[发明专利]一种基于平移运动的短距起降型喉道偏移式气动矢量喷管

说明书

本发明公开了一种基于平移运动的短距起降型喉道偏移式气动矢量喷管，包括：选取二喉道前部扩张收敛段上壁面的尾段作为平移部件，在平飞模态下平移部件与二喉道前部扩张收敛段的上侧固定部紧密贴合，两者构成完整的二喉道前部扩张收敛段上壁面，且与下侧喷管壁面对称；由平飞模态切换至短距起降模态时平移部件沿特殊设计的运动轨迹向后下方平移，且平移部件与上侧固定部之间设置一个阻塞气流流动的气帘部件以关闭流通通道，实现便捷的短距起降。本发明通过特殊设计的平移部件及其沿特定运动轨迹的平移运动，实现平飞模态和短距起降模态的相互切换，具备高效、便捷的短距起降功能，拓宽了它的应用场合。

技术领域

本发明涉及一种基于平移运动的短距起降型喉道偏移式气动矢量喷管，属于推力矢量和短距起降航空发动机喷管技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展和实际需求的提高，未来飞行器将越来越多地使用推力矢量航空发动机。推力矢量航空发动机实现推力矢量功能的核心是推力矢量喷管。传统机械式推力矢量喷管结构复杂，可靠性差，维护麻烦，因此开发一种结构简单、重量轻、维护性好的推力矢量喷管迫在眉睫。

当下，流体推力矢量喷管逐渐以其结构简单、重量轻的特点成为各国的研究重点和研究热点，并将在不远的未来进入工程应用。同时，如何在尽可能少改变喷管结构的前提下为流体推力矢量喷管赋予更多的功能成为推力矢量喷管新的领域研究方向之一。

而喉道偏移式气动矢量喷管是近年来兴起的一种新型流体推力矢量喷管，凭借结构简单，重量轻、矢量性能好等的特点，受到越来越多的青睐。常见的喉道偏移式气动矢量喷管为双喉道结构，以二喉道面积略微比一喉道面积大最为常见。一般可以将喉道偏移式气动矢量喷管分为主动有源型和自适应无源型，其中主动有源型产生推力矢量气源的来源多为外置的压缩器、气瓶或者从航空发动机高压部件(多为压气机)中引气，其特点时推力矢量角随喷管工作落压比变化小，但对整台航空发动机来说推力损失较大；而自适应无源型则是设置自适应旁路通道将喷管入口位置的高压气流引至喷管的指定位置注入，自适应产生扰动并最终实现推力矢量，其克服了主动有源型的缺点，对航空发动机整机推力影响较小，矢量角也较为稳定。

常见的喉道偏移式气动矢量喷管仅仅能产生约20°左右的单一方向矢量角，常见用于飞行器俯仰方向的控制。但从用途需求来说，世界各国目前大力发展的短距起降具有效率更高、结构更为简单、对于飞行器飞行控制系统的要求较低，更加受到世界各国的追捧。而仅仅依靠喉道偏移式气动矢量喷管产生的20°矢量角对于实现短距起降还是稍显不够的。因此，本发明巧妙利用喉道偏移式气动矢量喷管二喉道前部扩张收敛段(凹腔)的型面特征以及喷管二喉道前部扩张收敛段(凹腔)不对称几何型面就可以产生很明显推力矢量的特点，选择部分喷管上壁面作为平移运动的部件，设计优化了特殊的平移运动轨迹，使得短距起降模态下喷管内型面几何构型不对称，在附加设备较少和平飞矢量性能不降低的前提下就可以产生较平飞矢量模态下更大的、满足短距起降需要的矢量角，拓宽了原喷管的应用场合。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于平移运动的短距起降型喉道偏移式气动矢量喷管，通过特殊设计的平移部件及其沿特定运动轨迹的平移运动，实现平飞模态和短距起降模态的相互切换，具备高效、便捷的短距起降功能。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于平移运动的短距起降型喉道偏移式气动矢量喷管，包括平飞模态下依次连通的喷管进口、一喉道前部等直段、一喉道前部收敛段、一喉道、二喉道前部扩张段、二喉道前部收敛段、二喉道；