一種變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道，進(jìn)氣道與飛行器機(jī)身為一體結(jié)構(gòu),固定板位于進(jìn)氣道內(nèi)且與上支撐板平行安裝，活塞筒與活塞桿分別與上固定支座、下固定支座固連,活塞筒與活塞桿同步配合位于固定板與上支撐板之間,前壓縮板與可動(dòng)壓縮板通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)桿鉸接，可動(dòng)壓縮板與上支撐板通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿鉸接，上支撐板與進(jìn)氣道通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)桿鉸接；第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿、第三轉(zhuǎn)動(dòng)桿兩端分別位于進(jìn)氣道內(nèi)兩側(cè)壁上的前滑動(dòng)槽、后滑動(dòng)槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工程應(yīng)用中可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)；通過(guò)改變進(jìn)氣道壓縮角的大小直接調(diào)節(jié)進(jìn)入燃燒室內(nèi)部的氣流品質(zhì)，保證寬?cǎi)R赫數(shù)范圍工作的進(jìn)氣道起動(dòng)性能和工作狀態(tài)，極大地提高了進(jìn)氣道的工作效率和氣動(dòng)性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，涉及一種變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于寬?cǎi)R赫數(shù)，即Ma3?Ma8工作范圍的高超音速吸氣式飛行器的進(jìn)氣道而言，在設(shè)計(jì)點(diǎn)下的優(yōu)良?xì)鈩?dòng)性能不能保證其在所工作的范圍下均能正常穩(wěn)定地工作，及處于非設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí)，能否正常起動(dòng)并為燃燒室提供滿足一定氣流品質(zhì)要求的空氣流量是進(jìn)氣道設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的因素。
[0003]對(duì)于二維超音速進(jìn)氣道而言，壓縮面在低馬赫數(shù)下的壓縮角較小，而在高馬赫數(shù)下壓縮角較大，采用固定結(jié)構(gòu)進(jìn)氣道會(huì)影響進(jìn)氣道的性能，甚至導(dǎo)致進(jìn)氣道不起動(dòng)。
[0004]發(fā)明專(zhuān)利CN 103790710 A中公開(kāi)了 “一種火箭基組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)變結(jié)構(gòu)進(jìn)氣道”能較好地實(shí)現(xiàn)變結(jié)構(gòu)進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)，通過(guò)分級(jí)調(diào)節(jié)可達(dá)到起動(dòng)性要求，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室正常工作，但是機(jī)構(gòu)零件較多，機(jī)械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)較為繁瑣，加工較難，在工程上不容易實(shí)現(xiàn)；發(fā)明專(zhuān)利CN 103939217 A中涉及一種“矩形截面高超聲速變幾何進(jìn)氣道及設(shè)計(jì)方法與工作方式”，是通過(guò)唇罩可調(diào)側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而增大或減小進(jìn)氣道馬赫數(shù)流量捕獲率，但是該方式不能改變壓縮面對(duì)應(yīng)壓縮角的大小，易導(dǎo)致進(jìn)入燃燒室的氣流不穩(wěn)定，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道，采用較為簡(jiǎn)易的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)；通過(guò)改變進(jìn)氣道壓縮角的大小直接調(diào)節(jié)進(jìn)入燃燒室的內(nèi)部氣流品質(zhì)，解決其寬?cǎi)R赫數(shù)工作范圍的進(jìn)氣道起動(dòng)問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣道正常工作。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:包括進(jìn)氣道、固定板、前壓縮板、上支撐板、下支撐板、前滑動(dòng)槽、后滑動(dòng)槽、第一轉(zhuǎn)動(dòng)桿、第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿、可動(dòng)壓縮板、第三轉(zhuǎn)動(dòng)桿、活塞桿、活塞筒、上固定支座、下固定支座，所述進(jìn)氣道與飛行器機(jī)身為一體結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣道內(nèi)兩側(cè)壁上分別設(shè)有對(duì)稱的前滑動(dòng)槽和后滑動(dòng)槽，固定板位于進(jìn)氣道內(nèi)，固定板兩端與進(jìn)氣道內(nèi)側(cè)壁固連，且與上支撐板平行安裝，上固定支座和下固定支座分別與固定板和上支撐板固連，活塞筒封閉端與上固定支座固連，活塞桿一端與下固定支座固連，三套活塞筒與活塞桿同步配合，三套活塞筒與活塞桿等間距分布位于固定板與上支撐板之間，三套活塞筒與活塞桿置于同一豎直面，且分別與固定板、上支撐板垂直，前壓縮板與可動(dòng)壓縮板通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)桿鉸接，可動(dòng)壓縮板繞第一轉(zhuǎn)動(dòng)桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，可動(dòng)壓縮板與上支撐板通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿鉸接，上支撐板與進(jìn)氣道通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)桿鉸接；第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿、第三轉(zhuǎn)動(dòng)桿兩端分別位于進(jìn)氣道內(nèi)兩側(cè)壁上的前滑動(dòng)槽、后滑動(dòng)槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
[0007]所述可動(dòng)壓縮板對(duì)應(yīng)的壓縮角為0°?10°。
[0008]本發(fā)明的工作原理為:進(jìn)氣道根據(jù)高超音速吸氣式飛行器的飛行狀態(tài)改變可動(dòng)壓縮板的壓縮角，保證寬?cǎi)R赫數(shù)范圍工作的進(jìn)氣道起動(dòng)性能及其較佳的工作狀態(tài)。對(duì)于起動(dòng)性能而言，進(jìn)氣道需要有足夠的收縮比來(lái)保證進(jìn)氣道的壓縮性，但收縮比過(guò)大會(huì)造成進(jìn)氣道產(chǎn)生壅塞，此時(shí)改變可動(dòng)壓縮板壓縮角的大小，可有效地解決收縮比的問(wèn)題；在保證起動(dòng)性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣道在工作過(guò)程中處于較佳的工作狀態(tài)，可通過(guò)調(diào)節(jié)可動(dòng)壓縮板壓縮角的大小來(lái)保證足夠的進(jìn)氣量。
[0009]有益效果
[0010]本發(fā)明提出的變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道，采用較為簡(jiǎn)易的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)；通過(guò)改變進(jìn)氣道壓縮角的大小直接調(diào)節(jié)進(jìn)入燃燒室的內(nèi)部氣流品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)入燃燒室氣流穩(wěn)定燃燒，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道從低馬赫數(shù)至高馬赫數(shù)工作平穩(wěn)過(guò)渡，減小了氣動(dòng)阻力；直接改變壓縮角的大小，能保證進(jìn)氣道在寬?cǎi)R赫數(shù)范圍工作正常起動(dòng)，并使其長(zhǎng)期處于較佳的工作狀態(tài)，極大地提高了進(jìn)氣道的工作效率和氣動(dòng)性能。本發(fā)明變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，工程應(yīng)用中可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明一種變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0012]圖1為本發(fā)明變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道軸測(cè)圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的下支撐板與前滑動(dòng)槽、后滑動(dòng)槽示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明的活塞筒與活塞桿部位示意圖。
[0016]圖5為本發(fā)明的可動(dòng)壓縮板與轉(zhuǎn)動(dòng)桿不意圖。
[0017]圖中:
[0018]1.進(jìn)氣道2.固定板3.上支撐板4.前壓縮板5.前滑動(dòng)槽6.下支撐板7.后滑動(dòng)槽8.第一轉(zhuǎn)動(dòng)桿9.第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿10.可動(dòng)壓縮板11.第三轉(zhuǎn)動(dòng)桿12.活塞桿13.上固定支座14.活塞筒15.下固定支座

【具體實(shí)施方式】
[0019]本實(shí)施例是一種變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道。
[0020]參閱圖1?圖5，變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道由進(jìn)氣道1、固定板2、前壓縮板4、上支撐板3、下支撐板6、前滑動(dòng)槽5、后滑動(dòng)槽7、第一轉(zhuǎn)動(dòng)桿8、第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿9、可動(dòng)壓縮板10、第三轉(zhuǎn)動(dòng)桿11、活塞桿12、活塞筒14、上固定支座13、下固定支座15組成；進(jìn)氣道1與飛行器機(jī)身為一體結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣道1內(nèi)兩側(cè)壁上分別設(shè)置有對(duì)稱的前滑動(dòng)槽5和后滑動(dòng)槽7，固定板2位于進(jìn)氣道內(nèi)，固定板2兩端與進(jìn)氣道1內(nèi)側(cè)壁固連，且與上支撐板3平行安裝。上固定支座13和下固定支座15分別與固定板2和上支撐板3固定安裝，活塞筒14的封閉端與上固定支座13固定連接，活塞桿12的一端與下固定支座15固定連接，三套活塞筒14與活塞桿12同步配合，三套活塞筒14與活塞桿12等間距分布安裝在固定板2與上支撐板3之間，三套活塞筒14與活塞桿12置于同一豎直面，而且分別與固定板2、上支撐板3垂直。前壓縮板4與可動(dòng)壓縮板10通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)桿8鉸接，可動(dòng)壓縮板10繞第一轉(zhuǎn)動(dòng)桿8順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；可動(dòng)壓縮板10與上支撐板3通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿9鉸接，上支撐板3與進(jìn)氣道I通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)桿11鉸接；第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿9、第三轉(zhuǎn)動(dòng)桿11兩端分別置于進(jìn)氣道I內(nèi)兩側(cè)壁上的前滑動(dòng)槽5內(nèi)、后滑動(dòng)槽7內(nèi)。前壓縮板4和可動(dòng)壓縮板10的作用均為使來(lái)流空氣在進(jìn)氣道I內(nèi)減速增壓；前滑動(dòng)槽5和后滑動(dòng)槽7分別保證第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿9、第三轉(zhuǎn)動(dòng)桿11沿固定路徑平動(dòng)，活塞桿12在活塞筒14內(nèi)作上下運(yùn)動(dòng)，可動(dòng)壓縮板10的壓縮角發(fā)生了變化，喉道高度同時(shí)發(fā)生改變，調(diào)節(jié)進(jìn)入燃燒室的內(nèi)部氣流品質(zhì)，并保證進(jìn)氣道正常工作。
[0021]例如，對(duì)于高超音速吸氣式飛行器來(lái)說(shuō)，當(dāng)飛行馬赫數(shù)為3時(shí)，沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作，此時(shí)，馬赫數(shù)相對(duì)較小，根據(jù)等激波強(qiáng)度理論并結(jié)合進(jìn)氣道I起動(dòng)特性的分析，喉道高度較大；在設(shè)計(jì)點(diǎn)馬赫數(shù)為3時(shí)，設(shè)計(jì)的進(jìn)氣道I即可調(diào)節(jié)可動(dòng)壓縮板10的初始?jí)嚎s角的大小，可動(dòng)壓縮板10對(duì)應(yīng)的壓縮角為0°?10°，即順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角度最大可達(dá)10°，可確保進(jìn)氣道的起動(dòng)性能，保證其能正常起動(dòng)。
[0022]隨著飛行馬赫數(shù)增大，壓縮角增大，通過(guò)活塞桿12在活塞筒14內(nèi)向下移運(yùn)動(dòng)，從而迫使與活塞桿12固連的上支撐板3通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿9、第三轉(zhuǎn)動(dòng)桿11分別在前滑動(dòng)槽5、后滑動(dòng)槽7中沿固定的路徑順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿9與上支撐板3鉸鏈連接的可動(dòng)壓縮板10繞第一轉(zhuǎn)動(dòng)桿8順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，即可增大可動(dòng)壓縮板10對(duì)應(yīng)的壓縮角的大小，保證其進(jìn)入燃燒室的內(nèi)部氣流品質(zhì)，進(jìn)氣道可處于較佳的工作狀態(tài)。
[0023]從本實(shí)施例可得到，變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道可保證飛行器在由低馬赫數(shù)至高馬赫數(shù)加速時(shí)，其進(jìn)氣道的可動(dòng)壓縮板10的壓縮角由小至大的變化，即可保證可動(dòng)壓縮板10繞第一轉(zhuǎn)動(dòng)桿8順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，最大角度可達(dá)到10°，始終沿著一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)可減小氣動(dòng)阻力。說(shuō)明本發(fā)明在解決寬?cǎi)R赫數(shù)范圍工作的進(jìn)氣道起動(dòng)問(wèn)題及保證進(jìn)氣道正常工作的同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)氣道從低馬赫數(shù)至高馬赫數(shù)工作的平穩(wěn)過(guò)渡，減小氣動(dòng)阻力。
【權(quán)利要求】
1.一種變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道，其特征在于:包括進(jìn)氣道、固定板、前壓縮板、上支撐板、下支撐板、前滑動(dòng)槽、后滑動(dòng)槽、第一轉(zhuǎn)動(dòng)桿、第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿、可動(dòng)壓縮板、第三轉(zhuǎn)動(dòng)桿、活塞桿、活塞筒、上固定支座、下固定支座，所述進(jìn)氣道與飛行器機(jī)身為一體結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣道內(nèi)兩側(cè)壁上分別設(shè)有對(duì)稱的前滑動(dòng)槽和后滑動(dòng)槽，固定板位于進(jìn)氣道內(nèi)，固定板兩端與進(jìn)氣道內(nèi)側(cè)壁固連，且與上支撐板平行安裝，上固定支座和下固定支座分別與固定板和上支撐板固連，活塞筒封閉端與上固定支座固連，活塞桿一端與下固定支座固連，三套活塞筒與活塞桿同步配合，三套活塞筒與活塞桿等間距分布位于固定板與上支撐板之間，三套活塞筒與活塞桿置于同一豎直面，且分別與固定板、上支撐板垂直，前壓縮板與可動(dòng)壓縮板通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)桿鉸接，可動(dòng)壓縮板繞第一轉(zhuǎn)動(dòng)桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，可動(dòng)壓縮板與上支撐板通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿鉸接，上支撐板與進(jìn)氣道通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)桿鉸接；第二轉(zhuǎn)動(dòng)桿、第三轉(zhuǎn)動(dòng)桿兩端分別位于進(jìn)氣道內(nèi)兩側(cè)壁上的前滑動(dòng)槽、后滑動(dòng)槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變結(jié)構(gòu)二維超音速進(jìn)氣道，其特征在于:所述可動(dòng)壓縮板對(duì)應(yīng)的壓縮角為0°?10°。
【文檔編號(hào)】F02C7/042GK104500228SQ201410719458
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】朱政光, 陳兵, 史祥鵬, 張柯, 鄭強(qiáng), 張孝南 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)