[发明专利]一种多级引射式一体化红外抑制器

说明书

本发明提供了一种多级引射式一体化红外抑制器，首先，在机身顶部设有百叶窗结构，一方面可以将机身外部的旋翼下洗气流导入机身内部，另一方面可以对机身内部的高温部件起到遮挡作用，进而减弱红外信号；其次，采用多级弯曲混合管，利用高温气体的引射原理，引射机身内部的旋翼下洗气流流入多级弯曲混合管中，掺混高温流体，降低高温气流温度；引射的旋翼下洗气流还会在多级弯曲混合管壁面形成气膜，降低壁面温度，并减弱机身和弯曲混合管之间的辐射换热，从而降低机身表面温度；最后，将末级弯曲混合管设置为非对称波瓣结构，增加末级弯曲混合管的气流引射能力，并增强末级弯曲混合管出口处冷热气流掺混，从而降低直升机尾喷流的红外信号。

技术领域

本发明设计一种涡轴发动机排气系统红外抑制及其红外抑制方法，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

红外隐身技术是最早应用于武装直升机，同时也是其最关键的一项隐身技术；一方面，红外辐射特征是武装直升机的固有信号特征，武装直升机所用的涡轴发动机工作产生的大量热量，导致发动机热部件、排气尾焰均形成强烈红外辐射源，使其成为红外制导武器的目标；另一方面，近年来，红外制导武器不断升级，令直升机环境不断恶化；因此，降低发动机热部件和混合排气的红外辐射信号，是提升武装直升机生存力重要手段。

直升机采用涡轴发动机，排气不用于产生推力，因此可以利用高温高速排气所具有的动能引射外界冷空气进行冷热气流掺混，以实现降低尾喷流与高温壁面温度的目的，基于这一原理，红外抑制器应运而生。

从上世纪50年代开始，国内外研究人员针对直升机红外特征及其抑制技术开展了大量的基础和应用研究，共发展了3代红外抑制器。

第一代红外抑制器主要是为了对抗1-2.6μm波段红外制导武器的威胁，其基本原理是通过弯曲混合管遮挡发动机的高温部件来减小其高温壁面辐射；代表是法国小羚羊直升机，这类抑制器在遮挡发动机高温部件的同时能够降低其排气温度，但由于引射能力较弱，无法有效降低排气尾焰温度，使其对3-5μm波段的抑制效果不理想；但这也为第二代引射式红外抑制器奠定了基础；第二代引射式红外抑制器主要对抗3-5μm波段的威胁，并同时降低排气系统高温部件和高温排气的红外辐射；其原理是通过波瓣结构来利用发动机的排气动能抽吸环境冷气对高温排气进行掺混冷却，代表是阿帕奇AH-64直升机和海豚SA365C直升机，但是受结构的限制，其外露的外层混合管和混合排气依旧是高温热点；第三代红外抑制器具有3-5μm和8-14μm双波段的红外隐身功能；该红外抑制是在第二代红外抑制器的基础上发展而来的，它第一次将红外抑制技术和直升机机身总体设计相结合；本质上是采用异型混合管将引射式红外抑制系统埋入后机身内，充分利用旋翼下洗气流的掺混、冷却作用和机身的遮蔽、隔热作用来实现红外抑制；代表是RAH-64直升机。

针对第三代红外抑制器展开研究有利于我国武装直升机升级换代，但是目前针对第三代红外抑制器研究相对匮乏，所以需要对一体化红外抑制器进行深入的研究。

发明内容

本发明提供一种能有效降低排气系统红外辐射的直升机红外抑制器及其红外抑制方法；针对现有的红外抑制器，在本发明提供了一种多级引射式一体化红外抑制器，包括直升机后部机身、百叶窗、多级弯曲混合管和波瓣喷管；首先，在机身顶部设有百叶窗结构，一方面可以将机身外部的旋翼下洗气流导入机身内部，另一方面可以对机身内部的高温部件起到遮挡作用，进而减弱红外信号；其次，采用多级弯曲混合管，利用多级弯曲混合管内部高温气体的动量，引射机身内部的旋翼下洗气流进入多级弯曲混合管中，进而和主流高温气体进行掺混，从而降低排气温度；流入弯曲混合管内的旋翼下洗气流还可以在多级弯曲混合管的壁面形成气膜，降低混合管壁面温度，并削弱弯曲混合管和机身之间的辐射换热，从而降低机身蒙皮的红外辐射；最后，将弯曲混合管的最后一级设置为非对称波瓣结构，增加末级弯曲混合管的气流引射能力，并加速末级弯曲混合管出口处高温排气与环境中气流和旋翼下洗气流的掺混，进而降低直升机尾喷流的红外辐射。

实现上述目的的技术方案是：