本發(fā)明涉及高超聲速運(yùn)載器超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種用于寬速域變結(jié)構(gòu)尾噴管的調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

對(duì)于加速型水平起降的高超聲速運(yùn)載器，在實(shí)際飛行中需要跨越亞聲速、跨聲速、超聲速及高超聲速幾個(gè)階段，寬速域的工作條件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有很高的要求，要求發(fā)動(dòng)機(jī)在燃料流量一定的情況下，向飛行器提供穩(wěn)定、高效且盡可能大的推力。飛行器在寬速域飛行包線下工作時(shí)，由于來(lái)流條件的不同，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況也會(huì)有很大不同，因此尾噴管氣流一般存在三種狀態(tài)：1.過(guò)膨脹；2.欠膨脹；3.完全膨脹。當(dāng)飛行器的飛行狀態(tài)處于設(shè)計(jì)點(diǎn)附近時(shí)，尾噴管氣流處于完全膨脹狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)往往能發(fā)揮出優(yōu)秀的推力性能，但是在偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí)，由于尾噴管形狀固定，而外部氣壓變化劇烈，導(dǎo)致噴出的氣流處于欠膨脹或者過(guò)膨脹狀態(tài)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)性能急劇下降。因此為滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的高性能工作要求，必須采用變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供穩(wěn)定的性能。

德國(guó)Aachen RWTH研究在噴管型面上設(shè)置凹槽來(lái)改善固定幾何形狀噴管在非設(shè)計(jì)工況下的性能，通過(guò)促進(jìn)分離，可較大地改進(jìn)噴管在低靜壓比、低馬赫數(shù)條件下的靜推力系數(shù)。這種方法在低馬赫數(shù)下有較強(qiáng)的實(shí)用性，但在飛行馬赫數(shù)較高時(shí)，沒有優(yōu)秀的性能。國(guó)內(nèi)的科研人員通過(guò)在飛行器后體上部表面布置多個(gè)吸除槽孔，驅(qū)動(dòng)上蓋板使吸除槽孔處于開啟或關(guān)閉狀態(tài)從而改變噴管內(nèi)的燃?xì)馀蛎洺潭雀纳瓢l(fā)動(dòng)機(jī)性能。但該方法主要用于提升噴管在引射模態(tài)下內(nèi)部流場(chǎng)過(guò)膨脹狀態(tài)下的工作性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種用于寬速域變結(jié)構(gòu)尾噴管的調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置用于寬速域高超聲速飛行器在整個(gè)飛行過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，使得在不同飛行狀態(tài)下，改善發(fā)動(dòng)機(jī)噴管內(nèi)部氣流的氣壓狀態(tài)，有效利用發(fā)動(dòng)機(jī)狹小的側(cè)壁空間，設(shè)計(jì)的傳力結(jié)構(gòu)使得作用于尾噴管上的載荷小，更易發(fā)揮推力性能。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括可伸縮液壓缸、長(zhǎng)曲柄、短曲柄、變形連桿、變形桁架、尾噴管底板，采用兩套相同的人字形偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，對(duì)稱安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管底板上部側(cè)邊，可伸縮液壓缸的頭部通過(guò)螺栓固定在尾噴管上部機(jī)體側(cè)板上，可伸縮液壓缸的活塞桿與長(zhǎng)曲柄一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，長(zhǎng)曲柄另一端與短曲柄的一端連接于機(jī)體側(cè)板的鉸軸上，且繞鉸軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，短曲柄另一端與變形連桿一端通過(guò)固定軸連接，變形連桿另一端與變形桁架上端通過(guò)鉸軸連接，變形桁架下端與飛行器尾噴管底板上側(cè)板通過(guò)鉸鏈連接；活塞桿與可伸縮液壓缸形成滑動(dòng)約束,并帶動(dòng)長(zhǎng)曲柄、短曲柄、變形連桿、變形桁架連動(dòng)，實(shí)現(xiàn)尾噴管底板上下偏轉(zhuǎn)。

所述可伸縮液壓缸與長(zhǎng)曲柄、短曲柄、變形連桿、變形桁架位于同一豎直平面內(nèi)。

所述尾噴管底板上周向設(shè)有密封槽，通過(guò)填入柔性材料實(shí)現(xiàn)密封。

有益效果

本發(fā)明提出的一種用于寬速域變結(jié)構(gòu)尾噴管的調(diào)節(jié)裝置，用于寬速域高超聲速飛行器在整個(gè)飛行過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，使得在不同飛行狀態(tài)下，改善發(fā)動(dòng)機(jī)噴管內(nèi)部氣流的氣壓狀態(tài)。在整個(gè)飛行過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)各工作模態(tài)下均具有良好的變形效果，更好的發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的性能；調(diào)節(jié)裝置占用空間小，能有效利用發(fā)動(dòng)機(jī)狹小的側(cè)壁空間；使得作用于尾噴管上的載荷小，傳力結(jié)構(gòu)尺寸小，更易在有限的空間內(nèi)發(fā)揮效能。

本發(fā)明用于寬速域變結(jié)構(gòu)尾噴管的調(diào)節(jié)裝置，具有良好的傳動(dòng)性能和承載能力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，充分利用噴管上部空間，同時(shí)也滿足噴管側(cè)壁空間的約束。寬速域高超飛行器處于各飛行狀態(tài)時(shí)，根據(jù)飛行器尾噴管中的氣流狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)活塞桿對(duì)尾噴管下底板進(jìn)行上下偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，從而改變氣流狀態(tài)，改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能，具有良好的操作性。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明一種用于寬速域變結(jié)構(gòu)尾噴管的調(diào)節(jié)裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明調(diào)節(jié)裝置安裝于飛行器尾噴管的軸測(cè)圖。

圖2為本發(fā)明調(diào)節(jié)裝置安裝于飛行器尾噴管的主視圖。

圖3為本發(fā)明調(diào)節(jié)裝置使尾噴管底板向上偏轉(zhuǎn)時(shí)示意圖。

圖4為本發(fā)明調(diào)節(jié)裝置使尾噴管底板向下偏轉(zhuǎn)時(shí)示意圖。

圖5為本發(fā)明寬速域變結(jié)構(gòu)尾噴管的調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中:

1.可伸縮液壓缸 2.長(zhǎng)曲柄 3.短曲柄 4.變形連桿 5.變形桁架 6.尾噴管底板

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例是一種用于寬速域變結(jié)構(gòu)尾噴管的調(diào)節(jié)裝置。用于寬速域高超聲速飛行器在整個(gè)飛行過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，使得在不同飛行狀態(tài)下，改善發(fā)動(dòng)機(jī)噴管內(nèi)部氣流的壓力狀態(tài)，在整個(gè)飛行過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)各工作模態(tài)下均具有良好的變形效果，更好的發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的性能；調(diào)節(jié)裝置占用空間小，能有效利用發(fā)動(dòng)機(jī)狹小的側(cè)壁空間，使得作用于尾噴管上的載荷小，傳力結(jié)構(gòu)在有限的空間內(nèi)發(fā)揮推力性能。

參閱圖1～圖5，本實(shí)施例用于寬速域變結(jié)構(gòu)尾噴管的調(diào)節(jié)裝置，由可伸縮液壓缸1、長(zhǎng)曲柄2、短曲柄3、變形連桿4、變形桁架5、尾噴管底板6組成；采用兩套相同的人字形偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，對(duì)稱安裝在飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管底板上部側(cè)邊?？缮炜s液壓缸1的頭部通過(guò)螺栓固定在尾噴管上部機(jī)體側(cè)板上，可伸縮液壓缸1活塞桿與長(zhǎng)曲柄2一端通過(guò)鉸軸連接，長(zhǎng)曲柄2另一端與短曲柄3的一端連接于機(jī)體側(cè)板的鉸軸上，且繞鉸軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)；短曲柄3的另一端與變形連桿4的一端通過(guò)固定軸連接，變形連桿4的另一端與變形桁架5上端通過(guò)鉸軸連接，變形桁架5下端與飛行器尾噴管底板6上側(cè)板通過(guò)鉸鏈連接?；钊麠U與可伸縮液壓缸1形成滑動(dòng)約束,并帶動(dòng)長(zhǎng)曲柄2、短曲柄3、變形連桿4、變形桁架5連動(dòng)；實(shí)現(xiàn)尾噴管底板6上下偏轉(zhuǎn)。

各組成部分的作用:

可伸縮液壓缸1在調(diào)節(jié)裝置中為控制尾噴管底板6上下偏轉(zhuǎn)的主動(dòng)機(jī)構(gòu)，活塞桿與可伸縮液壓缸1形成滑動(dòng)約束；長(zhǎng)曲柄2和短曲柄3在該機(jī)構(gòu)中為可伸縮液壓缸1與驅(qū)動(dòng)尾噴管底板偏轉(zhuǎn)的變形連桿4的連接機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)避免可伸縮液壓缸1與變形連桿4直接連接，從而充分利用噴管上部機(jī)體空間，不影響噴管性能，同時(shí)也使其不受側(cè)壁空間的約束；變形連桿4在機(jī)構(gòu)中直接驅(qū)動(dòng)尾噴管底板6偏轉(zhuǎn)，但其并沒有直接與尾噴管底板6相連接，而是通過(guò)變形桁架與尾噴管底板6連接，通過(guò)其連接方式縮短連桿的長(zhǎng)度，以減小占用噴管側(cè)壁的空間。

當(dāng)需要控制飛行器尾噴管底板6偏轉(zhuǎn)時(shí)，飛行器控制裝置給出控制指令驅(qū)動(dòng)活塞桿在可伸縮液壓缸1中進(jìn)行伸縮一定距離即可。當(dāng)尾噴管底板6需要向上偏轉(zhuǎn)時(shí)，需控制可伸縮液壓缸1活塞桿向內(nèi)收縮；當(dāng)尾噴管底板6需要向下偏轉(zhuǎn)時(shí)，需控制可伸縮液壓缸1活塞桿向外伸長(zhǎng)。隨后可伸縮液壓缸1活塞桿推動(dòng)長(zhǎng)曲柄2與短曲柄3偏轉(zhuǎn)，短曲柄3推動(dòng)與其相固連的變形連桿4偏轉(zhuǎn)，變形連桿4驅(qū)動(dòng)變形桁架5控制尾噴管底板6上下偏轉(zhuǎn)。

寬速域高超飛行器在飛行過(guò)程中所處的飛行狀態(tài)變化較大，對(duì)尾噴管變結(jié)構(gòu)的需求是不斷變化的；通過(guò)本實(shí)例用于寬速域變結(jié)構(gòu)尾噴管的調(diào)節(jié)裝置，由飛行器控制裝置給出控制指令控制可伸縮液壓缸1活塞桿的伸縮距離，實(shí)現(xiàn)尾噴管底板6的上下連續(xù)偏轉(zhuǎn)，改變尾噴管內(nèi)部的氣流狀態(tài)，從而使寬速域高超發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮良好的性能。