[發明專利]一種飛艇尾部矢量推力裝置

有效

• 申請號: 201210403674.7
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102874400A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 羅義平;侯遠波;李和飛;蹇潔
• 申請（專利權）人: 湖南航天機電設備與特種材料研究所
• 主分類號: B64B1/00
• 分類號: B64B1/00;B64B1/24
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 郭立中

技術領域

本技術涉及一種飛艇尾部矢量推力裝置，該裝置用于飛艇飛行過程中的俯仰、偏航姿態調節，并可輔助提高飛艇的飛行速度，屬于浮空器控制領域。

背景技術

現有飛艇主要依靠尾翼舵面（蒙皮骨架式或充氣膜式）偏轉，實現飛艇的俯仰、偏航控制，從而實現飛艇的轉彎、爬升、下降等動作。尾翼舵面（蒙皮骨架式或充氣膜式）的偏轉效果受到風載大小的限制，偏轉范圍一般在±30°范圍內。依靠尾翼舵面偏轉實現飛艇姿態調節主要存在兩個問題：一是隨著飛艇體積的逐漸增大，飛艇囊體長度增加，尾翼在飛艇上的安裝位置（一般尾翼根前緣在距離囊體頭部為艇身長度75％的位置）距離飛艇質心越遠，尾翼的控制力臂較長，在受到風載作用下，尾翼舵面很難在短時間內克服飛艇的抬頭/低頭力矩，從而實現姿態的調整；二是隨著飛艇飛行高度逐漸增高（目前各國研制飛艇飛行高度目標為20km左右），飛艇工作環境的風場變化劇烈，在穿越激流層時，最大風速達到120m/s的量級，而在20km高度平飛期間，風速普遍在10m/s以下，這樣大的風場差異，對尾翼結構設計和依靠風場作用實現姿態調節帶來困難。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的不足，提供一種響應速度更快、控制范圍更廣、調節使用靈活的飛艇姿態調節裝置，實現不依賴于外界風場快速調節飛艇俯仰和偏航姿態的目的。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案為：

所述飛艇尾部矢量推力裝置包括后端裝有兩自由度轉臺底座的尾錐；所述兩自由度轉臺底座與轉臺控制器連接；Z軸旋轉體通過兩端的A螺旋軸安裝于兩自由度轉臺底座上，Z軸旋轉體可繞A螺旋軸進行鉛垂面內±90°偏轉；Y軸旋轉體通過兩端的B螺旋軸安裝于Z軸旋轉體上，Y軸旋轉體可繞B螺旋軸進行水平面內±90°偏轉；所述Y軸旋轉體上裝有推力裝置；所述推力裝置與推力裝置控制器連接，推力裝置通過Z軸旋轉體和Y軸旋轉體的偏轉實現矢量推力。

其中，所述尾錐采用圓臺式結構，其前端通過搭扣和張線與飛艇囊體尾部連接，后端通過螺釘與兩自由度轉臺底座連接；所述推力裝置為電機或者為油機與螺旋槳的組合裝置；所述轉臺控制器安裝于飛艇尾部控制柜中；所述推力裝置控制器安裝于Z軸旋轉體或Y軸旋轉體上。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

本發明中，Z軸旋轉體和Y軸旋轉體的偏轉帶動推力裝置，使其可以在艇體水平面和鉛垂面內進行±90°范圍內傾轉，產生一定的矢量推力，從而實現飛艇俯仰、偏航姿態調整和輔助加速的作用。顯著提高了飛艇姿態（俯仰、偏航）調節的響應速度，增大了控制力矩，輔助增加飛行速度，提高了飛艇的環境適應能力。

附圖說明

圖1為本發明飛艇尾部矢量推力裝置結構示意圖。

圖中：1－尾錐，2－兩自由度轉臺底座，3－Z軸旋轉體，4－Y軸旋轉體，5－推力裝置，6-A螺旋軸；7-B螺旋軸；注：坐標系以飛艇頭部頂點為原點，ox軸正向與主氣囊中心軸平行指向艇尾，oy軸正向與主氣囊中心軸垂直指向上。

具體實施方式

實施例1

參見圖1,所述飛艇尾部矢量推力裝置包括后端裝有兩自由度轉臺底座2的尾錐1；所述兩自由度轉臺底座2與轉臺控制器連接；Z軸旋轉體3通過兩端的A螺旋軸6安裝于兩自由度轉臺底座2上，Z軸旋轉體3可繞A螺旋軸6進行鉛垂面內±90°偏轉；Y軸旋轉體4通過兩端的B螺旋軸7安裝于Z軸旋轉體3上，Y軸旋轉體4可繞B螺旋軸7進行水平面內±90°偏轉；所述Y軸旋轉體4上裝有推力裝置5；所述推力裝置5與推力裝置控制器連接。

其中，所述尾錐1為圓臺式結構，尾錐1前端通過搭扣和張線與飛艇囊體尾部連接，尾錐1后端通過螺釘與兩自由度轉臺底座2連接；所述推力裝置5為電機。?