[实用新型]组合动力轴对称变几何进气道、发动机及飞机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种组合动力轴对称变几何进气道及其控制方法，特别是涉及一种基于组合动力轴对称变几何进气道几何调节规律下的附面层吸除装置及其控制方法，属于进气道气动领域。

背景技术

由于气体粘性的作用，靠近物体表面处的流动薄层内，气流流动速度很低，沿物面法线方向的速度梯度很大的一层区域叫做附面层。在附面层中，粘性力作用不可忽略。进气道内附面层的存在极大影响了进气道的气动性能，一方面，其降低了进气道的非粘性流通面积，研究表明，在来流马赫数2.65下，轴对称进气道中心锥上喉道处的附面层厚度约占高度的20％；另一方面，超声速进气道内激波系结构复杂，激波与附面层相互作用，使反射激波后的附面层增厚，增加了进气道的畸变，严重时可能导致附面层分离，使进气道性能下降，分离严重时，进气道将无法正常稳定工作。综上所述，进气道设计时，应对附面层的发展进行适当的控制。

对进气道附面层进行控制，不仅可以扩大进气道的稳定工作范围，还可以提高进气道的某些气动性能(如总压恢复)，因此，如何消除或减弱进气道内附面层带来的负面影响成为进气道设计中的一个研究重点。附面层控制主要可分为被动控制与主动控制两种，方法主要有：附面层吸除、吹除，或用涡流发生器。研究表明，附面层吸除效果较好，且可适应不同的工况，附面层吸除的原理就是利用进气道内表面当地静压与外界环境静压之差，通过隔道或抽吸装置将低能的附面层气流排到外界环境或有效加以利用的一种技术。

实践证明，通过合理的附面层流量吸除，能够较好地改善进气道的综合性能，对于提高飞行器的整体性能来说意义重大，因此，国内外大部分进气道均配备附面层吸除装置。如美国SR-71轴对称变几何进气道中心锥壁面开设了附面层抽吸孔，日本的ATREX轴对称变几何进气道也在中心体及唇罩上设置了抽吸多孔板以排走附面层。

从已有资料分析发现，附面层吸除量存在最优状态，若吸除量过小，没有达到最理想的效果；若吸除量过大，则部分主流也随之损失，不仅对总压恢复的提高无益，还使得进气道流量损失过大，对发动机推力造成不利影响。对于组合发动机而言，其工作马赫数范围十分宽广。由于来流条件的变化导致雷诺数不同，从而附面层发展状态也有所差异，至吸除位置处的附面层相对厚度也不同。不同来流条件下均有对应的最佳吸除量，而对一般的进气道而言，不同来流马赫数下最佳吸除量所对应的附面层吸除槽尺寸也不同，因此，若要在不同状态下均能达到最佳的附面层吸除效果，则要求吸除槽尺寸能够随来流条件的改变而调节。目前国内外进气道上附面层吸除装置的尺寸均是固定的，并不能实现上述效果。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种组合动力轴对称变几何进气道，该进气道中心锥壁面设置的附面层吸除槽的尺寸能够随着来流马赫数的不同自由调节，使不同来流条件下进气道均有较优的气动性能。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种组合动力轴对称变几何进气道，包括外罩、中心杆、连接支撑，所述中心杆与外罩通过连接支撑连接，还包括中心锥，所述中心锥包括相互独立的两部分：前半锥和后半锥，且前半锥与后半锥的结合处为中心锥的半径最大处，所述中心杆内置驱动装置，可分别驱动前半锥和后半锥沿中心杆的轴线方向移动，前半锥与后半锥之间的缝隙为附面层吸除槽，所述附面层吸除槽为周向360度的槽口，所述中心锥的内部以及连接支撑的内部均为空心，连接支撑与后半锥连接，并且中心锥内部与连接支撑内部连通后通向所述外罩的外部。

优选的，所述附面层吸除槽与中心杆指向来流方向的夹角为13.2度。

优选的，所述附面层吸除槽的宽度范围为2.3-4.5mm。

一种发动机，包括进气道，所述进气道为上述组合动力轴对称变几何进气道。

一种飞机，包括发动机，所述发动机为上述发动机。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型的进气道附面层吸除槽的尺寸是不固定的，它能够随着来流条件的改变而自由调节。

2、本实用新型的进气道附面层吸除量在不同来流条件下始终处于最优状态，从而降低了对进气道气动性能的影响。

附图说明

图1是本实用新型组合动力轴对称变几何进气道的整体架构图。

图2是本实用新型组合动力轴对称变几何进气道中心锥的示意图。

图3是本实用新型组合动力轴对称变几何进气道中心锥附面层吸除槽的示意图。

图4是图3中区域I的局部放大图。