[發明專利]小口徑擾流片式推力矢量控制機構

有效

• 申請號: 202011557750.0
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112682215B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 李國蘭;趙偉;陳頌;王閔;潘靜
• 申請（專利權）人: 武漢量宇智能科技有限公司
• 主分類號: F02K1/11
• 分類號: F02K1/11
• 代理公司: 武漢天領眾智專利代理事務所(普通合伙) 42300
• 代理人: 王能德

本發明涉及一種小口徑擾流片式推力矢量控制機構，包括中間設有圓孔的底板，所述圓孔用于與發動機噴管對接；所述底板上安裝有三片擾流片，三片擾流片圍繞圓孔間隔120°布置；所述三片擾流片由三臺舵機單獨控制偏轉，舵機通過搖臂支桿控制對應的擾流片；所述擾流片通過一支座安裝在底板上，擾流片中部與支座轉動連接，搖臂支桿一端與擾流片固定連接，另一端與舵機活動連接。本發明提供了一種小口徑擾流片式推力矢量控制機構，采用三片組合的方式和遠離噴口出口端面的方式，實現對發動機推力方向和大小的調節，結構簡單可靠。

技術領域

本發明屬于飛行器推力矢量控制技術領域，涉及推力矢量控制機構，更具體的，涉及一種小口徑擾流片式推力矢量控制機構。

背景技術

為保持飛行器按照預定軌跡穩定飛行，需要控制力進行姿態調節，空氣舵是最常見的姿態調節方式。但在特殊情況下，如低速飛行階段或在大氣層以外時，空氣舵效率較低，通常利用發動機的高溫燃氣產生置偏力進行姿態調節，該類裝置又稱為推力矢量控制機構，其中擾流片是典型的推力矢量控制方式之一。

傳統的擾流片布置在發動機噴口處，通過擾流片插入發動機噴流中，阻塞部分噴管出口面積，導致在噴管擴張段噴流內產生斜激波，并伴隨有邊界層分離，由于激波后分離區的壓力遠遠大于擾動前的壓力，將會在噴管內壁面產生非對稱壓力分布，從而產生側向控制力來實現推力矢量控制。同時，斜激波與弓形激波在擾流片迎風面形成高壓區，使擾流片受到了與噴管推力方向相反的作用力，造成一定的推力損失。傳統的擾流片緊貼發動機噴口布置，為了避免對噴管造成較大的堵塞，影響噴管內部燃氣流動導致噴管燒穿，一般要求多片擾流片不可同時伸入噴流，因而僅能實現推力方向的調節，無法實現對推力大小的調節；同時擾流片傳動桿距離噴流中心較近，長時間工作時熱環境惡劣，容易出現溫度過高導致結構變形或卡死的問題。

參考專利：CN103437911B--帶隔板流體控制二元矢量噴管及其矢量推力產生和控制方法。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種小口徑擾流片式推力矢量控制機構，采用三片組合的方式和遠離噴口出口端面的方式，實現對發動機推力方向和大小的調節，結構簡單可靠。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：

一種小口徑擾流片式推力矢量控制機構，其特征在于：包括中間設有圓孔的底板7，所述圓孔用于與發動機噴管對接；所述底板7上安裝有三片擾流片1，三片擾流片1圍繞圓孔間隔120°布置；所述三片擾流片1由三臺舵機8單獨控制偏轉，舵機8通過搖臂支桿3控制對應的擾流片1；所述擾流片1通過一支座5安裝在底板7上，擾流片1中部與支座5 轉動連接，搖臂支桿3一端與擾流片1固定連接，另一端與舵機8活動連接。

進一步地，所述搖臂支桿3的擺動幅度為10°～20°。

進一步地，所述搖臂支桿3為“7”字形，其夾角處與支座5上端通過轉軸4連接。

進一步地，所述支座5為一整體結構，頂部分叉且有軸孔，軸孔用于與搖臂支桿3通過轉軸4連接；所述支座5中間為中空結構，用于容納搖臂支桿3圍繞轉轉軸4擺動。

進一步地，所述搖臂支桿3的夾角為35°～45°。

進一步地，所述搖臂支桿3與舵機8連接的一端設有凹槽，舵機8的擺動搖臂位于凹槽內，傳導舵機8的轉動力矩。

進一步地，所述搖臂支桿3與擾流片1之間設有隔熱墊2。

進一步地，所述擾流片1外緣設有翻邊法蘭，通過翻邊法蘭與搖臂支桿3連接，翻邊法蘭與搖臂支桿3之間設有隔熱墊2，以阻隔擾流片1傳導過來的熱量。

進一步地，所述擾流片1軸向距噴管出口端面2～3倍噴管出口直徑。

進一步地，所述舵機8和擾流片1分別位于底板7的內外兩側，所述底板7外側設有隔熱板6。