[发明专利]一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管

说明书

一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管，包括管体，在管体的内部设置有至少一根拉杆，所述拉杆的上端与管体的上壁连接，下端与管体的下壁连接；所述管体为分体式结构，包括沿YZ平面对称设置的左管体和右管体，在所述左管体、右管体相对的边缘上分别设置有对开法兰加强边，所述左管体和右管体通过对开法兰加强边连接。本发明采用拉杆连接管体的上壁与下壁，以控制异型喷管应力和变形，避免了传统异形喷管采用加强环结构或是密布网格状加强筋结构带来的重量问题；管体采用为分体式结构分为左管体和右管体，降低加工难度，便于异形结构成型加工。

技术领域

本发明涉及航空发动机喷管技术领域，尤其涉及一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管。

背景技术

推重比是航空发动机的一项重要指标，同样的推力，质量越轻，则发动机越好。异型喷管与常规圆形喷管相比较，异型喷管承压能力较低，同载荷条件下其应力和变形明显偏大，需设计合适的加强结构以控制最大应力和最大变形。

异型喷管常规加强结构是在喷管外侧布置大矩形加强环结构或是密布网格状加强筋结构，为使得最大应力和最大变形在合适范围常常需要付出极大的重量代价；另外，异型喷管结构为异形结构，采用整体式的管体结构加工制造较为麻烦。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管，旨在解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种带拉杆加强结构的对开式异型喷管，包括管体，在管体的内部设置有至少一根拉杆，所述拉杆的上端与管体的上壁连接，下端与管体的下壁连接。

优选地，所述管体为分体式结构，包括沿YZ平面对称设置的左管体和右管体，在所述左管体、右管体相对的边缘上分别设置有对开法兰加强边，所述左管体和右管体通过对开法兰加强边连接。

优选地，在管体的前端设置有前法兰加强边，在管体的后端设置有后法兰加强边；所述对开法兰加强边的一端与所述前法兰加强边连接，另一端与所述后法兰加强边连接；前法兰加强边、后法兰加强边分别用于与相邻的喷管进行相连，在前法兰加强边、后法兰加强边、以及对开法兰加强边上设置有连接孔。

优选地，所述左管体和右管体连接时，对开法兰加强边采用螺栓连接或铆钉连接。

优选地，所述左管体和右管体连接时，对开法兰加强边之间设置有密封条。

优选地，所述前法兰加强边、后法兰加强边与管体之间采用焊接方式连接；所述对开法兰加强边分别与左管体、右管体之间采用焊接方式连接。采用焊接方式连接，有益于保证喷管的气密性。

优选地，所述拉杆的数量为四根，所述拉杆设置在管体YZ对称平面两侧60mm与沿Z方向三等分截面交叉位置处，其中两根设置在左管体上，另外两根设置在右管体上。四根拉杆均布管体上，可以更好地保证整个管体受力均匀，避免管体发生变形。

优选地，在所述管体与所述拉杆连接的位置处设置有垫板，所述垫板焊接在所述管体的外表面上，所述拉杆的两端伸出垫板的外表面并与垫板焊接。通过设置垫板，用于增加拉杆与管体之间的受力面积，起到增强管体与拉杆连接处的强度，避免拉杆直接作用于管体壁面上发生变形。

优选地，所述拉杆的直径为φ4mm～φ16mm。

优选地，所述管体的形状为：沿Z轴正方向，截面形状从椭圆逐渐过渡为倒梯形。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明采用拉杆连接管体的上壁与下壁，以控制异型喷管应力和变形，避免了传统异形喷管采用加强环结构或是密布网格状加强筋结构带来的重量问题；本发明采用拉杆结构，用较小的重量代价、较小的气动损失，获得质量轻、符合强度要求航空发动机异型喷管结构。