[发明专利]一种喉道及出口面积均可调的二元喷管调节装置

说明书

本发明涉及一种喉道及出口面积均可调的二元喷管调节装置，属于发动机技术领域。本发明中喷管固定壁面与前后调节板壁面组成可调流道壁面，前后调节板组成的调节壁面是从喷管固定壁面形成的固定流道之中分隔出可调流道。前调节板与喷管固定壁面以轴颈形式连接，在流道壁面处以与流道等宽的圆弧面形式配合，便于流道密封。前调节板与后调节板以轴颈和圆弧配合面的形式连接，便于流道密封。前调节板与喷管固定壁面的连接轴颈处设冷却介质进出口，前调节板结构内设有冷却槽道。后调节板后端短轴与喷管固定壁面通过槽道配合，后端短轴在后调节板上沿气流方向的位置可用于调整喷管出口面积的调节幅度。

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种喉道及出口面积均可调的二元喷管调节装置。

背景技术

尾喷管是发动机的排气装置，其作用是使高温高压燃气膨胀加速，使喷管排出的气流动量大于进气道捕获气流动量从而产生推力，在高超声速状态下，后体尾喷管产生的推力可达总推力的70％以上。为了保证发动机在很宽的速度范围内都具有良好的工作性能，须将尾喷管的喉道面积和(或)出口面积设计为可调的，以在不同的速度工况下均能实现高温高压燃气的充分膨胀，以产生尽可能大的推力，保证尾喷管效率。

尾喷管的调节方式主要基于尾喷管的结构形式确定，按照流道面积的调节位置又有所区别，常见的尾喷管结构形式有轴对称和矩形(二元)两种，调节位置又分为喉道可调、出口面积可调以及喉道和出口面积均可调等。轴对称喷管的调节形式主要是鱼鳞板式，这一形式在航空发动机矢量喷管上应用广泛。二元喷管调节形式多为固定段和运动段的组合形式，调节段有平板、尾锥、弧面板等多种形式，结合具体的气动调节要求设计。

尾喷管的调节方式主要依据流道气动调节方案确定，针对性强，形式多样。目前调节装置在具体结构实现上存在结构复杂程度、装配难易程度、是否考虑冷却和密封等涉及制造使用成本、产品寿命和具体设计要求的区别。像鱼鳞板式调节装置，由几十个鱼鳞板及其对应的连杆组合以及作动环等结构组成，就是一种典型的结构复杂、装配较为困难的调节装置，制造、装备以及使用检测的成本较高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种结构简单可靠、装配方便，便于冷却和密封的喉道及出口面积均可调的二元喷管调节装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种喉道及出口面积均可调的二元喷管调节装置，包括喷管固定壁面1、前调节板2、后调节板3、作动筒4和连杆5；

其中，所述前调节板2与喷管固定壁面1通过前调节板2的轴颈22连接，两者之间除轴颈配合面外，在流道壁面上还存在一处与流道等宽的圆弧滑动配合面；后调节板3与前调节板2通过销轴连接，使得两调节板之间的圆弧配合面完整且与流道等宽；后调节板3与喷管固定壁面1通过喷管固定壁面1的滑动槽道14滑动连接，后调节板3随前调节板2运动时，其后端两侧伸出的短轴32可在喷管固定壁面1的滑动槽道14中滑动；作动筒4与连杆5均位于喷管固定壁面1外侧；作动筒4一端与喷管固定壁面1上的作动筒支座12铰接，另一端与连杆5铰接；作动筒4工作时可伸长或缩短，推动连杆5，带动前调节板2绕其轴颈22转动，后调节板3联动，从而实现流道喉道面积及出口面积的调节。

优选地，所述喷管固定壁面1包括进口法兰11、所述作动筒支座12、支座孔13、所述滑动槽道14；喷管固定壁面1的结构构成完整的二元通道；所述作动筒支座12用于安装作动筒4；所述支座孔13用于利用轴颈22连接前调节板2。