本發(fā)明涉及高超聲速進(jìn)氣道氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，特別是一種滑動(dòng)式高超聲速進(jìn)氣道放氣流量調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

1、高超聲速進(jìn)氣道是超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的主要壓縮部件，其性能對推進(jìn)系統(tǒng)的工作有著重要影響。為了提高進(jìn)氣道的壓縮能力而不影響其工作效率，人們提出了許多流動(dòng)控制方法，其中一種即放氣，或者稱為泄流。這種方法通過在特定位置設(shè)置多個(gè)孔或槽，將將一部分低能量的流體排出內(nèi)通道，在抑制激波/邊界層干擾的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了流量平衡的調(diào)節(jié)。通過加大放氣的流量，可以有效擴(kuò)展進(jìn)氣道的工作范圍，同時(shí)提高其工作性能，是目前工程上常見的流動(dòng)控制方法。但該方法影響了推進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)生的推力大小，同時(shí)，放氣排出的流體也會(huì)產(chǎn)生放氣阻力，極大影響飛行器的性能。

2、為了解決這一矛盾，可以采用調(diào)節(jié)放氣量獲得較好的性能。在起飛階段，出口打開，釋放出多余流量，使進(jìn)氣道正常工作；在巡航階段，出口關(guān)閉，使推進(jìn)系統(tǒng)獲得較大推力；并且隨著飛行狀態(tài)的變化，可以實(shí)時(shí)快速的連續(xù)調(diào)節(jié)放氣流量，使得在寬廣的飛行速域內(nèi)飛行器均可保持較高的性能。但高超聲速飛行器內(nèi)的空間十分有限、工作環(huán)境惡劣、氣動(dòng)力較大且對機(jī)械機(jī)構(gòu)的幾何約束較強(qiáng)。常用的四連桿等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)因?yàn)橐壮霈F(xiàn)死點(diǎn)、可靠性較差，所需運(yùn)行空間較大、擠占其他設(shè)備位置，面對較大的氣動(dòng)阻力轉(zhuǎn)動(dòng)力矩不足等缺點(diǎn)，在實(shí)際工程應(yīng)用中也受到了很大限制。

3、因此，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種滑動(dòng)式高超聲速進(jìn)氣道放氣流量調(diào)節(jié)裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、體積小，方便在模型上進(jìn)行安裝，同時(shí)幾乎不受氣動(dòng)力影響，能夠?qū)Ω叱曀龠M(jìn)氣道的放氣流量進(jìn)行大范圍、多速度、連續(xù)靈活的調(diào)節(jié)控制。

2、技術(shù)方案：一種滑動(dòng)式高超聲速進(jìn)氣道放氣流量調(diào)節(jié)裝置，包括：若干個(gè)放氣腔、滑動(dòng)板、與滑動(dòng)板連接的驅(qū)動(dòng)裝置、連接滑動(dòng)板的滑塊與供滑塊前后運(yùn)動(dòng)的滑軌；所述放氣腔從前往后依次排布、相互獨(dú)立，每個(gè)放氣腔底部設(shè)有放氣腔出口；所述滑動(dòng)板緊貼放氣腔出口設(shè)置，滑動(dòng)板上有若干開口及位于相鄰兩開口之間的擋板，滑動(dòng)板的前后移動(dòng)使開口和/或擋板位于放氣腔出口下方從而改變放氣腔出口的泄流面積。

3、進(jìn)一步的，所述滑軌包括一條長滑軌、兩條短滑軌；該長滑軌和位于其上的兩個(gè)滑塊沿前后方向設(shè)置在滑動(dòng)板一側(cè)的底部，該短滑軌與其上的滑塊沿前后方向設(shè)置在滑動(dòng)板另一側(cè)的底部。

4、進(jìn)一步的，所述兩條短滑軌間沿前后方向設(shè)有位移傳感器，所述滑軌側(cè)邊還設(shè)有限位塊，包括前限位塊與后限位塊。

5、進(jìn)一步的，滑動(dòng)板中部設(shè)有若干個(gè)開口和擋板，開口的總面積大于或等于放氣腔出口的總面積。

6、進(jìn)一步的，所述滑動(dòng)板與所述驅(qū)動(dòng)裝置連接，該滑動(dòng)板固定在滑塊上，驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)作帶動(dòng)滑動(dòng)板在所述滑軌上前后移動(dòng)。

7、進(jìn)一步的，驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)距離大于進(jìn)氣道放氣腔出口寬度。

8、進(jìn)一步的，所述滑動(dòng)板上還設(shè)置有位移傳感器連接塊，該連接塊放置于滑動(dòng)板前側(cè)并與滑動(dòng)板表面垂直。

9、進(jìn)一步的，所述前限位塊與滑塊緊貼時(shí)，位移傳感器前限位觸發(fā)，此時(shí)滑動(dòng)板運(yùn)動(dòng)到最前方位置；所述后限位塊與滑塊緊貼時(shí)，位移傳感器后限位觸發(fā)，此時(shí)滑動(dòng)板運(yùn)動(dòng)到最后方位置。

10、進(jìn)一步的，滑塊頂部平面與滑動(dòng)板表面平行；滑軌放置方向、驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)方向及滑動(dòng)板運(yùn)動(dòng)方向相同。

11、進(jìn)一步的，當(dāng)滑動(dòng)板運(yùn)動(dòng)到最后方位置時(shí)，滑動(dòng)板開口位于放氣腔出口下方，泄流面積最大；當(dāng)滑動(dòng)板運(yùn)動(dòng)到最前方位置時(shí)，滑動(dòng)板擋板位于放氣腔出口下方，泄流面積最小。

12、有益效果：本發(fā)明具有如下顯著效果：1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積?。罕景l(fā)明的流量調(diào)節(jié)裝置能夠適應(yīng)狹小空間，可直接安裝于進(jìn)氣道內(nèi)，方便飛行器設(shè)計(jì)；2、本發(fā)明調(diào)節(jié)能力強(qiáng)：本發(fā)明可對放氣流量進(jìn)行多種調(diào)節(jié)方式、任意調(diào)節(jié)速度、從全開到全關(guān)的大范圍靈活控制；3、本發(fā)明控制難度低：由于本發(fā)明中的滑動(dòng)板運(yùn)動(dòng)方向與放氣產(chǎn)生的氣動(dòng)力垂直，僅需較小的驅(qū)動(dòng)力便可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制，為高超聲速進(jìn)氣道放氣流量控制提供了一種切實(shí)可行的調(diào)節(jié)裝置。

技術(shù)特征：

1.一種滑動(dòng)式高超聲速進(jìn)氣道放氣流量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于：包括若干個(gè)相互獨(dú)立的放氣腔、滑動(dòng)板、與滑動(dòng)板連接的驅(qū)動(dòng)裝置、連接滑動(dòng)板的滑塊與供滑塊前后運(yùn)動(dòng)的滑軌；所述若干放氣腔從前向后依次排布，每個(gè)放氣腔底部設(shè)有放氣腔出口；所述滑動(dòng)板緊貼放氣腔出口設(shè)置，滑動(dòng)板上有若干開口及位于相鄰兩開口之間的擋板，驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)作帶動(dòng)滑動(dòng)板前后移動(dòng)，使滑動(dòng)板的開口和/或擋板位于放氣腔出口下方從而改變放氣腔出口的泄流面積。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣道放氣流量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述滑軌包括一條長滑軌、兩條短滑軌；該長滑軌和位于其上的兩個(gè)滑塊沿前后方向設(shè)置在滑動(dòng)板一側(cè)的底部，該短滑軌與其上的滑塊沿前后方向設(shè)置在滑動(dòng)板另一側(cè)的底部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的進(jìn)氣道放氣流量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述兩條短滑軌間沿前后方向設(shè)有位移傳感器，所述滑軌側(cè)邊還設(shè)有限位塊，包括前限位塊與后限位塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的進(jìn)氣道放氣流量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，滑動(dòng)板中部設(shè)有若干個(gè)開口和擋板，開口的總面積大于或等于放氣腔出口的總面積。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的進(jìn)氣道放氣流量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述滑動(dòng)板與所述驅(qū)動(dòng)裝置連接，該滑動(dòng)板固定在滑塊上，驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)作帶動(dòng)滑動(dòng)板在所述滑軌上前后移動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的進(jìn)氣道放氣流量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)距離大于進(jìn)氣道放氣腔出口寬度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的進(jìn)氣道放氣流量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述滑動(dòng)板上還設(shè)置有位移傳感器連接塊，該連接塊放置于滑動(dòng)板前側(cè)并與滑動(dòng)板表面垂直。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的進(jìn)氣道放氣流量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述前限位塊與滑塊緊貼時(shí)，位移傳感器前限位觸發(fā)，此時(shí)滑動(dòng)板運(yùn)動(dòng)到最前方位置；所述后限位塊與滑塊緊貼時(shí)，位移傳感器后限位觸發(fā)，此時(shí)滑動(dòng)板運(yùn)動(dòng)到最后方位置。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的進(jìn)氣道放氣流量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，滑塊頂部平面與滑動(dòng)板表面平行；滑軌放置方向、驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)方向及滑動(dòng)板運(yùn)動(dòng)方向相同。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的進(jìn)氣道放氣流量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，當(dāng)滑動(dòng)板運(yùn)動(dòng)到最后方位置時(shí)，滑動(dòng)板開口位于放氣腔出口下方，泄流面積最大；當(dāng)滑動(dòng)板運(yùn)動(dòng)到最前方位置時(shí)，滑動(dòng)板擋板位于放氣腔出口下方，泄流面積最小。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種滑動(dòng)式高超聲速進(jìn)氣道放氣流量調(diào)節(jié)裝置，裝置主要包括放氣腔、滑動(dòng)板、驅(qū)動(dòng)裝置、滑軌與滑塊。滑動(dòng)板固定在滑塊上，與驅(qū)動(dòng)裝置連接，驅(qū)動(dòng)裝置工作帶動(dòng)滑動(dòng)板在滑軌上前后移動(dòng)，使滑動(dòng)板開口與放氣腔體出口產(chǎn)生錯(cuò)位，進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)氣道放氣流量。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小，方便在模型上進(jìn)行安裝，由于移動(dòng)方向與氣動(dòng)力方向垂直，所需驅(qū)動(dòng)力小，且能夠?qū)Ω叱曀龠M(jìn)氣道的放氣流量進(jìn)行大范圍、多速度、連續(xù)靈活的調(diào)節(jié)控制，為高超聲速進(jìn)氣道的放氣流量控制提供了一種可靠靈活的實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)研發(fā)人員：黃河峽,秦源,劉永鵬,譚慧俊,謝李斌,蘭磊,關(guān)玉茹
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19