[發(fā)明專利]一種變溢流槽調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和高超聲速飛行器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110588076.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN113153531B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔春林;黃文鈺;茍建軍;陳丹;陳兵;吳蔚楠;王建磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F02C7/042
• 分類號(hào): F02C7/042;F02K7/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發(fā)明公開了一種變溢流槽調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和高超聲速飛行器，適用于寬速域飛行器進(jìn)氣道，變溢流槽機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)板和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述調(diào)節(jié)板具有調(diào)節(jié)板底部，所述調(diào)節(jié)板底部設(shè)置有多個(gè)調(diào)節(jié)塞，所述調(diào)節(jié)塞插入超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的溢流槽內(nèi)；所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述調(diào)節(jié)板連接，用于驅(qū)動(dòng)所述調(diào)節(jié)板相對(duì)溢流槽移動(dòng)進(jìn)而改變溢流槽開口的大小。與采用前體/上進(jìn)氣道面變結(jié)構(gòu)的方式、采用傳統(tǒng)固定開口大小溢流槽的方式相比，可有效降低起動(dòng)馬赫數(shù)、調(diào)節(jié)進(jìn)入燃燒室內(nèi)部的氣流品質(zhì)，該結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)范圍較大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小，工程應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)性高，便于實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行器進(jìn)氣道設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種變溢流槽調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和高超聲速飛行器。

背景技術(shù)

高超聲速飛行器主要類型有可重復(fù)使用運(yùn)載器和高超聲速導(dǎo)彈等。目前，高超聲速飛行器因?yàn)檫€無法實(shí)現(xiàn)僅依靠超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)從地面直接起飛，低馬赫數(shù)下必須結(jié)合其他動(dòng)力裝置，因此常采用火箭基組合循環(huán)或渦輪基組合循環(huán)等組合動(dòng)力，低速時(shí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)工作，將飛行器加速到一定速度后，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作。進(jìn)氣道的起動(dòng)馬赫數(shù)不但影響組合動(dòng)力的實(shí)現(xiàn)，而且還決定了低馬赫數(shù)下助推動(dòng)力在整個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)中的比重，從而影響高超聲速飛行的成本。因此，研究如何有效地降低高超聲速進(jìn)氣道的起動(dòng)馬赫數(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

當(dāng)前，進(jìn)氣道采取的降低起動(dòng)馬赫數(shù)的方法主要有變幾何的方法或者是增加溢流槽。西北工業(yè)大學(xué)的劉曉偉發(fā)表的論文《一種RBCC二元進(jìn)氣道變幾何方案研究》介紹了一種變幾何結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過控制進(jìn)氣道壓縮板的轉(zhuǎn)動(dòng)，將邊界層的低速流體排出進(jìn)氣道，從而降低了進(jìn)氣道的啟動(dòng)馬赫數(shù)。南京航空航天大學(xué)的王衛(wèi)星發(fā)表的論文《抽吸位置對(duì)高超聲速進(jìn)氣道起動(dòng)性能的影響》研究了溢流槽的位置對(duì)進(jìn)氣道起動(dòng)馬赫數(shù)的影響。這兩種方式都是將進(jìn)氣道的起動(dòng)馬赫數(shù)固定在某一狀態(tài)下，無法根據(jù)不同的要求進(jìn)行自主調(diào)節(jié)，也不能根據(jù)不同飛行狀態(tài)下的不同附面層厚度對(duì)溢流槽的除吸量進(jìn)行控制。

因此，有必要提供一種新型的可變溢流槽大小的機(jī)構(gòu)，不僅起到吸除附面層、減小激波/附面層干擾、抑制進(jìn)氣道附面層的發(fā)展和分離、增加有效喉道面積、使進(jìn)氣道在更低馬赫數(shù)下順利起動(dòng)的溢流槽一般作用，進(jìn)一步還可以使進(jìn)氣道的起動(dòng)馬赫數(shù)可以根據(jù)需要進(jìn)行控制，并根據(jù)飛行狀態(tài)對(duì)溢流槽除吸量進(jìn)行控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種變溢流槽調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和高超聲速飛行器，高超聲速進(jìn)氣道的變溢流槽調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，是可以控制進(jìn)氣道起動(dòng)馬赫數(shù)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于控制進(jìn)氣道的起動(dòng)馬赫數(shù)。進(jìn)氣道在不同的飛行馬赫數(shù)下不起動(dòng)時(shí)喉道與壓縮面轉(zhuǎn)接處的低壓氣流的流量不同，該結(jié)構(gòu)可以控制吸除流量的多少，從而將進(jìn)氣道的起動(dòng)馬赫數(shù)控制在一定的范圍內(nèi)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案。

一種變溢流槽調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括調(diào)節(jié)板和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；

所述調(diào)節(jié)板具有調(diào)節(jié)板底部，所述調(diào)節(jié)板底部設(shè)置有多個(gè)調(diào)節(jié)塞，所述調(diào)節(jié)塞插入超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的溢流槽內(nèi)；

所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述調(diào)節(jié)板連接，用于驅(qū)動(dòng)所述調(diào)節(jié)板相對(duì)溢流槽移動(dòng)進(jìn)而改變溢流槽開口的大小。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括齒條塊、驅(qū)動(dòng)單元和齒輪齒條機(jī)構(gòu)；

所述調(diào)節(jié)板一端具有從動(dòng)齒輪，另一端具有調(diào)節(jié)板后齒條；

所述齒條塊上設(shè)置有限位齒條，所述從動(dòng)齒輪與限位齒條嚙合；

所述驅(qū)動(dòng)單元上設(shè)置有與所述調(diào)節(jié)板后齒條嚙合的主動(dòng)齒輪，所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括齒條塊、驅(qū)動(dòng)單元和齒輪齒條機(jī)構(gòu)；

所述調(diào)節(jié)板一端具有限位齒條，另一端具有調(diào)節(jié)板后齒條；

所述齒條塊上設(shè)置有從動(dòng)齒輪，所述從動(dòng)齒輪與限位齒條嚙合；