[發明專利]一種基于平移運動的短距起降型喉道偏移式氣動矢量噴管

有效

• 申請號: 201810240316.6
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108561242B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 黃帥;徐驚雷;汪陽生;陳匡世;許保成;林泳辰;汪豐
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F02K1/00
• 分類號: F02K1/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本發明公開了一種基于平移運動的短距起降型喉道偏移式氣動矢量噴管，包括：選取二喉道前部擴張收斂段上壁面的尾段作為平移部件，在平飛模態下平移部件與二喉道前部擴張收斂段的上側固定部緊密貼合，兩者構成完整的二喉道前部擴張收斂段上壁面，且與下側噴管壁面對稱；由平飛模態切換至短距起降模態時平移部件沿特殊設計的運動軌跡向后下方平移，且平移部件與上側固定部之間設置一個阻塞氣流流動的氣簾部件以關閉流通通道，實現便捷的短距起降。本發明通過特殊設計的平移部件及其沿特定運動軌跡的平移運動，實現平飛模態和短距起降模態的相互切換，具備高效、便捷的短距起降功能，拓寬了它的應用場合。

技術領域

本發明涉及一種基于平移運動的短距起降型喉道偏移式氣動矢量噴管，屬于推力矢量和短距起降航空發動機噴管技術領域。

背景技術

隨著科學技術的發展和實際需求的提高，未來飛行器將越來越多地使用推力矢量航空發動機。推力矢量航空發動機實現推力矢量功能的核心是推力矢量噴管。傳統機械式推力矢量噴管結構復雜，可靠性差，維護麻煩，因此開發一種結構簡單、重量輕、維護性好的推力矢量噴管迫在眉睫。

當下，流體推力矢量噴管逐漸以其結構簡單、重量輕的特點成為各國的研究重點和研究熱點，并將在不遠的未來進入工程應用。同時，如何在盡可能少改變噴管結構的前提下為流體推力矢量噴管賦予更多的功能成為推力矢量噴管新的領域研究方向之一。

而喉道偏移式氣動矢量噴管是近年來興起的一種新型流體推力矢量噴管，憑借結構簡單，重量輕、矢量性能好等的特點，受到越來越多的青睞。常見的喉道偏移式氣動矢量噴管為雙喉道結構，以二喉道面積略微比一喉道面積大最為常見。一般可以將喉道偏移式氣動矢量噴管分為主動有源型和自適應無源型，其中主動有源型產生推力矢量氣源的來源多為外置的壓縮器、氣瓶或者從航空發動機高壓部件(多為壓氣機)中引氣，其特點時推力矢量角隨噴管工作落壓比變化小，但對整臺航空發動機來說推力損失較大；而自適應無源型則是設置自適應旁路通道將噴管入口位置的高壓氣流引至噴管的指定位置注入，自適應產生擾動并最終實現推力矢量，其克服了主動有源型的缺點，對航空發動機整機推力影響較小，矢量角也較為穩定。

常見的喉道偏移式氣動矢量噴管僅僅能產生約20°左右的單一方向矢量角，常見用于飛行器俯仰方向的控制。但從用途需求來說，世界各國目前大力發展的短距起降具有效率更高、結構更為簡單、對于飛行器飛行控制系統的要求較低，更加受到世界各國的追捧。而僅僅依靠喉道偏移式氣動矢量噴管產生的20°矢量角對于實現短距起降還是稍顯不夠的。因此，本發明巧妙利用喉道偏移式氣動矢量噴管二喉道前部擴張收斂段(凹腔)的型面特征以及噴管二喉道前部擴張收斂段(凹腔)不對稱幾何型面就可以產生很明顯推力矢量的特點，選擇部分噴管上壁面作為平移運動的部件，設計優化了特殊的平移運動軌跡，使得短距起降模態下噴管內型面幾何構型不對稱，在附加設備較少和平飛矢量性能不降低的前提下就可以產生較平飛矢量模態下更大的、滿足短距起降需要的矢量角，拓寬了原噴管的應用場合。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于平移運動的短距起降型喉道偏移式氣動矢量噴管，通過特殊設計的平移部件及其沿特定運動軌跡的平移運動，實現平飛模態和短距起降模態的相互切換，具備高效、便捷的短距起降功能。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于平移運動的短距起降型喉道偏移式氣動矢量噴管，包括平飛模態下依次連通的噴管進口、一喉道前部等直段、一喉道前部收斂段、一喉道、二喉道前部擴張段、二喉道前部收斂段、二喉道；