[发明专利]一种带可调锥形腔体的隐身排气管

说明书

本发明公开了一种带可调锥形腔体的隐身排气管，包括排气系统，排气系统包括外涵道、内涵道、支板、中心锥、喷管壁面、伸缩套筒、锥形腔体和气溶胶注入装置，伸缩套筒设置在排气系统中心锥锥顶上，伸缩套筒包括内套筒和外套筒，内套筒穿过锥形腔体与设置在锥形腔体内部的气溶胶注入装置连通，锥形腔体内部设置有若干个气溶胶存储装置，气溶胶存储装置与气溶胶注入装置连通，气溶胶注入装置上连接有若干气溶胶排出管道，气溶胶排出管道出口设置在锥形腔体外表面，气溶胶注入装置内部设置有气泵，本发明兼顾飞机对排气管的隐身要求同时，避免了高温壁面进行涂覆带来的吸波介质容易损耗和脱落以及使用S弯结构的排气管带来的较大推力损失的问题。

技术领域

本发明涉及航空发动机排气系统技术领域，尤其涉及一种带可调锥形腔体的隐身排气管。

背景技术

飞机的隐身性能主要由红外隐身和雷达隐身两部分组成。雷达隐身能力主要由飞机的雷达散射截面决定，与飞机的几何参数、物理参数、雷达波参数以及飞机与雷达的相对姿态角有关。排气系统的尾喷管作为典型腔体结构，成为了飞机的强散射源之一，同时也是飞机后向的主要散射源。此外，飞机的红外特性在3μm-5μm波段内主要受排气系统尾喷管的影响。发动机的尾喷管是飞机后向的主要红外辐射源，尾喷管的辐射强度在上述波段内，占全机红外辐射强度的90％以上。因此，排气系统的尾喷管影响着飞机的隐身能力，对排气管进行红外与雷达隐身设计能够提升飞机的隐身性能。

排气系统的尾喷管使气流加速膨胀将燃气的内能转化为动能，为飞机提供推力。以此为目的，排气系统的尾喷管通常分为两类，一类是收敛喷管，另一类是拉瓦尔喷管。部分发动机在地面状态，喷管工作在低落压比工况，此时收敛喷管能够使排气管工作在最佳状态；在高空状态，喷管工作在高落压比工况，此时燃气在收敛喷管出口处还有很多内能，气流会在喷管外继续膨胀。拉瓦尔喷管则可以使较多的燃气内能转化为动能，从而产生更大的推力。但在地面低落压比工况下，拉瓦尔喷管的扩张段会使得管道内发生气流分离，进而使喷管性能下降。

目前，大多数喷管为了兼顾大范围的落压比，通常设计为可调喷管。一般可调面积的轴对称喷管通过作动机构和喷管扩张段的鱼鳞片实现了喷管面积的调节，但这样设计的轴对称喷管不能遮蔽高温部件，高温环境也带来了隐身涂覆材料易脱落等问题，给喷管的隐身设计带了很多难以克服的困难。

为使的喷管具有低红外辐射和电磁散射特性，S弯或双S弯喷管被应用到喷管设计中，但一般S弯喷管均为面积不可调节的管道，虽然具有好的隐身性能但推力损失较大，此外，发动机在安装S弯喷管后也会带来比较复杂的排气管与发动机匹配问题。因此，设计出具备良好气动性能、不错的隐身能力以及低的维护成本的喷管成为了关键。

发明内容

本发明的目的：提供一种带可调锥形腔体的隐身排气管，以实现飞机全飞行包线范围内的喷管能够具有最佳性能，同时又具备低红外辐射特性和弱电磁散射的特征，以兼顾飞机对排气管的隐身要求，同时可以避免对高温壁面进行涂覆带来的吸波介质容易损耗和脱落的不利影响以及使用S弯结构的排气管带来的较大推力损失的问题。

本发明的技术方案：

一种带可调锥形腔体的隐身排气管，包括排气系统，所述的排气系统包括外涵道、内涵道、支板、中心锥、喷管壁面和混合器，外涵道设置在内涵道外侧，所述的中心锥设置在混合器内部，所述的支板设置在中心锥外侧，还包括伸缩套筒、锥形腔体和气溶胶注入装置，所述的伸缩套筒设置在中心锥锥顶上，所述的伸缩套筒包括内套筒和外套筒，所述的内套筒穿过锥形腔体与设置在锥形腔体内部的气溶胶注入装置连通，所述的锥形腔体内部设置有若干个气溶胶存储装置，所述的气溶胶存储装置与气溶胶注入装置连通，所述的气溶胶注入装置上连接有若干气溶胶排出管道，所述的气溶胶排出管道出口设置在锥形腔体外表面，所述的气溶胶注入装置内部设置有气泵。

所述的锥形腔体12前端覆盖有一层隔热层8，所述的隔热层8由前隔热层 8a、中隔热层8b、后隔热层8c三层金属薄壁组成，三层金属薄壁形成了两个隔热腔体。