[發明專利]一種寬域組合發動機三通道軸對稱可調進氣道

在審

• 申請號: 202011604176.X
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112610333A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 金志光;柯玉祥;沈理;周航
• 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
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

本發明公開了一種寬域組合發動機三通道軸對稱可調進氣道，主要由部分可移唇罩型面、部分可移中心錐、固定分流板部件和閥門開關，構成渦噴、風扇及沖壓三通道。低馬赫數下(Ma0?2)風扇通道開啟，沖壓通道關閉；高馬赫數下(Ma2)風扇通道關閉，沖壓通道開啟；渦噴通道在所有馬赫數范圍內一直處于打開狀態。隨來流馬赫數升高，中心錐前半部分水平前移保證寬范圍內高流量系數，在Ma2以上時實現激波封口，進氣道流量系數保持在1.0；唇罩與中心錐聯動，保證內外涵兩通道收縮比都隨馬赫數升高而增加并按需求調節兩通道流量分配。一段距離內，進氣道最大迎風面積較捕獲面積沿程有明顯增加。

技術領域

本發明屬于航空航天飛行器高超進排氣系統技術領域，具體涉及一種寬域組合發動機三通道軸對稱可調進氣道。

背景技術

進氣道作為吸氣式發動機的一個重要組成部件，其流量捕獲系數是其關鍵性能參數之一。傳統的定幾何進氣道在設計點時性能達到預期要求，但在非設計點狀態下，進氣道頭部激波會發生較大變化，導致捕獲流量能力大幅下降，因此其在寬廣馬赫數范圍內工作時無法始終為發動機提供足夠的所需流量。在寬范圍組合發動機中，渦噴通道在預冷器的作用下一直處于工作狀態，風扇通道與沖壓通道需在不同馬赫數下進行交換工作，為滿足發動機性能需求，需匹配一種在寬工作范圍內均能為內外涵通道提供充足流量且能實現風扇、沖壓通道模態切換的進氣道構型，我們為此設計了一種寬域組合發動機三通道軸對稱可調進氣道。

發明內容

發明目的：針對寬范圍組合發動機，本發明提供一種三通道軸對稱可調進氣道，其渦噴通道、沖壓、風扇通道在全工況下均能為發動機提供足量的所需流量，并且能滿足各自通道不同工況下的性能要求。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種寬域組合發動機三通道軸對稱可調進氣道，由外至內包括唇罩、分流板二、分流板一、中心錐；所述唇罩包括可水平移動的唇罩前段和固定的唇罩尾段，唇罩前段和唇罩尾段之間設置有作動系統一，作動系統一驅動唇罩前段水平移動；所述中心錐包括可水平移動的前半錐和固定的后半錐，前半錐和后半錐之間設置有作動系統二，作動系統二驅動前半錐水平移動；所述中心錐與分流板一內型面、唇罩與分流板一外型面分別構成先收縮后擴張的內涵通道、外涵通道，外涵通道下游由風扇通道及沖壓通道組成；分流板一外型面與分流板二內型面構成擴張+等直的風扇通道；唇罩內型面與分流板二外型面構成擴張+等直的沖壓通道，風扇通道、沖壓通道的切換由閥門開關實現。

進一步的：所述唇罩前段自前向后開口逐次增大，唇罩尾段開口等寬。

進一步的：所述唇罩前段與唇罩尾段、前半錐與后半錐分別以套筒結構相連，套筒結構包括與唇罩尾段或后半錐連接的內筒，以及與唇罩前段或前半錐連接的外筒，外筒連接外部施力單元。

進一步的：所述分流板一為固定部件，分流板一內型面由內至外由擴張段、等距段、收縮段、等距段組成，分流板一外型面由內至外由擴張段、收縮段、等距段組成；所述分流板二為固定部件，分流板二內型面由內至外由收縮段、等距段組成，分流板二外型面由等距段組成。

進一步的：所述后部中心錐尾端與分流板一尾端、分流板二尾端通過支架連接并固定。

進一步的：所述閥門開關包括相互疊加搭接在一起的若干塊擋板和控制裝置，每塊擋板末端與分流板二前端鉸接，控制系統可實現擋板一定角度范圍旋轉；閥門開關型面、分流板二內型面與分流板一外型面后半段組成擴張+等直的風扇通道，此通道只在低馬赫工況Ma0-2下開啟；所述開關閥門型面、分流板二外型面與唇罩內型面后半段組成擴張+等直的沖壓通道，此通道只在高馬赫工況Ma2下開啟。