一种发动机旋转矢量喷管制造技术

本实用新型专利技术涉及航空发动机技术领域，尤其是一种发动机旋转矢量喷管，包括安装在发动机喷口位置的主管体，所述的主管体包括活动装配的机匣管、第一旋转管和第二旋转管，所述的机匣管与第一旋转管界面与发动机轴线垂直。本实用新型专利技术的发动机旋转矢量喷管具有两个旋转面，故需两套动力系统，齿轮盘位置的动力系统固定在侧向安装支架上，位置固定，布线简单，简化结构优化效率，而齿轮环位置的动力系统是固定在环形密封导向罩上，这样第一旋转管两端面均为齿轮传动机构，无需增加动力安装位置，可有效缩短第一旋转管的长度，减轻重量；第二旋转管通过环形密封导向罩将布线与控制主板进行整合，降低布线的复杂程度与提高集成度。降低布线的复杂程度与提高集成度。降低布线的复杂程度与提高集成度。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机旋转矢量喷管


[0001]本技术涉及航空发动机
，尤其是一种发动机旋转矢量喷管。

技术介绍

[0002]为提高战机的机动性，美、法、俄、中、日均开发出了发动机矢量技术，通过调节发动机推力方向来弥补机翼方向性调节效率不足的问题，目前典型的有F22、F35B、SU35、SU57、J10B等，其中F22是二元矢量，F35B垂直起降，中俄为三元矢量技术，俄罗斯是球关节式矢量技术，中国则是末端收敛片矢量调节技术。各有利弊，美国技术重量轻、俄技术重量与密封性略有不足、中国技术在重量与矢量损失不占优，矢量动作由3个A8动作筒和3个A9动作筒六个液压千斤顶配合收敛片系统来完成方向调节，收敛片调节造成矢量损失很大。日本是采用NASA航天飞机的矢量方案三个弧形扇叶配合调节，矢量效果不好推力损失也大。F35B垂直矢量技术重量和矢量损失均最小(95
°
只有5
°
)。为增高矢量发动机推重比要求矢量技术达到重量轻、响应速度快、矢量与推力损失小等特点。
[0003]目前市面上公开专利申请号为:201410168873.3和申请号为201810018131.0的两种矢量技术，两者共同点是实现原理相同均基于F35B：此两技术均为F35B的技术分解，可实现垂直起降，由三个旋转面四段(含机匣段)构成，两个旋转斜面均为椭圆；两者垂直起降的矢量角度不同：前者最大偏转角达到95
°
。后者都相互旋转90
°
度时达到垂直起降的90
°
可以实现。后者短距起降的45
°
度相互旋转45
°
度技术准确性有待验证。两者垂直起降无论95
°
还是90
°
都是不准确的，从流体力学角度分析，流体经过弯曲管道时会出现流速偏差，这与弯曲半径、流速、出口管长度、管道直径均有关系，也就是喷口平面压力有偏差，要达到喷管受力垂直要进行试验确定，美国F35B的95
°
是根据自身参数确定的；两者侧重点不同：前者更注重机械动作而后者重点是对动作的数学分析，为矢量算法提供了很好理论支撑。后者则注重旋转连接技术、又驱动的实现。两椭圆转动问题未做详细说明。前者设计会造成喷管内部轴线变化，第二段与一、三段错位的情况，造成推力损失。前者陶瓷轴承密封性是个问题，再有轴承压力能否承受十多吨偏转力有待论证；两者存在的共性问题：首先是均采用四段三旋转设计会造成控制线路复杂，再加上喷口外的收敛片的控制，要有四套动力与控制线路系统，这一是增加的喷管长度、重量，可实现性降低。其次椭圆面的旋转技术处理，旋转后管道内、外壁会形成台阶而影响隔热设计,外部如何转动的问题。

技术实现思路

[0004]本技术要解决的技术问题是：为了解决上述
技术介绍
中存在的问题，提供一种改进的发动机旋转矢量喷管，解决上述
技术介绍
中存在的问题。
[0005]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种发动机旋转矢量喷管，包括安装在发动机喷口位置的主管体，所述的主管体包括活动装配的机匣管、第一旋转管和第二旋转管，所述的机匣管与第一旋转管界面与发动机轴线垂直，所述的第一旋转管与第二旋转管界面与第一旋转界面成β夹角，所述的机匣管与第一旋转管旋转面和第一旋转管
与第二旋转管旋转面均为圆形，所述机匣管、第一旋转管和第二旋转管的管壁为垂直于两圆面的放样台体，所述的机匣管外侧面位于与第一旋转管连接段具有第一轴环，所述的第一旋转管外侧面位于与机匣管连接段具有一体结构齿轮盘，所述的第一旋转管外侧面位于与第二旋转管连接段具有齿轮环，所述的第二旋转管外侧面位于与第一旋转管连接段具有第三轴环，所述第一轴环外侧弧形面上具有三个向外凸起的侧向安装支架，所述的侧向安装支架外侧设置有与齿轮盘相啮合的驱动齿轮，所述齿轮环和第三轴环外侧套接有由U型环箍固定的环形密封导向罩。
[0006]所述第一轴环外侧弧形面上的侧向安装支架呈三点环形阵列方式固定。
[0007]所述驱动齿轮与齿轮盘中心距离是两者齿数之和模数乘积的一半。
[0008]所述齿轮盘为直齿轮，所述的齿轮环为斜齿轮。
[0009]本技术的有益效果是：
[0010](1)本技术的发动机旋转矢量喷管具有两个旋转面，故需两套动力系统，齿轮盘位置的动力系统固定在侧向安装支架上，位置固定，布线简单，简化结构优化效率，而齿轮环位置的动力系统是固定在环形密封导向罩上，这样第一旋转管两端面均为齿轮传动机构，无需增加动力安装位置，可有效缩短第一旋转管的长度，减轻重量；
[0011](2)第二旋转管通过环形密封导向罩将布线与控制主板进行整合，降低布线的复杂程度与提高集成度；
[0012](3)该喷管的齿轮盘和齿轮环分别采用直齿轮与斜齿轮，其中直齿轮是动力系统与喷管轴线平行，斜齿轮两轴线垂直，这样动力系统可较远离喷管，同时可在输出轴与驱动齿轮间加装隔热、散热结构，利于电机的工作环境延长寿命；
[0013](4)本技术由两个旋转面(一旋转面垂直于轴线，一旋转面为斜面与垂直面成夹角β)三段组成，因斜面旋转在调节纬度同时也调节经度(将喷口断面理解为一个球面)，这样再通过垂直旋转面的旋转来调节经度变化，以达到理想的矢量角度，做到重量、控制系统复杂程度等综合性能最佳，单斜面旋转计算速度要比双斜面的效率两倍，同时喷管长度缩短。
附图说明
[0014]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0015]图1是本技术的结构示意图。
[0016]图2是本技术中传动连接端的结构示意图。
[0017]图3是本技术中无偏转状态示意图。
[0018]图4是本技术中最大偏转状态示意图。
[0019]图5是本技术中第一旋转管和第二旋转管装配端的爆炸图。
[0020]图6是本技术中矢量变换示意图。
具体实施方式
[0021]现在结合附图对本技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。
[0022]图1、图2和图3所示的发动机旋转矢量喷管，包括安装在发动机喷口位置的主管
体，主管体包括活动装配的机匣管1、第一旋转管2和第二旋转管3，机匣管与第一旋转管2界面与发动机轴线垂直，第一旋转管2与第二旋转管3界面与第一旋转界面成β夹角(也是就第一旋转段两圆面的夹角)，这样第一、第二旋转管相对转动180
°
时喷口出口轴线与发动机轴线夹角正好是2β，因斜面旋转在调节纬度同时也调节经度(将喷口断面理解为一个球面)，这样再通过垂直旋转面的旋转来调节经度变化，以达到理想的矢量角度，最大偏转角36度。
[0023]两个旋转面均为圆，如果垂直旋转面半径为R，那斜面旋转圆半径为R1＝R/cosβ，如果矢量偏转越大，则β角就大，R1也就越大，第一旋转管变大，β＝45
°
时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机旋转矢量喷管，包括安装在发动机喷口位置的主管体，其特征是：所述的主管体包括活动装配的机匣管(1)、第一旋转管(2)和第二旋转管(3)，所述的机匣管(1)与第一旋转管(2)界面与发动机轴线垂直，所述的第一旋转管(2)与第二旋转管(3)界面与第一旋转界面成β夹角，所述的机匣管(1)与第一旋转管(2)旋转面和第一旋转管(2)与第二旋转管(3)旋转面均为圆形，所述机匣管(1)、第一旋转管(2)和第二旋转管(3)的管壁为垂直于两圆面的放样台体，所述的机匣管(1)外侧面位于与第一旋转管(2)连接段具有第一轴环(4)，所述的第一旋转管(2)外侧面位于与机匣管(1)连接段具有一体结构齿轮盘(5)，所述的第一旋转管(2)外侧面位于与第二旋转管(3)连接段具有齿轮环(...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯魁廷，
申请(专利权)人：南京奎道科技有限公司，
类型：新型
国别省市：