尾舵式矢量发动机制造技术

本发明专利技术涉及一种尾舵式矢量发动机，它利用作用力与反作用力原理、流体力学原理、伯努利原理，通过在喷气式发动机核心机中心轴的尾端，设计向后延伸、可以进行角度偏转的尾舵，当喷气式发动机的高压气流流过尾舵时，通过尾舵的偏转产生“尾巴效应”，改变发动机的推力方向；在尾舵上的舵鳍在高速气流中可以获得比气流的作用力与反作用力更大、更直接的偏转力，使飞机的姿态调整更加迅猛、敏捷、高效。本发明专利技术具有结构简单、技术难度低的特点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种尾舵式矢量发动机，它通过在喷气式发动机核心机的尾端加装尾舵的方式，实现对飞行器的姿态控制，起到与矢量发动机相类似的可以改变推力方向的效果，属航空发动机

技术介绍
现有喷气式飞机的姿态控制，主要通过水平尾翼、垂直尾翼、鸭翼或直接由机翼来完成。新的矢量发动机可通过发动机尾喷口的偏转，改变喷气方向来调整推力方向，实现对飞机的姿态控制，但该技术实现难度较大。美国的方案是采用矩形喷口，上下方向各有一个偏转板，可以分别在上下方向进行小角度偏转，以改变喷气方向，虽然结构简单，但无法360度转向，属于二元推力矢量发动机；俄罗斯的方案是将尾喷口与发动机球形铰接，以实现尾喷口的360度转向，虽然结构复杂，但可提供全方向推力，属于多元推力矢量发动机。2016年1月14日，本人向中国国家知识产权局提交了“一种舵式矢量发动机”(申请号：201610029666.9)的专利申请，提出了一种在尾喷口设计水平舵和垂直舵，通过调整舵面角度实现发动机的多元矢量推力的技术解决方案，本专利技术在这一技术方案的基础上作进一步补充，是“一种舵式矢量发动机”技术方案的延续。技术问题现有的矢量发动机是利用改变发动机尾喷口的喷气方向，利用作用与反作用力原理改变发动机推力方向，其存在的主要问题是结构设计难度大、使用寿命低。技术解决方案本专利技术从动物尾巴具有控制身体姿态及转向的作用中获得灵感，提出在喷气式发动机核心机尾端加装一个“尾巴”形式的尾舵，通过“尾巴效应”改变发动机的推力方向。本专利技术的技术解决方案：在喷气式发动机核心机中心轴的尾端，设计有向后延伸的、可以进行角度偏转的尾舵，当喷气式发动机的高压气流流过尾舵时，通过尾舵的偏转产生“尾巴效应”，改变发动机的推力方向；所述的尾舵为一个圆锥体；所述的尾舵上有舵鳍，舵鳍是与发动机中心轴同方向，且垂直于中心轴的鳍片；所述的舵鳍有4个鳍片，互相成90度角均匀分布于上、下、左、右4个方向；所述的尾舵由首尾相互连接的两个以上尾舵组成。有益效果通过在喷气式发动机核心机中心轴的尾端设计可以进行角度偏转的尾舵，在尾舵上设计舵鳍，不仅仅利用了喷气气流的作用力与反作用力，还利用了流体力学原理和伯努利原理，其获得的偏转力更大、更直接、更敏捷，结构设计更简单，难度更低。附图说明附图1是本专利技术实施例之一的结构示意图附图2是本专利技术实施例之一的工作原理图附图3是本专利技术实施例之二的结构示意图附图4是本专利技术实施例之二的工作原理图附图5是本专利技术实施例之三的工作原理图图中，1是风扇、2是压气机、3是外涵道、4是内涵道、5是燃烧室、6是涡轮、7是加力燃烧室、8是尾舵、9是舵鳍本专利技术的最佳实施方式图3、图4所示的本专利技术实施例之二是本专利技术的最佳实施方式。它不仅设计了尾舵，还在尾舵上设计了舵鳍，不仅利用了作用力与反作用力原理，还利用了流体力学原理和伯努利原理，为发动机提供更加迅猛、敏捷、高效的偏转力。本专利技术的实施方式对照附图1、2，图1是本专利技术实施例之一的结构示意图、图2是本专利技术实施例之一的工作原理图。图1、图2是一个涡扇发动机的结构图。从图中可以看出，在涡扇发动机核心机中心轴的尾端，有一个长长的圆锥体，就是本专利技术的尾舵8，图1显示的是尾舵8的正常状态，图2显示的是尾舵的工作状态。从图2可以看出，尾舵2在发动机的高速尾流中进行了偏转，根据流体力学和伯努利原理我们可以知道，发动机的推力方向也将会发生偏转。对照附图3、4，图3是本专利技术实施例之二的结构示意图、图4是本专利技术实施例之二的工作原理图。矢量发动机多用于战斗机，其使用的是具有加力燃烧室的涡喷发动机。图3、图4显示的就是涡喷发动机后半部分的结构图(省略了前面压气机部分)。从图中可以看出，涡喷发动机核心机的中心轴向后一直延伸，穿过加力燃烧室后，在其尾端有一个长长的圆锥体，就是本专利技术的尾舵8，图1显示的是尾舵8的正常状态，图2显示的是尾舵的工作状态。对照图3、图4还可以看出，在尾舵8上设计有舵鳍9，舵鳍9是与发动机中心轴同方向，且垂直于中心轴的鳍片。图3、图4显示的舵鳍9有4个鳍片，互相成90度角均匀分布于上、下、左、右4个方向。舵鳍9的鳍片数量、形状及大小取决于流体力学、材料力学以及偏转力需求等因素。根据流体力学和伯努利原理我们知道，舵鳍9的加入，将极大地增大尾舵8带给发动机的偏转力，这种偏转力也较气流的作用力与反作用力更加直接，力量更大，反应也更加敏捷。同时，由于其位置位于发动机中心轴，有较大的设计空间，便于安装偏转机构，较在发动机外壁上设计机械结构更简单，难度更低。当然，如图5所示，我们也可以设计由首尾相互连接的两个以上尾舵组成的更像“尾巴”一样的尾舵，通过可连续偏转的多节尾舵，来扩大“尾巴效应”，获得平衡、流畅的偏转力，虽然这样的设计结构会非常复杂。工业实用性本专利技术利用了作用力与反作用力原理、流体力学原理、伯努利原理，具有科学的理论支撑。本专利技术设计的尾舵位于发动机中心轴，有较大的设计空间，便于安装偏转机构，结构简单，技术难度较低，有利于将理论转变为现实。尤其是本专利技术中舵鳍的使用，根据流体力学和伯努利原理我们知道，在高速气流中，舵鳍会获得非常大的偏转力，这种偏转力要远比气流的作用力与反作用力更大、更直接，使飞机可以获得更加迅猛、敏捷、高效的矢量推力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
尾舵式矢量发动机，其特征是：所述的喷气式发动机核心机中心轴的尾端，设计有向后延伸的、可以进行角度偏转的尾舵，当喷气式发动机的高压气流流过尾舵时，通过尾舵的偏转产生“尾巴效应”，改变发动机的推力方向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.14 CN 20161002966691.尾舵式矢量发动机，其特征是：所述的喷气式发动机核心机中心轴的尾端，设计有向后延伸的、可以进行角度偏转的尾舵，当喷气式发动机的高压气流流过尾舵时，通过尾舵的偏转产生“尾巴效应”，改变发动机的推力方向。2.根据权利要求1所述的尾舵式矢量发动机，其特征是：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佐良，
申请(专利权)人：王佐良，
类型：发明
国别省市：广东;44