阅读说明：本技术 喷管隔热层结构及安装方法 (Spray pipe heat insulation layer structure and installation method ) 是由 周公铜 李环 文清兰 周开福 张琪 邓洁 于 2021-08-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种喷管隔热层结构,包括围绕在喷管周围的隔热围层、分布于喷管外侧的多根扰流柱,所述扰流柱一端点焊在喷管上,所述隔热围层对应扰流柱设有开孔,开孔与扰流柱配合,隔热围层由外而内依次包括外金属蒙皮、纤维隔热板、内金属蒙皮,内金属蒙皮与喷管外壁之间有间隙,该间隙在各扰流柱之间形成多个冷却通道。本发明结构简单、冷却效率高、成本低,适于推广使用；通过冷却通道,引用发动机机舱内的空气对喷管外壁进行冷却,通过扰流柱的作用使空气形成湍流,提高冷却效果,在满足喷管隔热需求的基础上,实现了同步对喷管外壁进行降温,满足了飞机的隔热需求,且保护了喷管。(The invention provides a thermal insulation layer structure of a spray pipe, which comprises a thermal insulation surrounding layer surrounding the spray pipe and a plurality of turbulence columns distributed on the outer side of the spray pipe, wherein one end point of each turbulence column is welded on the spray pipe, the thermal insulation surrounding layer is provided with an opening corresponding to the turbulence column, the opening is matched with the turbulence column, the thermal insulation surrounding layer sequentially comprises an outer metal skin, a fiber thermal insulation plate and an inner metal skin from outside to inside, a gap is formed between the inner metal skin and the outer wall of the spray pipe, and a plurality of cooling channels are formed between the turbulence columns by the gap. The invention has simple structure, high cooling efficiency and low cost, and is suitable for popularization and use; through cooling channel, quote the air in the engine compartment and cool off the spray tube outer wall, make the air form the torrent through the effect of turbulent flow post, improve the cooling effect, on the basis that satisfies the thermal-insulated demand of spray tube, realized cooling down the spray tube outer wall in step, satisfied the thermal-insulated demand of aircraft, and protected the spray tube.)

喷管隔热层结构及安装方法

技术领域

本发明涉及航空发动机喷管热防护技术领域，具体涉及一种喷管隔热层结构及其安装方法。

背景技术

为降低飞机总重量，航空发动机外廓结构多采用铝合金材料，该类材料具有质量轻、刚性好的特性，但耐温性较差，一般使用温度在200℃以下。喷管属于航空发动机的热端部件，其外壁最大温度超过400℃，铝合金材料无法承受这样高的热载荷，必须采取隔热措施，防止高温条件下铝合金结构的强度和刚性损失，影响飞机的工作可靠性。同时，排气装置作为飞行器后向重要的红外辐射源，喷管壁温过高，会使得机身后体红外辐射强度增大，为降低排气装置高温部件的红外辐射强度，也必须对喷管采取隔热措施来降低红外辐射强度。

目前，现有的喷管隔热措施采用低热导轻质的隔热材料包裹，虽能达到降低喷管壁温效果，但却将高温憋在喷管外表面，使得喷管因热累积导致的明显温度升高，影响喷管使用长期的可靠性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种喷管隔热层结构及安装方法。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的喷管隔热层结构，包括围绕在喷管周围的隔热围层、分布于喷管外侧的多根扰流柱，所述扰流柱一端点焊在喷管上，所述隔热围层对应扰流柱设有开孔，开孔与扰流柱配合，隔热围层由外而内依次包括外金属蒙皮、纤维隔热板、内金属蒙皮，内金属蒙皮与喷管外壁之间有间隙，该间隙在各扰流柱之间形成多个冷却通道。

所述外金属蒙皮、内金属蒙皮、扰流柱材料均为0Cr18Ni9。

所述扰流柱在喷管上穿插混合排列。

所述扰流柱靠近喷管的一端设有台阶面结构。

所述隔热围层为两瓣结构，两瓣之间设有搭接边，搭接边两边设有铆钉固定，隔热围层两端设有锁紧卡箍。

所述搭接边在喷管顺航向的上方和下方。

所述铆钉上设有锁紧丝锁紧。

所述搭接边的缝隙处设有防漏气隔板。

所述锁紧卡箍上分布有多个几字形弓架，几字形弓架的两端均固定于隔热围层上。

所述隔热围层的边缘为金属包边结构。

本发明还提供了上述喷管隔热层结构的安装方法，包括如下步骤：

步骤一、在喷管上点焊扰流柱，扰流柱穿插混合排列，然后根据扰流柱的分布位置在隔热围层上开孔；

步骤二、将两瓣结构的隔热围层套接在喷管外壁，扰流柱插入开孔，隔热围层内侧的金属内蒙皮与扰流柱、喷管之间形成多个冷却通道；

步骤三、两瓣隔热围层之间采用搭接，搭接边两边采用铆钉固定，铆钉上采用锁紧丝锁紧，然后在隔热围层两端采用锁紧卡箍固定。

本发明的有益效果在于：

本发明结构简单、冷却效率高、成本低，适于推广使用。通过在隔热围层与喷管之间设置冷却通道，引用发动机机舱内的空气对喷管外壁进行冷却，通过扰流柱的作用使空气形成湍流，提高冷却效果，在满足喷管隔热需求的基础上，实现了同步对喷管外壁进行降温，满足了飞机的隔热需求，且保护了喷管。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是扰流柱的结构示意图。

图3是本发明的安装结构示意图。

图中：1-搭接边；2-铆钉；3-锁紧卡箍；4-隔热围层；5-喷管；6-外金属蒙皮；7-纤维隔热板；8-扰流柱；9-内金属蒙皮；10-冷却通道；11-台阶面。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1～3所示为本发明的结构示意图：

本发明提供了一种喷管5隔热层结构，包括围绕在喷管5周围的隔热围层4、分布于喷管5外侧的多根扰流柱8，所述扰流柱8一端点焊在喷管5上，所述隔热围层4对应扰流柱8设有开孔，开孔与扰流柱8配合，隔热围层4由外而内依次包括外金属蒙皮6、纤维隔热板7、内金属蒙皮9，内金属蒙皮9与喷管5外壁之间有间隙，该间隙在各扰流柱8之间形成多个冷却通道10。

本发明结构简单、冷却效率高、成本低，适于推广使用。通过在隔热围层4与喷管5之间设置冷却通道10，引用发动机机舱内的空气对喷管5外壁进行冷却，通过扰流柱8的作用使空气形成湍流，提高冷却效果，在满足喷管5隔热需求的基础上，实现了同步对喷管5外壁进行降温，满足了飞机的隔热需求，且保护了喷管5。另外，冷却通道10中的空气使传热阻力大大增高，同时流动的空气将热量带走，显著提高了隔热效果。

所述外金属蒙皮6、内金属蒙皮9、扰流柱8材料均为0Cr18Ni9。材料一致，耐腐蚀效果好，防止高温环境中的电化学腐蚀。

所述扰流柱8在喷管5上穿插混合排列。增加气流扰动，使空气带走更多的热量。

所述扰流柱8靠近喷管5的一端设有台阶面结构。通过台阶面结构对隔热围层4支撑，使扰流柱8不会穿透隔热围层4，保证了冷却通道10不被堵死，同时台阶面将热量传导出，增大了空气接触面，提高了冷却效果；通过改变台阶面的厚度可控制冷却通道10的高度，制造方便。

所述隔热围层4为两瓣结构，两瓣之间设有搭接边1，搭接边1两边设有铆钉2固定，隔热围层4两端设有锁紧卡箍3。通过两瓣连接，便于隔热围层4与扰流柱8之间的配合，而无需开设大开孔导致强度变差；通过锁紧卡箍3、铆钉2保证了隔热围层4的稳定性。

所述搭接边1在喷管5顺航向的上方和下方。

所述铆钉2上设有锁紧丝锁紧。保证了隔热围层4的稳定性。

所述搭接边1的缝隙处设有防漏气隔板。防止热空气流出导致发动机外轮廓温度升高。

所述锁紧卡箍3上分布有多个几字形弓架，几字形弓架的两端均固定于隔热围层4上。防止锁紧卡箍3移动，提高稳定性。

所述隔热围层4的边缘为金属包边结构。提高强度，散热效果好。

本发明还提供了上述喷管5隔热层结构的安装方法，包括如下步骤：

步骤一、在喷管5上点焊扰流柱8，扰流柱8穿插混合排列，然后根据扰流柱8的分布位置在隔热围层4上开孔；

步骤二、将两瓣结构的隔热围层4套接在喷管5外壁，扰流柱8插入开孔，隔热围层4内侧的金属内蒙皮与扰流柱8、喷管5之间形成多个冷却通道10；

步骤三、两瓣隔热围层4之间采用搭接，搭接边1两边采用铆钉2固定，铆钉2上采用锁紧丝锁紧，然后在隔热围层4两端采用锁紧卡箍3固定。