[实用新型]一种串联式涡轮基组合动力推进系统涡轮通道开关装置

说明书

一种串联式涡轮基组合动力推进系统涡轮通道开关装置，属于航空航天推进领域。所述开关装置呈圆锥体设置，其设于涡轮通道的入口处，包括中心锥前缘、多个中心锥外层调节片和多个中心锥内层调节片；中心锥前缘呈球体设置，位于圆锥体的前端；中心锥外层调节片的前端和中心锥内层调节片的前端分别与中心锥前缘铰接；其中，当涡轮通道处于开启状态时，中心锥外层调节片闭合形成圆锥体，中心锥内层调节片位于圆锥体的内部；当涡轮通道处于关闭状态时，中心锥外层调节片和中心锥内层调节片共同张开，配合形成圆锥体以封闭涡轮通道的入口。结构简单，控制容易，开启状态基本不占用气流通道空间，关闭状态能够较好的保护涡轮发动机不受高温气流损伤。

技术领域

本实用新型涉及航空航天推进领域领域，尤其涉及一种串联式涡轮基组合动力推进系统涡轮通道开关装置。

背景技术

涡轮基组合动力推进系统是一种宽速域高超声速推进系统，配备涡轮基组合动力推进系统的高超声速飞行器能够实现从地面滑跑至高超声速飞行的能力。涡轮基组合动力推进系统的基本原理为将已有的涡轮发动机，冲压发动机和火箭发动机通过一定形式的组合，共同利用部分吸气和排气通道，在不同的飞行速域下开启或关闭对应的发动机，实现全速域的持续推进。通常情况下，从地面滑跑至超声速飞行速域，涡轮发动机工作，其余发动机关闭，随着飞行速度的增加，在超音速状态，涡轮发动机关闭，同时冲压发动机开启并工作，直至飞行速度进一步增加至高超声速。涡轮发动机关闭至冲压发动机开启的过程称为模态转换，在模态转换过程中，涉及吸入组合动力推进系统中的空气流路的切换，涡轮发动机进口需要关闭，阻止气流进入涡轮发动机中。

目前，对涡轮发动机置于流路中心的串联布局模式，当进入超音速状态，涡轮发动机关闭同时冲压发动机开始工作时，有两类方式处理模态转换问题，第一类处理方式为逐渐减少涡轮发动机供油直至完全停车，模态转换完成，在超音速和高超音速状态下，涡轮发动机的压气机叶片直接暴露于进气道出口的气流中，而此状态下进气道出口的气流温度由于受到激波的减速增压有明显升高，高温空气对涡轮发动机的前几级叶片会造成一定的损伤。第二类处理方式为在超声速和高超声速状态时，涡轮发动机不完全关闭，涡轮发动机处于慢车工作状态，发动机内部依然有部分气流流过以保护各部件不受滞止高温气体的损伤，但是这种处理方式将损失部分空气流量，导致冲压发动机推力损失。因此，针对对涡轮发动机置于流路中心的串联布局模式的组合动力发动机提出一种结构简单，控制容易的开关装置将有助于解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种涡轮基组合动力推进系统在模态转换过程中涡轮发动机通道关闭或者开启的装置，结构简单，控制容易，在开启状态基本不占用气流通道空间，对涡轮发动机和冲压发动机的流动干扰较低，在关闭状态时，能够较好的保护涡轮发动机不受高温气流损伤同时不会损失流入冲压发动机中的空气流量。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种串联式涡轮基组合动力推进系统涡轮通道开关装置，所述开关装置呈圆锥体设置，其设于涡轮通道的入口处，开关装置包括一个中心锥前缘、多个中心锥外层调节片和多个中心锥内层调节片；所述中心锥前缘呈球体设置，位于圆锥体的前端；所述中心锥外层调节片和中心锥内层调节片呈扇形设置，中心锥外层调节片的前端和中心锥内层调节片的前端分别与中心锥前缘铰接；其中，当涡轮通道处于开启状态时，中心锥外层调节片闭合形成圆锥体，中心锥内层调节片位于圆锥体的内部；当涡轮通道处于关闭状态时，中心锥外层调节片和中心锥内层调节片共同张开，配合形成圆锥体以封闭涡轮通道的入口。

本实用新型还包括多个唇口调节片，所述唇口调节片呈扇形设置，其围设于涡轮发动机外壳的前端，唇口调节片之间通过柔性钢丝相互连接，所述柔性钢丝连接卷轮，所述卷轮通过转动液压杆与液压伺服装置连接，其中，卷轮转动以收紧或放松柔性钢丝，从而使唇口调节片闭合或张开。