[发明专利]一种舵式矢量发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种舵式矢量发动机，它通过在喷气式发动机的尾喷口加装舵的方式，实现对飞行器的姿态控制，起到与矢量发动机相类似的可以改变推力方向的效果，属航空发动机技术领域。

背景技术

现有喷气式飞机的姿态控制，主要通过水平尾翼、垂直尾翼、鸭翼或直接由机翼来完成。最新的矢量发动机可通过喷气式发动机尾喷口的转向，改变喷气方向来调整推力方向，实现对飞机的姿态控制，但该技术实现难度较大，目前仅有美、俄两国进行了实际应用，我国尚处在研究中。美国的方案是采用矩形喷口，上下、左右各有两对偏转板，可以分别在上下、左右方向上偏转，以改变喷气方向，虽然结构简单，但无法360度转向，属于二元推力矢量发动机；俄罗斯的方案是将尾喷口与发动机球形铰接，以实现尾喷口的360度转向，虽然结构复杂，但可提供全方向推力，属于多元推力矢量发动机。本发明拟提出有别于上述两种技术解决方案的第三种技术解决方案，以期获得与矢量发动机相类似的可以改变推力方向的效果，同时降低实现的技术难度。

发明内容

虽然喷气式发动机尾喷口的气流温度极高，但随着耐高温材料技术的发展，使得我们也可以提出直接在喷气式发动机尾喷口加装舵，通过舵面在垂直于发动机中心轴的自身转动轴方向上角度调整，以及舵在发动机中心轴方向上的转动，起到改变发动机推力方向的效果，获得对飞行器更加敏捷、高效的姿态控制，同时降低实现的技术难度。本发明的技术解决方案：在喷气式发动机尾喷口设计一个水平舵，尾喷口喷出的高速气流流过水平舵，通过调整水平舵的舵面角度，实现发动机的二元矢量推力；水平舵通过舵臂连接在舵向轴承上，舵向轴承连接在发动机机身上，通过舵向轴承以发动机轴心为轴的转动，带动水平舵以发动机轴心为轴转动，配合水平舵沿自身轴向进行的舵面角度的上下调整，实现发动机的多元矢量推力；还可以在尾喷口设计一个垂直舵，垂直舵与水平舵成90度夹角，通过调整垂直舵的舵面角度，配合水平舵的舵面角度调整，实现发动机的多元矢量推力；水平舵、垂直舵也可以通过舵臂连接在舵向轴承上，通过舵向轴承以发动机轴心为轴转动，带动水平舵、垂直舵以发动机轴心为轴转动，实现发动机的多元矢量推力；还可以将水平舵或垂直舵设计成由相互对称的两部分组成，不使用时可以分别向尾喷口的两侧旋转，转出尾喷口气流中心区域，以减少舵体在高温气流下的烧蚀时间；本发明还提出了将水平舵或垂直舵设计在尾喷口内侧，比如设计在发动机机身与尾喷口的连接处，这样，水平舵或垂直舵就可以完全被尾喷管包裹遮挡在尾喷口里面，从而提高采用隐身设计的作战飞机的隐身性。

附图说明

附图1是本发明实施例之一的立体图

附图2是本发明实施例之二状态1的剖面图

附图3是本发明实施例之二状态2的剖面图

附图4是本发明实施例之三的立体图

图中，1是发动机机身、2是尾喷口、3是水平舵、4是舵臂、5是舵面拉杆、6是舵向轴承、7是垂直舵、A-A'是发动机轴心、B-B'是水平舵自身转动轴轴心、C-C'是垂直舵自身转动轴轴心

具体实施方式

对照附图1，图1本发明实施例之一的立体图。图中，喷气式发动机尾喷口2设计了一个水平舵3，发动机尾喷口2喷出的高速气流流过水平舵3，这样，当我们调整水平舵3的舵面角度，即使水平舵3沿自身的轴向B-B'进行舵面角度的上下调整时，便可以使发动机的推力方向在飞机轴向上产生上下方向上的变化，从而实现发动机的二元矢量推力。

实现水平舵3沿自身轴向B-B'进行舵面角度上下调整的技术解决方案很多，图1中为水平舵3设计了舵面拉杆5，通过马达驱动舵面拉杆5，即可调整水平舵3的舵面角度。

从图1可知，我们只需要让水平舵3也可以同时在发动机轴心方向上转动，配合水平舵3的舵面角度调整，就可以实现发动机的多元矢量推力。

对照附图1，水平舵3通过舵臂4连接在舵向轴承6上，舵向轴承6连接在发动机机身1上，舵向轴承6可以以发动机轴心A-A'为轴转动，从 而带动水平舵3以发动机轴心A-A'为轴转动，配合水平舵3沿自身轴向B-B'进行舵面角度的上下调整，实现发动机的多元矢量推力。