[發明專利]一種具有內S彎的喉道偏移式氣動矢量噴管

有效

• 申請號: 201910981594.1
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110805501B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 黃帥;徐驚雷;俞凱凱;汪陽生;蔣晶晶;潘睿豐;陳匡世;宋光韜
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F02K1/78
• 分類號: F02K1/78;F02K1/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 石嘉蓉

本發明公開了一種具有內S彎的喉道偏移式氣動矢量噴管，其內通道包括依次連通的噴管進口、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(噴管出口)，且由二喉道前部擴張段、二喉道前部收斂段組成的凹腔中布置有紡錘形中心錐，通過采用特殊型面的中心錐，將傳統的喉道偏移式氣動矢量噴管的凹腔變為對稱的S彎通道，實現對于發動機渦輪葉柵、噴管前部內通道的遮蔽，并輔以特殊優化的噴管后體外型面，在保證推力矢量性能不大幅度下降的前提下，明顯提高噴管的低可探測性；進一步地，通過控制中心錐前后移動，能夠實現噴管出口面積的調節，擴大噴管的使用包線，并提高低工作落壓比下的流動穩定性。

技術領域

本發明涉及一種具有內S彎的喉道偏移式氣動矢量噴管，屬于兼顧雷達隱身的航空發動機的先進推力矢量噴管技術領域。

背景技術

隨著科學技術的發展和實際需求的提高，低可探測性和高機動性逐漸成為下一代軍用飛行器的重要考核指標和評價標準。

要實現高機動性，推力矢量航空發動機成為了不可或缺的部件。而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。

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。其中，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(即擴張性喉道偏移式氣動矢量噴管)最為常見。其功能實現原理是，在一喉道處施加擾動使得一喉道處氣流的速度截面偏斜，進而擾動在二喉道前部擴張收斂段內放大，產生穩定的推力矢量。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，其特點是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通過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。

而低可探測性的實現，則需要飛行器、發動機多個部件的特殊設計。常見的飛行器低可探測性分為雷達隱身和紅外隱身兩種。而噴管的雷達反射信號構成了飛行器后向低可探測性的重要組成部分。因此，設計一種兼顧高效推力矢量以提高飛行器機動性、具有低雷達反射信號的新一代推力矢量噴管極其重要。

因此，本專利發明了一種具有內S彎的喉道偏移式氣動矢量噴管，通過設計特殊型面的中心錐，將喉道偏移式氣動矢量噴管的凹腔(二喉道前部擴張收斂段)改變為S彎通道，實現對于發動機渦輪葉柵、噴管內通道的遮蔽，輔以特殊優化的噴管外型面，在保證推力矢量性能不大幅度下降的前提下，明顯提高噴管的低可探測性，兼具調節噴管出口(二喉道)面積的功能，擴大噴管的使用包線。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種具有內S彎的喉道偏移式氣動矢量噴管，通過采用特殊型面的中心錐，將喉道偏移式氣動矢量噴管的凹腔(二喉道前部擴張收斂段)改變為S彎通道，實現對于發動機渦輪葉柵、噴管內通道的遮蔽，并輔以特殊優化的噴管外型面，在保證推力矢量性能不大幅度下降的前提下，明顯提高噴管的低可探測性。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：