[實用新型]一種矢量噴管

有效

• 申請號: 202120333493.6
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN214273825U
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 李紹利;焦龍偉;任鵬飛;高忠國;宋化星;陳興;戴春爽;孟慶茂
• 申請（專利權）人: 青島云深動力科技有限公司
• 主分類號: F02K1/00
• 分類號: F02K1/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 朱立鳴

一種矢量噴管包括：噴管組件，其包括進口環、噴口環和位于進口環和噴口環之間的至少一個中間環，其中，中間環能夠相對于進口環在三維方向上運動，噴口環能夠相對于中間環在三維方向上運動；第一驅動機構，其設置在噴管組件的上側和/或下側上，并能夠驅動噴口環在第一方向上的相對運動；以及第二驅動機構，其設置在噴管組件的左側和/或右側上，并能夠驅動噴口環在第二方向上的相對運動；其中，第一方向與第二方向大致正交。該矢量噴管允許以較大的調節角度來調節氣流噴射方向，并且壓力損失較小，特別適用于對高溫高速氣流噴射角度的調節。

技術領域

本申請涉及一種氣流噴射裝置，特別涉及一種可調節氣流的噴射角度的矢量噴管。

背景技術

諸如航空發動機、燃氣輪機之類的動力裝置可包括有氣流噴射裝置，用于向外噴射氣流。一般類型的噴管是固定式噴管，其氣流噴射方向是固定的，只能按照一個方向噴射氣流。另一種類型的噴管是矢量噴管，該矢量噴管能夠在一定的角度范圍內自由調節，以實現對氣流噴射方向的調節。

目前，矢量噴管的主要類型包括二元矢量噴管、三元軸對稱矢量噴管和流程推力矢量噴管。

二元矢量噴管的一種通常的設計是矩形截面的尾噴管，在尾噴管的噴口處設置四塊可互相聯動的調節板，通過對這四塊調節板的上下俯仰和左右擺動調節。通過調節板的上述調節，實現噴射方向在上下方向上的調節(設置上下調節板的俯仰動作)或者在左右方向上的調節(左右調節板的擺動動作)。這種矢量噴管控制方式簡單，但是其結構比較笨重，調節角度受到限制，隨著調節角度的增大，其壓力損失會急劇增加，推力損失也將急劇增加，因而其只能進行小角度的調節。一般來說，目前使用的二元矢量噴管的調節角度大多在正負20°的范圍內。

三元軸對稱矢量噴管能夠對噴射方向同時進行上下調節和左右調節，從而實現多方位、多角度的噴射方向調節。該三元軸對稱矢量噴管包括多個調節作用筒，這些調節作用筒之間的接觸面與調節作用筒的軸線成一定的夾角，通過轉動調節作用筒，可以使相鄰的調節作用筒之間的角度發生變化，實現矢量調節。此種矢量噴管的調節角度大，可達到正負90°，且其中內流特性好，壓力損失小。不過，此種矢量噴管的一個問題是調節作用筒之間需要設置耐高溫的環形軸承并進行密封，其技術難度較大，而且控制系統也相對比較復雜。

流場推力矢量噴管是在噴管中引入橫向氣流，以改變軸向主氣流的狀態，進而改變氣流方向。此種矢量噴管的結構簡單，但是需要額外的氣源，而且調節效果也較差。

其它的三元矢量噴管的結構還包括諸如設置波紋管、在噴口后方設置球面、在噴口處添加橫向射流，等等。但這些調節方式在壓力損失、適應高溫高速氣流等方面有待提高。

因此，存在對于改進結構的矢量噴管的需求，其能夠實現較大的角度范圍內的調節，并且適應于高溫高速氣流，且壓力損失小。

實用新型內容

本實用新型是為解決以上所述現有技術所存在的技術問題而做出的。本實用新型的目的是提供一種矢量噴管，其能夠提供較大的調節角度范圍，并且具有良好的內流特性，能適應高溫高速氣流，壓力損失小。

本實用新型的矢量噴管包括：噴管組件，噴管組件包括進口環、噴口環和位于進口環和噴口環之間的至少一個中間環，其中，中間環能夠相對于進口環在三維方向上運動，噴口環能夠相對于中間環在三維方向上運動；第一驅動機構，第一驅動機構設置在噴管組件的上側和/或下側上，并能夠驅動噴口環在第一方向上的相對運動；以及第二驅動機構，第二驅動機構設置在噴管組件的左側和/或右側上，并能夠驅動噴口環在第二方向上的相對運動；其中，第一方向與第二方向大致正交。此處所提到的相對運動可包括中間環相對于進口環在三維方向上的擺動和/或噴口環相對于中間環在三維方向上的擺動。

在矢量噴管的上述結構中，通過設置可在三維方向上進行相對運動的至少一個中間環和噴口環，可以增大調節角度，并且在調節過程中，噴管內截面積的變化較小，甚至可以沒有變化，從而壓力損失較小，這尤其適用于對高溫高速氣流噴射角度的調節。