收斂尾噴管

收斂尾噴管是指一種結構簡單、重量輕，並且能在可用壓力比小於5. 0的範圍內具有較好的性能，在亞聲速飛行或只作短暫超聲速飛行的多用途飛機的發動機上仍然有廣泛的套用的尾噴管。尾噴管的主要作用是使燃氣發生器排出的燃氣繼續膨脹，將燃氣的可用功轉變為動能，燃氣以高速向後噴出，發動機產生反作用推力。

基本介紹

• 中文名：收殮尾噴管
• 外文名：Encoffered tail nozzle
• 學科：航空工程
• 領域：部件設計
• 作用：使發動機產生反作用推力

簡介

收斂尾噴管是指一種結構簡單、重量輕，並且能在可用壓力比小於5. 0的範圍內具有較好的性能，在亞聲速飛行或只作短暫超聲速飛行的多用途飛機的發動機上仍然有廣泛的套用的尾噴管。尾噴管的主要作用是使燃氣發生器排出的燃氣繼續膨脹，將燃氣的可用功轉變為動能，燃氣以高速向後噴出，發動機產生反作用推力。

尾噴管介紹

在航空渦噴發動機和渦扇發動機上，尾噴管的主要作用是使燃氣發生器排出的燃氣繼續膨脹，將燃氣的可用功轉變為動能，燃氣以高速向後噴出，發動機產生反作用推力。此外，尾噴管喉道面積的調整可改變氣流在渦輪和尾噴管中膨脹比的分配，即改變壓氣機和渦輪的共同工作點，實現對整個發動機工作狀態的控制。因此，尾噴管的喉道面積可以作為發動機的一個調節量。現代飛機還要求尾噴管具有推力換向和反向的能力以提高飛機機動性和起飛、著陸性能。尾噴管的設計還應考慮儘量減小紅外線輻射、噪聲和雷達信號反射強度等。

由於發動機淨推力對尾噴管性能的敏感程度較高，因此為獲得儘可能高的尾噴管性能，對尾噴管的成本、重量、複雜程度、可靠性等進行周密考慮是極為重要的。

收斂尾噴管分類

收斂尾噴管，包括錐形尾噴管和分開排氣渦扇發動機的尾噴管。

錐形收縮尾噴管有兩種基本形式。一種為固定式，它無活動構件，另一種為可調式，配有作動系統和活動魚鱗片，使尾噴管出口面積能在一定範圍內變化。

不可調節的錐形尾噴管最簡單，以收斂通道排出發動機排氣流，主要用在第一、二代渦噴發動機以及亞聲速飛機的混合排氣渦扇發動機上。

亞聲速飛機所用的分開排氣渦扇發動機一般採用收斂尾噴管。

收斂尾噴管的工作狀態

當尾噴管進口氣流總壓Pt或出口反壓P0變化時，尾噴管出口的流動狀態會發生相應的變化，並由此引起尾噴管射流流譜的變化。收斂尾噴管有3種工作狀態，其特點說明如下。

短艙出口截面上的氣流壓力

1.亞臨界狀態

其特點是: 短艙出口截面上的氣流壓力P= P0,飛行馬赫數等於1.0。

當尾噴管可用壓力比較低時，出口截面氣流速度較低，達不到當地聲速，所以氣流是完全膨脹且馬赫數小於1. 0。

隨著可用壓力比的增加，出口氣流速度增加並趨近於聲速。當短艙出口截面上的氣流壓力P= P0。而飛行馬赫數等於1.0時，稱為臨界狀態。

2.臨界狀態

其特點是：短艙出口截面上的氣流壓力P= P0,飛行馬赫數等於1.0

如果臨界狀態可用壓力比繼續增加，由於收斂尾噴管出口氣流馬赫數不能大於1. 0，所以此時仍然是飛行馬赫數等於1.0，而短艙出口截面上的氣流壓力P>P0，此時稱為超臨界狀態。

3.超臨界狀態

其特點是：飛行馬赫數等於1.0，短艙出口截面上的氣流壓力P>P0。

此時，氣流在尾噴管出口截面上達到聲速，並在出口外的自由射流中膨脹到超聲速。如不考慮薪性衰減，尾噴管出口後氣流的流動狀態如右圖所示，膨脹波一反射膨脹波、壓縮波一反射壓縮波的超聲速射流柱的形狀是AA1BB1基本形狀的重複變化。

4.影響收斂尾噴管流量係數和推力係數的因素

收斂尾噴管的可用壓力比、收縮角。、進出口直徑比等對收斂尾噴管的流量係數和推力係數有很大影響。