[发明专利]一种双轴承二元塞式矢量喷管

说明书

本发明一种双轴承二元塞式矢量喷管，属于航空发动机领域；包括第一段筒体、第二段筒体和尾喷口，所述第一段筒体的一端与发动机连接，另一端与第二段筒体的入口端连接，第一段筒体和第二段筒体之间通过第一轴承连接，使第二段筒体能够绕轴360°旋转，即喷管的轴向偏转；尾喷口通过支撑结构安装于第二段筒体的出口端，支撑结构入口处为圆转方过渡段；尾喷口内设置有塞锥；支撑结构的出口通过第二轴承与尾喷口的入口连接，使得塞锥及尾喷口能够沿着第二轴承的轴向偏转，即喷管的横向偏转。本发明减轻了喷管重量，具有良好的应用前景。同时喷管尾部的塞锥能够对内部部件进行有效遮挡，使得塞式喷管具有较好的电磁散射特性与红外抑制前景。

技术领域

本发明属于航空发动机领域，具体涉及一种双轴承二元塞式矢量喷管。

背景技术

现代的作战飞机采用矢量偏转技术以后在空战中能够获得较大优势，即通过尾喷管的偏转，获得附加力矩，实现飞行姿态的控制。传统的喷管无法实现对内部高温部件的遮挡，造成红外特征明显、隐身效果不佳等问题，而塞式喷管作为一种机械式矢量喷管，在红外抑制、电磁散射与矢量偏转等方面具有优势，已经被应用于实际的轴对称喷管和二元喷管中。

目前国内外相关研究人员已设计出许多塞式喷管，结构上主要分为轴对称塞式喷管和二元塞式喷管。但国内针对可进行矢量偏转的二元塞式喷管的设计还很少。授权公告号CN106762219B，授权日2019.03.22，名称为“一种新式二元塞式喷管”的发明专利，该方案提供一种新式二元塞式喷管，包括支撑构件、锥体、混合器，其优点是中心锥和塞锥一体化设计，整个气动流路过渡光滑，气动损失小，可以实现发动机内部高温部件的完全遮挡，具有良好的隐身能力，同时兼具结构简单、长度短、重量轻的优点。其不足之处在于喷管方向不可调节，不具有矢量偏转特性。同时传统的矢量喷管多以三轴承设计以达到矢量偏转的目的，通过三段不均匀筒体的旋转组合实现全向的偏转，但这种三轴承设计会增加喷管的重量，其长度也会存在过长的问题，如公布号CN109505708A，公布日期2019.03.22的专利所示。

针对目前国内的二元塞式喷管并无偏转特性设计的这一不足，需要一种能够进行全向矢量偏转的、结构简单的二元塞式喷管。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种双轴承二元塞式矢量喷管，是一种全向矢量喷管，能达到轴向与横向偏转的目的。

本发明的技术方案是：一种双轴承二元塞式矢量喷管，包括第一段筒体、第二段筒体和尾喷口，所述第一段筒体的一端与发动机连接，另一端与第二段筒体的入口端连接，所述第二段筒体的出口端设置有尾喷口；其特征在于：所述第一段筒体和第二段筒体之间通过第一轴承连接，使第二段筒体能够绕轴360°旋转，即喷管的轴向偏转；

所述尾喷口通过支撑结构安装于第二段筒体的出口端，所述支撑结构入口处为圆转方过渡段，由与第二段筒体的出口端相配合的截面逐渐转化为矩形出口；所述尾喷口内设置有塞锥；所述支撑结构的出口通过第二轴承与尾喷口的入口连接，使得塞锥及尾喷口能够沿着第二轴承的轴向偏转，即喷管的横向偏转。

本发明的进一步技术方案是：所述第一段筒体的尾部为扩张段，其内包括内外涵道和混合器，所述内涵道流过的高温燃气与外涵道流过的冷却气经混合器混合后排向第二段筒体。

本发明的进一步技术方案是：所述第二段筒体通过作动机构与电动机相连，通过电动机产生的动力，使第二段筒体能够实现轴向旋转，改变气流的流动。

本发明的进一步技术方案是：所述塞锥及尾喷口为一体化成型。

本发明的进一步技术方案是：所述塞锥包括前缘和后缘，前缘设置有与第二轴承配合安装的圆轴，前缘外轮廓面的上下侧面与圆轴相切、且上下侧面延长线过尾喷口的中心轴；所述后缘位于尾喷口的出口处，其截面为锥形。