[发明专利]高超声速喷管结构

权利要求书

1.一种高超声速喷管结构，包括位于上游的收缩部（10）、位于下游的扩张部（30）及用于衔接所述收缩部（10）与所述扩张部（30）的喉道部（20），其特征在于：

所述喉道部（20）上设置有用于提高喷管内气流流场品质的抽吸槽（40），将喷管内沿收缩壁面发展的湍流边界层抽吸出去；

所述抽吸槽（40）包括与所述喉道部（20）相衔接的第一边界曲线（41）及与所述收缩部（10）相衔接的第二边界曲线（42），所述第一边界曲线（41）与所述第二边界曲线（42）之间形成抽吸口（43）；

所述第一边界曲线（41）具体包括依次连接的下曲线段（AB）、头部曲线段(BC)、上曲线段(CD)及辅助扩展段(DF)。

2.根据权利要求1所述的高超声速喷管结构，其特征在于：

所述下曲线段（AB）满足三次曲线方程：y＝ax³+bx²+cx+d；

其中，第一曲线参数a、第二曲线参数b、第三曲线参数c及第四曲线参数d可通过以下条件求解出：

（1）、根据所述下曲线段（AB）的起点（A）的坐标（X_A,Y_A），列出所述三次曲线方程的等式y_A＝ax_A³+bx_A²+cx_A+d，其中，所述起点（A）的坐标（X_A,Y_A）已知；

（2）、根据所述下曲线段（AB）的起点（A）的一阶导数为0，列出等式

（3）、根据所述下曲线段（AB）的起点（A）的二阶导数为0，列出等式

（4）、根据所述下曲线段（AB）的终点（B）的一阶导数与所述第二边界曲线（42）与所述收缩部（10）的切点处的导数相等列出等式；

根据上述四个等式即可确定所述第一曲线参数a、第二曲线参数b、第三曲线参数c及第四曲线参数d，从而确定所述下曲线段（AB）。

3.根据权利要求1所述的高超声速喷管结构，其特征在于：

所述头部曲线段(BC)为椭圆状，且所述头部曲线段（BC）与所述下曲线段（AB）在所述头部曲线段（BC）的第一端点（B）处相切，所述头部曲线段（BC）与所述上曲线段（CD）在所述头部曲线段（BC）的第二端点（C）处相切。

4.根据权利要求1所述的高超声速喷管结构，其特征在于：

所述上曲线段（CD）为直线段，所述上曲线段（CD）与水平方向的夹角为β；

所述第二边界曲线（42）与所述收缩部（10）在所述第二边界曲线（42）的端点（G）处相切，相切的切线（GH）与水平方向的夹角为α；

其中，夹角β小于夹角α。

5.根据权利要求4所述的高超声速喷管结构，其特征在于：

所述夹角β比所述夹角α小0°~20°。

6.根据权利要求1所述的高超声速喷管结构，其特征在于：

所述辅助扩展段(DF)包括辅助圆弧段（DE）及辅助直线段（EF）；

所述辅助圆弧段（DE）与所述上曲线段（CD）在二者的交点处相切；

所述辅助圆弧段（DE）与所述辅助直线段（EF）在二者的交点处相切。

7.根据权利要求1至6任一项所述的高超声速喷管结构，其特征在于：

所述抽吸槽（40）为绕所述喷管的中心轴旋转形成的圆环形缝隙。