[发明专利]调节V形尾翼外倾角度的装置

说明书

技术领域

本发明涉及航空变体飞机设计技术领域，具体是一种飞机V形尾翼倾斜角调节装置。

背景技术

V形尾翼的外倾角是指以飞机体轴系（机头顶点为原点，飞机对称轴为x轴，沿飞机展向为z轴，垂直于x轴z轴的为y轴）为参考，在安装角为零时，组成V形尾翼的两个尾翼中的一个的对称面与xy平面的夹角。V形尾翼在xz面的投影充当了飞机的水平尾翼，在xy平面的投影充当了飞机垂尾，是集飞机俯仰控制和飞机横航向控制为一体的部件。在尾翼翼面积一定的情况下，尾翼外倾角度的大小决定了尾翼在各个面投影面积的大小，即有效平尾或者垂尾面积。

一般的，V形尾翼飞机在保持尾翼倾斜角不变的前提下，利用尾翼绕转动轴的偏转来提供飞机的俯仰以及横航向所需力矩。其不足之处在于，在任何任务状态下有效平尾和垂尾面积几乎不变，造成了V形尾翼投影面积的闲置。研究表明，飞机在不同的任务阶段对纵向俯仰控制和横航向偏转控制的需求是不均等的，例如，飞机在爬升阶段主要需要抬头力矩，V形尾翼在该阶段主要起到俯仰控制的作用，横航向控制居其次，所以大部分有效垂尾面积处于闲置状态；在盘旋阶段飞机则主要需要偏航力矩，V形尾翼在该阶段主要起到横航向控制的作用，俯仰控制居其次，则有大部分有效平尾面积处于闲置状态。

另外，少数能够改变翼面倾斜角度的装置，多是依靠铰链完成一个小角度的调节动作，存在调节不精确和调节范围小的问题。

发明内容

为了减少V形尾翼投影面积的闲置率，本发明提出了一种调节V形尾翼外倾角度的装置。

本发明包括一个中心连接件、四个电机、四个齿轮和两条导轨。中心连接件位于所述调节装置的中心，并将中心连接件上的尾翼连接杆与尾翼的转轴固连。两条导轨分别位于中心连接件的两侧并相互平行。四个电机对称的固定在中心连接件上的电机安装板上。四个齿轮分为两组，各组齿轮分别与一条导轨的内表面的齿啮合。四个齿轮分别固定在各电机的输出轴上。位于同一侧两个电机的中心线相互平行并处于同一水平面，使与该电机连接的齿轮均与导轨内表面的齿啮合。

将各电机通过电源线与飞机电源母线连接；将各电机通过信号线与飞机的数据总线连接。

所述的中心连接件包括支撑件、连杆和电机安装板。在该支撑件圆周表面均布有四个径向凸出的连杆。在所述各连杆的端面均有凸出的电机安装座的安装板。在支撑件上表面中心有轴向凸出的尾翼连接杆，通过该尾翼连接杆，将调节装置与尾翼的接纳部件固连。该尾翼连接杆的横截面为四方形。

所述的导轨为弧形的盒状，该导轨的上下内表面均为齿面。所述齿轮的模数与导轨齿面的模数相同。齿轮的中心孔为方形盲孔。

所述导轨的弧度与机身框架外弧面的弧度相同。在所述导轨盒形底部外表面的两侧分别有与机身框架固连的导轨安装板。

本发明提供一种组合装置，用于实现V形尾翼外倾角的调整。

本发明能实现尾翼的对称平面与机体对称平面的夹角的调节。四个电机以及与所述电机连通的四条信号线和四条电源线实现了多余度设计，能使系统避免可能发生的故障，这意味着一旦某个电机发生故障，其他电机可以保证足够的动力和准确的控制完成驱动工作，不会导致调整尾翼外倾角度的操作失效。

本发明中，电机的信号线与控制系统相连，实现调整角度指令的传输。电机的电源线与动力系统相连，电机的传动轴与齿轮齿条传动装置相连，从而实现齿轮的转动，并能控制齿轮在齿条上的运动行程。

飞机的V形尾翼与中心连接件固连，通过齿轮在导轨上的传动，沿固定在固定部件上的弧形导轨方向实现倾斜角度的调整。

本发明能够根据不同的任务需要改变尾翼外倾角度，从而改变在不同平面的投影面积。例如，在爬升阶段，通过增大尾翼外倾角度增加有效平尾面积，减少有效垂尾面积，从而减少xy平面投影面积的闲置率，使尾翼尽量充分地用于提供俯仰力矩；在盘旋阶段，减小尾翼外倾角度，增加有效垂尾面积，减少有效平尾面积，从而减少xz平面投影面积的闲置率，使得尾翼面积尽量充分地用于提供偏转力矩。

另外，齿轮齿条传动的精确度较大，调节角度范围较大。而且，由电动机驱动的齿轮装置比机械传动的铰链装置反应灵敏、故障率低，且易于控制偏转速度和位移。

附图说明

图1是本发明的中心连接件结构示意图的俯视图。

图2是图1的正视图。

图3是电机与飞机数据总线和飞机电源母线连接示意图。

图4是导轨的正视图。

图5是本发明的结构侧视图。

图6是本发明的结构示意图。图中：