噴流折流片

噴流折流片

噴流折流片(Jet baffle)也叫折流板,用以改變噴射流體的流動方向,常用於管殼式換熱器設計殼程介質流道,根據介質性質和流量以及換熱器大小確定折流板的多少。在飛行器中,折流片主要套用於發動機尾部噴管四周,通過改變折流片角度來改變噴流方向,對應的控制技術為推力矢量控制技術。

一般套用

圖1 圖1

噴流折流片的一般套用,可放置於管道內,除使流體橫過管束流動外,還有支撐管束、防止管束振動和彎曲的作用。它的裝設不如縱向隔板那樣困難,而且裝設後可使流體橫向流過管束,因此獲得普遍套用。

折流片的常用形式有:弓形折流板、盤環形(或稱圓盤-圓環形)折流板兩種,弓形折流板有單弓形、雙弓形和三弓形三種,如圖1所示。在弓形折流板中,流體流動中的死角較小,結構也簡單,因而用得最多。而盤環形結構比較複雜,不便清洗,一般用在壓力較高和物料比較清潔的場合。圖2表示流體在單殼程熱交換器殼體內的流動示意圖。

弓形折流板的缺口高度和板間距的大小是影響傳熱效果和壓降的兩個重要因素。圖3表示圖折流板間距和缺口高度對流動的影響,缺口高度應使流體通過缺口時與橫過管束時的流速相近,缺口大小是按切去的弓形弦高占殼體內徑的百分比來確定的。缺口弦高一般為殼體內徑的20%~45%。

尾噴管套用——推力矢量控制技術

簡介

圖2 圖2

推力矢量控制技術也稱為推力轉向技術,它是指改變發動機的噴氣流噴射方向以控制飛行器運動的一種技術。這種技術早在20世紀40年代初已經使用,不過是用在火箭上,而不是飛機上。例如第二次世界大戰後期德國轟炸英國倫敦的V-2火箭就已經在火箭噴口處裝有可控折流片,利用噴氣流的偏轉來操縱火箭的飛行軌跡。直到現在,有些新式空空飛彈,如俄羅斯的R-73和法國的“米卡”都採用類似方法來提高飛彈的機動能力,60年代後,飛機上也開始採用這一技術。

實現推力矢量控制的方法

圖3 圖3

改變噴氣流方向的方法主要有兩種:一種就是折流片方法,即在尾噴流四周設定3~4片耐高溫金屬板(如美、德合作的X-31驗證機)。這幾片折流板可向里或向外偏轉10°~15°,協同動作後即可使噴流向要求的方向偏轉,產生側力和操縱力矩,但其效率只有第二種方法的2/3左右。第二種方法是使整個尾噴管偏轉。現代噴氣發動機的尾噴管不是整體圓筒,而是由很多小片拼成的,有點像木筒,但每片之間有重疊,每小片都可向里或向外偏轉一定角度,用來控制尾噴管面積大小,以適應發動機推力情況。如果一側的小片向外偏,而相對稱的另一側小片向里偏,就相當於尾噴管偏轉一個角度。各小片偏轉角度大小則由計算機控制的機械液壓裝置決定。當飛機在空中利用推力矢量控制進行機動時,尾噴管偏轉角最大不超過20°。它也可以只做上下偏轉或左右偏轉。

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