[发明专利]双流道分级可调宽范围进气道、发动机及进气调节方法

权利要求书

1.一种双流道分级可调宽范围进气道，包括沿气流方向依次位于进气道内侧面的进气道顶压缩面(1)、进气道压缩面(11)和进气道喉部曲面(7)，以及设置在进气道外侧面的唇罩(5)，其特征在于：

还包括分流板(6)、调节板(3)和作动筒(4)；

所述分流板(6)设置在进气道喉部，其两侧与进气道喉部壁面相接，将进气道喉部分为I和II两部分；

所述调节板(3)设置于所述进气道压缩面(11)位置，其前端通过转轴(2)设置在进气道顶压缩面(1)上；

所述进气道压缩面(11)位置的机体上设有安装腔(8)，所述作动筒(4)位于安装腔(8)内，作动筒(4)的活动端从安装腔(8)伸出，且与调节板(3)中部铰接，作动筒(4)的固定端与安装腔(8)底部铰接；

所述调节板(3)与进气道顶压缩面(1)和进气道喉部曲面(7)形成第一气动型面，所述作动筒(4)作动后，调节板(3)的后端与分流板(6)的前端连接，调节板(3)与进气道顶压缩面(1)和分流板(6)形成第二气动型面。

2.根据权利要求1所述的一种双流道分级可调宽范围进气道，其特征在于：所述进气道顶压缩面(1)为楔形或特征线生成的压缩面，为进气道内侧面前端固定压缩面。

3.根据权利要求2所述的一种双流道分级可调宽范围进气道，其特征在于：所述进气道顶压缩面(1)采用锥和等熵压缩形式。

4.根据权利要求3所述的一种双流道分级可调宽范围进气道，其特征在于：所述作动筒(4)为气动缸或液压缸或电动缸。

5.根据权利要求4所述的一种双流道分级可调宽范围进气道，其特征在于：所述进气道顶压缩面(1)初始压缩角为7.2°，总压缩角为25°。

6.根据权利要求5所述的一种双流道分级可调宽范围进气道，其特征在于：所述进气道喉部长度为进气道喉部高度的4～6倍，进气道喉部存在0.5°～2°的扩张角。

7.根据权利要求6所述的一种双流道分级可调宽范围进气道，其特征在于：所述唇罩(5)型面为圆弧或样条曲线，与进气道顶压缩面(1)形成进气道气动流道结构。

8.一种双流道分级可调宽范围进气道发动机，为冲压发动机或组合循环发动机，其特征在于：采用权利要求1-7任一所述双流道分级可调宽范围进气道。

9.一种双流道分级可调宽范围进气调节方法，其特征在于，基于权利要求1所述的一种双流道分级可调宽范围进气道，包括以下步骤：

(1)根据进气道设计马赫数、进气道顶压缩面(1)的初始压缩角和总压缩角，采用有旋特征线法计算得到进气道顶压缩面(1)；

(2)根据进气道工作马赫数范围确定进气道喉部长度与进气道喉部高度的比值，以及进气道喉部扩张角；再以进气道工作马赫数最小值为基准，依据进气道设计马赫数确认分流板(6)位置；

(3)当来流马赫数低于设计马赫数时，调节板(3)与进气道压缩面(11)贴合，进气道喉部流道的I和II两部分均开放，实现小压缩量和大流量捕获；

当来流马赫数高于设计马赫数，通过作动筒(4)作动使得调节板(3)绕转轴(2)旋转，调节板(3)和分流板(6)连接，进气道喉部流道的II部分开放，I部分关闭，提高进气道的总压恢复性能。

10.根据权利要求9所述的一种双流道分级可调宽范围进气调节方法，其特征在于：步骤(1)中，所述采用有旋特征线法计算得到进气道顶压缩面(1)的具体过程如下：

根据进气道顶压缩面(1)的初始压缩角确定一条进气道初始斜激波后的参数，并根据进气道顶压缩面(1)的参数分布，在特征线单元上取三个不同点的坐标值(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)，采用有旋特征线法的迭代公式计算得到另一条特征线上对应离散点坐标值(x₄,y₄)，通过特征线网格不断推进生成进气道顶压缩面(1)；

有旋特征线法的迭代公式如下：

其中：设定喷管进口的下角点为坐标原点，x为横坐标，x方向为进口水平方向，y为纵坐标，y方向为水平方向的法向；P₁～P₄为四个所在点的静压，a为当地声速，ρ为密度，V为速度，θ为当地流动方向角，M为当地流动马赫数且M1，μ为当地流动马赫角，δ为流动类型参数，对于二维流动δ＝0，对于轴对称流动δ＝1；是纵坐标y₁、y₄的平均值；是纵坐标y₂、y₄的平均值。