[發(fā)明專利]一種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)可調(diào)機(jī)構(gòu)中的平行進(jìn)氣式后涵道引射器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410169249.5
• 申請(qǐng)日: 2014-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103993983A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王榮橋;毛建興;張龍;胡殿印;樊江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F02K1/30
• 分類號(hào): F02K1/30
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 孟卜娟;盧紀(jì)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)可調(diào)機(jī)構(gòu)中的平行進(jìn)氣式后涵道引射器，用于改變發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)以適應(yīng)不同的飛行條件，屬于航空航天技術(shù)中的高性能燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

國(guó)外變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)起步于20世紀(jì)70年代，而國(guó)內(nèi)變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)于本世紀(jì)才開(kāi)始進(jìn)行。變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的可調(diào)機(jī)構(gòu)主要包括三部分：模式轉(zhuǎn)換閥、前涵道引射器、后涵道引射器，其中后涵道引射器位于低壓渦輪之后、加力燃燒室之前，與模式轉(zhuǎn)換閥、前涵道引射器配合調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)在渦扇和渦噴兩種循環(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，是可調(diào)機(jī)構(gòu)中必不可少的一部分。?

美國(guó)專利US?Patent4285194、US?Patent4409788分別于1981年和1983年提出了一種相似的摻混進(jìn)氣式后涵道引射器。其優(yōu)點(diǎn)在于：將作動(dòng)筒放置于機(jī)匣外部，僅使流道內(nèi)部存在較少的零部件，從而有效地降低了作動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)于流道氣流的不利影響。其缺點(diǎn)在于：機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有同步環(huán)和驅(qū)動(dòng)環(huán)，作動(dòng)筒的驅(qū)動(dòng)力需通過(guò)連臂-轉(zhuǎn)軸-連桿-驅(qū)動(dòng)環(huán)-連桿五級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)才能傳遞至引射器閥體，傳遞過(guò)程中由于各零件的變形累積及連接處的間隙累積，在調(diào)節(jié)過(guò)程中后涵道引射器的閥體相對(duì)于作動(dòng)筒將產(chǎn)生一定的時(shí)間滯后，從而降低后涵道引射器的可靠性；由于機(jī)構(gòu)零件較多，若采用增加機(jī)構(gòu)剛性的方法控制變形累積，將會(huì)使機(jī)構(gòu)重量大幅增加，將會(huì)削弱變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)在性能上的優(yōu)勢(shì)。?

美國(guó)專利US?Patent5307624于1994年提出了一種摻混進(jìn)氣式后涵道引射器。其優(yōu)點(diǎn)在于：將作動(dòng)筒放置于機(jī)匣外部，僅使流道內(nèi)部存在較少的零部件，從而有效地降低了作動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)于流道氣流的不利影響；通過(guò)閥體遮擋帶孔機(jī)匣的方式控制氣流流量，由于機(jī)匣固定，移動(dòng)部件僅為環(huán)形閥體，因而可靠性較高。其缺點(diǎn)在于：依靠轉(zhuǎn)軸直接驅(qū)動(dòng)閥體移動(dòng)，包括平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，其中只有軸向平移影響閥體的開(kāi)關(guān)效果，所允許的移動(dòng)范圍較小。?

美國(guó)專利US?Patent5343697于1994年提出了一種平行進(jìn)氣式后涵道引射器。其優(yōu)點(diǎn)在于：將作動(dòng)筒放置于機(jī)匣外部，僅使流道內(nèi)部存在較少的零部件，從而有效地降?低了作動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)于流道氣流的不利影響；將引射器閥體設(shè)計(jì)為雙層結(jié)構(gòu)，有效地增加了薄壁圓筒型閥體的剛性。其缺點(diǎn)在于：雙層閥體設(shè)計(jì)使得閥體重量成倍增加，將會(huì)削弱變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)在性能上的優(yōu)勢(shì)。?

美國(guó)專利US?Patent5694767于1997年提出了一種摻混進(jìn)氣式后涵道引射器。其優(yōu)點(diǎn)在于：將作動(dòng)筒放置于機(jī)匣外部，僅使流道內(nèi)部存在較少的零部件，從而有效地降低了作動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)于流道氣流的不利影響。其缺點(diǎn)在于：摻混氣流出射方向于主流方向近乎垂直，將會(huì)產(chǎn)生較大的摻混損失；依靠轉(zhuǎn)軸直接驅(qū)動(dòng)閥體移動(dòng)，包括平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，其中只有軸向平移影響閥體的開(kāi)關(guān)效果，且在閥體移動(dòng)范圍較大時(shí)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍較大，使作動(dòng)筒的驅(qū)動(dòng)力不能得到充分利用。?

美國(guó)專利US?Patent4069661于1978年提出了一種摻混進(jìn)氣式和一種平行進(jìn)氣式后涵道引射器。摻混進(jìn)氣式后涵道引射器優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)周向分布多處的百葉窗型閥體可使引射器達(dá)到完全打開(kāi)和完全關(guān)閉兩種極限狀態(tài)；缺點(diǎn)在于調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，零件數(shù)量過(guò)多，可靠性較低。平行進(jìn)氣式后涵道引射器優(yōu)點(diǎn)在于：采用改變喉道位置的雙突起型結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)引射器出口面積，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠；缺點(diǎn)在于將大部分作動(dòng)機(jī)構(gòu)置于流道內(nèi)部，影響氣流流動(dòng)效果。?

中國(guó)專利200910242864.3于2009年提出了一種混合進(jìn)氣式后涵道引射器。其優(yōu)點(diǎn)在于：引射器能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)平行進(jìn)氣和摻混進(jìn)氣兩種進(jìn)氣模式，如果能恰當(dāng)調(diào)節(jié)流量比例，將使引射器兼具兩種進(jìn)氣模式的優(yōu)勢(shì)。其缺點(diǎn)在于：多級(jí)連桿機(jī)構(gòu)的使用將導(dǎo)致機(jī)構(gòu)重量增加、可靠性降低；作動(dòng)筒位于機(jī)匣臺(tái)階后方，其安裝對(duì)機(jī)匣形狀提出特殊要求。?

綜上，上述現(xiàn)有技術(shù)普遍存在的不足和缺點(diǎn)包括：作動(dòng)機(jī)構(gòu)大部分位于流道內(nèi)部而阻礙氣流流動(dòng)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)級(jí)數(shù)過(guò)多，傳遞過(guò)程中產(chǎn)生變形累積及間隙累積，閥體作動(dòng)時(shí)間滯后，使得機(jī)構(gòu)重量增加，可靠性降低；閥體運(yùn)動(dòng)包括平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，其中只有軸向平移影響閥體的開(kāi)關(guān)效果，所允許的移動(dòng)范圍較小，驅(qū)動(dòng)力無(wú)法得到充分利用；薄壁圓筒型閥體剛性較差，改進(jìn)措施使得重量大幅增加。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：為克服現(xiàn)有技術(shù)在作動(dòng)機(jī)構(gòu)位置、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)級(jí)數(shù)、閥體運(yùn)動(dòng)形式及薄壁圓筒型閥體剛性方面的不足，提供一種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)可調(diào)機(jī)構(gòu)中的平行進(jìn)氣式后涵道引射器，通過(guò)作動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，可使發(fā)動(dòng)機(jī)外涵道出口面積連續(xù)可調(diào)，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件數(shù)量少，重量輕，具有更高的穩(wěn)定性和可靠性。?