[發(fā)明專利]一種飛機輔助動力裝置尾噴管

有效

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• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN112937880B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬松;張博;楊竹強;張志偉;劉方興
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學
• 主分類號: B64D33/04
• 分類號: B64D33/04;B64D33/10
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

一種飛機輔助動力裝置尾噴管，包括尾氣通道、冷卻空氣通道、凹槽、翅片。飛機輔助動力裝置內(nèi)燃燒產(chǎn)生的尾氣由尾噴管尾氣進口流入尾氣通道，經(jīng)過尾氣出口流出尾噴管進入環(huán)境中；冷卻空氣由冷卻空氣進口流入冷卻空氣通道，經(jīng)過冷卻空氣出口流出進入環(huán)境中。尾氣與冷卻空氣在尾噴管中進行換熱，尾氣通道內(nèi)開設(shè)凹槽，凹槽上開設(shè)小孔，部分尾氣通過小孔與冷卻空氣直接接觸換熱。另外，冷卻空氣通道內(nèi)設(shè)置翅片。此外，尾氣進口截面小于尾氣出口截面，增大飛機輔助動力裝置的推動力，降低尾氣流動過程中產(chǎn)生的噪聲。本發(fā)明從增大換熱系數(shù)、增加換熱面積兩方面增加了尾氣與冷卻空氣之間的換熱；還可以增大飛機輔助動力裝置的推動力和降低尾氣流動噪聲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛機輔助動力裝置領(lǐng)域，涉及一種飛機輔助動力裝置尾噴管。

背景技術(shù)

飛機輔助動力裝置是一個小型燃氣渦輪發(fā)動機，除無法為飛機提供推力外，可替代發(fā)動機的全部功能。當飛機輔助動力裝置點火啟動時，燃燒室內(nèi)部供油量開始由貧油狀態(tài)向富油狀態(tài)轉(zhuǎn)化，燃燒室的溫度也在不斷升高。由于飛機輔助動力裝置供油計劃由轉(zhuǎn)速和溫度決定，在飛機輔助動力裝置排氣不超溫的情況下，供油量隨著轉(zhuǎn)速逐步增加，最后達到固定轉(zhuǎn)速后穩(wěn)定，供油計劃進入轉(zhuǎn)速維持模式。如果飛機輔助動力裝置啟動的開始階段，前端壓氣機因轉(zhuǎn)速較低而供氣總量較小，隨著供油量的增加，供燃燒的氣量無法滿足要求，造成不完全燃燒，同時供冷卻的空氣量也相應地無法滿足要求，容易導致熱量聚集，從而出現(xiàn)排氣溫度最高點。

可見，目前迫切需要一種飛機輔助動力裝置的排氣噴管高效冷卻散熱結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷和不足，本發(fā)明的目的是提供一種飛機輔助動力裝置的排氣噴管高效冷卻散熱結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種飛機輔助動力裝置尾噴管，為雙層套筒結(jié)構(gòu)，套筒呈喇叭狀結(jié)構(gòu)，包括尾氣通道1、尾氣進口2、尾氣出口3、冷卻空氣通道4、冷卻空氣進口5、冷卻空氣出口6、凹槽7、凹槽小孔8、翅片9；飛機輔助動力裝置內(nèi)燃燒產(chǎn)生的尾氣由尾氣進口2流進尾氣通道1然后由尾氣出口3流出排進環(huán)境中，冷卻空氣由冷卻空氣進口5流入冷卻空氣通道4，然后經(jīng)過冷卻空氣出口6流出進入環(huán)境中。

所述的內(nèi)層套筒結(jié)構(gòu)圍成的區(qū)域為尾氣通道1，小徑端為尾氣進口2，大徑端為尾氣出口3。所述飛機輔助動力裝置尾噴管的尾氣進口2截面積小于尾氣出口3的截面積，尾氣在尾氣通道1流動過程中速度會降低、壓力升高，提高飛機輔助動力裝置的推動力；此外，“突擴”的結(jié)構(gòu)會使尾氣膨脹，進而降低尾氣在尾氣通道1流動過程中產(chǎn)生的噪聲。

所述的內(nèi)外兩層套筒結(jié)構(gòu)之間為冷卻空氣通道4，且位于外層套筒結(jié)構(gòu)的小徑端為冷卻空氣進口5，大徑端為冷卻空氣出口6。

所述的冷卻空氣通道4內(nèi)均勻設(shè)有多個翅片9，使飛機輔助動力裝置尾噴管為一個整體，且翅片9能夠增強冷卻空氣與冷卻空氣通道4內(nèi)壁面也即尾氣通道1外壁面的對流換熱。

所述的尾氣通道1的內(nèi)壁面沿周向開設(shè)有向內(nèi)的凹槽7，凹槽7用于增加尾氣與尾氣通道1內(nèi)壁面的換熱面積，增強尾氣與尾氣通道1內(nèi)壁面的對流換熱。所述凹槽7的三個面上均開設(shè)有凹槽小孔8，部分尾氣會通過凹槽小孔8與冷卻空氣直接接觸換熱，換熱效果大幅度增強；凹槽小孔8的存在會使尾氣在流動過程中產(chǎn)生旋流、渦流，換熱增強；凹槽小孔8還可以產(chǎn)生消聲作用，進而降低尾氣流動產(chǎn)生的噪聲。

進一步的，所述的凹槽小孔8的形狀可以是多種多樣的，可以但不限于是圓形孔、長圓孔、菱形孔、魚鱗孔、起鼓孔等。

進一步的，所述的翅片可以是各種形式的翅片，包括但不限定于平直翅片、百葉窗翅片、波紋翅片、矩形錯齒翅片等。

由以上發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果為：