一种微型涡喷发动机尾喷管面积调节装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于微型涡喷发动机技术领域，具体涉及一种微型涡喷发动机尾喷管面积调节装置，包括发动机内尾椎、旋转体调节块、旋转外圈、电机；其在发动机尾喷管内放置一个和发动机共轴的旋转体调节块，通过电机正向或反向旋转，就可以控制中心调节块前后移动，从而改变发动机尾喷管最小面积。本发明专利技术的突出优点是，通过一个简单的调节装置实现微型涡喷发动机尾喷管最小面积调节，从而改变发动机工作状态和启动性能，具有很大的推广应用空间。具有很大的推广应用空间。具有很大的推广应用空间。

【技术实现步骤摘要】
一种微型涡喷发动机尾喷管面积调节装置


[0001]本专利技术属于微型涡喷发动机
，具体涉及一种微型涡喷发动机尾喷管面积调节装置。

技术介绍

[0002]微型涡喷发动机基本工作原理同航空发动机相同，但是在结构方面进行了大量简化，因此在保留涡喷发动机主要优点的情况下使成本大幅度降低，目前在小型无人飞行器、靶机上得到了广泛应用。
[0003]微型涡喷发动机均采用单轴几何不可变结构，转子部分一般由单级离心压气机加单级离心或轴流涡轮组成，轴承腔不设独立润滑管路，而是直接用添加润滑油的燃油进行冷却和润滑。对于这种简化结构的涡喷发动机，在控制时唯一可调的参数是燃油流量，通过燃油流量控制发动机推力大小，而发动机的推力特性、启动特性等是无法调节的。发动机在设计点状态下的性能是经过优化的，但是当发动机在不同环境条件下使用，或者发动机工作状态与设计状态偏离较大时，发动机的性能会变差，甚至会导致发动机工作变得不稳定。
[0004]同工作稳定性相比，发动机的启动过程受环境条件影响更大，在低温及高空低气压状态下发动机启动会变得困难，甚至完全无法启动。主要原因如下：低温环境导致发动机点火困难，启动初始过程燃油燃烧效果差，同启动过程需要消耗更多的能量相矛盾。高空低气压状态下发动机能正常工作的转速范围变窄，最小工作转速提高，导致启动过程需要更大的外加能量才能完成。
[0005]上述特点是几何不可调涡喷发动机固有的，如果发动机设计时对启动性能进行了优化设计，会使情况有所好转，但是无法从根本上避免。

技术实现思路
r/>[0006](一)要解决的技术问题
[0007]本专利技术要解决的技术问题是：如何在不改变发动机原有主要结构的情况下，实现调节发动机工作状态，改善发动机非设计点状态的工作性能，提高发动机启动过程的环境适应性。
[0008](二)技术方案
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种微型涡喷发动机尾喷管面积调节装置，所述尾喷管面积调节装置包括发动机内尾椎、旋转体调节块、旋转外圈、电机；
[0010]所述旋转体调节块布置于尾喷管内、且和发动机共轴线设置，通过旋转体调节块的前后移动来调节发动机尾喷管最小截面积；
[0011]所述旋转体调节块的前端轴嵌入到发动机内尾椎内，前端轴上的粗牙外螺纹和尾椎内孔螺纹配合，当旋转体调节块绕轴心旋转时，同时也会沿着轴向进行前后移动；
[0012]所述旋转体调节块的后端轴通过支杆连接到同心的旋转外圈上，固定外环和旋转外圈外表面采用间隙配合，控制后端轴心位置，保证旋转体调节块和发动机同轴线；旋转外
圈外表面沿周向加工成齿状，由电机驱动旋转。
[0013]其中，所述旋转外圈外表面采用间隙配合的方式由固定外环限位。
[0014]其中，所述固定外环设置在发动机尾喷管内。
[0015]其中，由电机通过轴齿轮驱动旋转外圈旋转。
[0016]其中，所述尾喷管面积调节装置使用一个布置于尾喷管内和发动机共轴线的旋转体调节块，旋转体调节块在形状设置时，其回转半径变化规律结合具体的发动机尾喷管形状通过计算设计获得。
[0017]其中，所述旋转体调节块的位置可以沿轴线方向在尾喷管内前后移动，随着旋转体调节块的移动，旋转体调节块和发动机尾喷管内壁构成的通道最小面积也随之变化，进而改变发动机压气机、涡轮、尾喷管之间的气动匹配关系，使发动机工作状态发生改变。
[0018]其中，发动机内尾椎用作旋转体调节块前端轴心定位装置，旋转体调节块后端轴通过支杆连接到同心的旋转外圈上，旋转外圈外表面采用间隙配合的方式由固定外环限位，为调节块后端轴心定位，保证调节块轴心同发动机同轴线。
[0019]其中，发动机内尾椎内孔上设置粗牙内螺纹，旋转体调节块前端轴配加工外螺纹，二者采用间隙配合，即保证调节块能够自由旋转，又能通过内尾椎对旋转体调节块进行轴向定位。
[0020]其中，旋转体调节块后轴通过支杆连接到同心的旋转外圈，旋转外圈外表面沿周向加工成齿状，直接由电机通过轴齿轮驱动旋转；通过旋转体调节块的旋转，使旋转体调节块前端轴和内尾椎孔上的螺纹旋动，进而使旋转体调节块沿轴向移动，达到调节尾喷管最小面积的目的。
[0021]其中，所述电机采用具有电子换向功能的无刷电机，安装在发动机机匣上，电机输出轴加工成齿状，用于驱动旋转外圈上的齿。
[0022](三)有益效果
[0023]与现有技术相比较，本专利技术提供一种微型涡喷发动机尾喷管面积调节装置，在不改变发动机原有主要结构的情况下，通过单独控制可改变发动机尾喷管出口面积，进而调节发动机工作状态，改善发动机非设计点状态的工作性能，提高发动机启动过程的环境适应性。
[0024]本专利技术具有如下优点：在发动机原设计点状态，让尾喷管最小面积同未使用该专利技术前喷管出口面积相等，保证设计点性能；当发动机在偏离计点状态下工作时，通过移动调节块位置使压气机和涡轮处于较好的匹配状态，改善发动机性能；在发动机启动时，调节发动机尾喷管最小面积到最大位置，使启动过程中发动机气动负荷最小，提高发动机的启动性能。
附图说明
[0025]图1为尾喷管面积调节装置示意图。
[0026]图2为调节块及旋转外圈剖面示意图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具
体实施方式作进一步详细描述。
[0028]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种微型涡喷发动机尾喷管面积调节装置，所述尾喷管面积调节装置包括发动机内尾椎、旋转体调节块、旋转外圈、电机；
[0029]所述旋转体调节块布置于尾喷管内、且和发动机共轴线设置，通过旋转体调节块的前后移动来调节发动机尾喷管最小截面积；
[0030]所述旋转体调节块的前端轴嵌入到发动机内尾椎内，前端轴上的粗牙外螺纹和尾椎内孔螺纹配合，当旋转体调节块绕轴心旋转时，同时也会沿着轴向进行前后移动；
[0031]所述旋转体调节块的后端轴通过支杆连接到同心的旋转外圈上，固定外环和旋转外圈外表面采用间隙配合，控制后端轴心位置，保证旋转体调节块和发动机同轴线；旋转外圈外表面沿周向加工成齿状，由电机驱动旋转。
[0032]其中，所述旋转外圈外表面采用间隙配合的方式由固定外环限位。
[0033]其中，所述固定外环设置在发动机尾喷管内。
[0034]其中，由电机通过轴齿轮驱动旋转外圈旋转。
[0035]其中，所述尾喷管面积调节装置使用一个布置于尾喷管内和发动机共轴线的旋转体调节块，旋转体调节块在形状设置时，其回转半径变化规律结合具体的发动机尾喷管形状通过计算设计获得。
[0036]其中，所述旋转体调节块的位置可以沿轴线方向在尾喷管内前后移动，随着旋转体调节块的移动，旋转体调节块和发动机尾喷管内壁构成的通道最小面积也随之变化，进而改变发动机压气机、涡轮、尾喷管之间的气动匹配关系，使发动机工作状态发生改变。
[0037本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型涡喷发动机尾喷管面积调节装置，其特征在于，所述尾喷管面积调节装置包括发动机内尾椎、旋转体调节块、旋转外圈、电机；所述旋转体调节块布置于尾喷管内、且和发动机共轴线设置，通过旋转体调节块的前后移动来调节发动机尾喷管最小截面积；所述旋转体调节块的前端轴嵌入到发动机内尾椎内，前端轴上的粗牙外螺纹和尾椎内孔螺纹配合，当旋转体调节块绕轴心旋转时，同时也会沿着轴向进行前后移动；所述旋转体调节块的后端轴通过支杆连接到同心的旋转外圈上，固定外环和旋转外圈外表面采用间隙配合，控制后端轴心位置，保证旋转体调节块和发动机同轴线；旋转外圈外表面沿周向加工成齿状，由电机驱动旋转。2.如权利要求1所述的微型涡喷发动机尾喷管面积调节装置，其特征在于，所述旋转外圈外表面采用间隙配合的方式由固定外环限位。3.如权利要求1所述的微型涡喷发动机尾喷管面积调节装置，其特征在于，所述固定外环设置在发动机尾喷管内。4.如权利要求1所述的微型涡喷发动机尾喷管面积调节装置，其特征在于，由电机通过轴齿轮驱动旋转外圈旋转。5.如权利要求1所述的微型涡喷发动机尾喷管面积调节装置，其特征在于，所述尾喷管面积调节装置使用一个布置于尾喷管内和发动机共轴线的旋转体调节块，旋转体调节块在形状设置时，其回转半径变化规律结合具体的发动机尾喷管形状通过计算设计获得。6.如权利要求1所述的微型涡喷发动机尾喷管面积调节装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红才，刘建国，陈刚，熊庆荣，胡智玺，王航洲，冯玉红，付勇，鲁唯，吴晶，
申请(专利权)人：西安现代控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：