[发明专利]一种具有多轴矢量控制功能的球形收敛二元扩张喷管

权利要求书

1.一种具有多轴矢量控制功能的球形收敛二元扩张喷管，其特征在于，所述喷管设置于航空发动机的排气系统中，包括：

静球壳(1)，呈两端开口的球壳结构，其前端与发动机加力燃烧室末端连接；

动球壳(2)，包括球面段(21)与侧壁支架(22)，球面段(21)为呈两端开口的球壳结构，设置在所述静球壳(1)后端，与所述静球壳(1)保持同心，且可绕其球心在水平面旋转，侧壁支架(22)对称分布于动球壳(2)左右两侧；

两块喉道调节片(3)，包括上喉道调节片(31)与下喉道调节片(32)，分别沿水平方向对称分布在上下两侧，所述上喉道调节片(31)与所述下喉道调节片(32)的球面部分与所述球面段(21)保持同心，且可绕其球心在铅垂面旋转；

四块扩张调节片(4)，包括第一扩张调节片(41)、第二扩张调节片(42)、第三扩张调节片(43)、第四扩张调节片(44)，其中所述第一扩张调节片(41)与所述第二扩张调节片(42)铰接于所述上喉道调节片(31)末端，所述第三扩张调节片(43)与所述第四扩张调节片(44)铰接于所述下喉道调节片(32)末端，所述扩张调节片(4)与所述喉道调节片(3)之间的角度可调节；

两个扩张密封组件(5)，包括上扩张密封组件(51)与下扩张密封组件(52)，由多个扩张密封片铰接形成，其具有一定的柔性，所述上扩张密封组件(51)两侧分别与所述第一扩张调节片(41)和所述第二扩张调节片(42)内侧端面铰接，一端与所述上喉道调节片(31)末端铰接；所述下扩张密封组件(52)两侧分别与所述第三扩张调节片(43)和所述第四扩张调节片(44)内侧端面铰接，一端与所述下喉道调节片(32)末端铰接；形成对扩张段燃气的密封作用，防止燃气泄漏造成对所述扩张调节片(4)外表面的烧蚀；

偏航作动机构(6)，呈左右对称分布，其一端铰接于所述静球壳(1)上，另一端铰接于所述球面段(21)上，用于驱动所述动球壳(2)绕其球心在水平面旋转；

俯仰作动机构(7)，呈上下对称分布，其一端铰接于所述球面段(21)上，另一端铰接于所述喉道调节片(3)的平直部分上，用于驱动所述喉道调节片(3)绕其球面部分球心在铅垂面旋转；

滚转作动机构(8)，呈上下左右对称分布，其一端铰接于所述喉道调节片(3)的平直部分上，另一端铰接于所述扩张调节片(4)上，用于驱动所述扩张调节片(4)绕各自铰接点转动；

多个密封装置(9)，位于多个运动结构之间，保证结构之间正常的相对运动，并起到密封燃气的作用；

两块侧壁(10)，对称安装于两块所述侧壁支架(22)末端。

2.根据权利要求1所述的具有多轴矢量控制功能的球形收敛二元扩张喷管，其特征在于，

所述偏航作动机构(6)包括第一偏航作动筒(61)与第二偏航作动筒(62)，分别位于喷管左右两侧，且各自独立，所述第一偏航作动筒(61)与所述第二偏航作动筒(62)两端分别与所述静球壳(1)和所述球面段(21)铰接；

所述第一偏航作动筒(61)与第二偏航作动筒(62)异步伸缩时，带动所述动球壳(2)紧贴所述静球壳(1)外表面绕其球心在水平面转动，实现喷管的偏航功能。

3.根据权利要求1所述的具有多轴矢量控制功能的球形收敛二元扩张喷管，其特征在于，

所述俯仰作动机构(7)包括上俯仰作动筒(71)与下俯仰作动筒(72)，分别位于喷管上下两侧，且各自独立；其中所述上俯仰作动筒(71)两端分别与所述球面段(21)和所述上喉道调节片(31)铰接；所述下俯仰作动筒(72)两端分别与所述球面段(21)和所述下喉道调节片(32)铰接；

所述上俯仰作动筒(71)与下俯仰作动筒(72)同步伸缩时，带动所述上喉道调节片(31)与下喉道调节片(32)紧贴所述球面段(21)绕其球心在铅垂面异向转动，实现喉道面积调节功能；所述上俯仰作动筒(71)与下俯仰作动筒(72)异步伸缩时，带动所述上喉道调节片(31)与下喉道调节片(32)紧贴所述球面段(21)绕其球心在铅垂面同向转动，实现喷管的俯仰矢量功能。