[發(fā)明專利]一種帶可調(diào)錐形腔體的隱身排氣管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811306334.6
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109339975B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高翔;周紅;鄧文劍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司西安飛機設(shè)計研究所
• 主分類號: F02K1/82
• 分類號: F02K1/82;F02K1/78;F01D25/30;F02K1/15
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發(fā)明公開了一種帶可調(diào)錐形腔體的隱身排氣管，包括排氣系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)包括外涵道、內(nèi)涵道、支板、中心錐、噴管壁面、伸縮套筒、錐形腔體和氣溶膠注入裝置，伸縮套筒設(shè)置在排氣系統(tǒng)中心錐錐頂上，伸縮套筒包括內(nèi)套筒和外套筒，內(nèi)套筒穿過錐形腔體與設(shè)置在錐形腔體內(nèi)部的氣溶膠注入裝置連通，錐形腔體內(nèi)部設(shè)置有若干個氣溶膠存儲裝置，氣溶膠存儲裝置與氣溶膠注入裝置連通，氣溶膠注入裝置上連接有若干氣溶膠排出管道，氣溶膠排出管道出口設(shè)置在錐形腔體外表面，氣溶膠注入裝置內(nèi)部設(shè)置有氣泵，本發(fā)明兼顧飛機對排氣管的隱身要求同時，避免了高溫壁面進行涂覆帶來的吸波介質(zhì)容易損耗和脫落以及使用S彎結(jié)構(gòu)的排氣管帶來的較大推力損失的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動機排氣系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶可調(diào)錐形腔體的隱身排氣管。

背景技術(shù)

飛機的隱身性能主要由紅外隱身和雷達隱身兩部分組成。雷達隱身能力主要由飛機的雷達散射截面決定，與飛機的幾何參數(shù)、物理參數(shù)、雷達波參數(shù)以及飛機與雷達的相對姿態(tài)角有關(guān)。排氣系統(tǒng)的尾噴管作為典型腔體結(jié)構(gòu)，成為了飛機的強散射源之一，同時也是飛機后向的主要散射源。此外，飛機的紅外特性在3μm-5μm波段內(nèi)主要受排氣系統(tǒng)尾噴管的影響。發(fā)動機的尾噴管是飛機后向的主要紅外輻射源，尾噴管的輻射強度在上述波段內(nèi)，占全機紅外輻射強度的90％以上。因此，排氣系統(tǒng)的尾噴管影響著飛機的隱身能力，對排氣管進行紅外與雷達隱身設(shè)計能夠提升飛機的隱身性能。

排氣系統(tǒng)的尾噴管使氣流加速膨脹將燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能，為飛機提供推力。以此為目的，排氣系統(tǒng)的尾噴管通常分為兩類，一類是收斂噴管，另一類是拉瓦爾噴管。部分發(fā)動機在地面狀態(tài)，噴管工作在低落壓比工況，此時收斂噴管能夠使排氣管工作在最佳狀態(tài)；在高空狀態(tài)，噴管工作在高落壓比工況，此時燃氣在收斂噴管出口處還有很多內(nèi)能，氣流會在噴管外繼續(xù)膨脹。拉瓦爾噴管則可以使較多的燃氣內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能，從而產(chǎn)生更大的推力。但在地面低落壓比工況下，拉瓦爾噴管的擴張段會使得管道內(nèi)發(fā)生氣流分離，進而使噴管性能下降。

目前，大多數(shù)噴管為了兼顧大范圍的落壓比，通常設(shè)計為可調(diào)噴管。一般可調(diào)面積的軸對稱噴管通過作動機構(gòu)和噴管擴張段的魚鱗片實現(xiàn)了噴管面積的調(diào)節(jié)，但這樣設(shè)計的軸對稱噴管不能遮蔽高溫部件，高溫環(huán)境也帶來了隱身涂覆材料易脫落等問題，給噴管的隱身設(shè)計帶了很多難以克服的困難。

為使的噴管具有低紅外輻射和電磁散射特性，S彎或雙S彎噴管被應用到噴管設(shè)計中，但一般S彎噴管均為面積不可調(diào)節(jié)的管道，雖然具有好的隱身性能但推力損失較大，此外，發(fā)動機在安裝S彎噴管后也會帶來比較復雜的排氣管與發(fā)動機匹配問題。因此，設(shè)計出具備良好氣動性能、不錯的隱身能力以及低的維護成本的噴管成為了關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：提供一種帶可調(diào)錐形腔體的隱身排氣管，以實現(xiàn)飛機全飛行包線范圍內(nèi)的噴管能夠具有最佳性能，同時又具備低紅外輻射特性和弱電磁散射的特征，以兼顧飛機對排氣管的隱身要求，同時可以避免對高溫壁面進行涂覆帶來的吸波介質(zhì)容易損耗和脫落的不利影響以及使用S彎結(jié)構(gòu)的排氣管帶來的較大推力損失的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種帶可調(diào)錐形腔體的隱身排氣管，包括排氣系統(tǒng)，所述的排氣系統(tǒng)包括外涵道、內(nèi)涵道、支板、中心錐、噴管壁面和混合器，外涵道設(shè)置在內(nèi)涵道外側(cè)，所述的中心錐設(shè)置在混合器內(nèi)部，所述的支板設(shè)置在中心錐外側(cè)，還包括伸縮套筒、錐形腔體和氣溶膠注入裝置，所述的伸縮套筒設(shè)置在中心錐錐頂上，所述的伸縮套筒包括內(nèi)套筒和外套筒，所述的內(nèi)套筒穿過錐形腔體與設(shè)置在錐形腔體內(nèi)部的氣溶膠注入裝置連通，所述的錐形腔體內(nèi)部設(shè)置有若干個氣溶膠存儲裝置，所述的氣溶膠存儲裝置與氣溶膠注入裝置連通，所述的氣溶膠注入裝置上連接有若干氣溶膠排出管道，所述的氣溶膠排出管道出口設(shè)置在錐形腔體外表面，所述的氣溶膠注入裝置內(nèi)部設(shè)置有氣泵。

所述的錐形腔體12前端覆蓋有一層隔熱層8，所述的隔熱層8由前隔熱層 8a、中隔熱層8b、后隔熱層8c三層金屬薄壁組成，三層金屬薄壁形成了兩個隔熱腔體。