[发明专利]一种捕获面积与喉道面积同步调节的超声速进气道及其控制方法和设计方法

权利要求书

1.一种捕获面积与喉道面积同步调节的超声速进气道，其特征在于：包括位于进气道入口处内侧的第一级压缩面(17)、自第一级压缩面向后延伸的第二级压缩面(18)、位于进气道入口处外侧的唇罩(3)、铰接于第二级压缩面(18)后端并向后延伸的可动内收缩段(16)、铰接于可动内收缩段(16)后端并向后延伸的可动喉道段(9)、铰接于可动喉道段(9)后端并向后延伸的可动扩压段(10)；所述唇罩(3)包括位于后端的固定罩体(31)及铰接于固定罩体前端并向前延伸的转动罩体(32)，所述转动罩体(32)自与固定罩体的铰接点处向内转动或者向外转动；

所述可动喉道段(9)的内侧与至少一个转动臂(14)的一端铰接，转动臂(14)的另一端与位于可动喉道段内侧并前后延伸的推杆(15)铰接，推杆(15)的后端与驱动装置(19)相连；还设有与推杆前端连接的倾斜滑槽(12)、连接倾斜滑槽与转动罩体的唇罩支撑杆(8)，所述倾斜滑槽包括第一水平槽(121)、第二水平槽(122)及连通第一水平槽(121)与第二水平槽(122)的倾斜槽(123)，所述第一水平槽与推杆(15)连接，且第一水平槽相较第二水平槽更靠外；所述唇罩支撑杆(8)的一端设有位于倾斜滑槽中的滑块(13)，唇罩支撑杆的另一端连接转动罩体(32)；所述倾斜滑槽的前端通过导轨(124)限位在导轨槽(125)中；

当驱动装置(19)带动推杆(15)向前滑动过程中，推杆(15)通过转动臂(14)带动可动喉道段(9)自最外拱起位置向内拉回，即进气道喉道面积自最小变为最大；推杆(15)向前滑动同时推动倾斜滑槽(12)向前移动使滑块(13)向倾斜滑槽(12)与推杆(15)连接的一端移动，从而使唇罩支撑杆(8)向外推动转动罩体(32)自与固定罩体的铰接点处向外转动，在该过程中当唇罩支撑杆的滑块在第一水平槽与第二水平槽中移动时，转动罩体(32)不转动；

当驱动装置(19)带动推杆(15)自最前位置向后滑动的过程中，推杆(15)通过转动臂(14)带动可动喉道段(9)向外拱起，当推杆(15)滑动至最后位置时，可动喉道段(9)位于最外拱起位置，此时转动臂与推杆相互垂直；推杆(15)向后滑动同时拉动倾斜滑槽(12)向后移动使滑块(13)向倾斜滑槽(12)的前端移动，从而使唇罩支撑杆(8)向内拉动转动罩体(32)自与固定罩体的铰接点处向内转动，在该过程中当唇罩支撑杆的滑块在第一水平槽与第二水平槽中移动时，转动罩体(32)不转动。

2.根据权利要求1所述的超声速进气道，其特征在于：还设有限位唇罩支撑杆(8)的限位槽(81)，所述限位槽(81)自内向外延伸。

3.根据权利要求1或2所述的超声速进气道，其特征在于：所述可动扩压段(10)后端连接有平动段(11)，该平动段的前端与可动扩压段(10)后端铰接，平动段的后端通过前后延伸的平动限位槽(111)限位。

4.根据权利要求1或2所述的超声速进气道，其特征在于：所述转动罩体(32)的内侧设有唇罩滑槽(7)，所述唇罩支撑杆连接转动罩体的一端设有位于唇罩滑槽内的唇罩滑块。

5.一种如权利要求1所述的超声速进气道的控制方法，其特征在于：

(1.1)、当飞行马赫数为低亚声速时，推杆(15)推动至最前位置，转动罩体(32)被唇罩支撑杆(8)向外推动至向外最大转角位置，捕获面积最大，喉道面积最大；

(1.2)、当加速至进气道起动马赫数时，推杆(15)向后滑动，可动喉道段(9)变形向外拱起喉道面积减小，但滑块(13)处于第一水平槽(121)中滑动，唇罩(3)不转动，捕获面积仍然保持为最大，但喉道面积减小使进气道压缩能力增强；

(1.3)、自进气道起动加速至巡航过程中，推杆(15)向后滑动，滑块(13)处于倾斜槽(123)中滑动并拉动转动罩体(32)向内转动，可动喉道段(9)变形向外拱起至最外拱起位置；捕获面积和喉道面积同步减小；

(1.4)、飞行器以最大马赫数飞行时，推杆(15)位于最右端，捕获面积与喉道面积均最小；

(1.5)、在飞行过程中，当发动机所需流量小于进气道捕获流量时，向后移动推杆(15)；当发动机所需流量大于进气道捕获流量时，向前移动推杆(15)。