具有反推功能的旁路式无源双喉道矢量喷管制造技术

本发明专利技术公开了一种具有反推功能的旁路式无源双喉道矢量喷管，包括喷管本体，该喷管本体的内流道包括顺序连接的喉道前部收敛段、一喉道、二喉道前部扩张收敛段、喉道凹腔以及二喉道；喉道前部收敛段紧靠着一喉道设置旁路通道，该旁路通道的进口面向喷管本体内流道的流体入口设置，而旁路通道的出口位于第一喉道处；喷管本体为二元式双喉道喷管；喷管本体的内流道由喷管后体转轴支架内腔以及喷管后体内腔拼接而成；喷管后体沿喷管本体内流道分割成喷管后体上板和喷管后体下板；喷管后体上板、喷管后体下板均通过转轴与喷管后体转轴支架定位连接。本发明专利技术不需要专门设计反推装置，结构重量大大减轻，可靠性明显提高。

【技术实现步骤摘要】
具有反推功能的旁路式无源双喉道矢量喷管
本专利技术涉及一种旁路式无源双喉道矢量喷管，尤其是一种具有反推功能的旁路式无源双喉道矢量喷管。主要应用于同时需要推力矢量推进系统和反推装置的飞行器，例如短距起降飞行器和舰载战斗机。
技术介绍
随着科学技术的发展，装备推力矢量航空发动机的飞行器越来越多。而对于舰载战斗机、短距起降飞机而言，不仅仅需要推力矢量技术为其起飞阶段提供辅助动力，也更需要反推力装置辅助其快速减速至停车。同时具备推力矢量技术和反推力技术的喷管装置将具有良好的应用前景。当下，有很多推力矢量喷管和反推装置的设计。旁路式无源双喉道矢量喷管则是近年来兴起的一种新型推力矢量技术，凭借结构简单，重量轻的特点，受到越来越多的青睐。比如，中国专利201110384288.3所公开的旁路式双喉道无源矢量喷管，其中，具体地指出，该旁路式双喉道无源矢量喷管包括喷管本体，该喷管本体的内流道包括顺序连接的喉道前部收敛段、一喉道、二喉道前部扩张收敛段、喉道凹腔以及二喉道，所述喉道前部收敛段紧靠着一喉道设置旁路通道，该旁路通道的进口面向喷管本体内流道的流体入口设置，而旁路通道的出口位于第一喉道处，且旁路通道出口的轴线与喉道平面平行或者旁路通道出口的轴线与喷管本体内流道的气流流向成20°至160°。而中国专利201210258298.7则公开了一种航空发动机反推力装置，包括反推力门、盖板、作动筒、大连杆、滑动接头、小连杆，反推力子结构，驱动机构，尾喷管；其中：两个反推力子结构和两个驱动机构；每个反推力子结构由反推力门和盖板组成，两个反推力子结构对称布置于尾喷管内上下两侧，两个反推力门铰接后再与位于尾喷管左右两侧的两个通孔铰接，两个盖板分别与尾喷管铰接；每个驱动机构由作动筒、滑动接头、小连杆和大连杆组成，两个驱动机构对称布置在尾喷管的左右两侧，作动筒固接于尾喷管的后部，滑动接头安装在尾喷管左右两侧的滑道内，滑动接头一端与作动筒的驱动杆固接，另一端包含三个铰接点，分别与小连杆和大连杆的一端铰接，小连杆的另一端与反推力门铰接，大连杆的另一端与盖板铰接。但是，鲜有将二者融合在一起的设计。且不说二者融合设计的难度和困难，单纯就推力矢量喷管和反推装置分开来说，多数设计就因为机械结构复杂、笨重，可靠性差，成本高等问题停留在纸上，未进入实际的工程应用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种具有反推功能的旁路式无源双喉道矢量喷管，其通过对现有旁路式无源双喉道矢量喷管的改进，利用喷管尾部的二喉道前部扩张收敛段型面，设计转轴，使得喷管后体旋转，将喷管中的气体向斜前方喷出，产生反推力，实现减速的目的。为实现以上的技术目的，本专利技术将采取以下的技术方案：一种具有反推功能的旁路式无源双喉道矢量喷管，包括喷管本体，该喷管本体的内流道包括顺序连接的喉道前部收敛段、一喉道、二喉道前部扩张收敛段、喉道凹腔以及二喉道，所述喉道前部收敛段紧靠着一喉道设置旁路通道，该旁路通道的进口面向喷管本体内流道的流体入口设置，而旁路通道的出口位于第一喉道处；所述喷管本体为二元式双喉道喷管；喷管本体的内流道由喷管后体转轴支架内腔以及喷管后体内腔拼接而成，且喷管后体转轴支架与喷管后体的拼接位置处于一喉道与二喉道之间；所述喷管后体沿喷管本体内流道分割成喷管后体上板和喷管后体下板；喷管后体上板、喷管后体下板均通过转轴与喷管后体转轴支架定位连接；所述的喷管后体具有两个极限位置：喷管后体处于第一极限位置时，喷管后体与喷管后体转轴支架之间形成具有反推力的流体流路，而二喉道趋于闭合状态；喷管后体处于第二极限位置时，喷管后体与喷管后体转轴支架之间闭合，而二喉道处于正常工作状态。作为本专利技术的进一步改进，所述喷管后体转轴支架紧靠着转轴固定端的外型面设置成内凹弧面，且内凹弧面与二喉道前部扩张收敛段内型面顺滑连接。作为本专利技术的进一步改进，旁路通道通过横向地设置于喷管本体内流道的旁路凸块形成，该旁路凸块与喷管本体轴线相垂直的两端面分别与喷管本体的内流道焊接固定。作为本专利技术的进一步改进，转轴到喷管出口的长度为二喉道前部扩张收敛段的10%-85%。作为本专利技术的进一步改进，喷管后体上板、喷管后体下板的旋转角度为0°-120°。作为本专利技术的进一步改进，所述喷管后体的内腔与二喉道前部扩张收敛段、喉道凹腔以及二喉道三者构成的内流道部分对应。根据以上的技术方案，相对于现有技术，本专利技术具有以下的优点：（1）本专利技术将现有的旁路式无源双喉道矢量喷管赋予反推力功能，将推力矢量喷管与反推力装置结合，利用二元式旁路式无源双喉道矢量喷管后体型面特征，将喷管尾部中部分或全部二喉道前部扩张收敛段型面和第二喉道绕转轴旋转充当反推力作用面，不需要专门设计的装置，结构重量大大减轻，可靠性明显提高；（2）能方便地与飞机后机体一体化设计，在不使用反推力装置的时候，二元喷口对降低发动机喷口红外辐射有很大作用，使用反推力的时候炽热气体对于机体产生的影响较小；（3）可以通过控制尾部旋转部件旋转的角度控制反推力通道的开度，进而控制反推力的大小，实现了反推力大小的连续可调。附图说明图1是本专利技术所述具有反推功能的旁路式无源双喉道矢量喷管的三维示意图。图2是本专利技术所述具有反推功能的旁路式无源双喉道矢量喷管（反推功能未开启）的主视图。图3是本专利技术所述具有反推功能的旁路式无源双喉道矢量喷管（反推功能开启）的三维示意图。图4是本专利技术所述具有反推功能的旁路式无源双喉道矢量喷管（反推功能开启）的主视图。图5是本专利技术所述具有反推功能的旁路式无源双喉道矢量喷管（反推功能开启时，去掉喷管后体转轴支架）的示意图。图6是本专利技术所述具有反推功能的旁路式无源双喉道矢量喷管（飞机起落架降落时无法放下的故障状态下本专利技术的使用，去掉喷管后体转轴支架）的示意图。其中：喉道前部收敛段1、喷管后体转轴支架2、旁路通道的进口3、旁路凸块4、旁路通道5、旁路通道的出口6、一喉道7、二喉道前部扩张收敛段8、喷管后体旋转的转轴9、喉道凹腔10、喷管后体11、二喉道12。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术。应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。需要说明的是，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者顺序。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有反推功能的旁路式无源双喉道矢量喷管，包括喷管本体，该喷管本体的内流道包括顺序连接的喉道前部收敛段、一喉道、二喉道前部扩张收敛段、喉道凹腔以及二喉道，所述喉道前部收敛段紧靠着一喉道设置旁路通道，该旁路通道的进口面向喷管本体内流道的流体入口设置，而旁路通道的出口位于第一喉道处；其特征在于，所述喷管本体为二元式双喉道喷管；喷管本体的内流道由喷管后体转轴支架内腔以及喷管后体内腔拼接而成，且喷管后体转轴支架与喷管后体的拼接位置处于一喉道与二喉道之间；所述喷管后体沿喷管本体内流道分割成喷管后体上板和喷管后体下板；喷管后体上板、喷管后体下板均通过转轴与喷管后体转轴支架定位连接；所述的喷管后体具有两个极限位置：喷管后体处于第一极限位置时，喷管后体与喷管后体转轴支架之间形成具有反推力的流体流路，而二喉道趋于闭合状态；喷管后体处于第二极限位置时，喷管后体与喷管后体转轴支架之间闭合，而二喉道处于正常工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种具有反推功能的旁路式无源双喉道矢量喷管，包括喷管本体，该喷管本体的内流道包括顺序连接的喉道前部收敛段、一喉道、二喉道前部扩张收敛段、喉道凹腔以及二喉道，所述喉道前部收敛段紧靠着一喉道设置旁路通道，该旁路通道的进口面向喷管本体内流道的流体入口设置，而旁路通道的出口位于第一喉道处；其特征在于，所述喷管本体为二元式双喉道喷管；喷管本体的内流道由喷管后体转轴支架内腔以及喷管后体内腔拼接而成，且喷管后体转轴支架与喷管后体的拼接位置处于一喉道与二喉道之间；所述喷管后体沿喷管本体内流道分割成喷管后体上板和喷管后体下板；喷管后体上板、喷管后体下板均通过转轴与喷管后体转轴支架定位连接；通过对转轴的旋转驱动，可以实现喷管后体上板、喷管后体下板绕相应的转轴做旋转运动，实现二喉道的开合，以及喷管后体与喷管后体转轴支架之间的开合；所述的喷管后体具有两个极限位置：喷管后体处于第一极限位置时，喷管后体与喷管后体转轴支架之间形成具有反推力的流体流路，而二喉道趋于闭合状态；喷管后体处于第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄帅，徐惊雷，牛彦沣，陈宇，汪阳生，顾瑞，赵文昆，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32