一种二元分段式控制流体推力矢量喷管
本发明公开了一种二元分段式控制流体推力矢量喷管，属于矢量喷管技术领域，能够通过喷流分段控制使喷流“阶梯式”偏转实现稳定的大角度推力矢量。本发明包括：内喷管段、流动控制段和侧板。内喷管段为上下两个长方体形成的中间通道，流动控制段为上下两个梯形体形成的扩张管道，沿喷流流动方向可以布置多个流动控制段，流动控制段包括次流调节阀、静压腔、控制孔和康达壁面；本发明和现有二元流体式喷管相比，通过依次控制各个流动控制段上的次流调节阀的开闭度，实现喷流阶梯式偏转，能够增大喷流稳定偏转的角度，同时减缓推力矢量角控制过程中的“突跳”和“迟滞”现象，即喷管在控制过程中产生较为稳定连续的喷流，且可用角度范围更大。
发明专利
CN202310017866.2
2023-01-06
CN116122982A
2023-05-16
F02K1/78(2006.01)
南京航空航天大学
王怡;顾蕴松;黄紫;史楠星;周宇航;方瑞山
210001 江苏省南京市秦淮区御道街29号
江苏圣典律师事务所
贺翔
江苏;32
1.一种二元分段式控制流体推力矢量喷管，其特征在于：包括内喷管段、流动控制段和侧板，所述内喷管段为上下两个长方体形成的中间通道； 所述流动控制段包括多段流动控制段，各段流动控制段皆为上下两个梯形体形成的扩张管道，两个梯形体形成扩张管道的内侧面为康达壁面，与内喷管段的中心线之间具有一定夹角，扩张管道的外侧面设置有次流调节阀，每一个梯形体侧壁上开有独立的静压腔，与次流调节阀连通；在所述康达壁面靠近各段流动控制段的出口位置处设置有多个控制孔，与所述静压腔连通； 所述侧板为多边形板，连接固定在所述内喷管段和流动控制段的两侧，使所述内喷管段和流动控制段具有侧壁，抑制三维流动。 2.根据权利要求1所述的二元分段式控制流体推力矢量喷管，其特征在于：所述流动控制段包括一段流动控制段、二段流动控制段；所述一段流动控制段包括一段上次流调节阀、一段下次流调节阀、一段上静压腔、一段下静压腔、一段上控制孔、一段下控制孔、一段上康达壁面、一段下康达壁面；所述二段流动控制段包括二段上次流调节阀、二段下次流调节阀、二段上静压腔、二段下静压腔、二段上控制孔、二段下控制孔、二段上康达壁面、二段下康达壁面。 3.根据权利要求2所述的二元分段式控制流体推力矢量喷管，其特征在于:所述一段上康达壁面为平面形壁面，与所述内喷管段出口的上壁面无缝衔接，所述一段上康达壁面与所述内喷管段出口的上壁面形成交角；所述一段下康达壁面为平面形壁面，与所述内喷管段出口的下壁面无缝衔接，所述一段下康达壁面与所述内喷管段出口的下壁面形成交角。 4.根据权利要求2所述的二元分段式控制流体推力矢量喷管，其特征在于:所述二段上康达壁面为平面形壁面，与所述一段上康达壁面无缝衔接，所述二段上康达壁面与所述一段上康达壁面形成交角；所述二段下康达壁面为平面形壁面，与所述一段下康达壁面无缝衔接，所述二段康达下壁面与所述一段下康达壁面形成交角。 5.根据权利要求2所述的二元分段式控制流体推力矢量喷管，其特征在于:所述控制孔其形状不仅可以为圆形、椭圆形、三角形、矩形、六边形等中的一种，所述控制孔还可以用控制缝、控制槽等形式代替。 6.根据权利要求1所述的二元分段式控制流体推力矢量喷管，其特征在于:所述次流调节阀与所述康达壁面之间保持距离，所述次流调节阀与所述康达壁面由静压腔相连通；所述喷管每一侧的所述次流调节阀数量与同侧所述静压腔的数量相等。 7.根据权利要求2所述的二元分段式控制流体推力矢量喷管，其特征在于:所述上控制孔与所述上静压腔连通，所述下控制孔与所述下静压腔连通。所述上静压腔与所述上次流调节阀连通，所述下静压腔与所述下次流调节阀连通。所述次流调节阀与外界气体相通。 8.根据权利要求7所述的外界气体，其特征在于:所述外界气体的来源是飞行器外部的环境气体，或来自飞行器的进气道、压气机等内流道。 9.根据权利要求1所述的二元分段式控制流体推力矢量喷管，其特征在于:所述喷管利用康达效应和分段式控制产生连续可变且更大的稳定矢量推力。 10.根据权利要求1所述的二元分段式控制流体推力矢量喷管，其特征在于:所述喷管的控制方式为在所述次流调节阀完全开启时，喷流状态中立，从所述内喷管段出口沿流向依次关闭所述多段次流控制段上的所述次流调节阀，使喷流依次向对应的所述次流控制段上的所述康达壁面偏转。