一种兼顾雷达隐身的火焰稳定器的制作方法

1.本技术属于加力燃烧室设计技术领域，具体涉及一种兼顾雷达隐身的火焰稳定器。


背景技术：

2.随着隐身飞行器对航空发动机的隐身性能要求逐渐提高，加力燃烧室也朝着流道型面规整、应用雷达修形技术的方向发展。对于高隐身加力式涡扇发动机，飞机往往要求其在亚巡状态具有较好的雷达隐身能力。为此，发动机加力燃烧室多采用一体化设计，喷油、点火装置集成于火焰稳定器内，且火焰稳定器外形规整、采用雷达修形设计。如m88发动机加力燃烧室采用了喷油杆和稳定器一体化设计，v型径向稳定器内包含多孔的空气导管、径向燃油喷杆和隔热挡板，稳定器和喷油杆都由发动机外涵空气冷却。这种方案大大减小了流体损失，使结构更为紧凑，燃烧更稳定。
3.另外一种加力燃烧室方案，如图1所示，采用了径向支板稳定器代替传统钝体火焰稳定器对火焰进行径向传播和稳定，为保证雷达隐身性能，径向直板外形规整，尾端采用倾斜设计（即雷达修形设计）。
4.加力燃烧室采用v型的径向火焰稳定器的优势在于火焰传播能力和稳定燃烧能力较好，但雷达隐身性能很差，较宽的v型结构和内凹构型使得火焰稳定器的雷达信号较强。为保证发动机的雷达隐身性能，图1所示加力燃烧室的径向支板稳定器外形较为规整，稳定器厚度较薄，并且稳定器尾缘采用了雷达修形设计，即稳定器尾缘倾斜一定角度，这种设计使得火焰的径向传播路径增长，支板尾端不易形成稳定的驻涡，不利于火焰的径向传播和火焰在稳定器尾端的稳定燃烧，使得加力燃烧室的燃烧性能设计难度大大增高，不利于加力燃烧室的稳定工作。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本技术提供了一种兼顾雷达隐身的火焰稳定器，包括稳定器前段及稳定器盒体，稳定器前段与稳定器盒体均沿发动机径向方向布置在加力燃烧室锥体与加力燃烧室上流道之间，稳定器前段具有容纳空间，所述容纳空间朝向稳定器盒体敞口，并与稳定器盒体的内部空间连通，稳定器盒体在靠近加力燃烧室锥体的一端与所述稳定器前段铰接，稳定器盒体在靠近燃烧室上流道的一端通过摇臂与位于燃烧室上流道之外的联动环构成运动副，由联动环驱动所述稳定器盒体伸出或收入所述稳定器前段的容纳空间中；其中，所述稳定器盒体内安装有摆动导杆，所述摆动导杆一端与稳定器前段构成运动副，另一端与同步杆构成运动副，所述同步杆用于驱动稳定器盒体后端的挡板打开或关闭；当所述稳定器盒体伸出所述稳定器前段的容纳空间时，稳定器盒体后端的挡板打开，且所述稳定器盒体后端面沿发动机径向方向布置；当所述稳定器盒体收入所述稳定器
前段的容纳空间时，稳定器盒体后端的挡板关闭，且所述稳定器盒体后端面沿与发动机径向方向存在一定角度的倾斜方向布置。
6.优选的是，稳定器盒体与所述稳定器前段通过稳定器转轴转动连接。
7.优选的是，所述加力燃烧室上流道具有通向所述容纳空间的条形孔，所述条形孔沿加力燃烧室上流道轴向布置，所述联动环向所述条形孔内延伸有推动杆，所述推动杆具有沿杆轴向方向延伸的滑槽，所述摇臂一端设置有摇臂滑动销，摇臂滑动销能够在所述滑槽内滑动。
8.优选的是，所述稳定器盒体内具有掺混板，掺混板上具有多个通孔，掺混板将稳定器盒体的内部空间分割为第一空间及第二空间，所述第一空间与所述稳定器前段的容纳空间连通，所述第二空间位于稳定器盒体后段，由所述挡板控制所述第二空间与发动机内涵的连通。
9.优选的是，所述摆动导杆沿大致平行于发动机径向方向布置，靠近加力燃烧室锥体的一端通过推拉销轴与所述稳定器前段构成摆动导杆机构，靠近燃烧室上流道的一端通过滑动销轴与所述同步杆构成摆动导杆滑块机构，所述摆动导杆中部通过摆动导杆转轴与稳定器盒体内壁铰接。
10.优选的是，所述同步杆的两端分别连接有一拉杆，拉杆沿发动机轴向方向延伸至挡板处，并通过连杆铰接至所述挡板上，所述挡板由对开门形式的两部分组成，每一部分均通过挡板转轴与稳定器盒体铰接。
11.优选的是，所述拉杆的中间段穿过固定在稳定器盒体上的滑轨，滑轨用于提高拉杆的轴向稳定性。
12.优选的是，拉杆、连杆及挡板构成曲柄滑块机构。
13.本发明所述一种兼顾雷达隐身的火焰稳定器具有以下优点和有益效果：（1）通过对火焰稳定器增加开合机构，使得火焰稳定器在发动机的非加力状态和加力状态具有不同外形；（2）本发明所述火焰稳定器在不开加力巡航状态具有较好的雷达隐身性能；（3）本发明所述火焰稳定器在开加力状态能够有效径向传播火焰，组织发动机内/外涵稳定燃烧；（4）本发明所述火焰稳定器由于具有改变外形的功能，能够显著降低火焰稳定器在火焰传播、火焰稳定与雷达外形三个方面的兼顾设计的难度。
附图说明
14.图1是现有技术中高隐身一体化加力燃烧室结构示意图。
15.图2是本技术兼顾雷达隐身的火焰稳定器的外部结构示意图。
16.图3是本技术图2所示实施例的火焰稳定器内部结构示意图。
17.图4是本技术图2所示实施例的稳定器盒体状态变化示意图。
18.图5是本技术图4所示实施例的a
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a剖示意图。
19.图6是本技术图4所示实施例的b
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b剖示意图。
20.图7是本技术图4所示实施例的稳定器盒体挡板关闭示意图。
21.图8是本技术图4所示实施例的稳定器盒体挡板打开示意图。
22.其中，1
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联动环，2
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稳定器前段，3
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摇臂滑动销，4
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同步杆，5
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摆动导杆转轴，6
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摆动导杆，7
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推拉销轴，8
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摇臂，9
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滑轨，10
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拉杆，11
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连杆，12
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挡板，13
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掺混板，14
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滑动销轴，15
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挡板转轴，16
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稳定器转轴，17
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稳定器盒体，100
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加力燃烧室锥体，200
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燃烧室上流道。
具体实施方式
23.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施方式进行详细说明。
24.本技术涉及航空发动机加力燃烧室火焰稳定器结构设计领域，主要提供一种兼顾雷达隐身的火焰稳定器。对应现有技术，本技术解决的技术问题主要有：（1）现有的火焰稳定器结构无法有效兼顾雷达隐身外形和火焰径向传播功能；（2）现有的火焰稳定器结构无法有效兼顾雷达隐身外形和火焰稳定功能；（3）火焰稳定器的火焰传播、火焰稳定、雷达外形兼顾设计难度大；（4）现有的火焰稳定器外形不可调整，无法兼顾发动机的隐身使用状态和加力使用状态。
25.如图2
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图8所示，本技术兼顾雷达隐身的火焰稳定器，主要包括稳定器前段2及稳定器盒体17，稳定器前段2与稳定器盒体17均沿发动机径向方向布置在加力燃烧室锥体100与加力燃烧室上流道200之间，稳定器前段2具有容纳空间，所述容纳空间朝向稳定器盒体17敞口，并与稳定器盒体17的内部空间连通，稳定器盒体17在靠近加力燃烧室锥体100的一端与所述稳定器前段2铰接，稳定器盒体17在靠近燃烧室上流道200的一端通过摇臂8与位于燃烧室上流道200之外的联动环1构成运动副，由联动环1驱动所述稳定器盒体17伸出或收入所述稳定器前段2的容纳空间中；其中，所述稳定器盒体17内安装有摆动导杆6，所述摆动导杆6一端与稳定器前段2构成运动副，另一端与同步杆4构成运动副，所述同步杆4用于驱动稳定器盒体17后端的挡板12打开或关闭；当所述稳定器盒体17伸出所述稳定器前段2的容纳空间时，稳定器盒体17后端的挡板12打开，且所述稳定器盒体17后端面沿发动机径向方向布置；当所述稳定器盒体17收入所述稳定器前段2的容纳空间时，稳定器盒体17后端的挡板12关闭，且所述稳定器盒体17后端面沿与发动机径向方向存在一定角度的倾斜方向布置。
26.在一些可选实施方式中，稳定器盒体17与所述稳定器前段2通过稳定器转轴16转动连接。
27.在一些可选实施方式中，所述加力燃烧室上流道200具有通向所述容纳空间的条形孔，所述条形孔沿加力燃烧室上流道200轴向布置，所述联动环1向所述条形孔内延伸有推动杆，所述推动杆具有沿杆轴向方向延伸的滑槽，所述摇臂8一端设置有摇臂滑动销3，摇
臂滑动销3能够在所述滑槽内滑动。
28.在一些可选实施方式中，所述稳定器盒体17内具有掺混板13，掺混板13上具有多个通孔，掺混板13将稳定器盒体17的内部空间分割为第一空间及第二空间，所述第一空间与所述稳定器前段2的容纳空间连通，所述第二空间位于稳定器盒体17后段，由所述挡板12控制所述第二空间与发动机内涵的连通。
29.在一些可选实施方式中，所述摆动导杆6沿大致平行于发动机径向方向布置，靠近加力燃烧室锥体100的一端通过推拉销轴7与所述稳定器前段2构成摆动导杆机构，靠近燃烧室上流道200的一端通过滑动销轴14与所述同步杆4构成摆动导杆滑块机构，所述摆动导杆6中部通过摆动导杆转轴5与稳定器盒体17内壁铰接。
30.在一些可选实施方式中，所述同步杆4两端分别连接有一拉杆10，拉杆10沿发动机轴向方向延伸至挡板12处，并通过连杆11铰接至所述挡板12上，所述挡板12由对开门形式的两部分组成，每一部分均通过挡板转轴15与稳定器盒体17铰接。
31.在一些可选实施方式中，所述拉杆10的中间段穿过固定在稳定器盒体17上的滑轨9，滑轨9用于提高拉杆10的轴向稳定性。
32.在一些可选实施方式中，拉杆10、连杆11及挡板12构成曲柄滑块机构。
33.如图4
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图8所示，当隐身飞行器不开加力巡航时，火焰稳定器的两个挡板12处于闭合状态，且稳定器盒体17倾斜一定角度，稳定器盒体17主体缩至稳定器前段2内，稳定器盒体17尾端平面与稳定器前段2尾端平面齐平，此时火焰稳定器外形较为规整，且尾端平面倾斜，加力燃烧室具有较好的雷达隐身性能。
34.当隐身飞行器需要快速撤离战场时，利用作动筒推动联动环1向后平移，联动环1通过摇臂滑动销3带动摇臂8和稳定器盒体17绕稳定器转轴16转动，稳定器盒体17从稳定器前段2中推出，推拉销轴7使摆动导杆6绕摆动导杆转轴5转动，摆动导杆6通过滑动销轴14带动同步杆4、拉杆10相对滑轨9伸缩滑动，致使连杆11推动挡板12绕挡板转轴15转动，直至稳定器盒体17尾端垂直发动机轴线。此时两个挡板12处于打开状态，发动机外涵气体从加力燃烧室上流道条形孔流入火焰稳定器，并从掺混板13上的通孔流出与发动机内涵燃气掺混，内/外涵气体在火焰稳定器尾端形成稳定的驻涡，保证火焰的径向传播和稳定燃烧，使发动机加力燃烧室稳定工作。
35.参考图7
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图8，当稳定器盒体17缩在稳定器前段2内时，火焰稳定器的两个挡板12处于闭合状态，且稳定器盒体17倾斜一定角度，稳定器盒体17尾端平面与稳定器前段2尾端平面齐平，此时火焰稳定器外形较为规整，且尾端平面倾斜；当联动环1将稳定器盒体17推出稳定器前段2时，摇臂滑动销3、同步杆4、摆动导杆转轴5、摆动导杆6、推拉销轴7、滑轨9、拉杆10、连杆11、挡板12、滑动销轴14、挡板转轴15构成的开合机构可以使稳定器尾端的挡板12呈打开状态；当挡板12呈打开状态时，发动机外涵气体可从稳定器的掺混板13上的通孔流出，与发动机内涵气体进行掺混燃烧。
36.本技术通过对火焰稳定器增加开合机构，使得火焰稳定器在发动机的非加力状态和加力状态具有不同外形，从而能够显著降低火焰稳定器在火焰传播、火焰稳定与雷达外形三个方面的兼顾设计的难度。
37.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本技术作了详尽的描述，但在本技术基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因
此，在不偏离本技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本技术要求保护的范围。