[实用新型]内并联式高超声速双通道进气道

说明书

内并联式高超声速双通道进气道，涉及飞行器的高超声速进气道。提供其结构上仅使用一种变几何装置，变形简单可靠，对动作伺服装置的要求较易实现的内并联式高超声速双通道进气道。设有冲压通道和涡轮通道；所述冲压通道由进气道的外压段、冲压通道的内压段、分流板和冲压通道的隔离段组成，涡轮通道由进气道的外压段、涡轮通道的内压段、分流板和涡轮通道的扩张段组成。在保证进气道结构简单、变形可靠的同时，还具有较高的流量系数、总压恢复和较低的出口马赫数等优点，从而推动了系统的总体性能。

技术领域

本实用新型涉及飞行器的高超声速进气道，尤其是涉及内并联式高超声速双通道进气道。

背景技术

自飞行器问世以来，人们始终追求其能拥有更高的性能和更快的速度，从早先的亚声速飞行，到跨声速、超声速，再到如今的高超声速飞行([1]张华军,郭荣伟,谢旅荣.内并联型TBCC进气道方案设计及验证[J].航空动力学报,2012,27(11):2475-2483)，人们对于动力装置的要求越来越高。对于单一模态的进气道而言，很难满足高超声速飞行器所要求的从亚声速到高超声速的飞行马赫数范围。为此，人们开始对组合循环发动机展开了一系列研究，其包含的两种工作模态，既可以解决低马赫数下的起动问题，又能为高超声速飞行提供足够的动力。

涡轮基组合循环(TBCC)发动机作为组合循环发动机的代表技术之一，具有涡轮模态和冲压模态两种运行方式，亚声速和超声速阶段为涡轮模态，而高超声速阶段为冲压模态。涡轮基组合循环发动机布局方式可分为共轴型布局和并联型布局，并联型布局可分为外并联型和内并联型([2]张华军,郭荣伟,李博.TBCC进气道研究现状及其关键技术[J].空气动力学学报,2010,28(05):613-620)。外并联式TBCC发动机的涡轮发动机和冲压发动机采用相互独立的两个进气道，这种布局方式虽然可以降低进气道结构设计的难度，但会增大迎风面积，产生较大的外部阻力，减小飞行器内部的可用容积。内并联式TBCC发动机的涡轮发动机和冲压发动机共用一个进气道，气流通过喉道之后流向冲压通道和涡轮通道，分别供给冲压发动机和涡轮发动机，并通过分流板来调节两个进气道的流量分配以及模态的转换，结构紧凑，迎风面积小，内部可用容积率大。

TBCC发动机兼并了两种发动机的优点，使飞行器可以在马赫数范围跨度很大的情况下，仍能够达到很好的效果。同时，由于具有重复使用，飞行成本低等特点，从而成为水平起降高超声速飞行器发动机的最佳选择。但是，由于TBCC发动机的进气道较之其他单一模态的发动机，结构更为复杂，变几何部件多，且两种模态之间的结合和转换控制尤为困难，故20世纪60年代至今，对该类进气道的研究并不多，因此对TBCC发动机冲压与涡轮模态之间的转换有很大的研究价值。

发明内容

本实用新型旨在提供其结构上仅使用一种变几何装置，变形简单可靠，对动作伺服装置的要求较易实现的内并联式高超声速双通道进气道。

本实用新型设有冲压通道和涡轮通道；所述冲压通道由进气道的外压段、冲压通道的内压段、分流板和冲压通道的隔离段组成，涡轮通道由进气道的外压段、涡轮通道的内压段、分流板和涡轮通道的扩张段组成。

本实用新型在保证进气道结构简单、变形可靠的同时，还具有较高的流量系数、总压恢复和较低的出口马赫数等优点，从而推动了系统的总体性能。

本实用新型是一种二元内并联式涡轮基组合循环动力进气道，其结构包括冲压通道、涡轮通道和分流板。进气道的冲压通道和涡轮通道通过共用进气道的外压段，实现进气道的内并联结构，再利用分流板调节两通道的流量分配，使进气道结构简单，模态转换更为简便。

本实用新型的优点：二元内并联式涡轮基组合循环动力进气道，兼顾了冲压模态和涡轮模态的优点。在设计分流板轴点时，将分流板置于靠近进气道进口处，进气道在涡轮模态工作时，冲压通道打开，起到一定泄流作用，而当冲压通道工作时，涡轮通道可以关闭，解决了内并联式涡轮基组合循环动力进气道不起动的弊端。本实用新型具有结构简单、出口马赫数低、流量系数高和总压恢复高等优点。