[發明專利]一種基于導流板的垂直起降型喉道偏移式氣動矢量噴管

有效

• 申請號: 201810240317.0
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108590884B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 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;F02K1/11
• 代理公司: 32249 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 楊曉玲

1.一種基于導流板的垂直起降型喉道偏移式氣動矢量噴管，其特征在于，包括平飛模態下依次連通的噴管進口(1)、一喉道前部等直段(2)、一喉道前部收斂段(3)、一喉道(4)、二喉道前部擴張段(5)、二喉道前部收斂段(7)、二喉道(9)；

其中，所述二喉道前部擴張收斂段，即二喉道前部擴張段(5)與二喉道前部收斂段(7)，的下壁面處設置有與一喉道(4)下壁面相接的固定部以及固定部后側可繞轉軸(8)轉動的“菜刀”形導流片(6)，平飛模態下“菜刀”形導流片(6)的頭部與固定部的內壁面貼緊封閉，“菜刀”形導流片(6)的內表面與二喉道前部擴張收斂段的上壁面之間形成二喉道前部的流通通道；

由平飛模態切換至垂直起降模態時“菜刀”形導流片(6)繞轉軸(8)順時針轉動至其尖點頭部觸及二喉道前部擴張收斂段的上壁面，通過“菜刀”形導流片(6)繞轉軸(8)不超過90°的轉動，實現水平流過一喉道(4)的氣流不小于90°的向下轉向，進而實現平飛模態至垂直起降模態的切換；

所述“菜刀”形導流片(6)的外部型線包括依次銜接的AB、BC、CD、DE、AE五段，且AB、AE段構成“菜刀”形導流片(6)的頭部型線，CD、DE段構成“菜刀”形導流片(6)的尾部型線；

其中，AE段選用平飛模態下二喉道前部擴張收斂段下壁面的內型線，AB段與AE段在點A處的夾角小于90°，且AB段為直線；CD段與固定部的后緣型面之間構成垂直起降模態下噴管氣流的噴出口，CD段為直線，垂直起降模態下CD段與水平向后的矢量方向的夾角為90°-100°；BC段為連接AB段與CD段的光滑過渡曲線，DE段的設計需同時滿足以下兩個條件：(1)噴管平飛模態下噴管出口氣流在DE段不會附壁流動；(2)“菜刀”形導流板在模態切換過程中，“菜刀”形導流板上側流通通道的氣流流經上側擴張收斂段斜向下噴出的時候會在DE段上發生附壁流動；平飛狀態下DE段的點E一側與水平方向的初始夾角大于45°，DE段的點D一側為由連續光滑外凸曲線構成的科恩達效應曲面。

2.根據權利要求1所述的一種基于導流板的垂直起降型喉道偏移式氣動矢量噴管，其特征在于，水平方向上，轉軸(8)位于平飛模態下二喉道(9)的下游，記一喉道(4)的高度為Hth1，則轉軸(8)與二喉道(9)的水平距離x的取值范圍為15％×Hth1≤x≤55％×Hth1；豎直方向上，轉軸(8)位于平飛模態下二喉道下側尖點以下，轉軸(8)與二喉道下側尖點的豎直距離y的取值范圍為25％×Hth1≤y≤60％×Hth1。

3.根據權利要求1所述的一種基于導流板的垂直起降型喉道偏移式氣動矢量噴管，其特征在于，自平飛模態切換至垂直起降模態，“菜刀”形導流片(6)的轉動角度θ滿足45°≤θ≤90°，且垂直起降模態下“菜刀”形導流片(6)的尖點頭部觸及二喉道前部擴張收斂段上壁面距離二喉道(9)25％-35％凹腔長度的位置。

4.根據權利要求1所述的一種基于導流板的垂直起降型喉道偏移式氣動矢量噴管，其特征在于，所述模態切換過程中“菜刀”形導流片(6)的上下兩側流動通道的最小面積之和始終大于一喉道(4)面積，且二者之和為1.05-1.2倍的一喉道(4)面積。

5.根據權利要求1所述的一種基于導流板的垂直起降型喉道偏移式氣動矢量噴管，其特征在于，在平飛模態切換至垂直起降模態的0-30％階段和垂直起降模態切換至平飛模態的70％-100％階段，在一喉道下側尖點處向主氣流注入次流來進行流動控制。