[发明专利]具有滑动式开关的旁路式无源气动矢量喷管及其滑动式开关的设计方法

权利要求书

1.一种具有滑动式开关的旁路式无源气动矢量喷管，包括喷管本体，喷管本体的内流道沿着流体流向依次设置有喷管进口、一喉道前部收敛段、一喉道、二喉道前部扩张收敛段、二喉道；喷管本体在靠近一喉道进口的位置处通过布置三角形状的一喉道前部收敛段隔块 ，将一喉道前部收敛段对应的内流道分隔成沿着喷管本体轴向布置的主流道以及处于一喉道前部收敛段与喷管本体壁面之间的旁路通道；其特征在于：所述旁路通道的出口位置处配装有滑动式开关，包括内型面均呈圆弧状设置的滑槽以及滑片；其中：

滑动式开关通过滑片的运动，实现旁路通道的开启/关闭；

滑片开启旁路通道时，滑片能够嵌入滑槽中；滑片闭合旁路通道时，滑片的一端与滑槽连接，另一端则与旁路通道出口位点A所在端部相切；同时滑片的外型面凸出旁路通道的出口截面设置；

滑片内型面的圆心O为旁路通道出口截面的中垂线L1与一喉道收敛段型面在旁路通道出口位点A处切线的垂线L2形成的交点；滑片内型面的半径R1为滑片内型面的圆心O与旁路通道出口位点A之间的间距，且滑片能够做围绕圆心O的旋转运动；

滑片外型面则由一喉道前部收敛段的延长线、二喉道前部扩张收敛段的扩张段延长线、以及以前述圆心O和半径R2所做的圆弧三者共同确定，其中半径R2大于半径R1。

2.根据权利要求1所述具有滑动式开关的旁路式无源气动矢量喷管，其特征在于：半径R2与半径R1的差值由喷管本体的实际结构、材料特性、结构强度来综合确定，同时要求滑片开关闭合时滑片开关与一喉道前部收敛段型面光滑连续。

3.根据权利要求1所述具有滑动式开关的旁路式无源气动矢量喷管，其特征在于：滑槽为以圆心O和半径R3所做的圆弧；且半径R3不小于半径R2。

4.根据权利要求1所述具有滑动式开关的旁路式无源气动矢量喷管，其特征在于：所述三角形状的一喉道前部收敛段具有两块，对称布置在喷管本体内流道的上、下两侧。

5.一种用于旁路式无源气动矢量喷管中开启/关闭旁路通道的滑动式开关的设计方

法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、作旁路通道出口截面的中垂线L1；

步骤二、以旁路通道出口与一喉道前部收敛段的交点A为垂足，作一喉道收敛段型面的垂线L2，得到中垂线L1与垂线L2的交点O；

步骤三、以交点O为圆心、交点O与交点A之间的间距为半径R1作圆弧，得到滑片的内型面；

步骤四、以交点O为圆心、半径R2作圆弧，并以该圆弧、一喉道前部收敛段的延长线、二喉道前部扩张收敛段的扩张段延长线三者共同确定，以得到滑片的外型面；半径R2大于半径R1，且半径R2与半径R1的差值由喷管本体的实际结构、材料特性、结构强度来综合确定，同时要求滑片开关闭合时滑片开关与一喉道前部收敛段型面光滑连续；

步骤五、以交点O为圆心、半径R3作圆弧，得到滑槽一侧的内型面；滑槽宽度大于滑片的最大厚度，以满足在热态工作时滑片热膨胀后的滑动运动，且滑槽的具体尺寸还应该满足旁路通道完全打开时，滑片收入滑槽的要求。