[发明专利]一种非连续混合支板筋条结构的喷管构型

说明书

本申请属于飞机排气喷管构型领域，特别涉及一种非连续混合支板筋条结构的喷管构型。所述结构包括主流通道管和主流通道管外套的导流罩，所述主流通道管与导流罩之间套有多个冷却夹层，所述主流通道管与冷却夹层及冷却夹层与导流罩都由“八”字型支板筋条或“Y”字型支板筋条支撑连接，两种支板筋条在主流通道管径向上错开分布，轴向上平行分布，以达到高效隔热，能够承受三向受力，喷管重量减轻，结构体积减小的目的。

技术领域

本申请属于飞机排气喷管构型领域，特别涉及一种非连续混合支板筋条结构的喷管构型。

背景技术

新型军用战斗机目前采用以辅助动力为特征的第二动力系统架构，主要实现飞机动力系统的地面起动、地面自主维护、空中辅助带转以及其他一些功能，由于辅助动力为小型燃气涡轮装置，需要有单独的排气喷管，能够保证辅助动力工作过程中产生的高温尾气排放至大气环境中。目前军用战斗机上辅助动力装置均采用内埋式安装方式，嵌入在飞机机体内部，其喷管安装在辅助动力短舱内部，辅助动力工作过程中，喷管不仅需要承受住来自辅助动力装置产生的振动的影响，同时，需要克服飞机在不同飞行条件下由于机动过载产生的三个方向的载荷受力影响。

在军用战斗机辅助动力领域已有的辅助动力排气喷管结构主要是通过依靠喷管本身的材料进行热防护，结构简单，容易实现，但存在以下几个方面的问题：

受材料本身隔热的要求，在喷管高温壁面往往需要贴上较厚的隔热材料，造成喷管重量较大，且需要较大的安装空间，对于空间和重量要求较高的超音速战斗机设计往往需要付出较大的代价；

由于辅助动力喷管壁面温度较高，通常会采用喷管主动冷却方式，依靠辅助动力产生的尾流进行引射，外侧导流罩与内部的高温壁面采用采用连续式的“I”型筋条结构，保证其传力，但“I”型筋条结构与高温壁面及导流罩之间是线连接结构，其展向受力较弱，辅助动力工作过程中其产生的振动源是三个方向的，因此其连接处容易出现隐患；

通常辅助动力与喷管采用法兰边形式，通过快卸卡箍进行固定，喷管采用悬臂结构，由于传统的喷管未采用拓扑优化结构设计，设计过程中未考虑重心位置对其安装边的影响，在飞机进行机动飞行时会产生较大的悬臂力矩，造成法兰边根部应力较大，存在安全隐患；

辅助动力工作过程中产生的高温尾流通过喷管壁面排放至大气中，采用传统的内部筋条结构，热量会沿着喷管高温壁面、筋条结构、外侧导流罩的途径进行传递，会导致外侧导流罩受热面积较大，温度较高，会对辅助动力短舱内其他系统工作造成影响。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种非连续混合支板筋条结构的喷管构型，包括主流通道管，主流通道管具有主流通道，主流通道管外套有导流罩，所述主流通道管进口截面具有法兰边，通过快卸卡箍安装在辅助动力装置上，其中，所述主流通道管与导流罩之间套有冷却夹层，所述主流通道管与冷却夹层之间形成有主流冷却通道，所述冷却夹层与导流罩之间或相邻冷却夹层之间形成有次流冷却通道，主流冷却通道与次流冷却通道均由支板支撑连接，所述支板包括“八”字型支板筋条或“Y”字型支板筋条。

优选的是，所述冷却夹层具有2个及以上。

优选的是，所述“Y”字型支板筋条连接主流通道管与冷却夹层；所述“八”字型支板筋条连接导流罩与冷却夹层。

优选的是，“Y”字型支板筋条的双支点连接冷却夹层，单支点连接主流通道管；“八”字型支板筋条宽口连接导流罩窄口连接冷却夹层。

优选的是，所述主流冷却通道内的支板与次流冷却通道内的支板在主流通道管的径向方向上相互错位。

优选的是，所述支板筋条沿平行于主流通道管轴线的曲线等距排列。

优选的是，所述喷管由GH3536高温合金材料制成，主流通道自进口端至出口端呈渐扩张状态。