[發明專利]射流增強型復合式操縱舵面、飛行器及飛行器控制方法

在審

• 申請號: 202210828995.5
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115195994A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 張劉;黃勇;李昌;趙壘;何萌;黃東東
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心低速空氣動力研究所
• 主分類號: B64C13/28
• 分類號: B64C13/28;B64C21/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 吳彥峰

本發明公開了一種射流增強型復合式操縱舵面、飛行器及飛行器控制方法，通過在操縱舵面主體上設置機械操縱組件和射流操縱組件，利用機械操縱組件與機翼安定面轉動連接，以實現飛行器的機械操縱舵面控制，利用設置于操縱舵面主體內的射流操縱組件，以實現飛行器的射流操縱舵面控制，進而基于對機械操縱舵面和射流操縱舵面的控制，能夠為飛行器提供包括機械操縱舵面控制模式、射流舵面控制模式和復合操縱舵面控制模式等三種控制模式，使飛行器同時具備高亞聲速和超音速范圍內控制能力和控制效率較高的優點，也能克服其在低速范圍和大迎角條件下控制效率較低和控制能力不足的缺點，提高作戰飛行的飛行包線，機動性和敏捷性。

技術領域

本發明涉及飛行控制技術領域，尤其涉及到一種射流增強型復合式操縱舵面、飛行器及飛行器控制方法。

背景技術

現有飛行器大多采用傳統機械操縱舵面改變飛行器的氣動力和力矩進行飛行姿態控制，這種操縱舵面方式具有高速飛行條件下控制能力強、控制線性好等等優點，仍然作為飛行姿態控制的主要部件，但這種控制方式受速壓和舵面飽和控制的限制，存在低速時控制效率低和控制能力不足的問題，大迎角范圍控制失效等問題，限制了飛機的飛行包線，降低了安全性。

射流環量控制技術通過驅動壓縮空氣射流驅動壓縮空氣沿柯恩達表面切向噴出，柯恩達效應使射流附著偏轉改變翼型后緣庫塔條件，誘導氣流偏轉，裹挾外界流體加速，翼型尾緣分離點和前緣駐點位置發生變化，改變機翼表面局部壓力分布，獲得飛行控制所需的操控力和力矩，是一種新型氣動控制技術。射流環量控制技術作為典型的主動流動控制技術，通過提高射流能量密度，具有低速控制能力強、控制效率高，大迎角條件下仍然有效的優點。但是射流環量控制技術及其支持系統成熟度不高，且在高亞聲速條件下控制效率較低，超聲速條件下控制失效等問題，無法滿足寬速域控制要求。

因此，如何提供一種可以同時滿足寬速域范圍和大迎角條件下較高的飛行操縱力矩控制能力和控制效率的舵面，是一個亟需解決的技術問題。

上述內容僅用于輔助理解本發明的技術方案，并不代表承認上述內容是現有技術。

發明內容

本發明的主要目的在于提供射流增強型復合式操縱舵面、飛行器及飛行器控制方法，旨在解決目前操縱舵面無法同時滿足寬速域范圍和大迎角條件下較高的飛行操縱力矩控制能力和控制效率要求的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供一種射流增強型復合式操縱舵面，包括：

操縱舵面主體，所述操縱舵面主體包括相對設置的連接端面和射流操縱端面，所述操縱舵面主體內部設有射流入口導向至所述連接端面、射流出口導向至所述射流操縱端面的射流通道；其中，所述射流操縱端面設置為柯恩達型面；

機械操縱組件，所述機械操縱組件包括相互轉動連接的第一轉動件和第二轉動件，所述第一轉動件與所述操縱舵面主體連接，所述第二轉動件與機翼安定面連接；

射流操縱組件，所述射流操縱組件包括相互連接的射流供氣件和射流導向件，所述射流導向件將所述射流供氣件生成的壓縮空氣導流至所述射流通道，以使所述壓縮空氣在流經所述射流通道后沿所述柯恩達型面切向噴出。

可選的，所述射流通道包括第一射流通道和第二射流通道；其中：

所述第一射流通道和所述第二射流通道內的壓縮空氣在流經所述射流通道后沿所述柯恩達型面切向噴出時，控制所述操縱舵面主體沿不同方向轉動；

所述第一射流通道與所述第二射流通道配置為射流入口軸線平行，且兩條所述射流入口軸線所在的平面與操縱舵面主體的轉動軸線垂直。

可選的，所述操縱舵面主體內部還設有轉接管路；其中：

所述轉接管路連接射流通道，所述轉接管路的管壁開設有導向件開口；

所述射流導向件設置于所述導向件開口內，用于將射流供氣件生成的壓縮空氣經轉接管路導流至射流通道。