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CN108625964A - 一种发动机排气管及具有其的飞机 - Google Patents

一种发动机排气管及具有其的飞机 Download PDF

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CN108625964A
CN108625964A CN201710156007.6A CN201710156007A CN108625964A CN 108625964 A CN108625964 A CN 108625964A CN 201710156007 A CN201710156007 A CN 201710156007A CN 108625964 A CN108625964 A CN 108625964A
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CN
China
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inner tube
exhaust pipe
outer tube
engine
tube
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Pending
Application number
CN201710156007.6A
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English (en)
Inventor
张琳婕
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Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC
Original Assignee
Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/082—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of tailpipe, e.g. with means for mixing air with exhaust for exhaust cooling, dilution or evacuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种发动机排气管及具有其的飞机，涉及飞机发动机技术领域。所述排气管包含：内管，所述内管包含内管圆柱段和内管圆锥段，所述内管圆柱段的一端与所述发动机尾喷管连接，另一端连接所述内管圆锥段的大端；外管，所述外管套设在所述内管的外侧，所述内管与外管之间形成沿内管的轴线方向的环形空腔；以及隔热层，所述隔热层设置在所述环形空腔内。所述飞机包含如上所述的发动机排气管。本发明的优点在于：排气管利用内管圆锥段将高温气体排出，将尾喷气流导向远离机翼下表面的方向，同时内管与外管之间设置有隔热层，有效避免了高温高速燃气对飞机机体的危害；充分冷却发动机短舱温度及排气管壁温，结构简单、安装便捷。

Description

一种发动机排气管及具有其的飞机
技术领域
本发明涉及飞机发动机技术领域，具体涉及一种发动机排气管及具有其的飞机。
背景技术
涡轮发动机及短舱通过发动机机架吊挂于飞机机翼下前方，发动机燃油燃烧后产生的高温高速燃气通过尾喷管直接排出机体，发动机尾喷高温气流会导致机翼油箱舱下壁板过热，对飞机机体的危害。同时，也会造成安装在发动机壳体外壁的温度过高，影响使用性能及使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种发动机排气管及具有其的飞机，利用发动机排气管将发动机燃油燃烧后产生的高温高速燃气排出机体，并有效避免对飞机机体的危害，以解决或至少减轻背景技术中所存在的至少一处的问题。
本发明的技术方案是：提供一种发动机排气管，所述排气管用于与发动机尾喷管连接，所述排气管包含：
内管，所述内管包含内管圆柱段和内管圆锥段，所述内管圆柱段的一端与所述发动机尾喷管连接，另一端连接所述内管圆锥段的大端；
外管，所述外管套设在所述内管的外侧，所述内管与外管之间形成沿内管的轴线方向的环形空腔；
以及隔热层，所述隔热层设置在所述环形空腔内。
优选的，所述内管圆柱段远离所述内管圆锥段的一端设置有内管法兰，所述内管圆锥段远离所述内管圆柱段的一端设置有加强筋。
优选的，所述外管＝为环形套筒结构，所述环形套筒的一端内表面设置有外管法兰，所述外管法兰用于与所述内管法兰＝连接。
优选的，所述外管包含两个半环形管，所述半环形管的外侧壁沿轴线方向设置有安装边，两个所述半环形管通过所述安装边固定连接；所述外管沿其轴线方向包含外管圆柱段和外管圆锥段，所述外管圆柱段与所述外管圆锥段分别与所述内管圆柱段及内管圆锥段对称设置。
优选的，所述外管的轴线与所述内管的轴线重合，所述内管圆锥段的锥角设置为30度。
优选的，所述内管与外管之间设置有多个支架，多个所述支架设置在所述内管圆柱段的外圆表面，沿所述内管的圆周均布设置。
优选的，所述隔热层采用陶瓷纤维材料制作，所述隔热层与所述外管的内侧壁以可拆卸方式固定连接，所述支架设置在所述隔热层与所述内管之间。
本发明还提供了一种飞机，所述飞机包含如上所述的飞机发动机排气管。
本发明的优点在于：本发明的飞机发动机排气管与飞机的发动机尾喷管连接，排气管利用内管圆锥段将高温气体排出，将尾喷气流导向远离机翼下表面的方向，有效避免了高温高速燃气对飞机机体的危害；内管与外管形成的双层结构形式，有利于实现降低尾喷管壁温度的目的，结构形式简单、安装便捷、使用寿命长。
附图说明
图1是本发明一实施例的飞机发动机排气管的示意图。
图2是图1所示的飞机发动机排气管中的内管示意图。
其中，1-发动机尾喷管，2-内管，21-内管圆柱段，22-内管圆锥段，23-内管法兰，24-加强筋，3-外管，4-隔热层，5-支架，6-环形空腔。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1、图2所示，一种发动机排气管，所述排气管用于与发动机尾喷管1连接，所述排气管包含内管2、外管3及隔热层4。
内管2包含内管圆柱段21和内管圆锥段22，内管圆柱段21的一端与发动机尾喷管1连接，另一端连接内管圆锥段22的大端。
在本实施例中，内管圆柱段21与内管圆锥段22一体成型。内管圆柱段21远离内管圆锥段22的一端设置有内管法兰23，内管圆锥段22远离内管圆柱段21的一端设置有加强筋24。内管2通过内管法兰23与发动机尾喷管1连接。加强筋24用于增加内管2的强度，其优点在于，可以将内管2的主体壁厚设计为较薄的壳体，利用加强筋24保证内管2的结构形状。
在本实施例中，加强筋24设置为环形结构，所述环形结构的径向自内管向外管延伸，其优点在于，可以防止内管排出的高温气体进入内管与外管之间。
可以理解的是，加强筋24可以是用于加强内管圆锥段22尾部强度的任何结构。例如，在一个备选实施例中，加强筋24为翻边处理结构；在另一备选实施例中，加强筋24为加厚结构。
在本实施例中，内管法兰23与内管圆柱段21一体成型接。可以理解的是，内管法兰23与内管圆柱段21还可以通过其它可拆卸方式固定连接。例如，在一个备选实施例中，内管法兰23通过铆钉与内管圆柱段21固定连接。
在本实施例中，将内管2设计一段内管圆锥段的其优点在于，能够将发动机燃油燃烧后产生的高温高速燃气完全排出机体，并使排出气体远离机体表面，有效避免对飞机机体的危害。
外管3套设在内管2的外侧，内管2与外管3之间形成沿内管2的轴线方向的环形空腔6；隔热层4设置在所述环形空腔6内。
通过设置环形空腔6及隔热层4，可以有效降低排气管外壁的温度，从而避免影响机体表面的温度。
在本实施例中，外管3为环形套筒结构，所述环形套筒的一端内表面设置有外管法兰，所述外管法兰用于与内管法兰23通过螺栓固定连接。结构简单，方便隔热层4的安装。
可以理解的是，外管3还可以设置为其它形式。例如，在一个备选实施例中，外管3包含两个半环形管，所述半环形管是指过外管3轴线的截面将外管3分成的两个半体，所述半环形管的外侧壁沿轴线方向设置有安装边，两个所述半环形管通过所述安装边固定连接；外管3沿其轴线方向包含外管圆柱段和外管圆锥段，外管圆柱段与外管圆锥段分别与内管圆柱段21及内管圆锥段22对称设置。其优点在于，外管3的末端(外管圆锥段)远离机体表面，避免热量传递至机体，有利于降低机体表面的温度。
在本实施例中，外管3的轴线与内管2的轴线重合，内管圆锥段22的锥角设置为30度。其优点在于，可以保证排气管的内管远离机体表面，增大内管与外管之间的距离，防止排气管通过侧壁将温度传至机体表面。
可以理解的是，内管圆锥段22的锥角还可以根据实际需要设定，以满足将发动机燃油燃烧后产生的高温高速燃气完全排出机体，并有效避免对飞机机体的危害。
在本实施例中，内管2与外管3之间设置有多个支架5，多个支架5设置在内管圆柱段21的外圆表面，沿内管2的圆周均布设置。具体的，支架5设置为类似“几”字形，通过焊接方式焊接在内管的外壁上，并形成拱形桥结构。其优点在于，通过支架5可以增加内管圆柱段的强度，降低内管圆柱段的壁厚，减轻排气管的重量。
具体的，隔热层4安装在内管与外管形成的环形空腔6内，并与外管3的内壁以可拆卸方式固定连接，支架5支撑在隔热层4与内管2之间的空间内。
在本实施例中，隔热层4采用陶瓷纤维材料制作，隔热层4与外管3的内侧壁以可拆卸方式固定连接，支架5设置在所述隔热层4与内管2之间。其优点在于，隔热层4可以防止排气管的外管侧壁温度过高，同时隔热层4与内管2之间留有空腔，由于内管2内的高温产生的高温气体可以通过隔热层4与内管2之间的剩余空腔排出。
本实施例中的发动机排气管设计为双层结构，包含内管2、外管3以及隔热层4，内管2远离发动机尾喷管1的一端设置为圆锥段，使排气管的外壁远离机体表面，通过该发动机排气管可以将尾喷气流导向远离机翼下表面的方向，可以有效避免高温高速燃气对飞机机体的危害。内管与外管形成的双层结构形式，有利于实现降低尾喷管壁温度的目的，结构形式简单、安装便捷、使用寿命长。
本实施例还提供了一种飞机，所述飞机包含如上所述的发动机排气管。排气管中的内管2远离发动机尾喷管1的一端设置为圆锥段，使排气管的外壁远离机体表面，排气管与飞机发动机尾喷管连接后，通过该发动机排气管可以将尾喷气流导向远离机翼下表面的方向，可以有效避免高温高速燃气对飞机机体的危害。内管与外管形成的双层结构形式，有利于实现降低尾喷管壁温度的目的，结构形式简单、安装便捷、使用寿命长。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种发动机排气管，所述排气管用于与发动机尾喷管(1)连接，其特征在于，所述排气管包含：
内管(2)，所述内管(2)包含内管圆柱段(21)和内管圆锥段(22)，所述内管圆柱段(21)的一端与所述发动机尾喷管(1)连接，另一端连接所述内管圆锥段(22)的大端；
外管(3)，所述外管(3)套设在所述内管(2)的外侧，所述内管(2)与外管(3)之间形成沿内管(2)的轴线方向的环形空腔(6)；
以及隔热层(4)，所述隔热层(4)设置在所述环形空腔(6)内。
2.如权利要求1所述的发动机排气管，其特征在于，所述内管圆柱段(21)远离所述内管圆锥段(22)的一端设置有内管法兰(23)，所述内管圆锥段(22)远离所述内管圆柱段(21)的一端设置有加强筋(24)。
3.如权利要求2所述的发动机排气管，其特征在于，所述外管(3)为环形套筒结构，所述环形套筒的一端内表面设置有外管法兰，所述外管法兰用于与所述内管法兰(23)连接。
4.如权利要求2所述的发动机排气管，其特征在于，所述外管(3)包含两个半环形管，所述半环形管的外侧壁沿轴线方向设置有安装边，两个所述半环形管通过所述安装边固定连接；所述外管(3)沿其轴线方向包含外管圆柱段和外管圆锥段，所述外管圆柱段与所述外管圆锥段分别与所述内管圆柱段(21)及内管圆锥段(22)对称设置。
5.如权利要求3或4所述的发动机排气管，其特征在于，所述外管(3)的轴线与所述内管(2)的轴线重合，所述内管圆锥段(22)的锥角设置为30度。
6.如权利要求5所述的发动机排气管，其特征在于：所述内管(2)与外管(3)之间设置有多个支架(5)，多个所述支架(5)设置在所述内管圆柱段(21)的外圆表面，沿所述内管(2)的圆周均布设置。
7.如权利要求6所述的发动机排气管，其特征在于：所述隔热层(4)采用陶瓷纤维材料制作，所述隔热层(4)与所述外管(3)的内侧壁以可拆卸方式固定连接，所述支架(5)设置在所述隔热层(4)与所述内管(2)之间。
8.一种飞机，其特征在于：所述飞机包含如权利要求1至7任一项所述的发动机排气管。
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