文档介绍：航空发动机尾喷管
关键字：航空发动机尾喷管
摘要：尾喷管又称排气喷管、喷管或推力喷管。它是喷气发动机中使高压燃气（或空气）膨胀加速并以 高速排出发动机的部件。
一、 概述
在航空燃气轮机上，尾喷管的功能是将从涡轮（或加力燃烧室）流出收敛喷管排出的燃气射 流在周围亚声速气流包围中继续膨胀加速，引射喷管成了“主燃气射流”的以“流体”为壁面 的扩张段。。图中2截面为主射流膨胀到外界大气压力的截面。
(a) (b) (c) (d)
除上述各种结构形式的尾喷管外，有的发动机上安装具有消声装置的尾喷管或安装具有反 推力装置的尾喷管，对垂直起落飞机用的发动机装有“换向喷管”，某些比较先进的军用歼击 机装有“矢量喷管”和“红外隐身尾喷管”。
为了更便于在高速飞行中对飞机进行操纵和控制，可以采用被称为“矢量喷管”的尾喷 管。它可以使燃气流向上下左右不同的方向偏转一个可以操纵的角度，这样做，可以使发动机 不仅产生向前的推力，而且可以对飞机产生一个俯仰或左右偏转的力矩。矢量喷管的喷口形状 可以圆形（如图1和图2所示）的或长方形的（如图3所示）。改变气流喷射方向可以用改变 矢量喷管几何形状的方法，这种方法机械结构比较复杂。也可以采用另一股从压气机出口处引 来的气流注入尾喷管喉部一侧来改变喷出燃气的流动方向。
矢量尾喷管
五国外概况：
为了获得大的推力，排气必须具有很高的动能，这意味着具有很高的排气速度。喷管前后的落压比控制 膨胀过程。当出口压力等于外界压力时，对于给定的发动机来说，就获得了最大得的推力。
尾喷管的功能可以概括如下：
•以最下小的总压损失把气流加速到很高的速度；
•使出口压力尽可能接近外界大气压力;
-允许加力燃烧室工作不影响主发动机工作，这就需要采用可调面积喷管;
•如果需要，可使涡扇发动机的核心气流与外涵气流混合；
•如果需要，可使推力反向和/或转向；
•如果需要，可抑制喷气噪声和红外辐射。
各种不同类型的尾喷管归结为两大类：一类为固定喷管，包括简单收敛喷管和高涵道比分开排气喷管； 另一类为可调面积喷管，包括引射喷管、收敛-扩张喷管、塞式喷管以及各种不同类型的非轴对称喷管。
尾喷管类型的选择主要是根据发动机、飞机和任务的综合要求以及适当的权衡分析决定。
对尾喷管的研究主要集中在喷管的内特性和气动载荷两方面。在喷管的内特性方面所考虑的是喷管的推力系 数和流量系数随喷管的流动损失、漏气量、冷却空气损失和气流分离损失的变化，供发动机性能计算用。在 气动载荷研究方面，要估算作用在主喷管、副喷管调节和外鱼鳞片上的气动载荷，用于零件结构强度设计和 作动系统设计。
在喷气发动机发展的初期，飞机大多是亚音速或低超音速的，此时一般采用固定的简单收敛喷管。70 年代，高涵道比涡扇发动机采用了分开排气喷管。在早期的超音超音速飞机的涡喷发动机上采用引射喷管， 允许不同流量的外部空气进入喷管，用以冷却，又使进气道与发动机流量匹配更好,底部阻力减小•随着飞行速 度的提高，涡扇发动机装备了加力燃烧室，喷管落压比增大，研制出喉部和出口面积都可调的收敛-扩张喷 管。这种喷管保证了加力燃烧室工作不影响主发动机工作，且在宽广的飞行范围内保持发动机性能最佳。 普•惠公司F100加力