一种三元矢量喷管制造技术

一种三元矢量喷管机构，涉及涡喷或者涡扇发动机动力控制领域，其为了解决现有技术中没有提供专门适用于小型涡喷发动机或涡扇发动机的三元矢量喷管的技术空缺的问题。技术要点：三元矢量喷管机构的矢量喷管执行机构包括挡板联动限位机构以及数量一致的一组外挡板、一组内挡板；挡板联动限位机构设置在由所述一组外挡板和一组内挡板相间周向布置围合形成的筒体外表面上，相邻的外挡板和内挡板搭接在一起时保证气流的聚拢；同时每个外挡板、每个内挡板均能实现开合和偏摆两个自由度的运动；三个舵机旋转驱动三个连杆同时运动，从而带动方向控制环转动，方向控制环的运动通过连接板传动到挡板，从而控制挡板的偏转，实现矢量喷管的转向和开合。管的转向和开合。管的转向和开合。

【技术实现步骤摘要】
一种三元矢量喷管


[0001]本专利技术涉及涡喷或者涡扇发动机动力控制领域，具体涉及一种控制发动机推力方向和大小控制的装置。

技术介绍

[0002]涡喷发动机和涡扇发动机作为航空领域地主要动力装置，已经发展的非常成熟。飞机靠各种舵面来控制飞行方向，然而在一些特殊情况下，例如大迎角，超音速机动，尾翼等舵面控制方向的能力就会因气压，气流的变化而大幅下降，这时要想有效控制飞行姿态就需要对发动机喷流进行方向调整，这就需要矢量喷管的转向来完成。矢量喷管可以使飞机进行任意的精细姿态调整，进而做出各种机动动作。
[0003]目前战斗机的动力控制有二元和三元矢量装置，然而这些装置都非常巨大，并不适于小型涡喷发动机。换言之，对于低空亚音速飞行单元，微型涡喷或者涡扇发动机并没有合适的矢量装置用于控制动力方向和大小。现有的三元矢量喷管针对火箭和战斗机来设计的，不能直接用于低空亚音速飞行单元上的小型涡喷发动机，现有的火箭和战斗机的三元矢量喷管采用液压方式驱动，体积和得量大，不适于小型涡喷发动机，现有的三元矢量喷管的方向控制精度低。
[0004]通过直接控制发动机地油门大小从而控制推力大小的办法并不理想，因其具有严重地滞后性对快速机动单元是非常地严重弊端，同时空中飞行单元能够进行姿态和航向角控制是必不可少的技术指标。因此，提出适用于小型涡喷发动机或涡扇发动机且能够精准控制发动机推力方向和大小的三元矢量机构，势在必行。
[0005]文献号为CN216278194U的现有技术提出一种轴对称三元矩形矢量尾喷管，其包括过渡整流管、矢量控制机构，十字轴和鱼鳞板，矢量控制机构包括固定架、作动筒组件，三角斜劈、控制环、连接球；固定架和控制环均为中空矩形体，固定架一端与过渡整流管相连，作动筒组件的输出端与三角斜劈相连，三角斜劈的角端插入控制环一端，三角斜劈的斜面与控制环的内壁接触，控制环套装在固定架的中部，控制环与固定架之间设有间隙，鱼鳞板与固定架和控制环连接。该矩形矢量尾喷管隐身性好，主要适用于战斗机领域，由于矢量尾喷管是矩形的，控制方向有限，灵活性差，不适用微型或小型飞行单元对控制精度和灵活性的要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：
[0007]本专利技术是为了解决现有技术中没有提供专门适用于小型涡喷发动机或涡扇发动机的三元矢量喷管的技术空缺，进而提供一种能够精准控制发动机推力方向和大小的三元矢量机构，以适用于微型、小型涡喷发动机或涡扇发动机。
[0008]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
[0009]一种三元矢量喷管，所述三元矢量喷管包括由多个动力源组成的驱动模块、传动
机构、矢量喷管执行机构；多个动力源用于通过动力源支架均布安装在涡喷发动机或涡扇发动机的机体外壁上，所述传动机构包括用于精确控制发动机喷流方向的方向控制环5和与动力源数量一致的动力源连杆；矢量喷管执行机构用于设置在涡喷发动机或涡扇发动机的尾喷管处(喷管喉部)；
[0010]矢量喷管执行机构包括挡板联动限位机构以及数量一致的一组外挡板7
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1(叶片)、一组内挡板7
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2(叶片)；挡板联动限位机构设置在由所述一组外挡板7
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1和一组内挡板7
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2相间周向布置围合形成的筒体外表面上，相邻的外挡板和内挡板搭接在一起时保证气流的聚拢；同时每个外挡板、每个内挡板均能实现开合和偏摆两个自由度的运动；
[0011]动力源2通过驱动对应的位置动力源连杆3拖动方向控制环5动作，再通过挡板联动限位机构控制所述筒体收拢、张开或改变方向，以对发动机喷流进行方向调整，最终实现推力方向偏转和动力大小控制。
[0012]所述传动机构还包括用于安装在发动机喷管(喷口颈部)上的套筒4，套筒4包括可拆卸同轴设置的套筒主体23(上部套筒)和用于置于方向控制环5内的套筒连接环26(下部套筒)，套筒主体23远离喷口的一端固定于发动机机体外壁对应的台肩上，另一端和套筒连接环26连接，套筒连接环26内壁均布设有与内外挡板数量一致的连接耳，每个外挡板7
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1、每个内挡板7
‑
2靠近方向控制环5的一端通过销轴27与对应的连接耳相连接。
[0013]所述方向控制环5包括由外向内设置外环13、中环16和内环11，外环外侧均布设有与舵机连杆3数量一致的销轴接口21，
[0014]每个动力源连杆3的一端通过鱼眼轴承10和对应的舵机2输出端连接，每个动力源连杆3的另一端通过鱼眼轴承10和方向控制环外环13上对应的销轴接口21通过销轴相连；
[0015]外环和中环之间通过两个外圈销轴20连接，两个外圈销轴20轴线过圆心且共线,其中一个外圈销轴20和外侧一个销轴接口21在相同位置点；中环和内环也通过两个轴线共线且过圆心的内圈销轴15连接，且内圈销轴15轴线和外圈销轴20轴线垂直；内环11远离喷口一端的端面上均布设多个滚轮12用于通过线接触与套筒连接环26的外表面进行径向定位；内环11远离喷口一端的端面上还设有一个滚轮19，用于和套筒连接环26外表面上的纵向滑道25配合用于周向定位，内环11靠近喷口一端端面均布与外侧挡板数量一致的销轴接口18。
[0016]每个外挡板7
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1包括靠近方向控制环5的根部外挡板35(上部板)和远离方向控制环5的末端外挡板39(下部板)，根部外挡板35和末端外挡板39通过外挡板连接件37(中部板)连接，末端外挡板39相对于根部外挡板35通过外挡板连接件37上的开合轴销36在一定范围内开合，末端外挡板39相对于根部外挡板35通过外挡板连接件37上的偏摆轴销38实现偏摆动作；
[0017]每个内挡板7
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2包括包括靠近方向控制环5的根部内挡板41和靠近方向控制环5的末端内挡板42。
[0018]所述挡板联动限位机构包括周向均布设置在所述筒体(由一组内外挡板相间周向布置围合形成的筒体)的外周与外挡板数量一致的一组连接板6，以及位于所述筒体和一组连接板6之间且周向均布的一组外挡板连杆28、一组与内侧挡板数量一致的根部弹簧17、一组限位连位件43、一组与外挡板数量一致的三角支座29、一组末端弹簧47、一组末端限位连接片48；
[0019]内环11上的销轴接口18与各个外挡板连杆28的一端通过鱼眼轴承30连接，每个根部外挡板35与外挡板连杆28的另一端连接，同时内环11通过一组根部弹簧17和根部内挡板41上的内侧挡板挂孔32连接；
[0020]每个末端内挡板42与其相邻两侧的末端外挡板39通过限位连位件43连接；限位连位件43靠近外挡板连接件37；
[0021]每个末端外挡板39设有一个三角支座29，三角支座29的底部的两个轴承与末端外挡板39的连接耳铰接，每个连接板6的大端与方向控制环5的外环13铰接，每个连接板6的小端与对应三角支座29的顶部轴承连接，
[0022]每个连接板6靠近小端的两侧各连接一个末端弹簧47，每个末端弹簧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三元矢量喷管，其特征在于，所述三元矢量喷管包括由多个动力源组成的驱动模块、传动机构、矢量喷管执行机构；多个动力源用于通过动力源支架均布安装在涡喷发动机或涡扇发动机的机体外壁上，所述传动机构包括用于精确控制发动机喷流方向的方向控制环5和与动力源数量一致的动力源连杆；矢量喷管执行机构用于设置在涡喷发动机或涡扇发动机的尾喷管处；矢量喷管执行机构包括挡板联动限位机构以及数量一致的一组外挡板(7
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1)、一组内挡板7
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2；挡板联动限位机构设置在由所述一组外挡板(7
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1)和一组内挡板(7
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2)相间周向布置围合形成的筒体外表面上，相邻的外挡板和内挡板搭接在一起时保证气流的聚拢；同时每个外挡板、每个内挡板均能实现开合和偏摆两个自由度的运动；动力源(2)通过驱动对应的位置动力源连杆(3)拖动方向控制环(5)动作，再通过挡板联动限位机构控制所述筒体收拢、张开或改变方向，以对发动机喷流进行方向调整，最终实现推力方向偏转和动力大小控制。2.根据权利要求1所述的一种三元矢量喷管，其特征在于，所述传动机构还包括用于安装在发动机喷管上的套筒(4)，套筒(4)包括可拆卸同轴设置的套筒主体(23)和用于置于方向控制环(5)内的套筒连接环(26)，套筒主体(23)远离喷口的一端固定于发动机机体外壁对应的台肩上，另一端和套筒连接环(26)连接，套筒连接环(26)内壁均布设有与内外挡板数量一致的连接耳，每个外挡板(7
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1)、每个内挡板(7
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2)靠近方向控制环(5)的一端通过销轴(27)与对应的连接耳相连接。3.根据权利要求2所述的一种三元矢量喷管，其特征在于，所述方向控制环(5)包括由外向内设置外环(13)、中环(16)和内环(11)，外环外侧均布设有与舵机连杆(3)数量一致的销轴接口(21)，每个动力源连杆3的一端通过鱼眼轴承(10)和对应的舵机(2)输出端连接，每个动力源连杆3的另一端通过鱼眼轴承(10)和方向控制环外环(13)上对应的销轴接口(21)通过销轴相连；外环和中环之间通过两个外圈销轴(20)连接，两个外圈销轴(20)轴线过圆心且共线,其中一个外圈销轴(20)和外侧一个销轴接口(21)在相同位置点；中环和内环也通过两个轴线共线且过圆心的内圈销轴(15)连接，且内圈销轴(15)轴线和外圈销轴(20)轴线垂直；内环(11)远离喷口一端的端面上均布设多个滚轮(12)用于通过线接触与套筒连接环(26)的外表面进行径向定位；内环(11)远离喷口一端的端面上还设有一个滚轮(19)，用于和套筒连接环(26)外表面上的纵向滑道(25)配合用于周向定位，内环(11)靠近喷口一端端面均布与外侧挡板数量一致的销轴接口(18)。4.根据权利要求3所述的一种三元矢量喷管，其特征在于，每个外挡板(7
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1)包括靠近方向控制环(5)的根部外挡板(35)和远离方向控制环(5)的末端外挡板(39)，根部外挡板(35)和末端外挡板(39)通过外挡板连接件(37)(中部板)连接，末端外挡板(39)相对于根部外挡板(35)通过外挡板连接件(37)上的开合轴销(36)在一定范围内开合，末端外挡板(39)相对于根部外挡板(35)通过外挡板连接件(37)上的偏摆轴销(...

【专利技术属性】
技术研发人员：董为，高永卓，陈磊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：