一种多级引射式一体化红外抑制器制造技术

本发明专利技术提供了一种多级引射式一体化红外抑制器，首先，在机身顶部设有百叶窗结构，一方面可以将机身外部的旋翼下洗气流导入机身内部，另一方面可以对机身内部的高温部件起到遮挡作用，进而减弱红外信号；其次，采用多级弯曲混合管，利用高温气体的引射原理，引射机身内部的旋翼下洗气流流入多级弯曲混合管中，掺混高温流体，降低高温气流温度；引射的旋翼下洗气流还会在多级弯曲混合管壁面形成气膜，降低壁面温度，并减弱机身和弯曲混合管之间的辐射换热，从而降低机身表面温度；最后，将末级弯曲混合管设置为非对称波瓣结构，增加末级弯曲混合管的气流引射能力，并增强末级弯曲混合管出口处冷热气流掺混，从而降低直升机尾喷流的红外信号。外信号。外信号。

【技术实现步骤摘要】
一种多级引射式一体化红外抑制器


[0001]本专利技术设计一种涡轴发动机排气系统红外抑制及其红外抑制方法，属于直升机涡轴发动机排气系统设计与红外抑制


技术介绍

[0002]红外隐身技术是最早应用于武装直升机，同时也是其最关键的一项隐身技术；一方面，红外辐射特征是武装直升机的固有信号特征，武装直升机所用的涡轴发动机工作产生的大量热量，导致发动机热部件、排气尾焰均形成强烈红外辐射源，使其成为红外制导武器的目标；另一方面，近年来，红外制导武器不断升级，令直升机环境不断恶化；因此，降低发动机热部件和混合排气的红外辐射信号，是提升武装直升机生存力重要手段。
[0003]直升机采用涡轴发动机，排气不用于产生推力，因此可以利用高温高速排气所具有的动能引射外界冷空气进行冷热气流掺混，以实现降低尾喷流与高温壁面温度的目的，基于这一原理，红外抑制器应运而生。
[0004]从上世纪50年代开始，国内外研究人员针对直升机红外特征及其抑制技术开展了大量的基础和应用研究，共发展了3代红外抑制器。
[0005]第一代红外抑制器主要是为了对抗1
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2.6μm波段红外制导武器的威胁，其基本原理是通过弯曲混合管遮挡发动机的高温部件来减小其高温壁面辐射；代表是法国小羚羊直升机，这类抑制器在遮挡发动机高温部件的同时能够降低其排气温度，但由于引射能力较弱，无法有效降低排气尾焰温度，使其对3
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5μm波段的抑制效果不理想；但这也为第二代引射式红外抑制器奠定了基础；第二代引射式红外抑制器主要对抗3
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5μm波段的威胁，并同时降低排气系统高温部件和高温排气的红外辐射；其原理是通过波瓣结构来利用发动机的排气动能抽吸环境冷气对高温排气进行掺混冷却，代表是阿帕奇AH
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64直升机和海豚SA365C直升机，但是受结构的限制，其外露的外层混合管和混合排气依旧是高温热点；第三代红外抑制器具有3
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5μm和8
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14μm双波段的红外隐身功能；该红外抑制是在第二代红外抑制器的基础上发展而来的，它第一次将红外抑制技术和直升机机身总体设计相结合；本质上是采用异型混合管将引射式红外抑制系统埋入后机身内，充分利用旋翼下洗气流的掺混、冷却作用和机身的遮蔽、隔热作用来实现红外抑制；代表是RAH
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64直升机。
[0006]针对第三代红外抑制器展开研究有利于我国武装直升机升级换代，但是目前针对第三代红外抑制器研究相对匮乏，所以需要对一体化红外抑制器进行深入的研究。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种能有效降低排气系统红外辐射的直升机红外抑制器及其红外抑制方法；针对现有的红外抑制器，在本专利技术提供了一种多级引射式一体化红外抑制器，包括直升机后部机身、百叶窗、多级弯曲混合管和波瓣喷管；首先，在机身顶部设有百叶窗结构，一方面可以将机身外部的旋翼下洗气流导入机身内部，另一方面可以对机身内部的高温部件起到遮挡作用，进而减弱红外信号；其次，采用多级弯曲混合管，利用多级弯曲混合管内
部高温气体的动量，引射机身内部的旋翼下洗气流进入多级弯曲混合管中，进而和主流高温气体进行掺混，从而降低排气温度；流入弯曲混合管内的旋翼下洗气流还可以在多级弯曲混合管的壁面形成气膜，降低混合管壁面温度，并削弱弯曲混合管和机身之间的辐射换热，从而降低机身蒙皮的红外辐射；最后，将弯曲混合管的最后一级设置为非对称波瓣结构，增加末级弯曲混合管的气流引射能力，并加速末级弯曲混合管出口处高温排气与环境中气流和旋翼下洗气流的掺混，进而降低直升机尾喷流的红外辐射。
[0008]实现上述目的的技术方案是：
[0009]1.一种多级引射式一体化红外抑制器，包括后机身，多级弯曲混合管、波瓣喷管和百叶窗；所述的波瓣喷管由收缩段、直管段和波瓣段构成；收缩段截面为面积不断减小的圆形，直管段为面积不变的圆形，波瓣段为波瓣形状；波瓣段位于多级弯曲混合管中；百叶窗结构位于后机身顶部；多级弯曲混合管斜放入后机身中，多级弯曲混合管出口位于机身中部内凹平台上。
[0010]2.进一步的，所述的波瓣喷管的入口为高温排气的入口，高温排气经过波瓣喷管流入多级弯曲混合管中。
[0011]3.进一步的，所述的多级弯曲混合管，沿着混合管中气体流动方向，分为直管段、弯曲段和波瓣段；沿着气体流动方向，直管段截面始终为圆形，弯曲段截面则有圆形逐渐过渡到长条椭圆形，波瓣段的截面始终为波瓣形。
[0012]4.进一步所述的多级弯曲混合管的进口截面和出口截面夹角为90度。
[0013]5.进一步的，所述的百叶窗结构分为百叶窗叶片和固定百叶窗叶片的侧壁；
[0014]6.进一步的，所述的百叶窗叶片顶部和后机身顶部平齐，叶片底部平面和叶片顶部所在平面平行。
[0015]7.进一步的，所述的百叶窗叶片向波瓣喷管直管段中的气体流动方向偏转。
[0016]8.进一步的，所述百叶窗结构和旋翼下洗气流相连通，旋翼下洗气流通过百叶窗流入后机身内部。
[0017]9.进一步的，所述的经过百叶窗流入机身的旋翼下洗气流，一部分受多级弯曲混合管内部高温气体动量的影响，经过下述的引射通道流入弯曲混合管中，而被引射的旋翼下洗气流则通过位于直升机后机身中部内凹平台上的、长条椭圆形的旋翼下洗气流出口排出后机身，即旋翼下洗气流出口和多级弯曲混合管出口在同一平面上。
[0018]10.进一步的，所述的引射通道包括波瓣喷管外壁面和第一级弯曲混合管内壁面之间的狭缝通道。
[0019]11.进一步的，所述的引射通道还包括从第二级弯曲混合管开始，每一级弯曲混合管外壁面和前一级弯曲混合管内壁面之间的狭缝通道。
[0020]12.进一步的，所述的波瓣喷管外壁面和第一级弯曲混合管内壁面之间引射通道高度，大于后续各个引射通道的高度。
[0021]13.进一步的，所述的除了波瓣喷管外壁面和第一级弯曲混合管内壁面之间引射通道外，其余引射通道，沿着多级弯曲混合管中主流气体流动方向，高度处处相等。
[0022]14.进一步的，所述的引射通道进口截面和出口平面平行，即每一级弯曲混合管进口截面和前一级弯曲混合管出口截面平行，其中波瓣喷管的出口截面也和第一级弯曲混合管进口截面平行。
[0023]15.进一步的，所述的多级弯曲混合管的末级弯曲混合管由弯曲段和波瓣段构成。
[0024]16.进一步的，所述的末级弯曲混合管在弯曲段截面为长椭圆形，在波瓣段截面为波瓣形状。
[0025]17.进一步的，所述的末级弯曲混合管为非对称结构，沿着多级弯曲混合管倾斜的反方向，波瓣瓣长增加。
[0026]有益效果
[0027]本专利技术针对一体化红外抑制器，通过在机身顶部开设百叶窗结构，一方面可以将机身外部的旋翼下洗气流导入机身内部，另一方面可以对机身内部的高温部件起到遮挡作用，进而减弱红外信号；在机身内部设有多级弯曲混管，利用多级弯曲混合管内部高温气体的动量，引射机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级引射式一体化红外抑制器，包括直升机后部机身、多级弯曲混合管、波瓣喷管和百叶窗结构；其特征在于波瓣喷管由收缩段、直筒段和波瓣段构成，收缩段截面为面积不断减小的圆形，直管段为面积不变的圆形，波瓣段为波瓣形状；波瓣段位于多级弯曲混合管中，波瓣入口为高温排气入口；百叶窗结构位于后机身顶部；多级弯曲混合管斜放入后机身中，多级弯曲混合管出口位于直升机后机身中部的内凹平台上。2.根据权利1所述的多级引射式一体化红外抑制器，其特征在于，所述的多级弯曲混合管整体上分为直管段，弯曲段和波瓣段；沿着多级弯曲混合管中气体流动方向，直管段截面始终为圆形，弯曲段的截面由圆形逐渐过渡到长条椭圆形，波瓣段横截面则为长波瓣形状。3.根据权利2所述的多级引射式一体化红外抑制器，其特征在于，多级弯曲混合管的进口截面和出口截面夹角为90度。4.根据权利1所述多级引射式一体化红外抑制器，其特征在于，百叶窗结构由百叶窗叶片和固定百叶窗的侧壁构成。5.根据权利4所述多级引射式一体化红外抑制器，其特征在于，百叶窗叶片顶部和机身顶部平面平齐，百叶窗叶片底部在同一平面上，百叶窗叶片向波瓣喷管直管段中的气体流动方向发生偏转。6.根据权利1所述的多级引射式一体化红外抑制器,其特征在于，直升机机身外部的旋翼下洗气流通过机身顶部百叶窗结构流入机身内部。7.根据权利6所述多级引射式一体化红外抑制器，其特征在于，流入机身内部的旋翼下洗气流，一部分在多级弯曲混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，侯圣文，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：