[发明专利]一种矢量喷口的设计方法及矢量喷口

摘要

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oe‑xeyeze，其中xeye平面与椭圆截面重合，ze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oc‑xcyczc，其中xcyc平面与垂直面重合，zc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。 1

主权项

1.一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，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的矢量喷口设计方法，其特征在于，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；

其中，β为第一段圆柱的侧壁与第一椭圆截面之间的夹角，θ为点(x_p，y_p)投影在坐标系o_c‑x_cy_cz_c中与y_c轴的夹角；x_c＝x_e，x_e、y_e满足椭圆方程。

3.根据权利要求2所述的矢量喷口设计方法，其特征在于，所述坐标系o_e‑x_ey_ez_e中的平面x_ey_e与坐标系o_c‑x_cy_cz_c的平面x_cy_c夹角为α，o_c‑x_c轴和o_e‑x_e轴的单位矢量重合。

4.根据权利要求1至3项中任一项所述的矢量喷口设计方法，其特征在于，所述设计方法还包括矢量喷口的动作方法，所述动作方法包括以下步骤：

预设所述矢量喷口的初始状态；

逆时针旋转所述矢量喷口进入巡航状态；

所述第一段圆柱和所述第三段圆柱逆时针旋转90°、所述第二段圆柱顺时针选择90°，以使所述矢量喷口由巡航状态进入垂直起降状态。

5.根据权利要求4所述的矢量喷口设计方法，其特征在于，所述矢量喷口的初始状态为：所述第一段圆柱、第二段圆柱和第三段圆柱的轴线重合。

6.根据权利要求4所述的矢量喷口设计方法，其特征在于，由巡航状态进入短距起降状态的动作方法包括：第一段圆柱和第三段圆柱逆时针旋转45°、第二段圆柱顺时针旋转45°。

7.据权利要求4所述的矢量喷口设计方法，其特征在于，所述第一段圆柱和所述第三段圆柱顺时针旋转45°、所述第二段圆柱逆时针旋转45°，以使所述矢量喷口由垂直起降状态进入短距起降状态。

8.一种矢量喷口，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，其特征在于，所述第一段圆柱与第二段圆柱之间、所述第二段圆柱与所述第三段圆柱之间通过轴承进行相互旋转，所述轴承内还设置有内衬，所述矢量喷口动作时的椭圆截面与内衬的轴线垂直，所述轴承对称设置于所述椭圆截面左右两端。

9.根据权利要求8所述的矢量喷口，其特征在于，所述轴承与所述矢量喷口外表面连接处还设置有底座，所述底座包括第一底座和第二底座，所述第一底座将所述轴承与第一段圆柱固定连接，所述第二底座将所述轴承与所述第二段圆柱固定连接。