[发明专利]一种发动机变几何进气道的调节及动密封结构

说明书

本发明公开了一种发动机变几何进气道的调节及动密封结构，通过在飞行器机体结构上设置一级板、二级板、三级板和四级板，由驱动系统和驱动轴提供动力，通过定位推杆和连杆带动各级可动板运动，可根据飞行器飞行状态对进气道构型进行调节，以获得更好的进气效果，进而提升发动机性能，且本发明设计了相应的动密封结构，在纵向密封槽和横向密封槽内嵌入石墨条，可实现接触式密封组合，阻止高温高压气体泄漏，以保证飞行器舱体的密封性。

技术领域

本发明属于宽速域吸气式发动机技术领域，尤其是一种发动机变几何进气道的调节及动密封结构。

背景技术

未来空天飞行器具有宽速域(0～8马赫)、跨空域(0～50km)的特点，其速度-高度飞行包线被大大拓宽，以达到从地面零速起飞，完成高超声速飞行，直至最终入轨或返航的目标。因此，这类飞行器的动力系统必须在不同的环境条件下，均能稳定且高效地工作，而目前发动机技术领域的解决途径一般是使用多模态吸气式发动机，将火箭、涡轮、冲压等动力形式进行组合，获得可在宽速域、跨空域条件下稳定工作的动力系统。如火箭基组合循环发动机的工作过程一般包含引射模态、亚燃冲压模态、超燃冲压模态和纯火箭模态，对应不同的飞行速度和高度，而不同的模态下对发动机流道的设计要求不尽相同，甚至是矛盾的。采用变结构进气道是解决上述问题的一种有效技术手段，即通过变几何的方法调整流道形状，从而使发动机系统适应相应的工作状态。

由于飞行器的速度会达到高超声速，因此对于吸气式发动机进气道结构，其工作环境为高温高压环境，最高温度一般可达1500K，最大压强一般可达0.3MPa。为了防止压缩后的高温高压气体泄漏对飞行器内部结构和设备造成破坏，有必要对发动机流道进行密封设计。而对于变几何进气道，该问题为动密封问题，更为复杂，既要保证密封性，又要保证变体机构能正常动作。

魏祥庚等人在专利《一种火箭基组合循环发动机变几何燃烧室动密封结构》中设计了适用于地面试验发动机的动密封结构，结构形式简单，加工方便。但是该方案仅针对地面试验样机，没有设计具体的变几何机构，且在多处使用了紫铜条密封，无法在高温条件下长时稳定工作，对实际飞行器设计不具备指导意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种发动机变几何进气道的调节及动密封结构，该结构可在完成进气道变几何动作的同时，保证飞行器舱体的密封性，防止流道内的高温高压气体泄漏。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种发动机变几何进气道的调节及动密封结构，包括一级板、二级板、三级板、四级板、驱动系统、定位推杆、连杆、纵向密封槽和横向密封槽；

所述一级板一端连接二级板的一端，所述二级板的另一端连接三级板的一端，所述三级板的另一端连接四级板的一端，所述一级板、二级板、三级板和四级板的两侧均开设有纵向密封槽，所述一级板、二级板、三级板和四级板各级板之间连接处均开设有横向密封槽，所述二级板连接连杆的一端，所述连杆的另一端连接定位推杆，所述定位推杆连接驱动系统。

进一步的，所述一级板、二级板、三级板和四级板各级板之间通过转轴进行铰接，所述一级板、三级板和四级板为平面或曲面，所述二级板为平面。

进一步的，所述一级板、二级板、三级板和四级板下方设置有进气道底板，所述二级板与进气道底板平行。

进一步的，所述一级板的另一端和四级板的另一端均与飞行器机体结构相连。

进一步的，所述二级板通过连接耳片连接连杆，两根所述连杆平行设置,所述二级板与连接耳片之间铺垫有隔热材料，所述连接耳片为高温合金材料。

进一步的，所述定位推杆通过驱动轴连接驱动系统。

进一步的，所述定位推杆设置在定位滑槽内，所述定位滑槽安装在飞行器机体结构上。

进一步的，所述驱动系统为液压驱动装置或电力驱动装置。