[发明专利]一种肋片强化换热红外抑制器及红外抑制方法

说明书

本发明提供了一种适用于涡轴发动机排气系统的肋片强化换热红外抑制器，其有集气舱、冷空气进气口、防火墙、多股分流喷管、混合管、隔热罩、肋片等结构。一方面，利用涡轮后高温燃气动量抽吸空气中冷气与其混合，降低核心区主流温度；另一方面，旋翼下洗气流进入混合管和隔热罩之间的夹层、隔热罩外侧，通过肋片强化换热带走混合管、隔热罩高温部件表面温度，从而减少高温部件对蒙皮的辐射传热，同时也在一定程度上对核心区主流温度降温。此外，双层壁面结构起到了良好的遮挡、隔热作用，把防砂余气通入双层蒙皮结构，冷却蒙皮，使得机身温度与外界温度基本一致，进一步降低蒙皮对外界的红外辐射。

技术领域

本发明涉及一种肋片强化换热红外抑制器及红外抑制方法，属于直升机涡轴发动机排气系统设计与红外抑制技术领域。

背景技术

(1)红外抑制器研究背景：

随着红外探测及制导技术的发展，可见光、红外、微波和毫米波等各种探测和制导技术的不断应用，红外探测器的灵敏度以及系统的抗干扰与目标识别能力大大提高，武装直升机在现代高科技战场环境中的生存力将受到越来越严重的威胁，这种威胁不仅来自于地面防空火力，而且也来自于空中火力。在复杂的威胁环境中，采用红外寻的的地对空导弹、采用雷达制导的高射火炮和地对空导弹，其中单兵携带式防空导弹是对武装直升机构成最致命威胁的武器，由于这些非常有效的高机动性武器不断地改进和采用最新的技术，对低空低速飞行的武装直升机的杀伤能力和对抗现有武装直升机机载反寻措施的干扰能力大大的增强了。在这种背景下，增强武装直升机的生存力已成为直升机技术发展的必然趋势。其中对于提高作战飞机的红外隐身性能对其综合隐身性能的“均衡”发展、生存力及作战效能提升具有十分重要的意义。

(2)红外抑制器国内外现状分析：

红外制导武器的响应波段集中在1～2.6μm，3～5μm和8～14μm三个大气窗口。对此，国内外的红外抑制器都围绕这三个波段开展研究工作。

对于发动机排气红外抑制器，国外已研究了近半个世纪，目前使用的红外抑制器主要有三代。第一代红外抑制器的对抗范围是1～3μm，措施是采用弯曲混合管遮蔽发动机高温部件方式。在越南战争中，SAM-7击落、击伤205架美国飞机，取得了辉煌的战绩。美国军方意识到红外隐身的重要性，导致了第一代红外抑制器的产生。大约20世纪70 年代，美国开始研究涡轴发动机排气的引射式红外抑制器，针对AH-1直升机，研制了用导叶引射冷气掺混，加折弯式排气管遮挡红外辐射，既使得排气温度降低，又能从后方遮挡热部件的红外辐射。这类抑制器引射的冷气流量小，主要为了冷却或遮挡热金属部件，减小外露壁面的高温辐射，避免1～3μm波段红外导弹的威胁，但是抑制3～5μm 波段红外的效果并不理想。

第二代红外抑制器与第一代红外抑制器以减少发动机尾部后半球的热金属件辐射为目的不同，它的红外对抗波段范围为3～5μm，除了要减少热金属件的红外辐射之外，还要求降低排气尾焰的温度，降低尾焰的红外辐射，使红外导弹失去全向攻击的目标。因此，利用发动机排气动能抽吸环境中的冷气与热喷流掺混的引射式红外抑制器得到了快速发展，其核心是高混合效率、低流动损失、大引射流量比的引射喷管结构，采取的主要措施是：主喷管成波瓣形或分成多路，混合管弯曲，并进行遮挡冷却。如美法联合研制的“海豚”SA365直升机上，采用了波瓣喷管引射式红外抑制器。由于波瓣喷管能在其出口处诱发阵列轴向旋涡，从而强化冷热气流的相互掺混，具有较高的混合效率和掺混能力。