[发明专利]一种预弯曲柔性壁板的可变马赫数喷管

权利要求书

1.一种预弯曲柔性壁板的可变马赫数喷管，其特征在于，所述的可变马赫数喷管包括框架（1）、驱动缸（2）、柔性壁板（3）、销轴Ⅰ（4）、销轴Ⅱ（5）、铰链座Ⅰ（6）、铰链座Ⅱ（7）和固定支座（8）；

所述的框架（1）为上下对称的方形框体，框架（1）的下部固定在地面安装基础上；在框架（1）内腔、水平对称面的上下两侧固定安装有上下对称的柔性壁板（3）；柔性壁板（3）为弯曲的矩形平板，在可变马赫数喷管的马赫数最小时，柔性壁板（3）处于最小成型型面A状态，弯曲量最小；在可变马赫数喷管的马赫数最大时，柔性壁板（3）处于最大成型型面C状态，弯曲量最大；柔性壁板（3）的初始型面B具有预弯曲，预弯曲量大于最小成型型面A的弯曲量，小于最大成型型面C的弯曲量；

初始型面B通过以下步骤获得：

S10.将初始型面B分为曲线段和直线段两个部段，上游为曲线段，下游为直线段；

S20.对马赫数1.3的气动曲线进行二阶求导，除入口与出口两个端点外，找到二阶导数为零的点S，点S为初始型面B的曲线段与直线段的分界点；

S30.确定直线段的长度为马赫数1.3的气动曲线上的点S到出口端点的曲线段的曲线长度；

S40.确定曲线段为马赫数1.3工况下的气动曲线上的点S到入口端点的曲线段；

S50.将步骤S40的曲线段通过转动和平移后拼接至S30的直线段的前端，获得的超声速气动曲线型面为初始型面B；

框架（1）内腔的上壁面和下壁面分别设置有上下对称的若干纵向梁与横向梁；上方的柔性壁板（3）通过阵列排列的驱动缸（2）固定在上壁面的纵向梁与横向梁上，下方的柔性壁板（3）通过对称的阵列排列的驱动缸（2）固定在下壁面的纵向梁与横向梁上；框架（1）对应于喷管出口位置设置有固定支座（8），用于固定柔性壁板（3）的出口；

框架（1）内腔的上壁面和下壁面与驱动缸（2）连接的位置设置有铰链座Ⅰ（6），通过销轴Ⅰ（4）连接驱动缸（2）的一端；柔性壁板（3）背气流面设置有铰链座Ⅱ（7），通过销轴Ⅱ（5）连接驱动缸（2）的另一端；

所述的可变马赫数喷管通过柔性壁板（3）预弯曲，降低了柔性壁板（3）的初始型面到最大成型型面或者最小成型型面的弯曲量，降低了柔性壁板（3）弯曲成型应力，缩短了喷管段的总长度；减少了驱动缸（2）的运行行程，降低了驱动缸（2）的总长尺寸和空间安装要求；同时，柔性壁板（3）在初始型面下工作时，驱动缸（2）无需运动，减少了驱动缸（2）的使用频次，提高了系统安全性，增加了使用寿命。

2.根据权利要求1所述的预弯曲柔性壁板的可变马赫数喷管，其特征在于，所述的驱动缸（2）的数量为N，2N1000。

3.根据权利要求1所述的预弯曲柔性壁板的可变马赫数喷管，其特征在于，所述的驱动缸（2）为电机驱动，驱动缸（2）内部通过减速机和丝杠螺母实现传动。