[发明专利]采用二元变几何方式的内乘波型涡轮基组合动力进气道

权利要求书

1.一种采用二元变几何方式的内乘波型涡轮基组合动力进气道，其特征是：包括进气道内乘波压缩段（1）、喉道段（2）、扩张分流段（3）、冲压通道（4）和涡轮通道（5）；

其内流通道的二元曲面变几何设计方法，包括

①在最高飞行马赫数时，进气道内乘波压缩段（1）的型面保持内乘波压缩的三维压缩曲面，气流经压缩流到喉道段（2）后，通过偏转到单通冲压模式的扩张分流段（3）和冲压通道（4）继续减速，为冲压发动机提供所需气流；

②在较低飞行马赫数时，由进气道内乘波压缩段（1）中的可调内乘波压缩段（7）偏转到较小压缩位置进行气流压缩，并放大喉道段（2）以适应低马赫数来流；

③喉道后的扩张分流段（3），将根据动力系统的需要在过渡马赫数M_TR为2~3时，对气流减速和分流，并在飞行马赫数小于过渡马赫数时，将气流偏转到涡轮通道（5）为涡轮发动机提供减速增压的气流。

2.根据权利要求1所述的一种采用二元变几何方式的内乘波型涡轮基组合动力进气道，其特征是：所述进气道内乘波压缩段（1）由定几何三维内乘波压缩段（6）和可调内乘波压缩段（7）组成，其设计是以最高飞行马赫数为基准设计状态，在此状态下由高外压比三维内乘波进气道设计技术得到进气道压缩段的型面，以继承内乘波进气道优势、实现对气流高效率压缩并减少外流阻力；在飞行马赫数M<M_TR时，由基准设计状态的三维内乘波压缩曲面中部分割出的一块二元曲面，将之设计为可调内乘波压缩段（7）的变几何调节压缩面（8），在不同飞行马赫数时调节这个可调内乘波压缩段的收缩程度，获得宽马赫数范围工作能力。

3.根据权利要求1所述的一种采用二元变几何方式的内乘波型涡轮基组合动力进气道，其特征是：所述喉道段（2）由靠机体侧的可动上壁（11），靠唇口的固定下壁以及两侧壁构成，且可动上壁能沿一个滑动导轨向右上或左下移动，驱动可动上壁的是一个伺服动作筒（12），它也是进气道内乘波压缩段（1）和扩张分流段（3）变形调节的驱动源；在作动筒驱动喉道段的可动上壁移动至一定位置时，前方与其由铰链连接的变几何调节压缩面（8）位置和后方与其由铰链连接的扩张分流段变几何调节壁面位置都被确定；此外，选择在喉道段上壁面施加驱动力，有利于更有效地支撑各个可调壁面的气动载荷。

4.根据权利要求1所述的一种采用二元变几何方式的内乘波型涡轮基组合动力进气道，其特征是所述扩张分流段（3），其设计方法是：

①由可调扩张段（9）和无尖角分流段（10）组成，在上游经进气道内乘波压缩段压缩、喉道段整流的略大于音速的气流，将由可调扩张段（9）先稍加速再通过结尾激波减速至亚音速流并在扩张通道中进一步减速后提供给分流段（10）；

②无尖角分流段在高速M>M_TR时，由一独立作动装置驱动绕铰链转动的分流板（13）偏转到上极限位置，流入由分流段（10）的气流全部流进冲压通道；

③无尖角分流段在低速M<M_TR时，分流板（13）绕铰链转动到下极限位置，流入分流段（10）的气流全部流进涡轮通道；

④无尖角分流段在动力过渡模式下M=M_TR，分流板（13）偏转到上下两极限位置之间，逐渐实现气流量在两通道的分配和调节变化。

5.根据权利要求2所述的一种采用二元变几何方式的内乘波型涡轮基组合动力进气道，其特征是所述的的内乘波压缩段（1），其设计方法是：

①在基准设计状态，最高飞行马赫数的内乘波压缩段（1）压缩面造型采用高外压比三维内乘波进气道设计技术得到，即通过调整基本流场型线使得入射激波后的等熵压缩波的特征线汇聚在入射激波靠近收缩中心端的稍后位置，以确保该造型有尽量大的低马赫数自动溢流能力，从而减少可调内乘波压缩段（7）的长度，减少对变几何伺服驱动装置的负荷，而该型面除可调内乘波压缩段外的前面部分作为定几何三维内乘波压缩段（6）；

②内乘波压缩段在横向压缩方式配置方面使用方法是：基于直接流线追踪得到的进出口方形的三维型面，将型面沿中心对称一剖为二，中间接一段二元矩形压缩板（8）；该方法提出了三维内收缩流场与二元流场的拼接，能够使压缩段末端的流场结构更易与二元变几何设计匹配；此外，从气动角度上，二元矩形压缩板不仅增大了进气道的宽高比、有利于低马赫数自动溢流能力。