空气喷气发动机可调尾喷管的几种方案.doc

1、空气喷气发动机可调尾喷管的几种方案空气喷气发动机可调尾喷管的几种方案随着使用空气喷气 发动机（涡喷、涡扇、冲压及各类组合发动机）的飞行器（包括飞机、 导弹、空间运载器）飞行速度的加大和工作范围（马赫数、高度范 围）的展宽，空气喷气发动机为改善其性能而使用可调尾喷管，看来势在必行。本文介绍几种国外专利公报公开报导的可调尾喷管方案以供 参考O1涡扇发动机用的一种可调尾喷管构型美国专利NO3386248提出了一种涡扇发动机用可变几何尺寸的可调尾喷管结构方案。它基本上由不可调超声速段和可调亚声速段（收敛段）构成。可调段被裙罩所环抱，不可调段固定连接在裙罩上。在作动筒22的推动下裙罩可以沿轴向移动，这样

2、就把不可调 段安置在某一个工作位置上（见图1）。图1图2沿裙罩的周界安装了几个沿曲线导轨 26移动的滚轮 30,导轨固定在喷管可调段的钱链连接的扇形板 24的外面（见图2 和图3）。当裙罩被作动筒22拉向前移时，喷管的超声速段23被淹没入 发动机舱尾部内，不参与气流的膨胀过程。此时沿曲线导轨移动的滚轮30压迫亚声速段的扇形板向中心收敛，导致喷管出口截面积的减小。图42一种带尾锥的可调尾喷管英国专利NO1127867提出了一种如图4所示的带中心尾锥1的空气喷气发动机可调尾喷管方案。中心尾锥1同外壳5 起构成尾喷管燃气流的环形通道。用来调节喷管喉道面积的鱼鳞板6于位置7处用绞链连接在壳体上。将鱼鳞

3、板安装在中心尾锥最大直径区3的上方，这样就形成了喷管的收敛2扩散段。在喷管膨胀段中气流总的流动方向是向射流轴线方向收敛。中心尾锥是由直径增大的前段2、最大直径段3和直径逐渐减小段4组成的。喷管还装有外部整流罩11,另一系列鱼鳞板8以绞接方式在位 置9处与之连接。图4示出了鱼鳞板6的两个不同位置61和62,前者相应于不 加力起飞状态，后者相应加力起飞状态。图中的A1线和A2线示出相应于鱼鳞板6上述两个位置的气 体射流的边界线。图4还示出了鱼鳞板8的3个不同位置，里边的相应于起飞状 态，中间的相应于跨声速飞行状态，而外边的相应超声速巡航飞行 状态。B线和C线分别表示当鱼鳞板 8在中间和外边位置时的

4、气体 射流边界线。3 一种带固定收敛段的可调尾喷管英国专利NO1135377提出了一种涡扇发动机用的带固定收敛段的可调尾喷管方案，如图5所示。这种尾喷管由基本喷管和辅助喷管组成。基本喷管带有固定收敛段 19和鱼鳞板第6期49助喷管12 后面安装用以调节第二股空气流10'流量的喷管13。可以将上述尾喷管改型，使其基本喷管是不可调节的，仅通过 改变辅助喷管的面积来实施全部必要的控制。为消除力偶效应可使用两个基本喷管和两个辅助喷管。如果还要对基本气流进行第二次加热，则在喷管中可以装备噪声抑制器。非圆截面辅助喷管的面积可以用沿基本气流方向滑移的倾斜 平板更方便地实施调节。可以利用导流叶片将部分

5、气流从基本气流中导入辅助气流通 道中。图64引射式可调尾喷管法国专利 No1544962提出了一种如 图6和图7所示的用于加力式涡喷发动机 15的引射式可调尾喷 管20方案。引射尾喷管由具有可调出口截面22的收敛段21和具有不可调出口截面的后扩散段24构成，借助装在发动机加力燃烧室壳体 18端部的可旋转鱼鳞板23改变收敛段出口截面积。通过纵向肋板26将尾喷管扩散段装在中间壳体 29的锥形增 厚筒25上,该筒可沿轴向移动。图7校链连接的引射用鱼鳞板 28安置在由相邻肋板26和锥 形筒25形成的喷管扩散段的窗口中。在低于巡航状态下飞行时，由于弹簧的作用（图上没有示出）引 射用鱼鳞板28将上述窗口关

6、闭。借助作动筒32来实现喷管扩散段的轴向移动，作动筒32的推 杆与可动中间壳体的环形凸肩相连。作动筒32装在加力燃烧室的壳体上。在锥形筒25上装有滚轮31,其数目不应少于用钱链连接的鱼 鳞板23的数目。巡航飞行中喷管扩散段在作动筒的拉曳下占据最靠前的位置。止匕时，在滚轮31的压迫下鱼鳞板23闭合。喷气射流锥形表面 36与喷管扩散段内壁面之间形成一个压力比周围大气压低的区域 38。作用在引射用鱼鳞板28外、内表面上的压力差将产生能够克 服弹簧弹力的作用力，它使鱼鳞板28向下旋转，打开可将外部空 气引射入尾喷管内的窗口通道。这样可减小在38区中的底阻 并增大从尾喷管排出的工质流 量。当必须加大飞行速度时，可将加力燃烧室投入工作，使得经过 尾喷管的工质容积流量增大。作动筒32向后推移喷管扩散段，在燃气压力的作用下鱼鳞板23向上旋