[发明专利]大推力比、长时间工作微烧蚀喉衬及扩散段的喉部结构

说明书

技术领域

本发明涉及发动机尾喷管技术，特别涉及一种大推力比、长时间工作微烧蚀喉衬及扩散段的喉部结构。

背景技术

尾喷管是发动机结构中的重要部件之一，作为发动机的能量转换装置，它使高温燃气的热能转换为燃气的动能，从而产生推力。同时，它又是燃气流量的控制装置，能使燃烧室内建立一定的工作压力。

目前，常用的尾喷管在超长时间工作的条件下，喉衬会有明显的烧蚀，喉径变化对发动机内弹道有明显的影响，即二级工作压强下降明显，同时容易形成激波回流造成推力总冲损失，因此常规的尾喷管不能满足大推力比及长时间微烧蚀的设计要求。

因此，为了满足长时间低烧蚀率的要求，同时需要避免喉径烧蚀较大，导致激波回流，需要设计一种新型的喉衬、背衬及扩散段的喉部组件结构。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种大推力比、长时间工作微烧蚀喉衬及扩散段的喉部结构，解决大推力比长时间工作微烧蚀问题，满足总体提出的设计要求，确保发动机长时间有效工作。

为了解决大推力比长时间工作微烧蚀的设计要求，本发明通过以下技术方案实现。一种大推力比、长时间工作微烧蚀喉衬及扩散段的喉部结构，包括喉衬、背衬、底衬和扩散段绝热层;所述喉衬的外表面与所述背衬匹配的第一台阶面，所述背衬的底面贴在所述底衬的第二个台阶面；所述扩散段绝热层与所述底衬的第三个台阶面；所述第二台阶面与所述第三台阶面齐平，同时在所述背衬和扩散段绝热层在圆周方向贴合。

现有技术相比，其优点和有益效果是：

a、能够满大推力比和长时间工作要求（80~120s）；

b、喉部组件具有耐烧蚀的特点；

c、满足长时间工作条件下具有良好的隔热效果，保证喷管壳体的强度；

d、能够避免喉径烧蚀量过大，造成二级工作压强明显下降；

e、避免发动机尾喷管产生激波回流，造成能量损失。

附图说明

图1是本发明一种大推力比、长时间工作微烧蚀喉衬及扩散段的喉部结构示意图。

图2是本发明具体实施例的一种大推力比、长时间工作微烧蚀喉衬及扩散段的喉部结构的示意图。

图3是本发明具体实施例的热试试验曲线图。

具体实施方式

现详细说明本发明的一种大推力比、长时间工作微烧蚀喉衬及扩散段的喉部结构。

本发明的一种大推力比、长时间工作微烧蚀喉衬及扩散段的喉部结构的零部件中，喉衬1、背衬2、底衬3和扩散段绝热层4采用在相应的金属或非金属材料机加工成型。所述喉衬1的材料为W-cu。所述背衬2材料为毡碳/碳复合材料。所述底衬3材料为酚醛高硅氧玻璃布板。所述扩散段绝热层4为毡碳/碳复合材料。扩散段绝热层和尾环先采用SW-2胶粘接，再采用8个M4的内六角螺钉进行周向固定。

其安装顺序为：在底衬3上依次装入扩散段绝热层4和背衬2，最后将喉衬1装配到背衬2和扩散段绝热层4上。各部位的缝隙用高温胶（E-7胶）粘接，具体见图1~图2。本发明由于采用了四个零件粘接的喉部组件结构方式，设计方法及原理：扩散段采用耐冲刷非金属材料，喉衬部位采用四层结构，其中①喉衬采用耐烧蚀金属材料结构，保证发动机长时间工作喉径没有明显变化；②背衬采用非金属耐烧蚀和隔热材料；③底衬采用非金属隔热材料，使喷管外部温度低于限定值，确保喷管壳体强度不受影响。④扩散段采用非金属隔热材料，确保发动机长时间有效工作。

所述尾喷管喉部组件通过了多发发动机高、低温试验的考核。试验后对喷管喉部组件进行分解，结果表明该结构能够满足长时间工作耐烧蚀的设计要求。试验曲线如图3所示。

该结构已在该型号中应用，产品工艺性与可生产性已得到验证，并通过了多次地面试验，结构可靠，满足总体要求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。