1.雙軸轉(zhuǎn)動變形的通道無尖角內(nèi)乘波式變幾何進氣道,其特征是包括:改進吻切面排布的變截面內(nèi)乘波進氣道、繞雙軸旋轉(zhuǎn)-密封式變幾何流道調(diào)節(jié)機、分流機構(gòu)、定幾何擴張通道,所述變截面內(nèi)乘波進氣道的進口及出口形狀可定制,在全馬赫數(shù)范圍工作時流量系數(shù)具有明顯優(yōu)勢,進氣道壓縮效率高,出口氣流品質(zhì)好;
所述繞雙軸旋轉(zhuǎn)-密封式變幾何流道調(diào)節(jié)機包括:在最高馬赫數(shù)狀態(tài)飛行時,內(nèi)乘波進氣道收縮比最大,可動壓縮面保持設(shè)計點的初始狀態(tài),高速氣流經(jīng)壓縮后通過結(jié)尾激波降為亞音速流,進一步在擴張段內(nèi)減速增壓,由分流機構(gòu)將氣流導(dǎo)入供給沖壓發(fā)動機;在較低馬赫數(shù)狀態(tài)飛行時,進氣道收縮比減小,可動壓縮面旋轉(zhuǎn)至某一位置,喉道面積放大以適應(yīng)低馬赫數(shù)來流;在低于過渡馬赫數(shù)為Ma2-3狀態(tài)飛行時,分流機構(gòu)將減速增壓了的氣流導(dǎo)入渦輪通道供給渦輪發(fā)動機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軸轉(zhuǎn)動變形的通道無尖角內(nèi)乘波式變幾何進氣道,其特征是所述的變截面內(nèi)乘波進氣道,其作為進氣系統(tǒng)中壓縮面的基礎(chǔ)型面;
依據(jù)軸對稱吻切流理論,在原高外壓比的變截面內(nèi)乘波進氣道基礎(chǔ)上,將吻切面排布中心偏離進氣道對稱面左右一段距離m,在左右兩部分沿流向為曲線的壓縮面之間布置一過渡壓縮型面,其對稱面上為沿流向的二元壓縮型線,逐漸向左右曲線壓縮型線過渡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軸轉(zhuǎn)動變形的通道無尖角內(nèi)乘波式變幾何進氣道,其特征是所述繞雙軸旋轉(zhuǎn)-密封式變幾何流道調(diào)節(jié)機,包括:可動內(nèi)乘波壓縮面的選取、進氣道變幾何作動過程中密封板的布置、喉道后變幾何擴張段的作動;該變幾何設(shè)計方法通過旋轉(zhuǎn)壓縮曲面調(diào)節(jié)進氣道的收縮比,能保證進氣系統(tǒng)在全馬赫數(shù)范圍內(nèi)順利起動工作;若設(shè)計態(tài)的基礎(chǔ)內(nèi)乘波進氣道喉道為圓形或橢圓形,則采用該變幾何設(shè)計方法使得在任一馬赫數(shù)狀態(tài)工作時的進氣道幾何喉道截面形狀曲率連續(xù)無尖角,有利于壁面喉道處的角區(qū)流動,提高進氣道的總壓恢復(fù)水平和動能效率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙軸轉(zhuǎn)動變形的通道無尖角內(nèi)乘波式變幾何進氣道,其特征是:所述的變截面內(nèi)乘波進氣道壓縮面分為定幾何壓縮面與可動壓縮面,在設(shè)計點的內(nèi)乘波進氣道三維壓縮基礎(chǔ)型面上,沿流向在進氣道下唇口點前某一位置的平面及沿周向的某兩個吻切面截取出可動壓縮面,將其按對稱面一分為二,各自繞相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn);轉(zhuǎn)軸位于前述沿流向的截取平面內(nèi),軸點位于可動壓縮面前緣曲線的拐點處,轉(zhuǎn)軸矢量方向與可動壓縮面前緣線切線方向間有夾角;左右可動內(nèi)乘波壓縮面在繞軸旋轉(zhuǎn)過程中關(guān)于對稱面對稱。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙軸轉(zhuǎn)動變形的通道無尖角內(nèi)乘波式變幾何進氣道,其特征是:隨來流馬赫數(shù)變化改變喉道面積,將可動壓縮面繞軸旋轉(zhuǎn)后,由密封板對增壓氣流進行密封,包括定幾何密封板和可動密封板;定幾何密封板是可動壓縮面非對稱面處的邊緣線圍繞前述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的運動軌跡平面;可動密封板是左右可動壓縮面位于最大旋轉(zhuǎn)角度狀態(tài)時原對稱面邊緣線所形成的平面;可動密封板在施加于其上的外力的約束下一直保持與可動壓縮面的接觸并在三維空間中運動。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙軸轉(zhuǎn)動變形的通道無尖角內(nèi)乘波式變幾何進氣道,其特征是:所述進氣道喉道后為一與可動壓縮面固接的過渡曲面,由可動壓縮面后緣曲邊過渡到與前述轉(zhuǎn)軸平行的直邊;在該直邊處有B鉸鏈,連接一直板,直板后緣有C鉸鏈,連接直板,直板后緣鉸接在定幾何渦輪擴張通道上;在進氣道變幾何作動過程中,仍有定幾何密封板與可動密封板對增壓氣流進行密封,直板繞鉸鏈旋轉(zhuǎn),運動規(guī)律由伺服機構(gòu)根據(jù)前述可動壓縮面的旋轉(zhuǎn)運動規(guī)律而定,直板為長度可調(diào)的伸縮板,其位置由與之鉸接的前后可動板而定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軸轉(zhuǎn)動變形的通道無尖角內(nèi)乘波式變幾何進氣道,其特征是所述分流機構(gòu)中分流板前緣為三段折邊,左右兩折邊前緣長度較分流截面中兩側(cè)直邊要短,防止在渦輪模態(tài)下的分流板與進氣道側(cè)壁發(fā)生機械干涉;分流板鉸接于定幾何擴張段上,繞平行于其前緣中間折線的矢量旋轉(zhuǎn),將70%-95%的增壓氣流根據(jù)需要導(dǎo)入下游沖壓通道或渦輪通道,另5%-30%的分流量通過分流板與進氣道側(cè)壁間的窗口流入另一通道,可排移附面層內(nèi)的部分低能流,在渦輪基組合循環(huán)排氣系統(tǒng)中發(fā)揮氣流引射作用,可降低噴管底部阻力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軸轉(zhuǎn)動變形的通道無尖角內(nèi)乘波式變幾何進氣道,其特征是所述定幾何擴張通道包括沖壓通道與渦輪通道;在沖壓通道進口形狀中上部為匹配分流板后緣的三段折線,下部為曲率連續(xù)的弧邊及直邊,由該進口根據(jù)一定的面積擴張規(guī)律與中心線變化規(guī)律過渡到圓形沖壓通道出口截面;渦輪通道為大S彎擴張段,進口形狀為匹配可動擴張段與分流板后緣的多邊形,出口形狀為圓形,通過控制大S彎流道的面積擴張率及中心線變化,在較短的流向距離內(nèi)完成進出口形狀過渡和對氣流高效的減速增壓。