[发明专利]一种矢量喷口的设计方法及矢量喷口

说明书

本发明公开了一种矢量喷口的设计方法及矢量喷口，涉及飞机的矢量喷口设计领域。所述设计方法包括以下步骤：确定所述矢量喷口的内径r；根据所述矢量喷口内径r确定所述椭圆截面的半短轴a和半长轴b；以所述椭圆截面中心点为原点建立坐标系o_e‑x_ey_ez_e，其中x_ey_e平面与椭圆截面重合，z_e轴与所述第二段圆柱轴线重合；以所述椭圆截面投影圆中心点为原点建立坐标系o_c‑x_cy_cz_c，其中x_cy_c平面与垂直面重合，z_c轴与所述第二段圆柱轴线重合；以所述椭圆截面投影圆上的一点为原点建立坐标系O‑XYZ，其中XY平面与垂直面重合，Z轴垂直于所述第二段圆柱轴线；计算椭圆截面上的点的横坐标和纵坐标，以得到第二段圆柱两截面形状。本发明计算简单、便于切割制造。

技术领域

本发明涉及飞机的矢量喷口，特别是涉及一种矢量喷口的设计方法及矢量喷口。

背景技术

普通飞机的飞行迎角是比较小的，在这种状态下飞机的机翼和尾翼都能够产生足够的升力，保证飞机的正常飞行。当飞机攻角逐渐增大，飞机的尾翼将陷入机翼的低能尾流中，造成尾翼失速，飞机进入尾旋而导致坠毁。这个时候，纵然发动机工作正常，也无法使飞机保持平衡停留在空中。然而当飞机采用了推力矢量之后，发动机喷管上下偏转，产生的推力不再通过飞机的重心，产生了绕飞机重心的俯仰力距，这时推力就发挥了和飞机操纵面一样的作用。

矢量喷口就是可以改变飞机喷射方向的喷口，通过改变喷口方向来产生不同方向的加速度，对飞机进行推动操作。矢量喷口技术对战斗机的隐身、减阻，减重都十分有效。

而目前，圆形矢量喷口存在设计复杂、动作方式较难把握，且角度作动精度低的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种矢量喷口的设计方法及矢量喷口，旨在减小矢量喷口的设计难度、提供较好的动作方式。

为实现上述目的，本发明提供一种矢量喷口设计方法，所述矢量喷口包括相互连接的三段圆柱结构，其中第二段圆柱的两端面均为椭圆截面，第一段与第二段之间通过第一椭圆截面相连接，第二段与第三段之间通过第二椭圆截面相连接，所述设计方法包括以下步骤：

确定所述矢量喷口的内径r；根据所述矢量喷口内径r确定所述椭圆截面的半短轴a和半长轴b；

以所述椭圆截面中心点为原点建立坐标系o_e-x_ey_ez_e，其中x_ey_e平面与椭圆截面重合，z_e轴与所述第二段圆柱轴线重合；

以所述椭圆截面投影圆中心点为原点建立坐标系o_c-x_cy_cz_c，其中x_cy_c平面与垂直面重合，z_c轴与所述第二段圆柱轴线重合；

以所述椭圆截面投影圆上的一点为原点建立坐标系O-XYZ，其中XY平面与垂直面重合，Z轴垂直于所述第二段圆柱轴线；

计算椭圆截面上的点的横坐标和纵坐标，以得到第二段圆柱两截面形状。

优选地，所述椭圆截面上点的横坐标和纵坐标的计算包括：

通过等式计x_p＝r*arc sin(x_c/r)算横坐标x_p，通过等式计算纵坐标y_p；