專(zhuān)利名稱(chēng)：變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)模式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中的被動(dòng)控制式模式轉(zhuǎn)換閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)是正在研制中的高性能航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明涉及一種變循環(huán)發(fā)動(dòng) 機(jī)模式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中的被動(dòng)控制式模式轉(zhuǎn)換閥，屬于航空航天技術(shù)中的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)就是指在同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)一些部件的幾何形狀、尺寸或位置的 改變可以實(shí)現(xiàn)不同熱力循環(huán)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)是一種具有優(yōu)秀綜合性能的推 進(jìn)系統(tǒng)，本發(fā)明所針對(duì)的變循環(huán)方案是綜合了渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)和渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)優(yōu)點(diǎn)的變 循環(huán)方案，可根據(jù)飛行條件的不同，通過(guò)多個(gè)部件的幾何調(diào)節(jié)在較大范圍內(nèi)改變涵道比從而 使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成單涵道渦輪噴氣式或雙涵道渦輪風(fēng)扇式兩種不同的工作模式。從飛機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī) 設(shè)計(jì)理念可知，渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的超音速性能良好，單位推力大，大馬赫數(shù)飛行時(shí)耗油率相對(duì)較 低；渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)則具有良好的亞音速性能，低馬赫數(shù)飛行時(shí)耗油率相對(duì)較低，但單位推力較
小，所以同傳統(tǒng)的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)和渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)相比，變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)能在更寬廣的工作范圍內(nèi)具 有最優(yōu)性能。
目前國(guó)外己經(jīng)研制出實(shí)現(xiàn)這種變循環(huán)方案的驗(yàn)證機(jī)，但其實(shí)現(xiàn)方式和具體結(jié)構(gòu)形式都是 嚴(yán)格保密的。而我國(guó)在這方面的研究才剛剛起步，還處于變循環(huán)原理的研究階段。所以目前 實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)變循環(huán)的模式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的較為完善合理的結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)還未見(jiàn)文獻(xiàn)記載。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
1、 目的
本發(fā)明的目的是提供一種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)模式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中的被動(dòng)控制式模式轉(zhuǎn)換閥，它與 變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的可調(diào)前涵道引射器和可調(diào)后涵道引射器等其它模式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的配合調(diào)節(jié)可以 實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)在渦輪風(fēng)扇和渦輪噴氣兩種循環(huán)模式之間的轉(zhuǎn)換，使發(fā)動(dòng)機(jī)在更寬廣的工作范圍 內(nèi)具有最優(yōu)性能。
2、 技術(shù)方案
本發(fā)明一種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)模式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中的被動(dòng)控制式模式轉(zhuǎn)換閥，它是由外機(jī)匣環(huán)形腔體、鉸接凸耳、鉸接銷(xiāo)軸、彈簧卡、調(diào)節(jié)片和承力幅板上的凹槽組成，并與承力幅板和 內(nèi)外涵道分流機(jī)匣配合工作。它位于內(nèi)外涵道分流機(jī)匣外環(huán)，外涵道入口處。
所述外機(jī)匣環(huán)形腔體，見(jiàn)圖l，其形狀是一個(gè)中空的圓柱環(huán)形腔體，它位于發(fā)動(dòng)機(jī)承力幅 板外環(huán)與外機(jī)匣毗鄰相連，它的環(huán)形腔體被8個(gè)均布的承力幅板分隔成8個(gè)子腔體，這些腔 體用于容納發(fā)動(dòng)機(jī)在雙涵道模式下工作時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)的模式轉(zhuǎn)換閥調(diào)節(jié)片；
所述鉸接凸耳，見(jiàn)圖9，每組由兩塊頭部呈半圓形、中間有通孔的板材組成，它的底部平 面與外機(jī)匣環(huán)形腔體的前端內(nèi)壁面相連，它共有32組；用于固定鉸接銷(xiāo)軸，并通過(guò)鉸接銷(xiāo)軸 來(lái)連接調(diào)節(jié)片；
所述鉸接銷(xiāo)軸，是一根圓柱形銷(xiāo)軸，它穿過(guò)鉸接凸耳和調(diào)節(jié)片鉸接頭上的中心通 L，起 連接作用，它有32根；
所述彈簧卡，見(jiàn)圖4，它是頭部呈矩形框狀、中部呈大半圓形、尾部呈矩形的纏繞式卡簧； 它的頭部套在調(diào)節(jié)片鉸接頭的方形處，它的中部纏繞在調(diào)節(jié)片鉸接頭的圓形處，安裝形式詳 見(jiàn)圖5;整個(gè)彈簧卡根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)所處的不同工作模式，可以隨著調(diào)節(jié)片在外機(jī)匣環(huán)形腔體內(nèi) 繞鉸接銷(xiāo)軸作圓周運(yùn)動(dòng)，在調(diào)節(jié)片打開(kāi)后收到外機(jī)匣環(huán)形腔體內(nèi)時(shí)彈簧卡的尾部與外機(jī)匣環(huán) 形腔體頂部?jī)?nèi)壁面接觸，此過(guò)程中彈簧卡被壓縮對(duì)調(diào)節(jié)片產(chǎn)生回復(fù)力；它共有32個(gè)，它的作 用是提供可以使調(diào)節(jié)片回到平衡位置的回復(fù)力，防止調(diào)節(jié)片打開(kāi)后貼在外機(jī)匣腔體內(nèi)壁面進(jìn) 入卡死狀態(tài)而無(wú)法完成關(guān)閉動(dòng)作，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)l:滿(mǎn)足當(dāng)調(diào)節(jié)片處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)彈簧卡與外 機(jī)匣環(huán)形腔體內(nèi)壁脫離接觸，當(dāng)調(diào)節(jié)片處于平衡位置的中間狀態(tài)時(shí)彈簧卡與外機(jī)匣環(huán)形腔體 內(nèi)壁剛有接觸，而當(dāng)調(diào)節(jié)片處于打開(kāi)狀態(tài)收到外機(jī)匣環(huán)形腔體內(nèi)時(shí)彈簧卡被壓縮變形。所以， 調(diào)節(jié)片在關(guān)閉位置和平衡位置間運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧卡不產(chǎn)生任何力，而當(dāng)調(diào)節(jié)片在打開(kāi)位置和平衡 位置間運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧卡將對(duì)調(diào)節(jié)片產(chǎn)生向平衡位置運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力。彈簧卡所產(chǎn)生的回復(fù)力的大 小要根據(jù)具體型號(hào)合理設(shè)計(jì)，以使模式轉(zhuǎn)換閥處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)調(diào)節(jié)片在氣動(dòng)力和彈簧卡產(chǎn)生 的回復(fù)力的共同作用下可以位于外機(jī)匣環(huán)形腔體內(nèi)，圖6、圖7、圖8所示的分別為模式轉(zhuǎn)換 閥調(diào)節(jié)片處于關(guān)閉狀態(tài)、處于平衡位置的中間狀態(tài)和打開(kāi)狀態(tài)；
所述調(diào)節(jié)片，見(jiàn)圖3，它是由調(diào)節(jié)片鉸接頭、調(diào)節(jié)片主體和加工在調(diào)節(jié)片主體上的封嚴(yán)片 組成的一個(gè)片狀件(注在一組4個(gè)調(diào)節(jié)片中與承力幅板相接處的調(diào)節(jié)片端面上沒(méi)有封嚴(yán)片，
見(jiàn)圖10);它通過(guò)鉸接銷(xiāo)軸穿過(guò)調(diào)節(jié)片鉸接頭上的通孔而與鉸接凸耳連接，所有的調(diào)節(jié)片主 體及封嚴(yán)片處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)都位于一個(gè)圓環(huán)形椎體上，見(jiàn)圖11，它共有32件；它的作用是
確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作模式，當(dāng)所有調(diào)節(jié)片打開(kāi)時(shí)外涵道入口被打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)以雙涵道渦扇模式
工作；當(dāng)所有調(diào)節(jié)片關(guān)閉時(shí)外涵道入口被關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)以單涵道的渦噴模式工作，封嚴(yán)片在調(diào)節(jié)片關(guān)閉時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)片之間的封嚴(yán)；
所述承力幅板上的凹槽，見(jiàn)圖9，是在承力幅板上加工出的凹槽，該凹槽頂起外機(jī)匣環(huán) 形腔體，下至內(nèi)外涵道分流機(jī)匣，前起外機(jī)匣延伸到外機(jī)匣環(huán)形腔體中的結(jié)束位置，后至外 機(jī)匣環(huán)形腔體尾部，該凹槽的前端與底端是由一個(gè)斜面連接，該斜面及內(nèi)外涵道分流機(jī)匣前 端的型面與關(guān)閉狀態(tài)的調(diào)節(jié)片伸進(jìn)凹槽中的部分的型面完全匹配，如圖6所示；每個(gè)承力幅 板的左右兩側(cè)各有一個(gè)完全對(duì)稱(chēng)的凹槽， 一周8個(gè)承力幅板共16個(gè)凹槽；承力幅板上的凹槽 的作用是在模式轉(zhuǎn)換閥關(guān)閉時(shí)調(diào)節(jié)片深入到凹槽中那部分的結(jié)構(gòu)型面與凹槽的型面相互匹 配，實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換閥關(guān)閉時(shí)調(diào)節(jié)片與承力幅板之間的封嚴(yán)，凹槽的形狀及范圍除要滿(mǎn)足與調(diào) 節(jié)片的配合外還要留有足夠的空間用于滿(mǎn)足調(diào)節(jié)片在打開(kāi)和關(guān)閉過(guò)程中調(diào)節(jié)片繞鉸接銷(xiāo)軸轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)端面掃過(guò)的扇形運(yùn)動(dòng)空間；
此外，外機(jī)匣環(huán)形腔體的具體位置和大小由調(diào)節(jié)片的位置和尺寸來(lái)確定，而調(diào)節(jié)片的位 置和尺寸的選擇要兼顧到使發(fā)動(dòng)機(jī)在單函道模式工作時(shí)即調(diào)節(jié)片關(guān)閉時(shí)能保證通往內(nèi)涵道的 氣流流道光滑過(guò)度以保證較小的流動(dòng)損失同時(shí)又不會(huì)使調(diào)節(jié)片的長(zhǎng)度過(guò)大以至于造成結(jié)構(gòu)增 重較大，所以具體結(jié)構(gòu)要針對(duì)不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)的不同內(nèi)外機(jī)匣直徑和涵道比根據(jù)實(shí)際情況 的需要來(lái)確定各部件的尺寸和個(gè)數(shù)。
該被動(dòng)控制式模式轉(zhuǎn)換閥的詳細(xì)工作原理及過(guò)程如下
該變循環(huán)方案中的模式轉(zhuǎn)換閥可以用來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)以渦扇還是渦噴模式來(lái)工作，該模式 轉(zhuǎn)換閥采用的是被動(dòng)控制方案，即他的打開(kāi)和關(guān)閉是根據(jù)模式轉(zhuǎn)換閥調(diào)節(jié)片前后壓差的變化 被動(dòng)完成的，通過(guò)調(diào)節(jié)片的打開(kāi)或關(guān)閉來(lái)控制風(fēng)扇后氣流的流向。發(fā)動(dòng)機(jī)在低功率狀態(tài)下， 可調(diào)前、后涵道引射器均打開(kāi)，使得閥門(mén)前后處于正壓差狀態(tài)，這樣在氣體壓力作用下，閥 門(mén)調(diào)節(jié)片被打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)以雙涵道的渦扇模式工作，此時(shí)由進(jìn)氣道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流經(jīng)風(fēng)扇 增壓后，在模式轉(zhuǎn)換閥門(mén)處被內(nèi)外涵道分流機(jī)匣分成兩股， 一部分進(jìn)入外涵道，另一部分通 過(guò)內(nèi)涵道進(jìn)入核心機(jī)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)提高到大功率狀態(tài)時(shí)，將可調(diào)后涵道引射器關(guān)閉，同時(shí) 關(guān)小可調(diào)前涵道引射器，這樣外涵道中的壓力會(huì)逐漸增加，當(dāng)超過(guò)風(fēng)扇后壓力時(shí)，閥門(mén)調(diào)節(jié) 片就會(huì)在氣體反壓的作用下被關(guān)閉，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)在單涵道的渦噴模式下工作，風(fēng)扇后的全部 氣流都被引入核心機(jī)中。 3、功效及優(yōu)點(diǎn)
通過(guò)對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真計(jì)算證明在本發(fā)明中設(shè)計(jì)出的模式轉(zhuǎn)換閥與其它模式 轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的配合調(diào)節(jié)可以使發(fā)動(dòng)機(jī)很好的完成工作模式的轉(zhuǎn)換，即完成變循環(huán)。由于該模式 轉(zhuǎn)換閥采用被動(dòng)控制方案，并采用搭接式的封嚴(yán)形式，使得整個(gè)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件數(shù)目少，
6重量輕，封嚴(yán)效果好，可靠性高。
(四)


圖l為模式轉(zhuǎn)換閥在發(fā)動(dòng)機(jī)中所處的位置及結(jié)構(gòu)形式的二維圖2為模式轉(zhuǎn)換閥相關(guān)結(jié)構(gòu)的三維模型圖，其中彈簧卡省略，而且為便于觀察各部件結(jié)
構(gòu)形式該圖中只保留了外機(jī)匣環(huán)形腔體的前端壁，而去掉了其上端壁和后端壁； 圖3為加工有封嚴(yán)片的調(diào)節(jié)片，其中圖3—1為斜側(cè)俯視圖，圖3^2為斜側(cè)仰視圖4為彈簧卡的結(jié)構(gòu)形式，其中圖4~1為斜側(cè)俯視圖，圖4~2為斜側(cè)仰視圖； 圖5為鉸接凸耳、鉸接銷(xiāo)軸、彈簧卡和調(diào)節(jié)片之間的安裝形式，其中圖5—1為斜側(cè)俯視 圖，圖5^2為斜側(cè)仰視圖6為處于關(guān)閉狀態(tài)的模式轉(zhuǎn)換閥調(diào)節(jié)片；
圖7為處于中間平衡狀態(tài)的模式轉(zhuǎn)換閥調(diào)節(jié)片；
圖8為處于打開(kāi)狀態(tài)的模式轉(zhuǎn)換閥調(diào)節(jié)片。
圖9為承力幅板上的凹槽的近距離放大圖，為便于觀察而去掉了調(diào)節(jié)片和外^l匣環(huán)形腔
體的上端壁和后端壁，僅保留了前端壁及其上的鉸接凸耳和鉸接銷(xiāo)軸。
圖10為介于兩個(gè)承力幅板之間的一組調(diào)節(jié)片的結(jié)構(gòu)及它們?cè)陉P(guān)閉狀態(tài)時(shí)的相互關(guān)系圖，
其中圖10~1為俯視圖，圖10_2為仰視圖11為所有調(diào)節(jié)片在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的相互關(guān)系，從圖中可以看出此時(shí)所有調(diào)節(jié)片內(nèi)外環(huán)面
分別位于椎角相同的兩個(gè)圓錐面上。 圖中符號(hào)說(shuō)明如下-
l.承力幅板 2.外機(jī)匣 3.外機(jī)匣環(huán)形腔體 4.鉸接凸耳 5.鉸接銷(xiāo)軸 6.彈簧 卡7.調(diào)節(jié)片8.承力幅板上的凹槽9.內(nèi)外涵道分流機(jī)匣10.內(nèi)涵道 11.外涵
道12.調(diào)節(jié)片鉸接頭 13.調(diào)節(jié)片主體14.封嚴(yán)片
(五)
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明一種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)模式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中的被動(dòng)控制式模式轉(zhuǎn)換閥，其具體實(shí)施方式
如
下
如圖1所示，為模式轉(zhuǎn)換閥在發(fā)動(dòng)機(jī)中所處的位置及結(jié)構(gòu)形式的二維圖。該閥由外機(jī)
匣環(huán)形腔體3、鉸接凸耳4、鉸接銷(xiāo)軸5、彈簧卡6、調(diào)節(jié)片7和承力幅板上的凹槽8組成， 并與承力幅板1和內(nèi)外涵道分流機(jī)匣9配合工作。它位于內(nèi)外涵道分流機(jī)匣9外環(huán)，外涵道11入口處。
所述外機(jī)匣環(huán)形腔體3，見(jiàn)圖l，其形狀是一個(gè)中空的圓柱環(huán)形腔體，它位于發(fā)動(dòng)機(jī)承力 幅板1外環(huán)與外機(jī)匣2毗鄰相連，它的環(huán)形腔體被8個(gè)均布的承力幅板1分隔成8個(gè)子腔體， 這些腔體用于容納發(fā)動(dòng)機(jī)在雙涵道模式下工作時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)的模式轉(zhuǎn)換閾調(diào)節(jié)片7;
所述鉸接凸耳4，見(jiàn)圖9，每組由兩塊頭部呈半圓形、中間有通孔的板材組成，它的底部 平面與外機(jī)匣環(huán)形腔體3的前端內(nèi)壁面相連，它共有32組；用于固定鉸接銷(xiāo)軸5，并通過(guò)鉸 接銷(xiāo)軸5來(lái)連接調(diào)節(jié)片7;
所述鉸接銷(xiāo)軸5，是一根圓柱形銷(xiāo)軸，它穿過(guò)鉸接凸耳4和調(diào)節(jié)片鉸接頭12上的中心通 孔，起連接作用，它有32根；
所述彈簧卡6，見(jiàn)圖4，它是頭部呈矩形框狀、中部呈大半圓形、尾部呈矩形的纏繞式卡 簧；它的頭部套在調(diào)節(jié)片鉸接頭12的方形處，它的中部纏繞在調(diào)節(jié)片鉸接頭12的圓形處， 安裝形式詳見(jiàn)圖5;整個(gè)彈簧卡根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)所處的不同工作模式，可以隨著調(diào)節(jié)片7在外機(jī) 匣環(huán)形腔體3內(nèi)繞鉸接銷(xiāo)軸5作圓周運(yùn)動(dòng)，在調(diào)節(jié)片7打開(kāi)后收到外機(jī)匣環(huán)形腔體3內(nèi)時(shí)彈 簧卡6的尾部與外機(jī)匣環(huán)形腔體3頂部?jī)?nèi)壁面接觸，此過(guò)程中彈簧卡6被壓縮對(duì)調(diào)節(jié)片7產(chǎn) 生回復(fù)力；它共有32個(gè)，它的作用是提供可以使調(diào)節(jié)片7回到平衡位置的回復(fù)力，防止調(diào)節(jié) 片7打開(kāi)后貼在外機(jī)匣環(huán)形腔體3內(nèi)壁面進(jìn)入卡死狀態(tài)而無(wú)法完成關(guān)閉動(dòng)作，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上 滿(mǎn)足當(dāng)調(diào)節(jié)片7處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)彈簧卡6與外機(jī)匣環(huán)形腔體3內(nèi)壁脫離接觸，當(dāng)調(diào)節(jié)片7 處于平衡位置的中間狀態(tài)時(shí)彈簧卡6與外機(jī)匣環(huán)形腔體3內(nèi)壁剛有接觸，而當(dāng)調(diào)節(jié)片7處于 打開(kāi)狀態(tài)收到外機(jī)匣環(huán)形腔體3內(nèi)時(shí)彈簧卡6被壓縮變形。所以，調(diào)節(jié)片7在關(guān)閉位置和平 衡位置間運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧卡6不產(chǎn)生任何力，而當(dāng)調(diào)節(jié)片7在打開(kāi)位置和平衡位置間運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧 卡6將對(duì)調(diào)節(jié)片7產(chǎn)生向平衡位置運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力。彈簧卡6所產(chǎn)生的回復(fù)力的大小要根據(jù)具 體型號(hào)合理設(shè)計(jì)，以使模式轉(zhuǎn)換閥處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)調(diào)節(jié)片7在氣動(dòng)力和彈簧卡6產(chǎn)生的回復(fù) 力的共同作用下可以位于外機(jī)匣環(huán)形腔體3內(nèi)，圖6、圖7、圖8所示的分別為模式轉(zhuǎn)換閥調(diào) 節(jié)片7處于關(guān)閉狀態(tài)、處于平衡位置的中間狀態(tài)和打開(kāi)狀態(tài)；
所述調(diào)節(jié)片7，見(jiàn)圖3,它是由調(diào)節(jié)片鉸接頭12、調(diào)節(jié)片主體13和加工在調(diào)節(jié)片主體上 的封嚴(yán)片14組成的一個(gè)片狀件(注在一組4個(gè)調(diào)節(jié)片中與承力幅板1相接處的調(diào)節(jié)片7端 面上沒(méi)有封嚴(yán)片14,見(jiàn)圖10);它通過(guò)鉸接銷(xiāo)軸5穿過(guò)調(diào)節(jié)片鉸接頭12上的通孔而與鉸接凸 耳4連接，所有的調(diào)節(jié)片主體13及封嚴(yán)片14處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)都位于一個(gè)圓環(huán)形椎體上，見(jiàn) 圖ll，它共有32件；它的作用是確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作模式，當(dāng)所有調(diào)節(jié)片7打開(kāi)時(shí)外涵道11 入口被打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)以雙涵道渦扇模式工作；當(dāng)所有調(diào)節(jié)片7關(guān)閉時(shí)外涵道11入口被關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)以單涵道的渦噴模式工作，封嚴(yán)片14在調(diào)節(jié)片7關(guān)閉時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)片7之間的封嚴(yán)；
所述承力幅板上的凹槽8，見(jiàn)圖9，是在承力幅板l上加工出的凹槽，該凹槽頂起外機(jī)匣 環(huán)形腔體3，下至內(nèi)外涵道分流機(jī)匣9，前起外機(jī)匣2延伸到外機(jī)匣環(huán)形腔體3中的結(jié)束位置， 后至外機(jī)匣環(huán)形腔體3尾部，該凹槽的前端與底端是由一個(gè)斜面連接，該斜面及內(nèi)外涵道分 流機(jī)匣9前端的型面與關(guān)閉狀態(tài)的調(diào)節(jié)片7伸進(jìn)凹槽中的部分的型面完全匹配，如圖6所示； 每個(gè)承力幅板1的左右兩側(cè)各有一個(gè)完全對(duì)稱(chēng)的凹槽， 一周8個(gè)承力幅板1共16個(gè)凹槽；承 力幅板上的凹槽8的作用是在模式轉(zhuǎn)換閥關(guān)閉時(shí)調(diào)節(jié)片7深入到凹槽中那部分的結(jié)構(gòu)型面與 凹槽的型面相互匹配，實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換闊關(guān)閉時(shí)調(diào)節(jié)片7與承力幅板1之間的封嚴(yán)，凹槽的形 狀及范圍除要滿(mǎn)足與調(diào)節(jié)片7的配合外還要留有足夠的空間用于滿(mǎn)足調(diào)節(jié)片7在打開(kāi)和關(guān)閉 過(guò)程中調(diào)節(jié)片7繞鉸接銷(xiāo)軸5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)端面掃過(guò)的扇形運(yùn)動(dòng)空間；
此外，外機(jī)匣環(huán)形腔體3的具體位置和大小由調(diào)節(jié)片7的位置和尺寸來(lái)確定，而調(diào)節(jié)片 7的位置和尺寸的選擇要兼顧到使發(fā)動(dòng)機(jī)在單函道模式工作時(shí)即調(diào)節(jié)片7關(guān)閉時(shí)能保證通往 內(nèi)涵道10的氣流流道光滑過(guò)度以保證較小的流動(dòng)損失同時(shí)又不會(huì)使調(diào)節(jié)片7的長(zhǎng)度過(guò)大以至 于造成結(jié)構(gòu)增重較大，所以具體結(jié)構(gòu)要針對(duì)不同型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)的不同內(nèi)外機(jī)匣直徑和涵道比 根據(jù)實(shí)際情況的需要來(lái)確定各部件的尺寸和個(gè)數(shù)。
該被動(dòng)控制式模式轉(zhuǎn)換閥的詳細(xì)工作原理及過(guò)程如下
該變循環(huán)方案中的模式轉(zhuǎn)換陶可以用來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)以渦扇還是渦噴模式來(lái)工作，該模式 轉(zhuǎn)換閥采用的是被動(dòng)控制方案，即他的打開(kāi)和關(guān)閉是根據(jù)模式轉(zhuǎn)換閥調(diào)節(jié)片7前后壓差的變 化被動(dòng)完成的，通過(guò)調(diào)節(jié)片7的打開(kāi)或關(guān)閉來(lái)控制風(fēng)扇后氣流的流向。發(fā)動(dòng)機(jī)在低功率狀態(tài) 下，可調(diào)前、后涵道引射器均打開(kāi)，使得閥門(mén)前后處于正壓差狀態(tài)，這樣在氣體壓力作用下， 閥門(mén)調(diào)節(jié)片7被打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)以雙涵道的渦扇模式工作，此時(shí)由進(jìn)氣道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流經(jīng) 風(fēng)扇增壓后，在模式轉(zhuǎn)換閥門(mén)處被內(nèi)外涵道分流機(jī)匣9分成兩股， 一部分進(jìn)入外涵道ll,另 一部分通過(guò)內(nèi)涵道10進(jìn)入核心機(jī)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)提高到大功率狀態(tài)時(shí)，將可調(diào)后涵道引射器 關(guān)閉，同時(shí)關(guān)小可調(diào)前涵道引射器，這樣外涵道ll中的壓力會(huì)逐漸增加，當(dāng)超過(guò)風(fēng)扇后壓力 時(shí)，閥門(mén)調(diào)節(jié)片7就會(huì)在氣體反壓的作用下被關(guān)閉，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)在單涵道的渦噴模式下工作， 風(fēng)扇后的全部氣流都被引入核心機(jī)中。
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權(quán)利要求
1、一種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)模式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中的被動(dòng)控制式模式轉(zhuǎn)換閥，其特征在于該閥由外機(jī)匣環(huán)形腔體、鉸接凸耳、鉸接銷(xiāo)軸、彈簧卡、調(diào)節(jié)片和承力幅板上的凹槽組成，并與承力幅板和內(nèi)外涵道分流機(jī)匣配合工作；它位于內(nèi)外涵道分流機(jī)匣外環(huán)，外涵道入口處；所述外機(jī)匣環(huán)形腔體，是一個(gè)中空的圓柱環(huán)形腔體，它位于發(fā)動(dòng)機(jī)承力幅板外環(huán)與外機(jī)匣相連，它的環(huán)形腔體被8個(gè)均布的承力幅板分隔成8個(gè)子腔體，這些腔體用于容納發(fā)動(dòng)機(jī)在雙涵道模式下工作時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)的模式轉(zhuǎn)換閥調(diào)節(jié)片；所述鉸接凸耳，每組由兩塊頭部呈半圓形、中間有通孔的板材組成，它的底部平面與外機(jī)匣環(huán)形腔體的前端內(nèi)壁面相連；用于固定鉸接銷(xiāo)軸，并通過(guò)鉸接銷(xiāo)軸來(lái)連接調(diào)節(jié)片；所述鉸接銷(xiāo)軸，是一根圓柱形銷(xiāo)軸，它穿過(guò)鉸接凸耳和調(diào)節(jié)片鉸接頭上的中心通孔，起連接作用；所述彈簧卡，它是頭部呈矩形框狀、中部呈大半圓形、尾部呈矩形的纏繞式卡簧；它的頭部套在調(diào)節(jié)片鉸接頭的方形處，它的中部纏繞在調(diào)節(jié)片鉸接頭的圓形處，整個(gè)彈簧卡根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)所處的不同工作模式，可以隨著調(diào)節(jié)片在外機(jī)匣環(huán)形腔體內(nèi)繞鉸接銷(xiāo)軸作圓周運(yùn)動(dòng)，在調(diào)節(jié)片打開(kāi)后收到外機(jī)匣環(huán)形腔體內(nèi)時(shí)彈簧卡的尾部與外機(jī)匣環(huán)形腔體頂部?jī)?nèi)壁面接觸，此過(guò)程中彈簧卡被壓縮對(duì)調(diào)節(jié)片產(chǎn)生回復(fù)力；它的作用是提供可以使調(diào)節(jié)片回到平衡位置的回復(fù)力，防止調(diào)節(jié)片打開(kāi)后貼在外機(jī)匣腔體內(nèi)壁面進(jìn)入卡死狀態(tài)而無(wú)法完成關(guān)閉動(dòng)作；所述調(diào)節(jié)片，它是由調(diào)節(jié)片鉸接頭、調(diào)節(jié)片主體和加工在調(diào)節(jié)片主體上的封嚴(yán)片組成的一個(gè)片狀件；它通過(guò)鉸接銷(xiāo)軸穿過(guò)調(diào)節(jié)片鉸接頭上的通孔而與鉸接凸耳連接，所有的調(diào)節(jié)片主體及封嚴(yán)片處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)都位于一個(gè)圓環(huán)形椎體上；它的作用是確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作模式，當(dāng)所有調(diào)節(jié)片打開(kāi)時(shí)外涵道入口被打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)以雙涵道渦扇模式工作；當(dāng)所有調(diào)節(jié)片關(guān)閉時(shí)外涵道入口被關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)以單涵道的渦噴模式工作，封嚴(yán)片在調(diào)節(jié)片關(guān)閉時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)片之間的封嚴(yán)；所述承力幅板上的凹槽，是在承力幅板上加工出的凹槽，該凹槽頂起外機(jī)匣環(huán)形腔體，下至內(nèi)外涵道分流機(jī)匣，前起外機(jī)匣延伸到外機(jī)匣環(huán)形腔體中的結(jié)束位置，后至外機(jī)匣環(huán)形腔體尾部，該凹槽的前端與底端是由一個(gè)斜面連接，該斜面及內(nèi)外涵道分流機(jī)匣前端的型面與關(guān)閉狀態(tài)的調(diào)節(jié)片伸進(jìn)凹槽中的部分的型面完全匹配，每個(gè)承力幅板的左右兩側(cè)各有一個(gè)完全對(duì)稱(chēng)的凹槽；承力幅板上的凹槽的作用是在模式轉(zhuǎn)換閥關(guān)閉時(shí)調(diào)節(jié)片深入到凹槽中那部分的結(jié)構(gòu)型面與凹槽的型面相互匹配，實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換閥關(guān)閉時(shí)調(diào)節(jié)片與承力幅板之間的封嚴(yán)，凹槽的形狀及范圍除要滿(mǎn)足與調(diào)節(jié)片的配合外還要留有足夠的空間用于滿(mǎn)足調(diào)節(jié)片在打開(kāi)和關(guān)閉過(guò)程中調(diào)節(jié)片繞鉸接銷(xiāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)端面掃過(guò)的扇形運(yùn)動(dòng)空間。
2、 一種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)模式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中的被動(dòng)控制式模式轉(zhuǎn)換閥，其特征在于該鉸接凸耳 設(shè)置有32組。
3、 一種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)模式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中的被動(dòng)控制式模式轉(zhuǎn)換閥，其特征在于該鉸接銷(xiāo)軸設(shè) 置有32根。
4、 一種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)模式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中的被動(dòng)控制式模式轉(zhuǎn)換閥，其特征在于該彈簧卡設(shè)置 有32個(gè)。
5、 一種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)模式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中的被動(dòng)控制式模式轉(zhuǎn)換閥，其特征在于該調(diào)節(jié)片設(shè)置有32件。
6、 一種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)模式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中的被動(dòng)控制式模式轉(zhuǎn)換閥，其特征在于所述承力幅板 上的凹槽，是一周8個(gè)承力幅板共有16個(gè)凹槽。
全文摘要
一種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)模式轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中的被動(dòng)控制式模式轉(zhuǎn)換閥，它由外機(jī)匣環(huán)形腔體、鉸接凸耳、鉸接銷(xiāo)軸、彈簧卡、調(diào)節(jié)片和承力幅板上的凹槽組成，它位于內(nèi)外涵道分流機(jī)匣外環(huán)，外涵道入口處。外機(jī)匣環(huán)形腔體是一個(gè)中空的圓柱環(huán)形腔體，它位于承力幅板外環(huán)與外機(jī)匣毗鄰相連；鉸接凸耳由兩塊頭部呈半圓形、中間有通孔的板材組成，它的底部平面與外機(jī)匣環(huán)形腔體的前端內(nèi)壁面相連；鉸接銷(xiāo)軸是根圓柱形銷(xiāo)軸，它穿過(guò)鉸接凸耳和調(diào)節(jié)片鉸接頭上的中心通孔；彈簧卡是頭部呈矩形框狀、中部呈大半圓形、尾部呈矩形的纏繞式卡簧；調(diào)節(jié)片是由調(diào)節(jié)片鉸接頭、調(diào)節(jié)片主體和加工在調(diào)節(jié)片主體上的封嚴(yán)片組成的一個(gè)片狀件；承力幅板上的凹槽是在承力幅板上加工出的凹槽。
文檔編號(hào)F02C9/00GK101624937SQ20091009128
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者陽(yáng) 劉, 劉洪波, 王榮橋, 胡殿印 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)