]所述喷管内锥4和固定壳体2之间采用肋片3连接，以支撑固定喷管内锥4；本实施例中，所述肋片3设有4个，周向均布于喷管内锥4的四周。
[0033]本专利技术工作时，4个液压缸1同时推拉，使喷管外罩6进行前后的平移，固定壳体2和喷管外罩6的连接处由15个导轨和滚珠负责支撑和移动。
[0034]本专利技术通过液压缸1的推拉，使喷管外罩6在导轨上平移，既可以调节喉道流量，又可以调节喷管的扩张比，实现旋转爆震发动机可以在宽速域下调节旋转爆震发动机的流量，并适应环境压力的变化。
[0035]具体地，通过液压缸1推拉喷管外罩6的平移来实现喷管喉道面积和扩张比的调节，从而实现旋转爆震发动机可以在宽速域下调节旋转爆震发动机的流量，以适应较大的环境压力变化，时刻为发动机提供相对较大的推力，实现爆震发动机在超声速飞行状态下的高效稳定工作。当旋转爆震发动机在低海拔低马赫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于旋转爆震发动机的可调塞式喷管，其特征在于：包括喷管内锥、喷管外罩、固定壳体和液压缸；所述喷管外罩滑动连接于所述固定壳体的前端，所述液压缸设于固定壳体外部，液压缸的固定端连接固定壳体，液压缸的伸缩端连接喷管外罩；所述喷管内锥设于固定壳体和喷管外罩所形成的腔体内，且喷管内锥与固定壳体的内壁连接；所述喷管外罩和喷管内锥之间形成可调喉道。2.如权利要求1所述的一种基于旋转爆震发动机的可调塞式喷管，其特征在于：所述喷管外罩包括依次设置的平行连接段和收缩扩张调节段；所述平行连接段设于喷管外罩的后端，用于与固定壳体连接；所述收缩扩张调节段为从后到前逐渐内缩、再逐渐扩张的收缩扩张型结构。3.如权利要求1所述的一种基于旋转爆震发动机的可调塞式喷管，其特征在于：所述喷管内锥包括依次设置的平行固定段和喷嘴段；所述平行固定段设于喷管内锥的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄玥，陈肖楠，栾振业，尤延铖，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：