一种带狭缝气膜冷却结构的S弯气动矢量喷管
本发明一种带狭缝气膜冷却结构的S弯气动矢量喷管，属于航空发动机领域；包括轴向依次设置的S弯收敛段和二元扩张段，所述二元扩张段的的周面上至少一处设置有带狭缝气膜冷却结构的二次流气动矢量结构，通过所述二次流气动矢量结构将高压冷气分流后通入喷管内，分流后的一部分冷气从气动矢量出口射入喷管内的主流，能够产生改变主流角度的偏转力；分流后的另一部分冷气从位于气动矢量出口上游的狭缝气膜冷却出口流出，对气动矢量出口上游的壁面进行冷却。本发明通过在喷管扩张段设置带狭缝气膜冷却结构的二次流气动矢量结构，以控制主流的偏转，并解决气动矢量喷流导致的高温燃气侵蚀喷管壁面的问题。
发明专利
CN202311458089.1
2023-11-04
CN117404205A
2024-01-16
F02K1/82(2006.01)
西北工业大学
史经纬;惠中豪;周莉;王占学;张晓博;邓文剑;黄盛;肖洪
710072 陕西省西安市碑林区友谊西路127号
西安凯多思知识产权代理事务所(普通合伙)
云燕春
陕西;61
1.一种带狭缝气膜冷却结构的S弯气动矢量喷管，包括轴向依次设置的S弯收敛段和二元扩张段，其特征在于：所述二元扩张段的的周面上至少一处设置有带狭缝气膜冷却结构的二次流气动矢量结构，通过所述二次流气动矢量结构将高压冷气分流后通入喷管内，分流后的一部分冷气从气动矢量出口射入喷管内的主流，能够产生改变主流角度的偏转力；分流后的另一部分冷气从位于气动矢量出口上游的狭缝气膜冷却出口流出，对气动矢量出口上游的壁面进行冷却。 2.根据权利要求1所述一种带狭缝气膜冷却结构的S弯气动矢量喷管，其特征在于：所述带狭缝气膜冷却结构的二次流气动矢量结构为位于扩张段壁面的冷气通道，其二次流入口朝向壁面外，用于通入高压冷气；其出口包括设置于扩张段壁面的气动矢量出口和狭缝气膜冷却出口，通过两个出口将冷气通道分流的两股气流分别通入扩张段内。 3.根据权利要求2所述一种带狭缝气膜冷却结构的S弯气动矢量喷管，其特征在于：所述冷气通道为贴合于扩张段外壁面的管道，所述管道内主通道的冷气依次经过二次流入口、二次流管道、气动矢量出口与喷管内主流掺混；所述二次流管道的上开有旁路，该旁路为位于二次流管道上游的贴壁管道，与狭缝气膜冷却出口连通，被旁路分流的冷气依次经过二次流入口、二次流管道、贴壁管道、狭缝气膜冷却出口流入气动矢量出口上游的扩张段内壁面。 4.根据权利要求3所述一种带狭缝气膜冷却结构的S弯气动矢量喷管，其特征在于：所述管道内主通道的冷气的喷射方向垂直于扩张段的轴向。 5.根据权利要求4所述一种带狭缝气膜冷却结构的S弯气动矢量喷管，其特征在于：所述被旁路分流的冷气的喷流角度为50°-130°。 6.根据权利要求1-5任一项所述一种带狭缝气膜冷却结构的S弯气动矢量喷管，其特征在于：所述二次流入口面积与所述S弯喷管收敛段出口面积的比值为0.05-0.12。 7.根据权利要求6所述一种带狭缝气膜冷却结构的S弯气动矢量喷管，其特征在于：所述气动矢量出口面积与所述二次流入口面积的比值为0.5-1.5。 8.根据权利要求7所述一种带狭缝气膜冷却结构的S弯气动矢量喷管，其特征在于：所述狭缝气膜冷却出口面积与所述气动矢量出口面积比值为0.05-0.5。 9.根据权利要求8所述一种带狭缝气膜冷却结构的S弯气动矢量喷管，其特征在于：所述气动矢量出口与所述狭缝气膜冷却出口之间的距离为所述二次流管道沿流向宽度的5-10倍。 10.根据权利要求9所述一种带狭缝气膜冷却结构的S弯气动矢量喷管，其特征在于：所述二元扩张段的上、下壁面对称设置有两个带狭缝气膜冷却结构的二次流气动矢量结构，用于控制喷管主流的上、下偏转。