[實用新型]一種多自由度單變量控制組合動力可調進氣道

有效

• 申請號: 201820685320.9
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN208347938U
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 袁化成;劉君;張錦昇;王云飛
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F02C7/042
• 分類號: F02C7/042;F02C7/057;F02C7/00
• 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

本實用新型公開了一種多自由度單變量控制組合動力可調進氣道，該進氣道外壓段由兩級壓縮面組成，進氣道喉道的下壁面通過鉸鏈與渦輪發動機流道下壁面連接，且其可上下平行移動。渦輪發動機流道下壁面通過鉸鏈與下游擴壓器連接，其可繞鉸鏈轉動。其中，第二級壓縮面通過一根連桿與連桿/絲桿連接件連接，喉道段通過兩根連桿與同一連桿/絲桿連接件連接，喉道段、兩根連桿及連桿/絲桿連接件組成平行四邊形連桿機構，實現喉道段位置的上下移動，并且在移動過程中保持水平，絲桿通過一個電機控制其沿豎直方向運動，從而實現了采用單一變量對進氣道的第二級壓縮面幾何角度和喉道高度兩個幾何參數多自由度的控制。

技術領域

本實用新型涉及一種多自由度單變量控制組合動力可調進氣道，屬于組合動力進氣道設計技術領域。

背景技術

國家提出空天一體化的戰略，意味著未來空中優勢的爭奪將逐漸轉變成空天優勢的爭奪。空天飛行器以其獨有的作戰優勢，正受到世界各強國的廣泛關注。組合動力推進系統綜合了不同推進系統的優勢，可滿足未來空天飛行器的寬飛行包線的需求。目前常見的組合動力推進系統主要有火箭基組合循環(RBCC)和渦輪基組合循環(TBCC)。其中渦輪基組合循環推進系統具有可重復使用、成本低、安全性高等特點，是未來空天飛行器推進系統重要的選擇之一

TBCC推進系統依靠兩個不同工作模式的發動機完成從地面起飛，加速至超聲速飛行，歷經亞聲速、跨聲速、超聲速直至加速至Ma4+。在整個工作過程中進氣系統對整個推進系統的性能起著關鍵性作用，制約著整個推進系統功能的發揮和性能的提高。改進進氣系統的氣動性能和不同飛行狀態下的適用性被國際上確定為發展TBCC發動機的關鍵技術之一。由此可見，TBCC進氣道不同于其他普通航空發動機的進氣道，它要在非常寬廣的飛行范圍內以及飛行工況多變的條件下向TBCC推進系統提供高品質的流場，這就要求進氣道在整個飛行過程中通過改變自身的形狀來適應飛行狀態的變化，如果進氣道不能正常工作，TBCC推進系統的效率將大大降低，以致不能正常工作。

為了使TBCC推進系統在不同的飛行狀態下都能正常高效的工作，發展一種變幾何進氣道與TBCC推進系統相匹配是十分必要的。

實用新型內容

為解決現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種多自由度單變量控制組合動力可調進氣道，滿足進氣道在寬速域范圍內能正常工作且滿足氣動性能要求，組合動力進氣道型面需要根據不同的來流條件進行調節。

為了實現上述目標，本實用新型采用如下的技術方案：

一種多自由度單變量控制組合動力可調進氣道，其特征是，包括依次連接的進氣道外壓段、進氣道喉道和渦輪發動機流道；

所述進氣道外壓段包括相互鉸鏈的第一級壓縮面和第二級壓縮面；所述進氣道喉道的下壁面通過鉸鏈與渦輪發動機流道的下壁面的一端連接，渦輪發動機流道的下壁面另一端通過鉸鏈連接有渦輪發動機流道擴壓器；所述進氣道喉道的底部設置有垂直升降的升降結構。

前述的一種多自由度單變量控制組合動力可調進氣道，其特征是，所述升降結構包括喉道連桿、第二級壓縮面連桿、依次連接的連接件、電機和絲桿；所述喉道連桿、第二級壓縮面連桿的底部均位于連接件上；所述喉道連桿的頂部與進氣道喉道的下壁面相連接；所述第二級壓縮面連桿與第二級壓縮面的端部相連接；所述絲桿通過電機沿豎直方向運動。

前述的一種多自由度單變量控制組合動力可調進氣道，其特征是，所述喉道連桿設置有兩根；所述喉道下壁面、兩根喉道連桿和連接件組成平行四邊形連桿機構。

前述的一種多自由度單變量控制組合動力可調進氣道，其特征是，所述渦輪發動機流道的下壁面的正上方設置有模態轉換裝置；所述模態轉換裝置包括驅動電機、連接桿、調節塊和連接槽；所述調節塊安裝在連接槽上；所述驅動電機通過連接桿與調節塊的頂部連接；所述調節塊一端與渦輪發動機流道擴壓器相連接，另一端與渦輪發動機流道的下壁面的距離通過驅動電機調節。