一种带可调雷达屏蔽格栅的排气系统高隐身结构的制作方法

1.本技术属于隐身发动机设计领域，特别涉及一种带可调雷达屏蔽格栅的排气系统高隐身结构。


背景技术：

2.随着新一代隐身飞行器对航空发动机雷达隐身要求的不断提高，且发动机后腔体产生的雷达散射占整个飞机后向雷达散射的95％以上，目前提升发动机后向雷达隐身能力的常规隐身措施为雷达修形和雷达吸波材料。
3.当发动机常规雷达隐身措施无法满足飞机大幅降低低频段雷达散射信号的作战需求时，目前发动机内腔体部件隐身修形对低频段的雷达散射信号反应不敏感，同时缺乏耐中、高温低频段抑制效果明显的雷达吸波材料，常规雷达隐身措施在低频波段雷达隐身信号的抑制能力受限。
4.为了解决l、s、c低频波段雷达信号抑制措施受限的难题，需要设计一种结构简单，可降低低频段雷达隐身信号、带可调雷达屏蔽格栅的排气系统高隐身结构。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供了一种带可调雷达屏蔽格栅的排气系统高隐身结构，以解决现有技术中发动机内腔体部件隐身修形对低频段的雷达散射信号反应不敏感的问题。
6.本技术的技术方案是：一种带可调雷达屏蔽格栅的排气系统高隐身结构，包括圆转方段、收敛段、扩张段和隐身调节机构；所述圆转方段前端与发动机相连，所述收敛段连接于圆转方段和扩张段之间；所述隐身调节机构包括动力件、圆柱连接杆、可调滑动块和雷达屏蔽格栅；所述动力件设于圆转方段上，所述圆柱连接杆的一端与动力件的输出端固定连接、另一端与可调滑动块固定连接；
7.所述扩张段包括侧壁、上扩张调节片和下扩张调节片，所述侧壁共有两组并均竖直设置，所述上扩张调节片和下扩张调节片上下设置并且上扩张调节片和下扩张调节片设于两组侧壁之间；
8.所述侧壁外侧开设有水平设置的第一滑槽，所述可调滑动块水平滑移配合于第一滑槽内，所述雷达屏蔽格栅水平设于上扩张调节片和下扩张调节片之间，所述雷达屏蔽格栅上可拆卸连接有水平设置的格栅连接轴，所述侧壁开设有水平设置的与第一滑槽连通的第二滑槽，所述格栅连接轴水平滑移配合于第二滑槽内，所述格栅连接轴的两端与可调滑动块相连。
9.优选地，所述动力件包括固定安装座、作动筒和拉杆；所述固定安装座固定连接于圆转方段的弧形外侧壁上，所述作动筒铰接于固定安装座上，所述作动筒的活塞杆与拉杆铰接，所述拉杆远离作动筒的一端与圆柱连接杆固定连接。
10.优选地，所述格栅连接轴沿其轴向间隔设置有多个可拆卸连接部，每个所述可拆卸连接部均能够与雷达屏蔽格栅可拆卸连接，所述雷达屏蔽格栅的数量为4-30个。
11.优选地，所述收敛段包括上下设置的两组收敛调节片，所述收敛调节片与侧壁相抵。
12.优选地，所述侧壁、上扩张调节片和下扩张调节片的出口端均进行锯齿修型设置，所述侧壁的高度大于上扩张调节片、下扩张调节片和收敛调节片的高度，所述侧壁出口端的角度范围为40
゜
～70
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，所述上扩张调节片和下扩张调节片出口端的角度范围为100
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～130
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。
13.优选地，所述侧壁内设有冷却通道，所述侧壁内冷却通道与圆转方段内冷却通道相同，所述侧壁的内侧开设有与主燃气通道连通的冷却孔。
14.本技术的一种带可调雷达屏蔽格栅的排气系统高隐身结构，包括圆转方段、收敛段、扩张段和隐身调节机构；隐身调节机构包括动力件、圆柱连接杆、可调滑动块和雷达屏蔽格栅；雷达屏蔽格栅上可拆卸连接有水平设置的格栅连接轴，可调滑动块和格栅连接轴与侧壁滑动配合，当需要减弱发动机后向腔体内雷达散射信号时，可以通过调整雷达屏蔽格栅的数量，使得雷达屏蔽格栅之间的间距小于入射电磁波波长时，使得部分雷达波无法进入发动机腔体内；当需要调整发动机复杂腔体内雷达波折射衰减次数或雷达波入射和反射位置时，可开启雷达屏蔽格栅左右可调功能，来实现发动机雷达波折射次数及入射、反射波折射位置的控制，以明显减小飞机及发动机后向的雷达散射信号。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例。
16.图1为本技术整体结构轴测图；
17.图2为本技术雷达屏蔽格栅达到其行程最前端时的结构示意图；
18.图3为本技术雷达屏蔽格栅达到其行程最后端时的结构示意图。
19.1、圆转方段；2、固定安装座；3、作动筒；4、拉杆；5、圆柱连接杆；6、可调滑动块；7、侧壁；8、收敛调节片；9、上扩张调节片；10、下扩张调节片；11、格栅连接轴；12、雷达屏蔽格栅。
具体实施方式
20.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例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
21.一种带可调雷达屏蔽格栅的排气系统高隐身结构，用于矢量喷管上，如图1所示，包括圆转方段1、收敛段、扩张段和隐身调节机构。圆转方段1前端与发动机相连，收敛段连接于圆转方段1和扩张段之间，圆转方段1、收敛段和扩张段内部形成主燃气通道，用于排出发动机内部燃气。主燃气通道的入口端为喷管的前端、出口端为喷管的后端。
22.隐身调节机构包括动力件、圆柱连接杆5、可调滑动块6和雷达屏蔽格栅12；动力件、圆柱连接杆5、可调滑动块6均有两组通过主燃气通道的中部对称设置，动力件设于圆转方段1上，圆柱连接杆5的一端与动力件的输出端固定连接、另一端与可调滑动块6固定连接。
23.扩张段包括侧壁7、上扩张调节片9和下扩张调节片10，侧壁7共有两组并均竖直设
置，上扩张调节片9和下扩张调节片10上下设置并且上扩张调节片9和下扩张调节片10设于两组侧壁7之间。
24.侧壁7外侧开设有水平设置的第一滑槽，可调滑动块6水平滑移配合于第一滑槽内，雷达屏蔽格栅12水平设于上扩张调节片9和下扩张调节片10之间，雷达屏蔽格栅12的形状可以为扇形、弯曲锥形等，雷达屏蔽格栅12上可拆卸连接有水平设置的格栅连接轴11，侧壁7开设有水平设置的与第一滑槽连通的第二滑槽，格栅连接轴11水平滑移配合于第二滑槽内，格栅连接轴11的两端与可调滑动块6相连。
25.雷达屏蔽格栅12具有多组并沿着格栅连接轴11的长度方向均匀分布，随着雷达屏蔽格栅12数量的增加，雷达屏蔽格栅12之间的间距就越小，相邻雷达屏蔽格栅12之间或者雷达屏蔽格栅12与侧壁7之间的间距决定了雷达波的波长，当雷达屏蔽格栅12的间距小于入射电磁波波长时，雷达波无法入射到发动机腔体内形成强散射源，可以通过雷达屏蔽格栅12可调位置的控制来实现雷达隐身信号的综合抑制效果。
26.当需要减弱发动机后向腔体内雷达散射信号时，可以通过调整雷达屏蔽格栅12的数量，使得雷达屏蔽格栅12之间的间距小于入射电磁波波长时，使得部分雷达波无法进入发动机腔体内。
27.当需要调整发动机复杂腔体内雷达波折射衰减次数或雷达波入射和反射位置时，可开启雷达屏蔽格栅12左右可调功能，具体为通过两组动力件同步驱动圆柱连接杆5沿着主燃气通道的轴线方向移动，圆柱连接杆5带动格栅连接轴11和雷达屏蔽格栅12向着靠近或者远离喷管后端的方向移动，来实现发动机雷达波折射次数及入射、反射波折射位置的控制，以明显减小飞机及发动机后向的雷达散射信号。
28.可调滑动块6沿着主燃气通道的轴向方向设置，格栅连接轴11沿着喷管的横向方向设置，可调滑动块6与格栅连接轴11的行程相同，当格栅连接轴11处于图2位置时，雷达屏蔽格栅12最靠近喷管的前端；当格栅连接轴11处于图3位置时，雷达屏蔽格栅12最靠近喷管的后端。
29.综述，通过控制雷达屏蔽格栅12的间距、数量及位置，当调整到低频段雷达波波长大于入射的发动机腔体结构尺寸时，使得雷达波无法进入发动机腔体内，且可通过雷达屏蔽格栅12位置的调节，改变雷达波的入射位置及方向，大大降低了发动机后向的雷达散射信号，弥补了常规雷达隐身措施的不足，解决了发动机后向常规雷达隐身措施在l、s、c低频波段雷达信号抑制能力差的难题，同时具有结构简单、隐身性能好的优点。
30.雷达屏蔽格栅12与格栅连接轴11之间可以通过螺栓、插销等结构实现可拆卸连接。
31.优选地，动力件包括固定安装座2、作动筒3和拉杆4；固定安装座2固定连接于圆转方段1的弧形外侧壁7上，作动筒3铰接于固定安装座2上，作动筒3的活塞杆与拉杆4铰接，拉杆4远离作动筒3的一端与圆柱连接杆5固定连接。当两组作动筒3的活塞杆同步伸长时，将拉杆4推出，控制雷达屏蔽格栅12向喷管后端移动；当两组作动筒3的活塞杆同时收缩时，将拉杆4拉回，控制雷达屏蔽格栅12向喷管前端移动，实现雷达屏蔽格栅12位置的调节。作动筒3的数量可以对称布置2～6个。
32.优选地，格栅连接轴11沿其轴向间隔设置有多个可拆卸连接部，可以为预置的螺纹孔或者插销孔等，每个可拆卸连接部均能够与雷达屏蔽格栅12可拆卸连接，雷达屏蔽格
栅12的数量为4-30个，通过设置可拆卸连接部，能够实现雷达屏蔽格栅12数量的高效调节。
33.优选地，收敛段包括上下设置的两组收敛调节片8，收敛调节片8与侧壁7相抵，通过适应性修改收敛段的结构，来保证隐身调节机构的稳定工作。
34.优选地，侧壁7、上扩张调节片9和下扩张调节片10的出口端均进行锯齿修型设置，侧壁7的高度大于上扩张调节片9、下扩张调节片10和收敛调节片8的高度，侧壁7出口端的角度范围为40
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～70
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，上扩张调节片9和下扩张调节片10出口端的角度范围为100
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～130
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。通过侧壁7、上扩张调节片9和下扩张调节片10进行锯齿修型和角度设计，有效提升矢量喷管的雷达隐身性能。
35.优选地，侧壁7内设有冷却通道，侧壁7内冷却通道与圆转方段1内冷却通道相同，侧壁7的内侧开设有与主燃气通道连通的冷却孔，通过冷却通道和冷却孔分别对侧壁7和主燃气通道进行冷却，保证矢量喷管的冷却性能和雷达隐身能力。
36.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种带可调雷达屏蔽格栅的排气系统高隐身结构，其特征在于：包括圆转方段(1)、收敛段、扩张段和隐身调节机构；所述圆转方段(1)前端与发动机相连，所述收敛段连接于圆转方段(1)和扩张段之间；所述隐身调节机构包括动力件、圆柱连接杆(5)、可调滑动块(6)和雷达屏蔽格栅(12)；所述动力件设于圆转方段(1)上，所述圆柱连接杆(5)的一端与动力件的输出端固定连接、另一端与可调滑动块(6)固定连接；所述扩张段包括侧壁(7)、上扩张调节片(9)和下扩张调节片(10)，所述侧壁(7)共有两组并均竖直设置，所述上扩张调节片(9)和下扩张调节片(10)上下设置并且上扩张调节片(9)和下扩张调节片(10)设于两组侧壁(7)之间；所述侧壁(7)外侧开设有水平设置的第一滑槽，所述可调滑动块(6)水平滑移配合于第一滑槽内，所述雷达屏蔽格栅(12)水平设于上扩张调节片(9)和下扩张调节片(10)之间，所述雷达屏蔽格栅(12)上可拆卸连接有水平设置的格栅连接轴(11)，所述侧壁(7)开设有水平设置的与第一滑槽连通的第二滑槽，所述格栅连接轴(11)水平滑移配合于第二滑槽内，所述格栅连接轴(11)的两端与可调滑动块(6)相连。2.如权利要求1所述的带可调雷达屏蔽格栅的排气系统高隐身结构，其特征在于：所述动力件包括固定安装座(2)、作动筒(3)和拉杆(4)；所述固定安装座(2)固定连接于圆转方段(1)的弧形外侧壁(7)上，所述作动筒(3)铰接于固定安装座(2)上，所述作动筒(3)的活塞杆与拉杆(4)铰接，所述拉杆(4)远离作动筒(3)的一端与圆柱连接杆(5)固定连接。3.如权利要求1所述的带可调雷达屏蔽格栅的排气系统高隐身结构，其特征在于：所述格栅连接轴(11)沿其轴向间隔设置有多个可拆卸连接部，每个所述可拆卸连接部均能够与雷达屏蔽格栅(12)可拆卸连接，所述雷达屏蔽格栅(12)的数量为4-30个。4.如权利要求1所述的带可调雷达屏蔽格栅的排气系统高隐身结构，其特征在于：所述收敛段包括上下设置的两组收敛调节片(8)，所述收敛调节片(8)与侧壁(7)相抵。5.如权利要求4所述的带可调雷达屏蔽格栅的排气系统高隐身结构，其特征在于：所述侧壁(7)、上扩张调节片(9)和下扩张调节片(10)的出口端均进行锯齿修型设置，所述侧壁(7)的高度大于上扩张调节片(9)、下扩张调节片(10)和收敛调节片(8)的高度，所述侧壁(7)出口端的角度范围为40
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～70
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，所述上扩张调节片(9)和下扩张调节片(10)出口端的角度范围为100
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～130
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。6.如权利要求1所述的带可调雷达屏蔽格栅的排气系统高隐身结构，其特征在于：所述侧壁(7)内设有冷却通道，所述侧壁(7)内冷却通道与圆转方段(1)内冷却通道相同，所述侧壁(7)的内侧开设有与主燃气通道连通的冷却孔。

技术总结
本申请属于隐身发动机设计领域，为一种带可调雷达屏蔽格栅的排气系统高隐身结构，包括圆转方段、收敛段、扩张段和隐身调节机构；隐身调节机构包括动力件、圆柱连接杆、可调滑动块和雷达屏蔽格栅；雷达屏蔽格栅上可拆卸连接有水平设置的格栅连接轴，可调滑动块和格栅连接轴与侧壁滑动配合，当需要减弱发动机后向腔体内雷达散射信号时，可以通过调整雷达屏蔽格栅的数量，使得部分雷达波无法进入发动机腔体内；当需要调整发动机复杂腔体内雷达波折射衰减次数或雷达波入射和反射位置时，可开启雷达屏蔽格栅左右可调功能，来实现发动机雷达波折射次数及入射、反射波折射位置的控制，以明显减小飞机及发动机后向的雷达散射信号。减小飞机及发动机后向的雷达散射信号。减小飞机及发动机后向的雷达散射信号。


技术研发人员：王伟 卢浩浩 赵明 王殿磊 吴飞 陈瀚赜
受保护的技术使用者：中国航发沈阳发动机研究所
技术研发日：2023.04.24
技术公布日：2023/6/28