專利名稱：槳尖噴氣旋翼小型熱動力試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種槳尖噴氣旋翼小型熱動力試驗裝置。
背景技術(shù)：
槳尖噴氣旋翼技術(shù)是一種通過槳尖噴氣的反作用力驅(qū)動旋翼旋轉(zhuǎn)的技術(shù)。相比于傳統(tǒng)的軸帶動旋翼，旋翼槳尖噴氣驅(qū)動的使用取消了傳統(tǒng)軸帶動旋翼的變速箱、離合器等傳動機(jī)構(gòu)和反扭距裝置，使得系統(tǒng)重量減輕、結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)和購置費用也大大降低。
根據(jù)噴出氣體溫度的不同，槳尖噴氣可分為“冷噴”、“熱噴”和“暖噴”三種?！袄鋰姟睍r，從槳尖噴出的為來源于空氣壓縮機(jī)的高壓空氣；“熱噴”時噴出的為來源于渦噴發(fā)動機(jī)尾噴口的高溫高壓氣體；而將渦扇發(fā)動機(jī)旁路氣流中的冷空氣同高溫排氣混合后(所產(chǎn)生的溫度在500攝氏度左右)，由槳尖噴出則為“暖噴”。
1964年首飛的美國休斯公司XV-9A槳尖噴氣直升機(jī)使用的是“熱噴”形式的設(shè)計，其在機(jī)身兩側(cè)安裝了兩臺YT64-GE-6型渦噴發(fā)動機(jī)，將發(fā)動機(jī)出口的熱噴流直徑從槳尖的柵狀噴口噴出，驅(qū)動一副有三片槳葉的旋翼旋轉(zhuǎn)。美國波音公司正在研究的X-50A“蜻蜒”鴨式旋翼/機(jī)翼無人飛行器，在起飛和降落階段使用了槳尖噴氣旋翼的設(shè)計，其采用的為“暖噴”的形式，將F112小型渦扇發(fā)動機(jī)的尾噴流從槳尖的數(shù)個圓形噴口噴出進(jìn)而驅(qū)動一副兩葉的蹺蹺板式旋轉(zhuǎn)機(jī)翼高速旋轉(zhuǎn)。
在對“熱噴”或“暖噴”動力形式的槳尖噴氣旋翼的動力學(xué)原理進(jìn)行試驗研究時，如果直接使用小型渦噴或渦扇發(fā)動機(jī)作為氣源，則會因為發(fā)動機(jī)的昂貴而造成整個試驗裝置的造價非常高昂。

發(fā)明內(nèi)容為了解決對槳尖噴氣旋翼的熱動力原理進(jìn)行試驗研究時，由于使用小型渦噴或渦扇發(fā)動機(jī)作為氣源而使試驗裝置的成本非常高昂的問題，本實用新型提出了一種槳尖噴氣旋翼小型熱動力試驗裝置。
本實用新型包括渦噴發(fā)動機(jī)、L形通氣管、Y形通氣管、旋轉(zhuǎn)密封接頭和噴嘴，其中所選用的發(fā)動機(jī)為航空模型用渦噴發(fā)動機(jī)，所選用的旋轉(zhuǎn)密封接頭為中空圓柱形，包括固定端和旋轉(zhuǎn)端，兩端端口的管筒內(nèi)加工有內(nèi)螺紋，用于同L形通氣管和Y形通氣管相連接，此接頭密封性能良好且中間能通過高溫工作介質(zhì)。當(dāng)進(jìn)行各部件的連接時，將L形通氣管的一端與旋轉(zhuǎn)密封接頭的固定端相連接，另一端與發(fā)動機(jī)的出口相連接；Y形通氣管包括主管和兩個支管，其主管端口與旋轉(zhuǎn)密封接頭的旋轉(zhuǎn)端相連接，兩個支管的端口上均安裝有噴嘴。為確保密封性，各連接處均用耐高溫密封膠密封。
在試驗裝置工作時，航模用發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的高速高溫噴氣經(jīng)過L形通氣管及耐高溫旋轉(zhuǎn)密封接頭，在Y形通氣管中分成兩股并從錐形噴嘴中噴出，其產(chǎn)生的噴氣反作用力驅(qū)動Y形通氣管及錐形噴嘴繞旋轉(zhuǎn)密封接頭的中心軸高速旋轉(zhuǎn)。
本試驗裝置利用航空模型用的微型渦噴發(fā)動機(jī)，對槳尖噴氣旋翼的熱動力原理進(jìn)行試驗研究，基本能滿足驗證熱動力理論和計算方法的需要。因為沒有使用小型渦噴或渦扇發(fā)動機(jī)，因此具有造價低廉、投資省和占地小的優(yōu)點。


附圖1是槳尖噴氣旋翼小型熱動力試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是槳尖噴氣旋翼小型熱動力試驗裝置俯視圖附圖3是錐形噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖其中1.發(fā)動機(jī)2.L形通氣管3.噴嘴4.Y形通氣管5.旋轉(zhuǎn)密封接頭具體實施方式
本實施例包括航空模型用渦噴發(fā)動機(jī)1、L形通氣管2、Y形通氣管4、旋轉(zhuǎn)密封接頭5和噴嘴3。L形通氣管2的一端與發(fā)動機(jī)1的出口相連接，另一端與旋轉(zhuǎn)密封接頭的固定端相連接；Y形通氣管4包括主管和兩個支管，其主管端口與旋轉(zhuǎn)密封接頭5的旋轉(zhuǎn)端相連接，兩個支管的端口上均安裝有噴嘴3。在實施中發(fā)動機(jī)1采用JETCAT P-200型航空模型用渦噴發(fā)動機(jī)，最大推力為20kg，帶有全套附件，可以監(jiān)控發(fā)動機(jī)狀態(tài)，測定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、噴氣溫度和壓強(qiáng)等參數(shù)；旋轉(zhuǎn)密封接頭5亦為現(xiàn)成品，為中空圓柱形，包括固定端和旋轉(zhuǎn)端，兩端端口的管筒內(nèi)有內(nèi)螺紋，用于同L形通氣管2和Y形通氣管4連接。
L形通氣管2和Y形通氣管4選用耐高溫金屬材料制成，二者的內(nèi)徑均為10cm，外徑均為10.3cm。L形通氣管2的一端端口和Y形通氣管4的各端口均加工有連接用的外螺紋。
本實施例的噴嘴3有三對，用耐高溫金屬材料制成，為空腔結(jié)構(gòu)，其外形與內(nèi)腔均為錐形，進(jìn)氣端有內(nèi)螺紋；各對噴嘴的進(jìn)口處的內(nèi)徑均為10.3cm，出口處內(nèi)徑分別為8cm、5cm、3cm，各對噴嘴可以根據(jù)試驗的需要進(jìn)行更換，以試驗不同大小的噴口對推力的影響。
為確保密封性，各連接處均用耐高溫密封膠密封。
當(dāng)試驗裝置工作時，發(fā)動機(jī)1產(chǎn)生的高速高溫噴氣經(jīng)過L形通氣管2及旋轉(zhuǎn)密封接頭5和Y形通氣管4的主管，在Y形通氣管4的兩個支管中分成兩股氣流，并從噴嘴3中噴出，其產(chǎn)生的噴氣反作用力驅(qū)動Y形通氣管4產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動旋轉(zhuǎn)密封接頭5的旋轉(zhuǎn)端高速旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求1.一種槳尖噴氣旋翼小型熱動力試驗裝置，包括發(fā)動機(jī)(1)、三對噴嘴(3)和通氣管，其特征在于還包括有旋轉(zhuǎn)密封接頭(5)，并且通氣管包括L形通氣管(2)和Y形通氣管(4)，所選用的發(fā)動機(jī)為航空模型用渦噴發(fā)動機(jī)；L形通氣管(2)和Y形通氣管(4)的一端與旋轉(zhuǎn)密封接頭(5)的固定端相連接，另一端與發(fā)動機(jī)(1)的出口相連接；Y形通氣管(4)包括主管和兩個支管，其主管端口與旋轉(zhuǎn)密封接頭(5)的旋轉(zhuǎn)端相連接，兩個支管的端口上均安裝有噴嘴(3)，并且噴嘴(3)的的出口方向相反。
2.如權(quán)利要求1所述槳尖噴氣旋翼小型熱動力試驗裝置，其特征在于噴嘴(3)為空腔結(jié)構(gòu)，其外形與內(nèi)腔均為錐形，其進(jìn)氣端有內(nèi)螺紋；各對噴嘴進(jìn)口處的內(nèi)徑均與Y形通氣管(4)的兩個支管的外徑相同，出口處的內(nèi)徑則各不相同。
專利摘要本實用新型是一種槳尖噴氣旋翼小型熱動力試驗裝置。為降低槳尖噴氣旋翼熱動力原理試驗研究的成本，本實用新型選用航空模型用渦噴發(fā)動機(jī)(1)，將L形通氣管(2)的一端與旋轉(zhuǎn)密封接頭(5)的固定端相連接，另一端與發(fā)動機(jī)(1)的出口相連接；將Y形通氣管(4)的主管端口與旋轉(zhuǎn)密封接頭的旋轉(zhuǎn)端相連接，支管端口上均安裝錐形噴嘴(3)。當(dāng)發(fā)動機(jī)(1)的尾噴氣流經(jīng)過L形通氣管(2)及旋轉(zhuǎn)密封接頭(5)，在Y形通氣管(4)中分成兩股并從錐形噴嘴(3)中噴出時，產(chǎn)生的噴氣反作用力驅(qū)動Y形通氣管、錐形噴嘴及旋轉(zhuǎn)密封接頭的旋轉(zhuǎn)端高速旋轉(zhuǎn)。本實用新型可進(jìn)行槳尖噴氣旋翼的熱動力原理試驗，具有造價低廉、投資省和占地小的優(yōu)點。
文檔編號G01M9/00GK2859493SQ200520079790
公開日2007年1月17日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者高正紅, 詹浩, 鄧陽平 申請人:西北工業(yè)大學(xué)