[其他]噴管調(diào)節(jié)片冷卻襯套

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 88102317
• 申請(qǐng)日: 1988-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN88102317A
• 公開（公告）日: 1988-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 威廉·M·馬登
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聯(lián)合工藝公司
• 主分類號(hào): F02K1/11
• 分類號(hào): F02K1/11
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 林東暉

本發(fā)明涉及飛機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)，特別是噴管調(diào)節(jié)片的輕質(zhì)冷卻襯套。

燃?xì)廨啓C(jī)的排氣噴管可有變截面積和/或變方向的調(diào)節(jié)片。這種調(diào)節(jié)片基本為平面形，在噴管的相對(duì)的平行側(cè)壁之間旋轉(zhuǎn)。

運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)調(diào)節(jié)片必須能耐1500°F左右的高溫。傳統(tǒng)上設(shè)置一個(gè)襯套并供給冷卻空氣，以保護(hù)底層結(jié)構(gòu)，防御高溫氣體。這種襯套因?yàn)槠髨D利用要求能抵抗冷卻空氣壓力的襯套的平表面和相當(dāng)厚的壁，所以通常有相當(dāng)大的體積。其他的襯套因?yàn)樾枰芊乐挂r套和底層結(jié)構(gòu)之間的溫差造成的翹曲，體積也很大。

這種厚而大的壁不僅造成潛在的高應(yīng)變，而且增大了飛機(jī)和必須能靈活操縱的調(diào)節(jié)片的重量。

本發(fā)明的目的，是在飛機(jī)上加最低的重量和最低的熱應(yīng)力及壓應(yīng)力的方式下，冷卻調(diào)節(jié)片的內(nèi)表面。

燃?xì)廨啓C(jī)排氣噴管調(diào)節(jié)片的平面支承結(jié)構(gòu)，上面固定若干行的支承鉸鏈。一個(gè)薄板調(diào)節(jié)片襯套也有若干鉸鏈，和支承鉸鏈對(duì)正，用一個(gè)鉸鏈銷從里面穿過(guò)。有裝置在支承板和襯套之間供給加壓冷卻空氣，襯套的形式為在相鄰的鉸鏈行間有一個(gè)弧形，從而壓力由襯套中的環(huán)向（膜片）應(yīng)力抵抗。襯套有一個(gè)外襯板和一個(gè)近距離間隔的內(nèi)沖擊板。沖擊板有若干孔供空氣通過(guò)，并引導(dǎo)空氣沖撞內(nèi)板，而襯板有若干斜孔，供空氣通過(guò)，將板冷卻，并形成噴管內(nèi)的一層膜。

圖1為燃?xì)廨啓C(jī)活動(dòng)噴管調(diào)節(jié)片裝置的等角圖。

圖2為通過(guò)調(diào)節(jié)片的剖視，表示冷卻空氣的一般流動(dòng)。

圖3為調(diào)節(jié)片沿氣流方向的剖視。

圖4為鉸鏈和銷裝置的剖視。

圖5為沖擊冷卻裝置的圖示。

圖6為最外側(cè)鉸鏈行的剖視。

圖1所示燃?xì)廨啓C(jī)噴管組合件10有一個(gè)上活動(dòng)調(diào)節(jié)片12和一個(gè)下活動(dòng)調(diào)節(jié)片14。這些調(diào)節(jié)片可向上或向下轉(zhuǎn)動(dòng)，壓迫側(cè)壁16作密封。噴管的向通過(guò)的熱氣體暴露的部分，由和蜂窩型支承結(jié)構(gòu)20有間隔的襯套18覆蓋，從而形成二者間的冷卻劑增壓室22。

如圖2所示，一個(gè)冷卻劑流24可通過(guò)一個(gè)樞軸26，進(jìn)入活動(dòng)調(diào)節(jié)片14的內(nèi)部。進(jìn)入增壓室22對(duì)襯套18作冷卻的冷卻劑在下面敘述。

如圖3所示，薄板襯套18實(shí)際包括一個(gè)襯板28和一個(gè)沖擊板30。都是弧形，是圓的一個(gè)部分，板28的外半徑為25.4厘米（10英寸），板30的內(nèi)半徑為22.8厘米（8.98英寸），兩板之間的間距為2.48厘米（0.98英寸）。每板厚度為0.05厘米（0.020英寸），弧所對(duì)的角約為24度。

增大半徑以覆蓋同樣寬度，造成一個(gè)襯套對(duì)弧，一個(gè)較大直徑的圓筒，從而增高環(huán)向（膜片）應(yīng)力。減小半徑造成噴管氣流截面積中的較多的滲入，從而減小氣流截面積。理想范圍為15至30度角的對(duì)弧。

鉸鏈32及34固定在距離為10.46厘米（4.12英寸）的行里的襯套上。支承板20用鈦蜂窩結(jié)構(gòu)形成，上面安裝鉸鏈36及38的行列，鉸鏈36及38和鉸鏈32及34的行列縱向?qū)φｃq鏈銷40將鉸鏈連接。

圖4最為清晰，為通過(guò)鉸鏈組合件的剖視，在鉸鏈38及34間設(shè)膨脹間隙42，允許襯套18作相對(duì)于支承板20的縱向膨脹。與襯套緊密相鄰的冷卻裝置如圖5所示，來(lái)自增壓室22的空氣通過(guò)垂直孔44，沖撞襯套28。然后空氣通過(guò)斜孔46，以形成冷卻襯套內(nèi)表面的膜。

這種性質(zhì)的冷卻，和平行對(duì)流冷卻比較，優(yōu)點(diǎn)為對(duì)板間空間中的變化相對(duì)不敏感。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)襯套溫度相當(dāng)高，約為816℃（1500°F），相比之下則沖擊板溫度較低，約為371℃（700°F）。二者的差脹便會(huì)產(chǎn)生，造成間隙中的某些變化。因此，這特殊的冷卻裝置允許有這種變化。

增壓室22中的壓力約為2.275巴（33磅/英寸²），與之比較，則在噴管本身中的位置48上，壓力為0.549巴（8磅/英寸²）。線條50表示的內(nèi)壓力的力在任何點(diǎn)上都與表面垂直。因此，在內(nèi)壓力下，全部應(yīng)力為環(huán)向（膜片）應(yīng)力時(shí)，襯套再作為一個(gè)薄壁圓筒，從而可防彎應(yīng)力，并允許用薄壁輕質(zhì)襯套。假如弧面中有小缺點(diǎn)，則薄壁允許弧形的應(yīng)變僅形成最小的應(yīng)力。在鉸鏈32及34的位置上有增厚的壁部52。在這加厚部分兩側(cè)上的環(huán)向應(yīng)力的水平分量互相對(duì)抗并抵銷，而環(huán)向應(yīng)力的垂直分量，則必須向下傳遞到鉸鏈上。因此，具有平滑地連接襯套圓弧的反向彎曲的加厚部分，可以允許這種彎曲。這樣便使少數(shù)要求增加厚度的地點(diǎn)上，增加少量的重量。鉸鏈和鉸鏈銷凹入，離開熱氣體48，便可避免鉸鏈銷和支承板鉸鏈36及38需要使用外國(guó)材料制造。

圖6表示最外行鉸鏈中的一個(gè)鉸鏈，板28和30的力不靠相鄰一對(duì)板的力平衡。一個(gè)在板上固定的整個(gè)向內(nèi)伸的臂54，和一個(gè)鉸鏈銷40偏心放置，貼靠在支承板20上固定的鉸鏈58的表面56。一個(gè)側(cè)隔熱罩60進(jìn)一步為高應(yīng)力區(qū)62防高溫。傾覆力矩由鉸鏈58和臂54間的力承受。